proe骨架模型在模具設計中的應用

2013-08-06 by:ProE/Croe培訓中心來源:仿真在線

proe骨架模型在模具設計中的應用

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

隨著proe軟件功能的不斷改進,對于砂型鑄造等復雜模型類模具的設計,通用的組件設計法變的更有優(yōu)勢,且組件設計法不會出現(xiàn)開不出模的問題。

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

本文以圖1所示某型號拖拉機提升器殼體為實例,運用proe組件設計法中的骨架模型法進行鑄造模具設計的探討。

提升器殼體的鑄造工藝如圖2,采用中間分型分模法,設計了1^#、2^#、3^#、4^#、5^#共5個型芯,其工藝特點相當于半組芯造型,分芯面較復雜。其中1^#型芯為零件內(nèi)腔主體,因形狀復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。本文模具設計的工作流程如圖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正量。進行創(chuàng)建拔模斜度等細節(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,則先對零件模型進行相應處理,再按鑄造工藝要求進行鑄件模型的創(chuàng)建。在鑄件模型的基礎(chǔ)上按鑄造收縮率對其實體尺寸進行放大,創(chuàng)建工藝模型以備模具設計使用。

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”對話框“類型”選項組中選擇@骨架模型,在“元件選項”對話框“創(chuàng)建方法”選項組中選擇@復制現(xiàn)有,在“復制自”選項組中選擇“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)建并行進行。

1.2上模的創(chuàng)建

本套模具中上模相對較獨立,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”對話框“曲面集”選項組中選擇上模創(chuàng)建所需的相應面組,創(chuàng)建相應的發(fā)布幾何集,完成上模創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標識打包。

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”對話框“類型”選項組中選擇@零件、“子類型”選項組中選擇@實體,在“創(chuàng)建選項”對話框“創(chuàng)建方法”選項組中選擇@定位缺省基準、“定位基準的方法”選項組中選擇@對齊坐標系與坐標系,創(chuàng)建上模模型文件(創(chuàng)建其它裝配組裝時,可直接使用缺省裝配,保證其空間位置,提高下一步設計效率)。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)】→【復制幾何】,在復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)的傳遞復制,得到上模模型框架(如圖4所示),這時可安排相關(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)上進行創(chuàng)建。3#型芯相對簡單獨立,先進行3^#型芯的創(chuàng)建。激活裝配組件文件,進入裝配組件的工作界面,打開骨架模型文件,進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”對話框“曲面集”選項組中選擇與3^#型芯相關(guān)的面組,創(chuàng)建相應的3#型芯發(fā)布幾何集,完成3^#型芯創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標識打包,如圖5a。

用前述上模模型創(chuàng)建及數(shù)據(jù)傳遞復制方法,完成3^#型芯模型文件的創(chuàng)建及所需數(shù)據(jù)的傳遞復制。打開3^#型芯模型文件進行實體化,3^#芯盒為對開式芯盒,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一般都不會創(chuàng)建)。

此時可將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,建議用組件設計模式中的主控件法進行建模,其工作量相對較小。

1.4 4^#、5^#型芯及芯盒的創(chuàng)建

4^#、5^#型芯除起成型作用外,同時還起壓住1^#型芯防止其產(chǎn)生漂芯的作用,因此先進行4^#、5^#型芯的創(chuàng)建。首先打開骨架模型文件,進入工作界面,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)建時模型的面組選取,同時利于4^#芯盒創(chuàng)建時次級骨架模型創(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)布幾何集準備好,完成4*型芯創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標識打包。

用前述上模模型創(chuàng)建及數(shù)據(jù)傳遞復制方法,完成4^#型芯模型文件的創(chuàng)建及所需數(shù)據(jù)的傳遞復制工作,得到4^#型芯模型框架。此時可將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,同時使加工工藝簡單,提高制造效率。

按4^#、5^#芯盒的結(jié)構(gòu)特點,設計中可用組件設計模式中的骨架模型法,也可以用組件設計模式中的主控件法進行創(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)生的空缺進行填補,從而達到要求。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,進人工作界面,在前面建模的基礎(chǔ)上,在骨架模型的界面進行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、拔模斜度及平滑過渡在零件及鑄件建模時一般都不會創(chuàng)建,在型芯實體化后要根據(jù)零件及鑄件結(jié)構(gòu)要求進行詳細處理。

1.6 下模的創(chuàng)建

至此可以進行下模的創(chuàng)建。打開骨架模型文件,進入工作界面,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”對話框“曲面集”選項組中,選擇下模模型創(chuàng)建所需的相應面組,創(chuàng)建下模模型相應的發(fā)布幾何集,完成下模模型創(chuàng)建所需數(shù)據(jù)的標識打包。

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)的傳遞復制,得到下模模型框架,如圖8所示。下模模型的實體化、結(jié)構(gòu)細節(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,實現(xiàn)并行工作。

2 模具分析檢驗

模具的設計過程中,如果是協(xié)同工作或設計中除骨架模型外還使用其它建模方法,最后還應進行各種檢驗分析。分別對各芯盒進行組裝,在組件模式下進行元件干涉檢驗。分別對各芯盒和型芯進行組裝,在組件模式下進行運動干涉檢驗。將型芯和型腔進行組裝,在組件模式下進行元件干涉及下芯、合箱運動干涉檢驗,同時可檢驗型芯和型腔的配合間隙。在模具制造前進行相應的檢測,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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