（材料加工工程专业论文）基于ug软件变速箱顶盖重力铸造模具设计及制造工艺.pdf

c l a s s i f i e di n d e x ：t g 2 41 d i s s e r t a t i o nf o rt h em a s t e rd e g r e ei ne n g i n e e r i n g g e a r b o x t o pc o v e rg r a v i t yc a s t i n gm o l d d e s i g na n dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y c a n d i d a t e - b a s e do nu gs o f t w a r e s u p e r v i s o r ： a c a d e m i cd e g r e ea p p l i e df o r ： s p e c i a l t y ： d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ： u n i v e r s i t y ： a ix i u j u n s h il i a n s h e n g m a s t e ro fe n g i n e e r i n g m a t e r i a l sp r o c e s s i n ge n g i n e e r i n g m a r c h 2 0 1 2 h a r b i nu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于u g 软件变速箱顶盖重 力铸造模具设计及制造工艺，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读 硕士学位期问独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明 部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承 担。 作者签名：彀荔荔 日期印i 工年弓月丹r 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 基于u g 软件变速箱顶盖重力铸造模具设计及制造工艺系本人在哈尔 滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研 究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发 表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈 尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的 全部或部分内容。 本学位论文属于 保密口在年解密后适用授权书 不保密甲 ( 请在以上相应方框内打) 作者签名：受孺雹 聊签名新 日期：) 0 1 9 - 年弓月i 譬日 日期：研湃扣俘日 哈尔滨理工火学工学硕士学位论文 基于u g 软件变速箱顶盖重力铸造模具设计及制造 工艺 摘要 当今，我国大部分模具企业在模具设计中仍以二维工程图纸为基础，产 品工艺分析及工序设计由设计师的丰富实践经验为基础，模具的主件加工以 二维工程图为基础，这是在模具制造中普遍存在的问题。 本文从国内模具设计技术与国际先进技术水平的差距着手，提出了我国 模具制造业未来发展的方向，阐述了铸造业在国民经济中的地位，并结合实 际汽车零件模具设计的实例，实现了典型汽车零件( 变速箱顶盖) 重力铸造 模c a d c a m 的集成。 本文重点进行了汽车变速箱顶盖的模具整体设计及模具生产。首先，采 用u g 7 5 三维设计软件进行零件的三维实体造型，针对变速箱顶盖的结构 特点，依据零件结构的复杂程度，对其材料类型、铸造方案、三维实体造 型、铝模模具结构、砂模模具结构等进行设计，利用u g 7 5 三维设计软件 提供的m o l d w i z a r d 模块对零件的模具进行加载和装配；其次根据实际的生 产条件及加工要求，分别对铝模的材料类型、砂模的材料类型进行选择，并 描述了零件的整体加工过程，包括粗加工和数控加工过程。最后，对铸造模 具新技术发展的新趋势进行了分析，着重比较了两种工业常用铸造方法重力 铸造和压力铸造的优缺点，并介绍了其他新模具制造方法。各种新模具制造 方法，大大加快了提高模具质量的步伐，提：升了企业缩短设计周期的速度， 为实现我国机械制造行业的现代化、自动化、信息化和低成本化做出贡献。 