阀块熔模模具设计论文

阀块熔模模具设计论文

1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Pro/E的模具设计模块中,根据阀块毛坯的结构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。

1.1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%。

1.2蜡模的模具CAD

在Pro/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。分型面设计完成后,在Pro/E中进行开模检测,没有干涉。另外,为方便脱模和便于型腔的加工,下模设计了顶杆,并将型腔中加工难度大的部分设计了活块和型芯。从制造的工艺性和生产率的角度考虑,将下模型芯与顶料机构的顶杆设计为一体,使铸件能够完好的取出。

2上、下模型腔的CAM刀路设计及仿真

2.1文件格式转换

将Pro/E造型完成的上、下模实体另存为IGES格式。由于IGES文件是Pro/E和MasterCAM的通用文件,所以在MasterCAM中可以IGES格式的模具零件实体进行仿真加工。在加工中一些小的圆角加工效果不是很理想,所以将切削用量适当调整,并且对刀具参数、加工方式进行改进。加工困难的部位需要多次精铣,以保证加工精度。

2.2CAM编程及仿真

在MasterCAM里建立加工任务,选择以外形环状铣削加工方式,先选择Φ10的平铣刀粗铣内型腔,再换Φ5的球头铣刀精铣内型腔,调整切削参数开始加工仿真并生成数控代码。

3结论

1)本文的阀块零件在液压系统中需求量大,材料昂贵,毛坯制造精度要求高,采用熔模铸造其毛坯可有效保证其批量和精度的要求。采用Pro/E软件的三维造型功能快速准确地建立了阀块的毛坯数模,并在其模具模块中结合熔模铸造工艺设计了阀块毛坯的熔模铸造模具,经开模检测,模具结构合理。

2)在MaseterCAM软件中对模具的上、下模型腔进行数控加工刀路设计,经加工仿真显示刀路轨迹合理,导入到CIMCO软件,为传给数控机床进行实际加工做准备。

3)基于CAD/CAM技术,辅助完成阀块的模具设计,不仅降低了人工劳动强度,加快了模具的开发速度,而且可节约设计成本,提高模具的设计质量和制造质量。对同类产品开发起到积极的借鉴作用。

作者:刘淑芬 单位:辽宁工业大学机械工程与自动化学院