基于Pro_E的盒體壓鑄模設(shè)計研究

1、壓力鑄特種鑄造及有色合金2007年第27卷第6期基于Pro/E 的盒體壓鑄模設(shè)計研究黃勇吉寧郝永平布國亮(沈陽理工大學材料科學與工程學院摘要論述了應(yīng)用Pro/E 及其二次開發(fā)工具Pro/TOOL KIT 等軟件對盒體類壓鑄模設(shè)計的問題, 介紹了基于Pro/E 的盒體壓鑄模設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其組成部分。研究表明, 通過對Pro/E 的二次開發(fā), 可以完成從三維圖形到二維圖形的轉(zhuǎn)化, 從而實現(xiàn)盒體類壓鑄模的實體及平面圖的設(shè)計過程, 顯著地縮短了盒體類壓鑄模的設(shè)計周期, 提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞Pro/E ; 二次開發(fā); 盒體壓鑄模中圖分類號T G 24911; TP311文獻標志碼A 文章編號1001-

2、2249(2007 06-0451-03CAD/CAM 技術(shù)被認為是現(xiàn)代模具設(shè)計的核心和重要的發(fā)展方向1。在對CAD 進行二次開發(fā)后,CAD 二維圖形向三維圖形的轉(zhuǎn)化已得到實現(xiàn)2,3。在Pro/E 三維造型軟件日益普及后, 三維造型已不再是模具設(shè)計的難點, 但要高效地進行產(chǎn)品設(shè)計以滿足更高層次的要求, 須借助其高級開發(fā)工具包Pro/TOOL KIT 4?；赑ro/E , 方便設(shè)計。23壓鑄件逐漸向大型化和復雜化方向發(fā)展, 原來的模具設(shè)計依賴于手工, 僅憑設(shè)計者的經(jīng)驗, 設(shè)計周期長, 質(zhì)量較難滿足新產(chǎn)品壓鑄件的要求5, 為此, 開發(fā)壓鑄模的設(shè)計計算系統(tǒng)。壓鑄模設(shè)計計算系統(tǒng)是為解決壓鑄模具工藝參

3、數(shù)、方案選擇等而提供的一套有效、合理、可靠的設(shè)計方案。這部分將采用VC +610編程軟件來完成, 利用該軟件設(shè)計計算壓鑄模具工藝參數(shù)、方案選擇等的計算程序, 通過輸入?yún)?shù)和選擇參數(shù)得出最后參數(shù), 并由計算程序保證參數(shù)計算的正確性, 最終將結(jié)果數(shù)據(jù)作為文件保存到數(shù)據(jù)庫里面。使用該系統(tǒng)時, 用戶可以輸入設(shè)計的壓鑄件的種類, 然后系統(tǒng)將自動進入設(shè)計, 用戶只需要輸入一些必要的參數(shù)協(xié)助系統(tǒng)完成設(shè)計。壓鑄模設(shè)計計算部分由壓鑄機選擇系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、推出機構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)等幾部分組成, 其結(jié)構(gòu)流程圖見圖3。3. 1壓鑄機選擇1圖1所示的盒體壓鑄件, 結(jié)構(gòu)較復雜, 由4個側(cè)面與一個底面組成, 底面由直徑不均的孔和柱

4、體組成,4側(cè)是形狀不同的結(jié)構(gòu), 其中一個側(cè)面如同暖氣片的形狀, 另外兩個側(cè)面都由5個長條形的凹槽構(gòu)成, 其余一面是一個空框。側(cè)面均需側(cè)向抽芯完成。盒體利用Pro/E 軟件的拉伸、倒角等命令對其進行三維造型 。圖1盒體鑄件的三維圖2系統(tǒng)總體設(shè)計分析方盒體類零件具有以下特點:外部結(jié)構(gòu)都是由4個側(cè)面與一個底面組成, 側(cè)面都通過側(cè)向抽芯成型, 盒體底部用一個大鑲塊成型。找到這類零件的相似之處, 解決這類鑄件的壓鑄模設(shè)計問題就容易了。本系統(tǒng)主要由3部分組成:壓鑄模設(shè)計; 圖形處理; 數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。在進行壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計之前, 必須首先選擇壓鑄機。壓鑄機的參數(shù)將影響到模具的各個方面, 比如模具最小