关键词变速箱顶盖；重力铸造；u g 7 5 ；c a d c a m 哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 g e a r b o xt o pc o v e rg r a v i t yc a s t i n gm o l d d e s i g n a n dm a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g yb a s e do nu g s o f t w a r e a b s t r a c t t o d a y , m o s to fo u rm o l d si n t h em o l dd e s i g na r es t i l lt w o d i m e n s i o n a l e n g i n e e r i n gd r a w i n g s ，p r o c e s sa n a l y s i sa n dp r o c e s sd e s i g na r eb a s e d o nt h e d e s i g n e r se x t e n s i v ep r a c t i c a le x p e r i e n c e i nt h em o l dp r o c e s s i n gp i c t u r es h o w s t h eb a s i so ft w o d i m e n s i o n a lw o r k s ，t h i si sac o m m o np r o b l e mi nt h em o l d m a n u f a c t u r i n g i nt h i s p a p e r ，f r o m t h eg a pb e t w e e nt h ed o m e s t i cm o l dd e s i g na n d t e c h n o l o g ya n dt h ei n t e r n a t i o n a la d v a n c e dt e c h n o l o g yl e v e l ，t h ef u t u r ed i r e c t i o n o fd e v e l o p m e n to ft h em o l dm a n u f a c t u r i n gi nc h i n ai sp r o p o s e d ，a n dm e a n w h i l e d e s c r i b et h es t a t u so ft h ef o u n d r yi n d u s t r yi nt h en a t i o n a le c o n o m y , f i n a l l y f i n i s ht h eg r a v i t yc a s t i n gm o l dc a d c a mi n t e g r a t i o nb ya ni n s t a n c eo ft h e t y p i c a lp a r t s ( g e a r b o xt o pc o v e r ) t h i sa r t i c l ef o c u s e so nt h ew h o l ep r o c e s so fd e s i g n i n ga n dm a n u f a c t u r i n g o ft h ea u t og e a r b o xc o v e rm o l d f i r s to fa l l ，u g 7 5s o f t w a r ei su s e df o r m o d e l i n gp a r t so f3 dd e s i g n c a s tp r o g r a m ，3 dm o d e l i n g ，m o l ds t r u c t u r eo ft h e a l u m i n u mm o l d s a n dm o l ds t r u c t u r ed e s i g n a r eb a s e do nt h es t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c so ft h eg e a r b o xt o pc o v e ra n dt h es t r u c t u r eo fp a r t so fi t sm a t e r i a l t y p e t h em o l d w i z a r dm o d u l eo f u g 7 5i su s e df o r1 0 a d i n ga n da s s e m b l i n gt h e p a r t so ft h em o l d ；s e c o n d l y , t