proe骨架模型在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2013-08-06 by:ProE/Croe培訓(xùn)中心來(lái)源:仿真在線

proe軟件中PTC公司開發(fā)的Pro/Molddesign和Pro/Casting兩個(gè)模具設(shè)計(jì)模塊是注塑模和壓鑄模設(shè)計(jì)模塊,其為基于組件設(shè)計(jì)法,以模具設(shè)計(jì)的流程為架構(gòu),創(chuàng)建的一套宏程序,并組建成一個(gè)模塊,其功能偏重于拆模,主要為分型面法和體積塊法拆模。但對(duì)于復(fù)雜零件的造型,很難符合Pro/Molddesign和Pro/Casting拆模的標(biāo)準(zhǔn),常導(dǎo)致開不出模,且找不出原因。而且Pro/Molddesign和Pro/Casting主要應(yīng)用于注塑、鍛造和壓鑄等型腔類模具設(shè)計(jì),對(duì)于砂型鑄造等模型類模具設(shè)計(jì)必須進(jìn)行兩次拆模才能達(dá)到需要的模型,而對(duì)于組合式芯盒的設(shè)計(jì),Pro/Molddesign和Pro/Casting就更失去了其優(yōu)勢(shì)。

隨著proe軟件功能的不斷改進(jìn),對(duì)于砂型鑄造等復(fù)雜模型類模具的設(shè)計(jì),通用的組件設(shè)計(jì)法變的更有優(yōu)勢(shì),且組件設(shè)計(jì)法不會(huì)出現(xiàn)開不出模的問(wèn)題。

proe組件設(shè)計(jì)法中,尤以“自上向下”(Top Down)設(shè)計(jì)模式倍受推崇,其自頂向下的信息傳遞,方便管理大型組件,可有效地傳遞設(shè)計(jì)意圖,可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)計(jì)小組的分工協(xié)作、資源共享,同步設(shè)計(jì)指定框架下的元件和組件,提高設(shè)計(jì)效率,縮短模具開發(fā)周期。

本文以圖1所示某型號(hào)拖拉機(jī)提升器殼體為實(shí)例,運(yùn)用proe組件設(shè)計(jì)法中的骨架模型法進(jìn)行鑄造模具設(shè)計(jì)的探討。

提升器殼體的鑄造工藝如圖2,采用中間分型分模法,設(shè)計(jì)了1^#、2^#、3^#、4^#、5^#共5個(gè)型芯,其工藝特點(diǎn)相當(dāng)于半組芯造型,分芯面較復(fù)雜。其中1^#型芯為零件內(nèi)腔主體,因形狀復(fù)雜和芯頭的拔模斜度與脫模方向相反,需做成雙層活塊組合式脫落芯盒;3^#、4^#型芯也因四周不允許有拔模斜度,需做成活塊組合式脫落芯盒。本文模具設(shè)計(jì)的工作流程如圖3。

1 主控件骨架模型及模具各部分的創(chuàng)建

1.1 主控件骨架模型的創(chuàng)建

首先在零件模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建鑄件模型,按鑄造工藝要求去除所有非鑄出孔,各加工面添加加工余量,按鑄造工藝需要添加工藝補(bǔ)正量。進(jìn)行創(chuàng)建拔模斜度等細(xì)節(jié)處理,完成鑄件模型的創(chuàng)建。如果零件模型未考慮鑄件創(chuàng)建規(guī)律要求,則先對(duì)零件模型進(jìn)行相應(yīng)處理,再按鑄造工藝要求進(jìn)行鑄件模型的創(chuàng)建。在鑄件模型的基礎(chǔ)上按鑄造收縮率對(duì)其實(shí)體尺寸進(jìn)行放大,創(chuàng)建工藝模型以備模具設(shè)計(jì)使用。

骨架模型的創(chuàng)建,選擇主菜單:【文件】→【新建】,創(chuàng)建一裝配組件文件,進(jìn)入裝配組件的工作界面,選擇主菜單:【插入】→【元件】→【創(chuàng)建】按鈕翻,在“元件創(chuàng)建”對(duì)話框“類型”選項(xiàng)組中選擇@骨架模型,在“元件選項(xiàng)”對(duì)話框“創(chuàng)建方法”選項(xiàng)組中選擇@復(fù)制現(xiàn)有,在“復(fù)制自”選項(xiàng)組中選擇“瀏覽”按鈕,選取前面創(chuàng)建的工藝模型文件,將工藝模型的所有模型數(shù)據(jù)傳遞入骨架模型,完成骨架模型的初步創(chuàng)建。分型及分芯的處理與模型及型芯創(chuàng)建并行進(jìn)行。

1.2上模的創(chuàng)建

本套模具中上模相對(duì)較獨(dú)立,故先創(chuàng)建上模模型。打開骨架模型文件,選擇主菜單:【插入】→【共享數(shù)據(jù)】→【發(fā)布幾何】,在“出版幾何”對(duì)話框“曲面集”選項(xiàng)組中選擇上模創(chuàng)建所需的相應(yīng)面組,創(chuàng)建相應(yīng)的發(fā)布幾何集,完成上模創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)打包。