5、最大厚度、壓室直徑等。壓鑄模設(shè)計時需要考慮壓射比壓、鎖模力、開模行程、合模行程和壓室直徑等方面的限制, 還要考慮模具與壓鑄機的裝配和配合問題, 因此, 在設(shè)計壓鑄模時要對上述各方面進行校核。這部分的人機對話要求更高, 圖形化用戶界面必須完善。鑒于這些原因, 單獨開發(fā)了壓鑄機選擇模塊, 該模塊由多個收稿日期:2007203209hy195953163. com451 特種鑄造及有色合金2007年第27卷第6期圖6圖形處理部分結(jié)構(gòu)圖4. 1參數(shù)化部分Pro/E 軟件在提供強大的設(shè)計、分析、制造功能的圖3壓鑄模設(shè)計部分流程圖對話框組成, 壓鑄機選擇對話框見圖4。3. 2澆注系統(tǒng)設(shè)計分之一, , ,

6、排出等密切相關(guān), 、充填時間、型腔溫度等充型條件, 其設(shè)計是壓鑄模設(shè)計的重要環(huán)節(jié)6。傳統(tǒng)的壓鑄模澆注系統(tǒng)設(shè)計比較麻煩而且復雜, 設(shè)計者需要查閱大量的資料, 而且澆注系統(tǒng)的設(shè)計是一個返返復復的過程, 浪費了設(shè)計者很多時間。本系統(tǒng)中澆注系統(tǒng)的設(shè)計采用VC +610編程實現(xiàn), 直接計算出澆注系統(tǒng)的尺寸, 其中包括對直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道、溢流槽、排氣道的設(shè)計。橫澆道的一對話框見圖5 。同時, 也為用戶提供了多種參數(shù)化設(shè)計開發(fā)工具。壓鑄模的零件中既包含標準件, 。針對壓, 應(yīng)用KIT 進行開發(fā)。, 只是尺寸不同, 這些, 可先建立一個零件模型, 控制零件中所有尺寸的參數(shù), 通過改變各個參數(shù)的值生成所需

7、要尺寸的零件7。三維參數(shù)化的開發(fā)方法可以利用Pro/E 軟件完成零件建模過程, 選取建模的零件尺寸參數(shù)必須保持完整齊全, 建立人機交互界面來控制尺寸參數(shù)改變, 完成零件的參數(shù)化造型。參數(shù)化造型過程見圖7 。圖7參數(shù)化造型過程4. 2平面圖生成部分傳統(tǒng)的壓鑄模設(shè)計完全采用人工繪圖, 由于Pro/E軟件不僅有三維建模的功能, 還有自動生成二維圖形的功能, 而且生成的二維工程圖轉(zhuǎn)換成AutoCAD 平面圖, 再進行修改, 這樣大大減輕了模具設(shè)計者的負擔。但針對某些模具零件的特殊性, 要生成合理的、修改少的圖形, 還需要對Pro/E 工程圖部分進行二次開發(fā)。Pro/E 系統(tǒng)的工程圖配置文件, 對于工程

8、圖的生成來說是非常重要的, 它包含了諸如工程圖的文本字體類型、字高、字寬; 尺寸箭頭的形式、長度、寬度; 尺寸公差的顯示、格式等的設(shè)置8。由于Pro/E 系統(tǒng)提供的配置文件只滿足企業(yè)的部分要求, 所以, 有些參數(shù)需要經(jīng)過用戶另行配置才能生效。以下為配置文件示例:drawing_text_height3. 500000text_thickness 01000000text_width_factor01700000圖4 壓鑄機選擇對話框圖5橫澆道設(shè)計對話框4圖形處理壓鑄模設(shè)計系統(tǒng)的圖形處理部分將采用Pro/E 大型三維造型軟件及其二次開發(fā)功能, 即以VC +610為編譯工具的Pro/TOOL KI

9、T 應(yīng)用程序進行設(shè)計。首先對盒體壓鑄模的各個零件進行三維造型, 然后進行零件的參數(shù)化造型(即根據(jù)設(shè)計計算部分輸出參數(shù), 改變零件的大小 生成所需三維零件圖, 然后組裝裝配圖。三維零件圖與裝配圖生成后, 自動生成二維工程圖, 最后進入AutoCAD 中進行修改, 結(jié)構(gòu)流程圖見圖6。本系統(tǒng)采用Pro/E 對其進行二次開發(fā)。在VC +610下編譯Pro/TOOL KIT 應(yīng)用程序, 系統(tǒng)將注冊一菜單, 下拉菜單中有工程圖生成命令。為了使系452壓力鑄特種鑄造及有色合金2007年第27卷第6期標致汽車鋁輪缺陷防止方法陳利平(浙江新昌職業(yè)技術(shù)學校摘要對某鋁輪有限公司生產(chǎn)的標致汽車鋁輪所產(chǎn)生的裂紋、疏松、