h em a t e r i a l so ft h ea l u m i n u ma n ds a n dm o l da r e c h o s e na c c o r d i n gt ot h ea c t u a lc o n d i t i o n so fp r o d u c t i o n a n d p r o c e s s i n g r e q u i r e m e n t s ，a n dt h eo v e r a l lp r o c e s so ft h ep a r t sm a n u f a c t u r i n ga r ed e s c r i b e d ， i n c l u d i n gr o u g h i n ga n dc n cm a c h i n i n gp r o c e s s f i n a l l y , t h en e wt r e n do ft h e c a s t i n gm o l dd e v e l o p m e n to fn e wt e c h n o l o g i e sa r ea n a l y z e d ，t h et w oc o m m o n l y u s e di n d u s t r i a lc a s t i n gm e t h o d so ft h eg r a v i t yc a s t i n ga n dp r e s s u r ec a s t i n ga r e i i 哈尔滨理工大学工学硕二 ：学位论文 c o m p a r e dt os h o wt h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e m ，t h eo t h e rn e w c a s t i n gm o l dm a n u f a c t u r i n gm e t h o d sa r ea l s oi n t r o d u c e d av a r i e t yo fn e wm o l d m a n u f a c t u r i n gm e t h o d ，g r e a t l ya c c e l e r a t et h ep a c eo fi m p r o v i n gt h eq u a l i t yo f t h em o l d ，a n dt h es p e e do fs h o r t i n gt h ed e s i g nc y c l e ，a n df i n a l l ym a k eg r e a t c o n t r i b u t i o n st ot h er e a l i z a t i o no ft h em o d e r n i z a t i o no fc h i n a s m a c h i n e r y m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , a u t o m a t i o n ，i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dl o wc o s t k e y w o r d sg e a r b o xt o pc o v e r ，g r a v i t yc a s t i n g ，u g 7 5 ，c a d c a m 哈尔滨理t 人学t 学硕二l 学位论义 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第l 章绪论1 1 1 模具在国家制造业中的地位1 1 2 国内外模具的发展方向及差距2 1 3 铸造技术在生产中的应用3 1 3 1 铸造在制造业的地位3 1 3 2 我国铸造业的发展历程4 1 4 课题研究的目的和意义4 1 5 课题的主要方法和内容5 第2 章变速箱顶盖铸造模的设计6 2 1 确定铸造方案6 2 2 变速箱顶盖的三维造型设计6 2 2 1 利用拉伸求差裁截底面生成底座7 2 2 2 曲面的拉伸8 2 2 3 管道的形成及两侧肋板的制作8 2 2 4 对零件实体进行修整9 2 3 铝模的设计过程1 1 2 3 1 重新定义工件一11 2 3 2 确定分型面1 3 2 3 3 型腔的生成1 5 2 3 4 设计模架的过程15 2 3 5 脱模机构1 7 2 4 砂模的设计过程1 9 2 4 1 砂型的设计1 9 2 4 2 砂型模具的设计一1 9 2 5 本章小结2 0 第3 章变速箱顶盖的生产一2 2 3 1 两套模具材料的选择及其加工过程一2 2 哈尔滨理工大学- t 学硕二i j 学位论文 3 1 1 两套模具材料的选择一2 