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压铸模设计与产品结构分析

1臂杆的压铸模设计

压铸模设计之前,必须要有经过审核的压铸件的工程图样或者是压铸件的3D模型。这是压铸模具设计的第一步,也是关键一步。已经有了产品的三维模型,经过预处理,就可以对该压铸件进行压铸模设计了。

1.1模具的组装

(1)创建模具文件并加载参考模型

首先进入PTCCreoParametric2.0中的“铸造型腔”组件,并进行工作目录的设置(以便于后期的文件保存),然后创建一个名为“Bigan_Mold”的压铸模模具文件,最后选择“mmns_mfg_cast”作为压铸模设计的模板,至此完成了新模具文件的创建。进行组装加载参考模型时,在已建好的模具文件主界面中,选择“铸造”选项卡中的“”命令组的“”命令,根据臂杆压铸件的需要加载一个参考模型到该文件中。如果在加载参考模型的过程中,参考模型的主开模方向与系统的开模方向(即两蓝色箭头所指的方向)不一致,应调整参考模型的坐标系,使其与系统的开模方向相同,以便于后续压铸模的设计。

(2)收缩率的设置

在CreoParametric2.0中,软件系统提供了收缩率的设置命令。操作如下:主界面中选择“铸造”选项卡中的“收缩”命令组中的“按比例”或“按尺寸”进行收缩率的设置。在弹出的对话框中,输入收缩率数值,查表后再根据经验数据,取0.005,即完成收缩率的设置。

(3)创建夹模器

CreoParametric设计压铸模的过程中,创建夹模器的方法有多种,其中较常用的就是利用系统提供的命令,直接单击“铸造”选项卡中的“夹模器”命令组中的“”命令来进行夹模器的创建。在弹出的对话框中,选择模具原点并输入创建工件的X、Y、Z值(135、250、100),如有需要还可以在“自动工件”对话框中修改夹模器的形状、单位和平移夹模器等选项,直至符合要求为止,这样就完成了夹模器创建。在图4中长方体即为设置好的夹模器。要注意在模具组装过程中创建的模具文件、参考模型和工件都必须放置工作目录下。至此,压铸模的模具组装阶段就完成了。

1.2设计分型面

在压铸模具开发的整个过程中,其最为关键的部分就是分型面的设计,分型面好坏直接决定了压铸模具的结构形状是否合理,以及能否从模具中取出合格的压铸件。在PTCCreoParametric2.0的“制造”模块中的“铸造型腔”组件中,创建分型面的方法有很多,其中比较典型的有复制延伸曲面法、复制填充曲面法、复制合并曲面法,以及系统提供的两个特殊命令“裙边曲面”和“阴影曲面”等。

在压铸模的分型面设计过程中,具体使用哪种方法来设计分型面,需要根据压铸件的结构特点及模具设计人员的实际工作经验来选择最简单适用的方式进行。但是无论使用哪种方法,设计人员都必须首先要对压铸件的结构、材质进行细致分析,理清当前的压铸件的分型面在哪里,大致是什么形状,只有做到心中有数,才能借助软件快速、正确、合理地设计好分型面。

在分型面创建前,设计者需要在CreoParametric的压铸模模具文件中选择“铸模”选项卡的分型面命令组,首先进入分型面的创建模式,这样后续所创建的曲面,系统才能被识别为分型面,便于后期压铸模具设计中对分型面的处理。通过前面的分析研究,本文中臂杆的主分型面采用“复制”外表皮并“填充”孔方式,把得到的曲面边界“延伸”到工件的侧面,这时所得到的曲面即主分型面。

1.3创建模具元件和仿真开模

在完成分型面这个压铸模设计的关键步骤之后,接下来要为创建压铸模模具元件做准备工作,即生成模具体积块。根据创建的分型面,直接借助系统的“压铸”选项卡中的“铸造几何”命令组中“”命令,把夹模器(或模具体积块)分割为创建模具元件所需模具元件的形状。根据臂杆的结构特点和所创建的分型面,其压铸模的体积块共有4个部分,即由上、下模的2个主体积块和2个型芯体积块组成。

但模具体积块不是真正的实体特征,而是一个有体积无质量的曲面特征,需要使用“”命令,才能得到模具实体零件,即最后所需的凸、凹模和2个型芯模具元件。但这并不能完全保证所创建的压铸模的模具元件是合格正确的,因此为了检验拆模的正确性,在开模前利用“铸造”选项卡中的“元件”命令组提供的“创建铸件”命令,模拟将金属熔体注入完成的拆模模具元件中生产压铸成品的过程。

在这个过程中如果生产的压铸件成品与设计模型不同,或者是根本就无法完成“铸模”,这时模具设计人员则需要重新检查拆模所出现的问题,并重新修改前面的操作,直至正确为止。通过定义模具的开模距离和方向,即得到模具开模图CreoParametric2.0对于模具元件仿真开模还提供了“全部用动画演示”命令,为设计者更加形象逼真地了解模具元件组装后的状态、各模具元件的相对位置及压铸模工作时模具元件的相对运动过程提供了很大的帮助。

2结语

在臂杆这种复杂铸件的压铸模设计过程中,采用CreoParametric2.0这样一个全方位的三维CAD/CAID/CAM/CAE软件包,其系统的相关性使得压铸件的设计变更会同步反映到模具的变化中去,零件的每一处变动,与之相关的模具型腔、工程图纸和制造信息等都会自动更新。该软件参数化设计的理念给传统的压铸模具设计带来了新观念。同时Creo软件采用面向对象的统一数据库技术,具备概念设计、基础设计和详细设计的功能,这为压铸模具后续的集成制造提供了优良的基础。

作者:贾颖莲何世松单位:江西交通职业技术学院机电工程系

 

  发布时间:2013/9/30 17:46:14  阅读人次