10、氣孔等的原因作了分析。通過改進鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型、合金和工藝、涂料后, 該產(chǎn)品的合格率從40%左右提高到87%90%。關(guān)鍵詞工藝結(jié)構(gòu); 熔煉; 涂料中圖分類號T G 24912文獻標志碼A 文章編號1001-2249(2007 06-0453-02整鑄鋁輪常采用重力鑄造, 其優(yōu)點是冷卻速度高, 晶粒細小, 鋁合金車輪力學性能高, 設(shè)備投資小, 其缺點是鑄件成品率不高, 產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。針對某公司生產(chǎn)的標致汽車鋁輪的缺陷進行分析, 對鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型、合金和工藝、涂料等進行改進, 產(chǎn)品的合格率大幅度提高, 取得明顯的經(jīng)濟效益。熱裂, 附近區(qū)域產(chǎn)生縮坑 。1熱裂紋1. 11. (1 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計整鑄鋁

11、合金車輪要得到合格, 裂紋主要集中在輪輞和輻板的交接處, 見圖1中1處。從產(chǎn)生的位置來看, 輪輞和輻板交接處是一個熱點, 使輪輞外模過熱, 而且往往由于輪輞和輻板壁厚相差太大, 使熱節(jié)點集中在輪輞與輻板交接處, 如果輻板比輪輞先凝固, 則輻板向中心收縮。在熱節(jié)得不到補縮條件下, 該處常常形成鑄件, 必須加以順序凝固控制, 即輪輞首先凝固, 輻板在壓力作用下補縮輪輞熱節(jié)點, 然后輻板凝固, 輪轂部分補縮輻板, 輪轂最后凝固, 輪轂部分通過直澆道來補縮。這是整鑄輪圈鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮的原則。由于輪輞壁厚設(shè)計尺寸為610mm , 單面加工余量為115mm , 而輻板厚度為510mm , 這樣輻板與

12、輪輞之收稿日期:2007204223作者簡介:陳利平, 男,1964年出生, 工程師, 浙江新昌職業(yè)技術(shù)學校, 浙江新昌(312500 , 電話E -mail :zjxswp163. com統(tǒng)命令使用方便, 將所有命令集中于一個菜單, 方便用戶調(diào)用。點擊工程圖生成命令即生成工程圖 。由于工等命令。最后的裝配圖見圖8。5結(jié)語應(yīng)用Pro/E 軟件及其二次開發(fā)工具對壓鑄模具進行設(shè)計, 縮短了模具設(shè)計周期, 減少人工操作時間, 同時也增加了模具的價值和市場競爭力。通過盒體壓鑄模具設(shè)計實例, 說明了基于Pro/E 的盒體類壓鑄模設(shè)計的實現(xiàn)方法, 對其他盒體類壓鑄模設(shè)計提供參考

13、。參考文獻1潘利波, 羅繼相, 潘欣. 基于Pro/E 二次開發(fā)的壓鑄模CAD 研究J.金屬成形工藝,2003(1 :26230. 2孟憲嘉, 劉云生, 王承志, 等. 壓鑄模特征化實體建模技術(shù)的研究J.特種鑄造及有色合金,2004(3 :42244. 3代六玲, 孟憲嘉. 三角帶輪壓鑄模智能CAD 系統(tǒng)的研究J.特種鑄造及有色合金,2002(1 :18219.4李世國. Pro/TOOL KIT 程序設(shè)計M .北京:機械工業(yè)出版社,2003. 5于彥東. 壓鑄模具設(shè)計及CADM .北京:電子工業(yè)出版社,2002. 6潘憲曾. 壓鑄模設(shè)計手冊(第3版 M .北京:機械工業(yè)出版社,2006. 7

14、何培英, 紀蓮清. PRO/E 參數(shù)化技術(shù)在沖壓模CAD 中的應(yīng)用J.2005(4 :64266. 8黃勇. 用CAXA 電子圖板和AutoCAD2000設(shè)計電刷端蓋壓鑄模(編輯:袁振國 J.金屬成形工藝. 2002(9 :47252.圖8盒體壓鑄模裝配圖1. 滑塊2. 吊環(huán)螺釘3. 動模套板4. 支撐板5. 動模座板6. 固定板7. 推板8. 動模鑲塊9. 型芯10. 推桿11. 復位桿12. 導套13. 導柱14. 定模鑲塊15. 澆口套16. 活塊17. 定模座板18. 定模套板程圖不僅僅包括圖形, 還包括尺寸、粗糙度、公差等, 針對上述問題, 也開發(fā)了工程圖圖框選擇、自動標注尺寸453

15、Abstract Cont rol equations of kinetics and dynamics a 2mong t he plunger , shot sleeve and liquid metal have been established to simulate t he 2D flow field of liquid metal in shot sleeve based on co nventional flow field simulation , in which t he boundary and initial condi 2tions among t he t hre