2 3 1 2 模具的加工2 3 3 2 零件的生产2 8 3 2 1 砂芯的生产一2 8 3 2 2 产品的生产过程2 9 3 3 本章小结3 0 第4 章重力铸造与压力铸造的比较一3 1 4 1 重力铸造31 4 2 压力铸造3 2 4 3 铸造方法的选择3 4 4 4 铸造新趋势展望3 5 4 5 其它模具制造方法3 6 4 6 本章小结3 7 结论3 8 参考文献3 9 攻读硕士学位期间发表的学术论文4 2 致j 射4 3 哈尔滨理t 大学t 学7 0 i _ h 学位论文 第1 章绪论 1 1 模具在国家制造业中的地位 模具是工业制造中的基础，在模具的众多种类中，铸造模具已经深入到国 民经济的众多服务当中，并直接采用产业化服务和高新技术服务，这种新一代 的铸造模具技术不但成为衡量国家生产制造水平高低的标准之一，而且成为国 家工业生产中不可缺少的部分。随着我国经济的不断壮大和各种不同行业的飞 速发展，模具生产的数量已被各行业大量需求，模具制造水平也随之成为很多 工业产品发展水平的限制因素。所以模具制造行业已称为国家实行的工业生产 政策支持的重要产业之一，这已经在我国多；欠颁发的文件中提出【l ，2 】。 模具与我们日常的生活和各种产品的生产有着密不可分的联系，例如大型 机器的外壳、车身，甚至细微到螺丝和按钮，模具技术在很大程度上决定着产 品的质量，模具行业已成为国民经济中的一个非常重要的行业。在产品生产 中，模具是使材料成形的一种重要工艺装备，按照要求通过压力把材料加工成 一定形状的零件或产品，这种压力机和与压力机配套使用的工具称为模具【3 。 模具的分类方法很多，分类依据也不尽相同，模具类别更加不同。综合考虑， 根据成形工艺、成形设备和成形材料的差别可分为：冲压模具、塑料成型模 具、压铸模具、锻造成型模具、铸造用金属模具、粉术冶金模具、玻璃制品用 模具、橡胶制品成形模具、陶瓷模具和经济模具m 】。 模具技术是否先进对成形产品的开发、质量和效益都有着很大程度的影 响。对模具的全面要求是：既能够保证产品的外观和尺寸精度，又能够满足其 物理化学方面的性能要求。模具影响着制品的质量。首先，影响产品尺寸精度 的因素有很多，主要包括型腔的形状、内表面平整度、分型面位置选择、进浇 口及冒口位置等。由于以上因素直接影响到铸件内部应力分布，所以对产品的 物理及机械性能也会有影响。常见的缺陷包括：表面质量差，有气泡及烧焦痕 迹，有凹陷等等。同时在产品生产的难易程度上，模具结构也有很大程度上的 影响。要注意在需要量产的情况下，应当尽量避免手工劳动的比重，例如在开 合模以及取出产品等工序要尽可能的采取自动方式进行，具体的方法是设计相 应的自动分模机构，保证产品可以被自动推出等。与此同时，在计算产品加工 成本的过程中，模具也占有相当一部分的比重。如果要求产量不大或者仅供实 哈尔滨理工大学t 学硕士学位论文 验室使用的话，应当仔细计算模具在整个实验成本中的比重，在保证产品质量 的前提下，通过合理简化模具结构，选择适当材料等方式尽可能的降低模具成 本。 随着国民经济的发展，当今世界模具市场的生产总量以及各个国家出口模 具的数量也不断增加。瑞士、日本、法国、美国等国家的模具出口数量约占本 国模具总产值的1 3 左右，模具的世界生产总量也已超过7 0 0 亿美元。美国把 模具工业誉为其国家工业发展的基石，德国把其称为“加工工业中的帝王”， 日本模具制造业认为模具业是驱动社会富裕的动力，模具也被其他一些欧美的 发达国家称为“磁力工业”。通过模具工业：在世界经济中的地位可见，发展和 研究模具技术以及提高模具技术的发展水平，在有利于各国国民经济发展中有 特别重要的地位和意义。 中国加入w t o 以来，全球制造业重心逐步向中国大陆转移，我国的汽 车、电子、通信、电器、仪器和家电等相关产业得以飞速的发展。而这些领域 中8 5 以上的产品都是靠模具成形，这势必会带动模具产业的迅猛发展。近几 年，我国模具产业发展的势头强劲，其总产值已经达到4 0 0 亿元以上。模具工 业的发展对制造模具所用机床和设备的研制及生产带来了前所未有的机遇，国 内的模具制造设备及机床也以已经逐步走上规模化、专业化、国际化的发展道 路，与此同时，众多的模具生产企业也获得了良好的发展机会。中国的制造业 积极提高其模具的发展水平，保持其连续增长的势头，为使模具工业发展的更 加繁荣而努力。全球制造业的重心也随着中国技术水平的提高而向大陆地区转 移，可以预言，在十年内，我国将成为世界制造业的中心，模具工业市场的发 展会在国民经济中的地位不断提高，并且在国民经济的发展历程中展现不可磨 灭的功绩【7 。12 1 。 1 2 国内外模具的发展方向及差距 由于模具技术行业发展的如此迅速，世界各个国家都十分重视模具工业的 发展，但是由于科技基础和研究体制有所差：异，各国的科技水平和发展速度产 生了明显的差距。