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1臂桿的壓鑄模設(shè)計(jì)

壓鑄模設(shè)計(jì)之前，必須要有經(jīng)過(guò)審核的壓鑄件的工程圖樣或者是壓鑄件的3D模型。這是壓鑄模具設(shè)計(jì)的第一步，也是關(guān)鍵一步。已經(jīng)有了產(chǎn)品的三維模型，經(jīng)過(guò)預(yù)處理，就可以對(duì)該壓鑄件進(jìn)行壓鑄模設(shè)計(jì)了。

1.1模具的組裝

（1）創(chuàng)建模具文件并加載參考模型

首先進(jìn)入PTCCreoParametric2.0中的“鑄造型腔”組件，并進(jìn)行工作目錄的設(shè)置（以便于后期的文件保存），然后創(chuàng)建一個(gè)名為“Bigan_Mold”的壓鑄模模具文件，最后選擇“mmns_mfg_cast”作為壓鑄模設(shè)計(jì)的模板，至此完成了新模具文件的創(chuàng)建。進(jìn)行組裝加載參考模型時(shí)，在已建好的模具文件主界面中，選擇“鑄造”選項(xiàng)卡中的“”命令組的“”命令，根據(jù)臂桿壓鑄件的需要加載一個(gè)參考模型到該文件中。如果在加載參考模型的過(guò)程中，參考模型的主開模方向與系統(tǒng)的開模方向（即兩藍(lán)色箭頭所指的方向）不一致，應(yīng)調(diào)整參考模型的坐標(biāo)系，使其與系統(tǒng)的開模方向相同，以便于后續(xù)壓鑄模的設(shè)計(jì)。

（2）收縮率的設(shè)置

在CreoParametric2.0中，軟件系統(tǒng)提供了收縮率的設(shè)置命令。操作如下：主界面中選擇“鑄造”選項(xiàng)卡中的“收縮”命令組中的“按比例”或“按尺寸”進(jìn)行收縮率的設(shè)置。在彈出的對(duì)話框中，輸入收縮率數(shù)值，查表后再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取0.005，即完成收縮率的設(shè)置。

（3）創(chuàng)建夾模器

CreoParametric設(shè)計(jì)壓鑄模的過(guò)程中，創(chuàng)建夾模器的方法有多種，其中較常用的就是利用系統(tǒng)提供的命令，直接單擊“鑄造”選項(xiàng)卡中的“夾模器”命令組中的“”命令來(lái)進(jìn)行夾模器的創(chuàng)建。在彈出的對(duì)話框中，選擇模具原點(diǎn)并輸入創(chuàng)建工件的X、Y、Z值（135、250、100），如有需要還可以在“自動(dòng)工件”對(duì)話框中修改夾模器的形狀、單位和平移夾模器等選項(xiàng)，直至符合要求為止，這樣就完成了夾模器創(chuàng)建。在圖4中長(zhǎng)方體即為設(shè)置好的夾模器。要注意在模具組裝過(guò)程中創(chuàng)建的模具文件、參考模型和工件都必須放置工作目錄下。至此，壓鑄模的模具組裝階段就完成了。

1.2設(shè)計(jì)分型面

在壓鑄模具開發(fā)的整個(gè)過(guò)程中，其最為關(guān)鍵的部分就是分型面的設(shè)計(jì)，分型面好壞直接決定了壓鑄模具的結(jié)構(gòu)形狀是否合理，以及能否從模具中取出合格的壓鑄件。在PTCCreoParametric2.0的“制造”模塊中的“鑄造型腔”組件中，創(chuàng)建分型面的方法有很多，其中比較典型的有復(fù)制延伸曲面法、復(fù)制填充曲面法、復(fù)制合并曲面法，以及系統(tǒng)提供的兩個(gè)特殊命令“裙邊曲面”和“陰影曲面”等。

