基于CAD／CAM技术的阀块熔模模具设计.pdf

基于C A D ／ C A M技术的阀块熔模模具设计 Th e m ol d desi gn of a val ve bI ock used f or i n v est m ent cast i ng b ased on CAD， CAM t echnol ogy 刘淑芬 L l U Sh u ． f e n 辽宁工业大学 机械工程与自动化学院，锦州 1 2 1 0 0 1 摘要 ；介绍了基于C A D ／ C A M技术完成阀块零件的熔模模具设计过程。主要是采用P r o ／ E 的建模功 能，创建了阀块的毛坯3 D 实体 ，在P r o ／ E 的模具设计模块中完成阀块毛坯的熔模模具结构设 计 ，在M a s t e r C A M 中进行上、下模型腔的数控加工刀路设计和仿真，提高了阀块熔模模具设 计开发效率和质量。 关键词阀块；熔模；模具设计；O AD ／ O AM 中田分类号t T H 1 2 2 文献标识码B 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 5 0 a 上 一0 0 4 7 0 2 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． 1 s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 5 ． 0 3 上 ． 1 5 0 引言 阀块在液压机 、航空发动机的液压系统 中应用广 泛，在整个液压系统的设计和功能实现上起着至关重要 的作用，其制造技术和质量直接影响着液压设备的性能 和系统运行的平稳性及可靠性。 本论文所述的 阀块结构复杂，制造材料为6 0 6 1 ． T 6 航空硬铝 ，价格昂贵，毛坯制造精度要求高，从而 对其模具的结构和制造提出了更高要求。通常对这类零 件 ，企业采用熔模精密铸造方式生产其毛坯。本文基于 P r o ／ E 和Ma s t e r CAM平台，将C AD／ CAM技术应用 到了 阀块的熔模模具设计 中，有效提高了阀块模具的设计效 率，并有助于保证模具制造精度 。 1 阀块毛坯实体造型 P r o ／ E 是功能强大的三维C A D ／ C A M软件 ，在模具设 计与制造行业应用广泛 。在P r o ／ E 的建模模块 中可 以快 速完成 阀块毛坯的实体造型。造型主要过程为采用拉伸 增料命令造型出顶部大孔，并 以此顶孔作为基准，采用 用拉伸增料 、拉伸除料、变截面扫描等命令构造出零件 实体 、前面孔、背面和侧面；用曲面填充、曲面合并、 实体化命令造出零件侧面轮廓；最后建立各处倒角、倒 圆。造型后的阀块毛坯实体如图1 、图2 所示 。 2 模具设计 熔模铸造是一种优异的工艺技术 ，采用熔模铸造生 产阀块的毛坯，可以有效保证毛坯的制造精度，并减少 阀块的机械加工量。 在P r o ／ E 的模 具设计模块 中，根据 阀块毛坯 的结构 ■ ■ 图1 阀块前面 图2 阀块后面 特 点采用装配法和分型面法相结合 ，进行 阀块 的熔模模 具结构设计。 2 ． 1蜡模相关数据的确定 该 阀块毛坯表面粗糙度的最大值为3 ． 2 ，考虑到中 温蜡 的铸件表面粗糙度可达到2 ． 0 左右，充分满足非加 工表面粗糙度要求 ，故选用中温蜡作为蜡模原料。铸件 的收缩率 由合金收缩率、模料收缩率和型壳膨胀率综合 决定，最终确定铸件 的综合收缩率为1 ％【2 】 。 2 ． 2 蜡模的模具C A D 在P r o ／ E 的模具模块中进行模具设计，最关键的工作 是设计合理的分型面。分型面的位置和结构的合理性 ， 不仅对毛坯的制造效率和精度有影响，而且也关系到模 具操作的方便性和模具零件 的结构工艺性以及经济性。 本文中阀块模具的分型面方案和结构设计过程是 首先复制阀块毛坯的上顶孔面并延伸到模具顶面形成第 一 个分型面 ，构造出模具的型芯；再利用双侧拉伸创建 第二个分型面将模具整体一分为二，构造出模具的上下 模型腔 ，如图3 所示 。分型面设计完成后 ，在P r o ／ E中进 行开模检测，没有干涉。另外，为方便脱模和便于型腔 收稿日期2 0 1 4 -1 1 -1 7 基金项目辽宁工业大学校基金项 目 X2 0 1 1 0 5 作者简介刘淑芬 1 9 7 2一，女，辽宁铁岭人，副教授，硕士，研究方向为机械C AD ／ C AM／ C AE 。 第3 7 卷第3 期2 0 1 5 0 3 上 【 4 了 】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m