世界当今的模具发展格局主要是以欧美发达国家为首的发展 趋势，这些国家拥有先进的模具制造设备和设计方法，并占据了世界的大部分 的模具市场，最重要的是这些国家依靠c a d c a e 系统做为模具工业发展的支 撑，其发展的势头如日中天。 与全球范围模具行业的发展速度相比，我国仍与工业化发达国家有很大的 哈尔滨理工大学t 学硕j ：学位论文 差距。但随着我国经济由计划模式向市场模式的转变，我国模具工业的发展速 度得到了较快的提升，模具进出口贸易结构也逐渐合理化，模具制造业的企业 结构也得到了大幅度调整。具体差别如表上表1 1 所示。 表1 1 国内外模具发展水平的差距 t a b l e l lt h ed i f f e r e n c ec o n t r a s t i v et a b l eb e t w e e nd o m e s t i ca n df o r e i g n 国外国内 基本上采用数控加： ，高通用机床为主，少量数控， 生 型腔加_ r ： 速铣削应用也较普遍 高速铣削刚开始应用 产 c k q | c 套邑| c k 姨 加 已基本普及应用面较小 j 【： 技术 _ 坐标测量 已普及应用较少应用 制 塑料模 5 1 02 0 4 0 造 邑精 冷冲模 2 55 2 0 度 压铸模 1 0 3 04 0 5 0 生 汽车覆盖件模具 半年左右一年左右 产 人型塑料模具3 4 个月8 1 0 个月 周 期 高精度多 2 4 个月4 6 个月 i ：位级进模 模具寿命同类同档次模具，国内约为国外的l 2 1 4 7 0 以上，标准件品种规3 0 以上，标准件品种少、 标准化样度 格多、质量高、交货快质量低、交货期长 专业厂生产的商品模具占专业厂生产的商品模具占行 专业化水平 行业总产值的7 0 以上业总产值的3 0 以上 一r 业先进国家l o 万2 0 经济效益3 万5 万元人民币年人 万美元年人 1 3 铸造技术在生产中的应用 1 3 1 铸造在制造业的地位 液态金属成型又称为铸造。铸造通常是指用熔融的合金材料制作产品的方 法，将合金以熔融状态注入预先制备好的铸：型中使之冷却、凝固而获得毛坯或 者零件，这种制造过程称为铸造生产，简称铸造。在制造行业中的诸多材料成 型方法中，铸造生产具有其独特的优点 1 3 - 1 5 】： 1 使用范围广在零件的加工过程中，用铸造的方法可获得壁厚为 哈尔滨理t 人学t 学硕：t ：学位论文0 3 1 0 0 0 m m ，质量从几克到3 0 0 吨，长度从几毫米到十几米的零件。其加工条件基本不受铸件形状的复杂程度、尺寸的薄厚和大小影响。适用于加工生产如形状复杂的叶轮、发动机汽缸体、阀体、箱体、螺旋桨等内腔结构复杂的零件。2 铸件尺寸精度较高同等状态下，比普通焊接件、锻件的成型尺寸精确。3 铸造法适用材料范围广泛在工业生产中，能够达到熔融状态的金属合金材料都可以用铸造方法来加工成型，如铸铁、铸钢、铜合金、铝合金、镁合金及锌合金等。特别是像普通铸铁这种塑性较差但在工业生产中应用广泛的脆性合金材料，只有用铸造方法可使其成型。4 铸造法j n - r 生产成本低液态成型是应用最广泛的金属加工方法，综合经济性能好，其成本和能源消耗量是其他金属成型方法所不及的。1 3 2 我国铸造业的发展历程在古代，我国铸造技术位居世界先进行列。当前我国铸造行业门类齐全、产量大、生产分布广泛，年产量已达到2 6 0 0 万吨，在我国制造行业中已占相当大的比重，并稳居世界第一位，但相对于其它发达国家如美、日、法、德等铸造强国，差距还很大，其表现为 1 61 7 1 ：1 大规模的生产基地较少，人工劳动力用量较大，分布比较分散，生产效率不能有效的提高；2 铸件内外加工品质低，加工余量较多；3 产品利用率低、能源消耗量大、污染严重。在我国铸造业的发展道路中，只有掌握先进生产技术，向高效、低耗、优质、可持续发展的方向前进，才能使其国际地位上升，从而使我国制造业由大变强。1 4 课题研究的目的和意义本文所研究的变速箱顶盖零件，是与长：春第一汽车厂生产的汽车所配合变速箱的上盖。为了促进现代模具制造业的大力发展，需要保证模具制造业拥有雄厚专用机床设备力量和专业化生产管理技术，在此基础上，提高设计与制造技术、研发高性能模具材料技术也起着关键性作用。近年来，在模具生产的诸多企业中，c a d c a m 技术被广泛的应用，在模具设计中占有相当大的比重，- 4 哈尔滨理工大学丁学硕：学位论文 这大大提升了模具技术的标准化程度，使我国模具行业向着高新化和精确化发 展，它的发展程度标志着一个国家工业技术的发展水平，并在模具生产中得到 广泛的应用。u g 7 5 软件是一个集管理生产和系统性能知识与一体的三维设计 软件，它涉及从产品的三维设计、整体模具设计以及到数控加工编程的各个部 分，使得工程专业人员能够不断的推动革新技术。在本文中，利用软件的实体 建模功能对零件的三维实体、两套模具的型腔和型芯、模架进行了完整设计。 