鑄造模具設計和制造研究

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1Pro/MoldDesiGs軟件設計模具的一般過程

1.1原始的模型設計

開始設計師需要建一個設計模型，就是模具中具有的制造的產品的原型，需要在該軟件的零件模塊中間進行三維的造型設立，正常經過拉伸、切除、拔模、圓角等特征方法來進行創立和建立。

1.2創建模具模型

這時，文件的類型應該選制造一模具型腔，然后，我們的子類型選模具型腔。我們就把它裝配到模具模型中（值得注意的是：這里是裝配不是創建），這樣就使得它成為了參照模型了。最后，在其中加上設計好的工件，或者我們用軟件提供的工具自動在其中創立，在沒辦法完成工件創建情況下，原始的手工繪制的辦法就可以使用了，這樣也可以得到需要的工件，這里的工件是毛坯。

1.3模型的分析

用軟件的分析功能來探討拔模斜度、厚度等幾何特點特征，來判斷這些特點是不是符合設計的要求。經過不斷地修改，直到符合要求。

1.4設置模具需要的收縮率

自然狀態下，壓力和溫度會發生改變，鑄件從模具中拿出來就會發生收縮等現象，所以，為了補償其中由于壓力溫度帶來的偏差，用軟件中擁有的收縮率功能。設計者經過設定恰當的收縮率就能夠得到方法參考模型，這樣能夠獲得正確尺寸的鑄造物件。

1.5模具分型面創建

模版中用來分割參照模型的曲面通常叫做分型面，它的設計將會直接影響到最后成型的零件的尺寸，表面的質量。

1.6模具元件體積塊的創建

使用上面提到的分型面，我們把工件分成型腔、型芯體積塊三部分。正常情況下，運用軟件分割菜單下面的兩個體積塊命令，將其分成很多個體積快，即拆模。這個不是元件，它是無質量的、三維的封閉曲面組。

1.7抽取模具元件

人們經過向體積塊中間加入實體的材料，讓它變成實際的元件，這個過程就是抽取模具元件的過程。完成之后，就成為了功能強大的Pro/EnGineer零件，把它調用或者裝換到其他的軟件中進行數控加工即可。

1.8鑄模仿真

軟件在完成模具元件抽取之后，就能夠自動的熔斷材料，通過澆口打進去模具型腔，從而產生澆注件。

1.9開模仿真

這一步主要是為了檢查模具中不同的機構，檢查是否有磨損、不合格等情況，從而確認模具是不是能正常的開啟。

2鑄造模樣的CAM過程

對三維模型的數字控制加工的命令，包含了很多方面，如加工的參數、加工的方式、道具的選擇、軌跡等等，這是加工系統生成的。通過對軌跡的后處理就可以產生G和M代碼，利用這些就能夠控制加工中心的刀具運動，按照三維的形狀和尺寸大小得到鑄造模樣了。

2.1粗加工

為了拉高模樣毛坯粗加工的效果，通常用大的硬質合金刀具來粗加工。加工的精度可以很低，可以是0.11mm；余量是精度的4~7倍就比較合適，一般可以是0.13–0.18mm；速度我們設置一個下限：1500mm/min左右，上限速度2200mm/min左右；根據零件大小，用于確定刀具直徑，一般都比較大。其中用的是等高加工的加工方法，一層一層的切出，每層深度一般在1mm左右。這種方法分為兩種：等高粗加工和等高精加工。

2.2半精加工

對那些有曲面形狀的物件，有時候要進行半精加工。采用直徑比較小的道具，一般比精加工的大那么一號。為了將效率提高，最好使用合金刀具，刀軌的生成可以用軟件的等高加工的加工方法，或者精加工法生成。

2.3精加工

主要是根據加工物件的加工面的形狀來確定的，通常情況下在直徑選擇中，使用比半精加工刀具小5~10mm的球刀，這樣做能夠提高功效，并且能避免過切的情況，對于局部圓角部位，可以用更小的刀再一次加工，直到完成。

2.4清根

以上所有過程完成后，雖然模樣所有形狀和尺寸都基本到位，但是由于球刀的應用，會由于使用環刀而產生圓角，一旦不能夠有效去除，鑄件可能會產生很大的披縫，因此，在精加工后，清根就是為了清除之前留下的圓角。

作者:李靜生 周穎 高菲 單位:山東能源重裝集團乾泰精密機械有限公司

參考文獻

[1]肖正明，劉建雄.Pro/E、Cimatron環境下塑料模具設計與加工模擬[J].電加工與模具，2009，（5）.

[2]沈言錦.基于鑄造模具CAE技術的研究[J].鑄造設備研究，2008，（2）.