柴油機(jī)連接件熔模鑄造模具設(shè)計(jì)

王華新，王正茂，姚芳萍，李金華

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 錦州121001）

柴油機(jī)連接件熔模鑄造模具設(shè)計(jì)

王華新，王正茂，姚芳萍，李金華

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 錦州121001）

本零件結(jié)構(gòu)為柴油機(jī)連接零件，是一種管狀類零部件。通過對(duì)柴油機(jī)連接件零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，利用Pro/E完成零件的三維構(gòu)造。基于熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)了分型面和澆注系統(tǒng)，并通過分型面切割體積塊完成模具型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合機(jī)械制造工藝，設(shè)計(jì)了上下模的定位和夾緊機(jī)構(gòu)，保證了模具成型質(zhì)量。

三維造型；熔模鑄造；模具設(shè)計(jì)；CAD

熔模精密鑄造又稱失蠟鑄造，可以生產(chǎn)出精密復(fù)雜、接近于產(chǎn)品最后形狀，可不加工或很少加工就可直接使用的金屬零件或精美工藝品，是一種近凈成形的金屬成形工藝，應(yīng)用非常廣泛[1-3]。在成形工藝過程中，首先，制作金屬模具，在注蠟機(jī)上用金屬模具壓制出蠟?zāi)＃匀勰Ｄ＞叩脑O(shè)計(jì)與制造非常關(guān)鍵，不僅關(guān)系著蠟?zāi)５某尚唾|(zhì)量，而且直接影響生產(chǎn)率[3-5]。本文基于三維模具CAD設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)液壓回路缸體零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大地提高了模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

1 零件和毛坯的三維建模

該零件為精鑄件，主要由彎管、法蘭、筋板、內(nèi)螺紋、肋板構(gòu)成。其中，在零件中的下表面有6個(gè)直徑為13.8 mm的通孔，兩肋板側(cè)面有兩個(gè)直徑為8.2 mm的螺紋通孔造型過程中應(yīng)用的軟件為Pro/ENGINEER wildfire 5.0.通過零件的結(jié)構(gòu)特征分析，可以確定出造型的方案。對(duì)該零件的三維造型主要采用Pro/e軟件進(jìn)行。主要利用拉伸、鏡像、掃描、創(chuàng)建面等命令造出外廓，用掃描先把管狀形狀大體畫出，再在下方添加三個(gè)支出管，用拉伸去除材料打通，用倒角把內(nèi)腔做平，再用圓角連接三個(gè)支管和中間主管，再用拉伸添加地面法蘭盤，用拉伸去除材料把底面用個(gè)孔打通，用拉伸把肋板做出，用去除材料和掃描加工出螺紋孔再用倒角連接肋板和管的外表面，用掃描做出上端環(huán)形斜面及回轉(zhuǎn)面，用圓角連接中間管和上端回轉(zhuǎn)體拉伸除料除料來造出內(nèi)部的接孔，打通兩孔用圓角連接即完成造型，如圖1、圖2所示。

圖1 零件三維模型

圖2 毛坯三維模型

2 熔模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 分型方案

根據(jù)熔模鑄造模具設(shè)計(jì)原則，在該毛坯三維結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行分型面的設(shè)計(jì)。如圖3所示，在Pro/Engineering模具模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)入已建好的毛坯模型后，在毛坯的最大截面處，利用回轉(zhuǎn)面建模命令建立如圖3所示的主分型面；其它型芯的分型面主要采用拉伸命令實(shí)現(xiàn)。最后基于分型面的基礎(chǔ)上切割體積塊，形成上下模和型芯。

圖3 毛坯分型方案

2.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在分型成功后，設(shè)計(jì)模具的定位和夾緊元件。如圖4所示，模具的上下模板由兩個(gè)螺母夾緊，中間部分為水溶芯起模方向自下向上，上端為動(dòng)模，水溶芯依靠模具體定位，使其與模具內(nèi)壁留有零件壁厚，下端肋板在起模時(shí)容易出現(xiàn)斷裂，因此設(shè)計(jì)起模頂出裝置，兩頂桿頂在肋板正面，澆注口的位置選在了分型面上，模具二維裝配圖如圖5所示。

圖4 模具三維圖

圖5 模具二維裝配圖

3 結(jié)束語

柴油機(jī)連接件的模具設(shè)計(jì)經(jīng)開模仿真顯示模具各元件間無干涉，活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)位置準(zhǔn)確，澆注系統(tǒng)有利于開模取件。通過使用水溶芯。將分型面選擇在塑件外形中間。本零件采用兩個(gè)分型面來開模，開模方式為手動(dòng)開模。開模方式操作方便，符合開模要求。

[1]谷曉妹，翟 建.基于Pro/E的熔模模具設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù)，2016（01）:98-99，114.

[2]劉雅蕓，黃 放，崔曉斌，等.基于UG的葉輪分體式熔模鑄造的模具設(shè)計(jì)[J].特種鑄造及有色合金，2016（10）:1077-1079.

[3]徐宗馳，姚芳萍，李金華.基于CAD/CAM的座體熔模模具三維設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].熱加工工藝，2015（13）:82-83，86.

[4]劉淑芬.基于CAD/CAM技術(shù)的閥塊熔模模具設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2015（05）:47-48.

[5]熊安平，李悅鳳.連接件零件熔模模具的CAD/CAM設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（10）:1346-1349.

Design of Investment Casting Mold for Diesel Engine Connection Parts

WANG Huan-Xin，WANG Zheng-Mao，YAO Fang-Ping，LI Jin-hua
（College of Mechanical Engineering and Automation，Liaoning University of Technology，Jinzhou Liaoning 121001，China）

According to the structural analysis of engine connection parts，Pro/E was used to finish 3D modeling of the part and blank.Based on the invest casting mold，the parting and gating system were designed.The parting surface was used to cut the volume.The core and cavity were designed.The clamping and the detent mechanism were also design of the upper mold and down mold on the base of the manufacturing technology.They ensured the forming quality of the mold.

three-dimensional modeling；investment casting；mold design；CAD

TH122

A

1672-545X（2017）09-0007-02

2017-06-08

遼寧工業(yè)大學(xué)教改立項(xiàng)（編號(hào)：2016005）

王華新（1994-），男，遼寧阜新人，本科，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化；王正茂（1995-），男，遼寧大連人，本科，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化；姚芳萍（1980-），女，陜西寶雞人，碩士，講師，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)。