通过本次课题的设计，熟悉了软件的应用，尤其是对u g 软件实体建模过程有 了更深入的学习。 1 5 课题的主要方法和内容 本课题主要借助于s i e m e n sp l ms o f l w a r e q i 旗下u g s 公司的u n i g r a p h i c s 软件对汽车变速箱顶盖进行造型设计和铸造模具设计；结合生产的实际情况， 选择了材料和生产方法，达到了保证生产质量精度的前提下降低成本的目的。 主要研究内容为： 1 完成零件的实体设计，利用u g 的建模模块绘制变速箱顶盖的三维实体 图； 2 研究模具的设计及模块智能快的运用； 3 针对产品的特征对零件进行分模，包括零件的重新定义、创建分型 线、分型面、自动生成型芯和型腔等步骤的研究： 4 实现产品的建立和辅助模块设计方法的研究； 5 通过模块中标准模架库的加载运用，完成产品的两个套模具的整体设 计； 6 通过变速箱顶盖零件的数控加工编程过程的研究，掌握整个模具设计 流程。 哈尔滨理t 人学t 学坝i ：学位论文 第2 章变速箱顶盖铸造模的设计 2 1 确定铸造方案 此零件不但有较高的表面质量要求，而且内腔结构比较复杂，零件各部分 厚度均有很大的差异，内部肋板数量较多，经过多次尝试与多方面的比较，最 终选定用重力铸造的方法来完成此零件的生产。在生产的过程中，需要铝模和 砂模两套模具交替使用，因此，在整套模具的设计过程中，包括铝模的设计和 砂模的设计。 2 2 变速箱顶盖的三维造型设计 本设计完全是在u gn x 7 5 环境下设计的，下面是得到变速箱体项盖的设 计过 积l j ：2o 一 在计算机安装了u gn x 7 5 之后，双击i ，就会进入u g 的初始界面，如 下图2 1 所示。 图2 1u g 界面 f i g 2 - 1u gi n t e r f a c e 点击菜单栏中的文件选项，弹出子菜单，选中子菜单中的模型，单击确 定，创建新文件成功，如图2 2 所示，建模之后的界面如图2 3 所示。 薹纛錾荔鬃缓鬻蕊i 鬻戮蠹嚣囊戮豢蒸囊篓 陡i ：乳j l 纠2 2 刨建新文什幽2 - 3 建模界面 f i g 2 - 2c r e a t ean e wf i l ef i g 2 - 3m o d e l i n gi n t e r f a c e 2 2 1 利用拉伸求差裁截底面生成底座 顶盖底座是规格的块体，因此采用应用最为常见的拉伸特征进行构建。在 设计过程中，要使二维轮廓图称为三维实体都需用到拉伸特征，此特征是使用 频率较高的命令，它是零件毛坯生成的基础步骤。拉伸特征是把如草图或曲线 等的i 维轮廓图沿着草图绘制的法线方向运动，通过拉伸得到的实体过程。它 呵以通过两种方式完成：选择曲线沿着一定方向进行拉伸和选择草图已经绘制 好的截面按指定方向进行拉伸以得到理想图形，在此过程中所有参数都可自定 义编辑和储存。 点选拉仲鍪图标，出现如图2 4 所示对话框，选择裂绘制截面，出现创 建草图对话框，选择x y 平面进入草绘界面，如图2 5 所示。 圈圈圈豳圈圈誓誓豳霞豳豳 薹i ”遮撵麟)磷；隐 方向 t 指定矢里叮) ， ；分囊 e _ f a , 7w 1r w ￥ ，译j ， t i “q ：# t f o 母，* # 1 。 ：ij0 i ：蔷盘溢丢二蠢妥瓤* 雒。 - 骑埘f j i 雀，i t 嚣1 1 1 ：；= j 一。1 “ - 蛐帅_ 删t 帅删 a 膣“薰 爹袅蒸l 薹鏊 嶙 图2 4 拉伸参数对话框 f i g 2 - 4t e n s i l ep a r a m e t e r sd i a l o gb o x 草绘拉f | i 界面，构建所需的尺寸及约束， * i ，一蠢 一， 蔓套雾，1 缓麟戮霸戮篓i 爨 幽2 5 草绘 f i g 2 - 5s k e t c h 截面绘制完后点击完成草绘 移完成草图图标，进入拉仲参数设定对话框，如图2 6 所示。利用拉伸的求差对 底座进行修剪，如n - 2 7 所示。 r 、 ff一j 、- 、，“ ：电幽_ 孟。攀；二”h “女 蕾一每一m 响茹t 。 图2 - 6 拉f | f i 参数设置 f i g 2 - 6t e n s i l ep a r a i n e t e rs e t t i n g s 2 2 2 曲面的拉伸 幽2 7 草绘拉伸截面 f i g 2 - 7s k e t c ht e n s i l ec r o s s s e c t i o n 修剪实体特征是用工具栏中的拉伸特征实现的，在草绘环境中画出修剪轮 廓，用求差的方法米修剪出所需的实体形状，使实体零件满足设i 卜的要求。建 模过程如图2 8 和图2 - 9 所示。 