在壓鑄模的分型面設(shè)計(jì)過(guò)程中，具體使用哪種方法來(lái)設(shè)計(jì)分型面，需要根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及模具設(shè)計(jì)人員的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇最簡(jiǎn)單適用的方式進(jìn)行。但是無(wú)論使用哪種方法，設(shè)計(jì)人員都必須首先要對(duì)壓鑄件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)進(jìn)行細(xì)致分析，理清當(dāng)前的壓鑄件的分型面在哪里，大致是什么形狀，只有做到心中有數(shù)，才能借助軟件快速、正確、合理地設(shè)計(jì)好分型面。

在分型面創(chuàng)建前，設(shè)計(jì)者需要在CreoParametric的壓鑄模模具文件中選擇“鑄?！边x項(xiàng)卡的分型面命令組，首先進(jìn)入分型面的創(chuàng)建模式，這樣后續(xù)所創(chuàng)建的曲面，系統(tǒng)才能被識(shí)別為分型面，便于后期壓鑄模具設(shè)計(jì)中對(duì)分型面的處理。通過(guò)前面的分析研究，本文中臂桿的主分型面采用“復(fù)制”外表皮并“填充”孔方式，把得到的曲面邊界“延伸”到工件的側(cè)面，這時(shí)所得到的曲面即主分型面。

1.3創(chuàng)建模具元件和仿真開模

在完成分型面這個(gè)壓鑄模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟之后，接下來(lái)要為創(chuàng)建壓鑄模模具元件做準(zhǔn)備工作，即生成模具體積塊。根據(jù)創(chuàng)建的分型面，直接借助系統(tǒng)的“壓鑄”選項(xiàng)卡中的“鑄造幾何”命令組中“”命令，把夾模器（或模具體積塊）分割為創(chuàng)建模具元件所需模具元件的形狀。根據(jù)臂桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和所創(chuàng)建的分型面，其壓鑄模的體積塊共有4個(gè)部分，即由上、下模的2個(gè)主體積塊和2個(gè)型芯體積塊組成。

但模具體積塊不是真正的實(shí)體特征，而是一個(gè)有體積無(wú)質(zhì)量的曲面特征，需要使用“”命令，才能得到模具實(shí)體零件，即最后所需的凸、凹模和2個(gè)型芯模具元件。但這并不能完全保證所創(chuàng)建的壓鑄模的模具元件是合格正確的，因此為了檢驗(yàn)拆模的正確性，在開模前利用“鑄造”選項(xiàng)卡中的“元件”命令組提供的“創(chuàng)建鑄件”命令，模擬將金屬熔體注入完成的拆模模具元件中生產(chǎn)壓鑄成品的過(guò)程。

在這個(gè)過(guò)程中如果生產(chǎn)的壓鑄件成品與設(shè)計(jì)模型不同，或者是根本就無(wú)法完成“鑄?！?，這時(shí)模具設(shè)計(jì)人員則需要重新檢查拆模所出現(xiàn)的問(wèn)題，并重新修改前面的操作，直至正確為止。通過(guò)定義模具的開模距離和方向，即得到模具開模圖CreoParametric2.0對(duì)于模具元件仿真開模還提供了“全部用動(dòng)畫演示”命令，為設(shè)計(jì)者更加形象逼真地了解模具元件組裝后的狀態(tài)、各模具元件的相對(duì)位置及壓鑄模工作時(shí)模具元件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程提供了很大的幫助。

2結(jié)語(yǔ)

在臂桿這種復(fù)雜鑄件的壓鑄模設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用CreoParametric2.0這樣一個(gè)全方位的三維CAD/CAID/CAM/CAE軟件包，其系統(tǒng)的相關(guān)性使得壓鑄件的設(shè)計(jì)變更會(huì)同步反映到模具的變化中去，零件的每一處變動(dòng)，與之相關(guān)的模具型腔、工程圖紙和制造信息等都會(huì)自動(dòng)更新。該軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)的理念給傳統(tǒng)的壓鑄模具設(shè)計(jì)帶來(lái)了新觀念。同時(shí)Creo軟件采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，具備概念設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的功能，這為壓鑄模具后續(xù)的集成制造提供了優(yōu)良的基礎(chǔ)。

作者：賈穎蓮何世松單位：江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系