返回裝配組件的工作界面,選擇元件創(chuàng)建按鈕,在“元件創(chuàng)建”對(duì)話框“類型”選項(xiàng)組中選擇@零件、“子類型”選項(xiàng)組中選擇@實(shí)體,在“創(chuàng)建選項(xiàng)”對(duì)話框“創(chuàng)建方法”選項(xiàng)組中選擇@定位缺省基準(zhǔn)、“定位基準(zhǔn)的方法”選項(xiàng)組中選擇@對(duì)齊坐標(biāo)系與坐標(biāo)系,創(chuàng)建上模模型文件(創(chuàng)建其它裝配組裝時(shí),可直接使用缺省裝配,保證其空間位置,提高下一步設(shè)計(jì)效率)。激活新創(chuàng)建上模模型文件,選擇主菜單:【插入】→【共享數(shù)據(jù)】→【復(fù)制幾何】,在復(fù)制幾何操控板中選擇“參照”→“發(fā)布幾何”選擇骨架模型中相應(yīng)的上模發(fā)布幾何集,完成上模模型文件所需數(shù)據(jù)的傳遞復(fù)制,得到上模模型框架(如圖4所示),這時(shí)可安排相關(guān)人員完成上模模型創(chuàng)建的剩余工作及工程圖創(chuàng)建等工作。

1.3 3#型芯及芯盒的創(chuàng)建

下模型牽涉1 ^#、3^#、4^#、5^#型芯的型芯頭形狀。因此在型芯創(chuàng)建后,再在其基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)建。3#型芯相對(duì)簡(jiǎn)單獨(dú)立,先進(jìn)行3^#型芯的創(chuàng)建。激活裝配組件文件,進(jìn)入裝配組件的工作界面,打開骨架模型文件,進(jìn)入骨架模型文件的工作界面。用旋轉(zhuǎn)、拉伸和填充等工具創(chuàng)建3^#型芯兩端的芯頭曲面組,選擇主菜單:【插入】→【共享數(shù)據(jù)】→【發(fā)布幾何】,在“出版幾何”對(duì)話框“曲面集”選項(xiàng)組中選擇與3^#型芯相關(guān)的面組,創(chuàng)建相應(yīng)的3#型芯發(fā)布幾何集,完成3^#型芯創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)打包,如圖5a。

用前述上模模型創(chuàng)建及數(shù)據(jù)傳遞復(fù)制方法,完成3^#型芯模型文件的創(chuàng)建及所需數(shù)據(jù)的傳遞復(fù)制。打開3^#型芯模型文件進(jìn)行實(shí)體化,3^#芯盒為對(duì)開式芯盒,在此按工藝要求完成3^#型芯的拔模斜度和鑄造圓角的創(chuàng)建(3^#型芯位于模型內(nèi)部,其鑄造圓角及拔模斜度在零件及鑄件建模時(shí)一般都不會(huì)創(chuàng)建)。

此時(shí)可將3^#芯盒模型創(chuàng)建的剩余工作及工程圖創(chuàng)建等工作安排相關(guān)人員完成,按3^#芯盒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建議用組件設(shè)計(jì)模式中的主控件法進(jìn)行建模,其工作量相對(duì)較小。

1.4 4^#、5^#型芯及芯盒的創(chuàng)建

4^#、5^#型芯除起成型作用外,同時(shí)還起壓住1^#型芯防止其產(chǎn)生漂芯的作用,因此先進(jìn)行4^#、5^#型芯的創(chuàng)建。首先打開骨架模型文件,進(jìn)入工作界面,用填充工具完成4^#型芯與1^#型芯相連處的分隔面創(chuàng)建,然后用拉伸、切除工具創(chuàng)建4^#型芯四周的分芯面組。此時(shí)注意,型芯的外分芯面暫不創(chuàng)建,以利于發(fā)布幾何集創(chuàng)建時(shí)模型的面組選取,同時(shí)利于4^#芯盒創(chuàng)建時(shí)次級(jí)骨架模型創(chuàng)建和數(shù)據(jù)傳遞操作。同前述方法,將需要傳遞的數(shù)據(jù)用發(fā)布幾何集準(zhǔn)備好,完成4*型芯創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)打包。

用前述上模模型創(chuàng)建及數(shù)據(jù)傳遞復(fù)制方法,完成4^#型芯模型文件的創(chuàng)建及所需數(shù)據(jù)的傳遞復(fù)制工作,得到4^#型芯模型框架。此時(shí)可將4^#型芯模型創(chuàng)建的剩余工作、4^#芯盒骨架模型的創(chuàng)建、4#芯盒的組裝及部件的創(chuàng)建(圖6c)以及有關(guān)工程圖創(chuàng)建等工作安排相關(guān)人員完成。