图2 8 拉伸成曲面 f i g 2 - 8t e n s i l ei n t os u r f a c e 2 2 3 管道的形成及两侧肋板的制作 图2 - 9 耳拉伸 f i g 2 - 9e a rs t r e t c h i n g 利用工具栏中的拉伸特征对实体进行管道构建，在草绘环境下绘制出所需 形状，再对其进行求差的加工，并用拉伸求和的方法形成肋板。过程如图2 1 0 、图2 一1 1 所示。 黪黧 ；| 。i 遴鬻iij；： 1 1 a ；j ：滨雕r 人。、? ：l 。+ 、# 坝卜位沦之 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! = ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! = = ! = = = ! = = ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! = ! ! ! ! ! ! 粤攀紫鬯守鼍攀擎孽警哗黑紫擎黑紫喇缫_ _ 幽圈圈_ _ _ _ - _ m i 、7t “t 。；r _ *、， 图2 1 0 拉伸管道实体 f i g 2 10t e n s i l ep i p e l i n ee n t i t y 幽2 11 肋扳的拉伸 f i g 2 1ls t r e t c ho f t h er i b s 2 2 4 对零件实体进行修整 对零件实体进行修整或添加其他部件，如筋，倒圆角等，最后点击保存。 过程如图2 1 2 所示。 图2 1 2 顶部孔的拉伸 f i g 2 12s t r e t c h i n go ft h et o ph o l e 喻尔滨理t 人学t 学顺? i j 学位论文 在完成实体造型后点击保存按钮进行保存。最后变速箱项盖实体图如图2 1 3 、图2 1 4 所示。 图2 1 3 止面实体图 f i g 2 13p o s i t i v ee n t i t yi nf i g u r e 图2 1 4j 义【f i l 。荚体幽 f i g 2 14n e g a t i v ee n t i t i e sm a p 名称：汽车变速箱顶盖 材料：a 1g b t 15 1 15 制件形状：不规则 材料体积，m m 3 ：1 7 5 4 2 4 5 1 0 5 零件要求：零件表面清洁光亮，不得有皱纹、重皮、裂纹以及缺损，连接 结合面以及有配合的表面在机加工后不得有影响性能和密封的气孔，残缺疏松 哈尔滨理t 人学t 学顺l ：学位论文 针孔以及其它铸造缺陷切舀等杂物必须完全：青楚。 2 3 铝模的设计过程 2 3 1 重新定义工件 1 初始化项目( 1 ) 点击图标为开始络开咎7 的按钮，在其所弹出的下拉菜 单后，选择所有应用模块模具向导命令，弹出模具向导工具条，如图2 1 5 所 j 、o 。“。“_ v ”! w ” h 日盆蕾誓鼍葺瞄鼍叠誓b j “， - 智一砖u m ：p 铲岫t 妒- f - l ：= 曼一。跫，”沪p 图2 一1 5 模具向导 f i g 2 15m o l dw i z a r d ( 2 ) 用鼠标左键点击模具向导工具条中的初始化项目选项按钮，此时弹出 初始化项目的对话框。系统自动选择实体，材料为a l ，收缩率1 0 0 6 ，如图2 16 所示。 嘲藤藜i 鬻蠢嚣震蘩嚣雾篓羹繁爹爹一i 攀攀攀篱蒯 j ：、l 嚣：! 争ii | 1 隧薹鍪鎏主二：。二：二i 耋遂泣| i 。l 燃黧臻粤蛾j ! 蠡 ； i 龋姜纛i i 薯= 7 。随蔫弱| 慧攀l i ：篓ij 蒜釜浮写l 蟊瀵i 黧i 囊鬻焉i 一 _ 每矿1 弱 # 一m 一女m “，。一* * 一一。- ，一j 置性v ： 设置v 一 两萄簿j 图2 1 6 初始化项目对话框 f i g 2 16i n i t i a l i z et h ep r o j e c tb o x ( 3 ) 点击确定按钮后，系统对实体进行初始化。结果如图2 1 7 所示。 一_ i 。、：-p e 一 。，一 4，r et 711，) 。 r c - 一 一 脚$ 一髓 1 i 嚣h 簖v _ + 。! 讲 一、。_ i ?， 1j 奠ii 一 p d*f +、n+ 图2 1 7 初始化l ：什 f i g 2 - 17t i a l i z et h ew o r k p i e c e 2 设定坐标系( 1 ) 选择格式w c s 旋转命令，打开旋转w c s 设置对话 框，选中一x c 轴：z c y c 单选按钮，在角度文本框中输入“9 0 ”，然后单击 应用按钮，设置准确后单击确定按钮。如图2 1 8 所示。 霄雩霉誊鼍掌粤繁窭零零，。紫呼 。：；二。；二二。，每。+ 玉，。串咯o ， 妒o t * 霹 嚣。 冀霉黪誊 麓露露誓蕊鬃黧霹? 