16、es are considered. The effect s of different velocities of plunger on t he ent rapped 2gas de 2fect s in liquid metal in shot sleeve have been ap 2proached , which p rovides a reference for t he selection of slow -injectio n velocity in practical die casting. K ey Words :Shot Sleeve , Flow Field , N

17、umerical Simu 2lationNumerical Simulation and Optimization of G ating Sys 2tem for Aluminum Alloy E ngine B racket Ha n J ieli , Cao Ha nxue , Lo ng Siyua n , Guo J ia n (Chongqing Engineering Research Center for Magnesium Alloys , Chongqing University , Chongqing , China 2007, 27(6 439441Abstract T

18、he filling p rocess was simulated to analyze local overheat in die resulting f rom irrational filling and cold shut occurred in far 2end in aluminum engine bracket. The result s t t are caused by irratio nal on analysis , t he have been optimized. t hat t he desir 2able filling can be in t he optimi

19、zed ingate , which plays t he uniform temperat ure dist ribution in t he die and eliminates t he cold shut in filling far 2end in t he bracket.K ey Words :Aluminum Alloy , Die C astings , Numerical Simulation , Ingate , Process OptimizationWC P article R einforced Steel/iron Matrix Wear R esist 2ant

20、 Composites Zeng Shaoli a n , Li Wei (Depart ment of Materials Science and Engineering , Jinan University , Guangzhou , China 2007,27(6 441444Abstract The p rocess used to p roduce t he WC particle reinforced steel/iron mat rix co mposites was reviewed including cast 2infilt ration met hod , powder

21、metallur 2gy , overlay welding , elect ro 2slag casting , and t he se 2lection of t ungsten carbide and t he steel/iron base , in 2terface reaction and bonding st rengt h , properties of application of t he compo sites. The effect s of parame 2ters , such as binder , additive , shape and size of WC

22、particle , po uring temperat ure , on t he composites fab 2ricated by cast 2infilt ration met hod have been paid at 2tention to. It is pointed out t hat t he cast 2infilt ration met hod is a p romising technique for fabricating t he WC particle reinforced steel/iron matrix compo sites , while t he c

23、ombination of SHS wit h cast 2infilt ration is a very potential app roach. It is a spotlight on cast 2in 2filt ration for fabricating t he composites wit h compo site layer of 10mm in t hickness and on stabilization of composites p rocess as well as t he key technology of in 2dust rialization. Surfa

24、ce wear resistant composites are more suitable for part s in t he co nditions of local wear and small angle erosion , and t he process and t he com 2posites sho uld be selected according to t he wear condi 2tions.K ey Words :Particle R einforced , Tungsten C arbide ,C ast 2nf iltration , Steel/iron

25、Matrix Composites , Wear Problems in E nvironmental Protection in Chinese Foundry Industry and Its Countermeasures Ya ng Li 2jun 1, Ti a n Shiji a ng 2,Liu Do ngmei 2(1. Shenyang Ar 2chitect ure University , Shenyang , China ; 2. Shenyang Research Instit ute of Foundry , Shenyang , China 2007,27(6 4

26、45447Abstract The ext reme ponderance for environmental p rotection and imminence of solving environmental p ro blems in t he China , especially austere environmen 2tal p roblems about foundry industries were reviewed. Aiming at t he existing problems , some countermeas 2ures were given.K ey Words :

27、Foundry Industries , E nvironmental Protec 2tion , E nvironmental PollutionPreparation of Semi 2solid Al 25Cu Alloy by U ltrasonic Stirring Li Y o ngjun , Cheng a , Hua ng X i ao mei , Zha ng ng , Mo e of Materials Science of Technology , 25Cu alloy was prepared by ul 2t The effect s of important pa

28、rameters , such as melt temperat ure , t he ult rasonic t reat ment time and outp ut power of ultrasonic stirrer , o n t he semi 2solid st ruct ure of t he alloy have been observed The result s show t hat finer primary p hase can be ob 2served wit h increasing t he melt temperat ure in t he range of

29、 610to 660. In addition , t he p rimary p hase in t he Al 25Cu alloy can be converted from coarse den 2drite into fine sp heroids wit h increasing t he outp ut power and time of ult rasonic stirrer at 660.K ey Words :Semi 2solid , U ltrasonic Stirring , Al 25Cu Al 2loy , MicrostructureDesign of Die C asting Die for Box Part System B ased on Pro/E Hua ng Y o ng , J i Ning , Hao Y o ngping , Bu Guoli a ng (School of Materials Science and Engineer 2ing , Shenyang University of Science and Technology