用同樣方法完成5^#型芯、芯盒及工程圖等創(chuàng)建工作。

4^#、5^#型芯上、下面為平行面,成型面與外模有相接處,必須與外模斜度一致,而型芯又要有自身的脫模斜度,因此需做成活塊組合式脫落芯盒,如圖6c、d所示。為方便制造芯盒的結(jié)構(gòu)工藝采用芯盒底板和芯盒框分開制造,底板形狀可由數(shù)控進(jìn)行加工,芯盒框和內(nèi)壁4活塊一起加工,然后用線切割加工內(nèi)腔形狀,并將芯盒框和活塊分離,最后用線切割將4活塊分別分離,這樣可以保證各活塊的配合間隙,同時(shí)使加工工藝簡(jiǎn)單,提高制造效率。

按4^#、5^#芯盒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)中可用組件設(shè)計(jì)模式中的骨架模型法,也可以用組件設(shè)計(jì)模式中的主控件法進(jìn)行創(chuàng)建,這兩種方法都較Pro/Molddesign和Pro/Casting法工作量小。

1.5 1^#、2^#型芯的創(chuàng)建

如圖2所示,因1^#型芯中間油缸支撐板需要向上抽活塊,所以必須在1^#型芯頭中間處增加一2^#型芯,使中間油缸支撐板活塊可連續(xù)到1^#型芯外,以實(shí)現(xiàn)活塊的抽出操作,在抽出油缸支撐板活塊后,用2^#型芯將1^#型芯產(chǎn)生的空缺進(jìn)行填補(bǔ),從而達(dá)到要求。同前述方法完成28型芯模型文件的創(chuàng)建及所需數(shù)數(shù)據(jù)傳遞復(fù)制(圖7 a)工作,將2^#型芯模型創(chuàng)建的剩余工作、2^#芯盒模型創(chuàng)建及工程圖創(chuàng)建等工作安排相關(guān)人員完成。

在完成2^#、3^#、4^#、5^#型芯創(chuàng)建后,可開始1#型芯的創(chuàng)建。打開骨架模型文件,進(jìn)人工作界面,在前面建模的基礎(chǔ)上,在骨架模型的界面進(jìn)行1^#型芯芯頭的輪廓線草繪,選擇主菜單:【插入】→【掃描】→【曲面】,用掃描工具創(chuàng)建1#型芯型芯頭的側(cè)輪廓面組,用填充工具將115 mm孔與外模相接處向內(nèi)偏移一工藝間隙距離創(chuàng)建面組。同前述方法完成1^#型芯模型文件的創(chuàng)建及所需數(shù)數(shù)據(jù)傳遞復(fù)制,完成1^#型芯框架的創(chuàng)建。將1#型芯模型創(chuàng)建的剩余工作、1#芯盒模型創(chuàng)建及工程圖創(chuàng)建等工作安排相關(guān)人員完成。

1^#型芯位于模型內(nèi)部,其鑄造圓角、拔模斜度及平滑過(guò)渡在零件及鑄件建模時(shí)一般都不會(huì)創(chuàng)建,在型芯實(shí)體化后要根據(jù)零件及鑄件結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行詳細(xì)處理。

1.6 下模的創(chuàng)建

至此可以進(jìn)行下模的創(chuàng)建。打開骨架模型文件,進(jìn)入工作界面,將外模芯頭與型芯需有配合間隙的配合面向外偏移一工藝間隙距離(此操作也可在模型文件中進(jìn)行),填充外型面的各空缺面。打開骨架模型文件,選擇主菜單:【插入】→【共享數(shù)據(jù)】→【發(fā)布幾何】,在“出版幾何”對(duì)話框“曲面集”選項(xiàng)組中,選擇下模模型創(chuàng)建所需的相應(yīng)面組,創(chuàng)建下模模型相應(yīng)的發(fā)布幾何集,完成下模模型創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)打包。

用前述上模模型創(chuàng)建的同樣方法,完成下模模型文件及所需數(shù)據(jù)的傳遞復(fù)制,得到下模模型框架,如圖8所示。下模模型的實(shí)體化、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理、創(chuàng)建積砂槽和通氣道等工作,可安排相關(guān)人員按工藝要求完成,實(shí)現(xiàn)并行工作。

2 模具分析檢驗(yàn)

模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果是協(xié)同工作或設(shè)計(jì)中除骨架模型外還使用其它建模方法,最后還應(yīng)進(jìn)行各種檢驗(yàn)分析。分別對(duì)各芯盒進(jìn)行組裝,在組件模式下進(jìn)行元件干涉檢驗(yàn)。分別對(duì)各芯盒和型芯進(jìn)行組裝,在組件模式下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn)。將型芯和型腔進(jìn)行組裝,在組件模式下進(jìn)行元件干涉及下芯、合箱運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn),同時(shí)可檢驗(yàn)型芯和型腔的配合間隙。在模具制造前進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè),可以避免模具制造中不必要的返工,縮短模具的開發(fā)周期。

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