7 冀誉鬻繁譬 飞凶 图2 1 8 没定坐标系 f i g 2 18s e tt h ec o o r d i n a t es y s t e m ( 2 ) 单击模具向导工具条中的模具c s y s 按钮，出现模具c s y s 对话框。 不改变坐标设置，选择当前w c s 选项，然后单击确定按钮。如图2 1 9 所示。 粤擎孽熙翠冀擎孽鼍鼍翼勇舞鼍黑舞嬲紫_ o 8 2 。$ 2 8 霉 一。? ? “、7 ，? ；：。：， ，j。， 一m nm ”_ ”“w 一 图2 1 9 模具c s l y si 殳定 f i g 2 19m o l dc s y ss e t t i n g s 3 创建工件单击模具向导： 具条中的工件按钮，弹出工件对话框，在尺 、揶艮制m 设旨好参数，然后单击确定按钮。如图2 2 0 、图2 2 l 所示。 1 3 12 2 0 刨建l ：什参数 f i g 2 - 2 0c r e a t eaw o r k p i e c ep a r a l n e t e r s 2 3 2 确定分型面 图2 2 1 生成的l ：件 f i g 2 - 21 t h eg e n e r a t e da r t i f a c t s 模具的分型面分类方法有很多，基本可分为i b l f l - = 全在定模内成型；制件全 在动模内成型；制件同时在动、定模内成型：制件将在组合镶块中成型四种类 型。e i j 于模具的分型对成型零件品质和加工工艺有很大影响，其存在的形式也 有很多，常见的有水平分型面和斜度分型面在有些特殊情况也用到异型分型 面、阶梯分型面和辅助分型面。在选择分型面的时候，一般应综合考虑一下原 则，以便确定f 确合理的分型面： 1 简单化模具的结构分型面为曲面，模具加工复杂化，不仅加工工序增 加，而且铸造时由于模具温度上升，模具热膨胀而变形，模具的贴实性变差， 铸件飞边增加，铸件尺寸精度变差，这是需要尽量避免的。 2 方便模具的脱模工件脱模方便，不仅要求所选取的分型面位置不会使 工件在型腔罩无法取出，还要要求工件分模时留在动模板一侧，以便于设计 脱模机构【i8 1 。 3 保证工件排气的顺畅如果模具内存在气体，会增加工件的缺陷，在模 具成型过程中，主要靠分型面上的排气槽排除气体，分型面不应选择离浇口过 近的位置，会造成排气不顺畅，应当选择在熔融液体流动的木端位置，以保证 f 常排气1 1 9 i 。 4 保证工件的尺寸精度在加工基准面分型，由于模具错位、模具斜度、铸 件飞边等原因将发生基准面的误差，其结果，机加工后就要发生尺寸误差，这 种情况必须避免。基准尽量设置在一块模型上，不许设置在分型面上。 分型面的生成过程： 哈尔滨理t 人学t 学顺i j 学位论文 单击模具向导工具条中的模具工具按钮，打歼模具：f = 具工具条。在其中的 边缘修补按钮，弹出选择i 面对话框，选择需要补片的曲面后，单击确定按钮， 生成的补片体如图2 2 2 所示。 幽2 2 2 补片 f i g 2 2 2p a t c h 确定分型面：( 1 ) 创建分型线，单击模具工具中的拆分面，弹出拆分面对 话框，选择要分割的面，在分割对象中选择添加基准平面，选择一基准面作为 分割对象，单击确定按钮。如图2 2 3 所示。 图2 2 3 拆分囱 f i g 2 - 2 3s p l i tf a c e ( 2 ) 点击模具分型工具中的设计分型面，弹出对话框选择编辑分型线中的 选择分型线，选择上步中创建的分型线，单击确定生成分型线，如图3 1 0 所 不o ( 3 ) 在分型管理器对话框弹出后，点击创建编辑分型面按钮，创建分型面 的对话框被打开，在距离文本框的位置输入“3 0 0 ”。在曲面类型选项组中选中 有界平面单选按钮，单击确定按钮。经过多次操作，创建的分型面如图那2 2 4 、图2 2 5 所示。 h2 2 4 分州线 f i g 2 - 2 4p a r t i n gl i n e 2 3 3 型腔的生成 幽2 2 5 生成的分型面 f i g 2 2 5g e n e r a t e dp a r t i n gs u r f a c e 创建型腔：( 1 ) 在模具分型：- i 二具的工具条中单击创建型腔和型芯按钮，打 丌定义型艋：和型芯对话框。 ( 2 ) 在域名称列表中选择型腔区域选项，单击确定按钮，弹出查看分型 结果对话框，r 尊击确定按钮。 下面为，l ! 成的型腔，如图2 2 6 和图2 2 7 所示。 l 割2 2 6 卜型腔 f i g 2 2 6o nt h ec a v i t y 图2 2 7 。卜，型腔 f i g 2 2 7u n d e rt h ec a v i t y 2 3 4 设计模架的过程 标准模架丰要由四个部分组成，叮分为模板、导柱导套、紧固螺丝及匹l 针 等零件构成。模板可分为主模板和结构模板两大类，其中主模板又分为a 板和 b 板，结构模板分为底板、面板、推板、支板和水口板以及方铁等。因为