proe在模具設計制造中的應用

2013-05-24 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

三維技術自推廣以來,它打破了傳統的設計觀念,給模具設計和制造帶來了全新的理念。通過建立與實物產品完全相同的數字模型,利用Pro/MolDesign模具設計功能快速完成分模及模具型腔設計,然后通過Pro/NC模塊對模具型腔進行加工,減少傳統設計、制造過程中的失誤,提高產品質量。

本文以大容積緩沖器中的復位彈簧座模具的設計及制造為例介紹利用共維Pm/E在模具設計和制造中的應用。

     1 產品分析

     1.1結構分析。

復位彈簧座(圖1)的材質為20CrMnMo,結構為中心對稱結構,上部兩側有凸起,下部有回轉型凸臺,中間為平板結構,形狀并不復雜,但由于表面質量、尺寸精度和形位精度要求高,則給鍛造工藝帶來了一定難度。

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1.2工藝分析。

由于該鍛件具有筋高、圓角小的特點,截面尺寸在過度處變化較大,故增大下料重量,相應加大倉部尺寸,利于鍛件充滿型腔,確保鍛件成型。

     為了保證鍛件尺寸精度及鍛件質量.在摩擦壓力機上采用一套模具分兩步進行鍛造,預鍛和終鍛,預鍛大體保證尺寸,終鍛是對初步成型的鍛件進一步精確成型,確保模鍛件的尺寸精度和形位精度。

     在設備方面,由于摩擦壓力機有偏心距要求,預鍛模膛由于變形量大,且受力較大,則偏心距設計較小;而終鍛模膛是對局部尺寸進行調整和精壓,受力較小,對設備影響較小,偏心距可以適當大些。另外.為確保上下鍛模的導向精確,防止錯模,模具設計過程中采用四導鎖定位形式。

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下邊將介紹利用proe進行復位彈簧座鍛造模具設計及其制造流程(圖2) .以實例的形式說明了利用proe軟件的參數化特征造型和共享數據庫的特性在模具設計和制造中的優點,為從事產品三維設計、模具設計與制造提供了參考。

2模具的設計

利用proe創建零件模型,然后用)Pro/MoldDesi,模塊導人復位彈簧座的零件模型,創建模具毛坯,根據模鍛件的熱收縮系數設置該鍛件收縮率為1.2%及拔模斜度,利用特征中的型腔組件功能對預端、終鍛模膛橋部及倉部設計,根據產品模型設計分模面(圖3).利用分模面分割、抽取上下模座及鍛件,針對產品質量和操作對上下模進行細化,然后在壓力機上進行開模仿真操作,進行模具檢查(圖4)}由于上下模一次性設計完成,對傳統的二維設計很大程度上提高了設計的效率,縮短了模具設計制造周期。

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     3模具的制造

     模具制造是指根據被加工零件的技術要求、幾何形狀、尺寸及工藝要求來確定加工方法、加工路線和工藝參數、切削參數(主軸轉速、刀具進給量、切削深度等)及輔助功能的設置,進行數值計算獲得實際加工時的刀具軌跡,然后按數控機床所采用的代碼及程序格式,輸出工件的數控加工程序的過程。

     本文僅對上模座預鍛模膛的曲面加工為例,介紹模具制造過程。

     3.1建立操作,將前面設計的上模座制造

模型導人Pro/MFG中,作為制造參考模型,在制造設置中進行機床、刀具、制造參數及制造坐標系、退刀面等設置;

     3.2定義NC工序和模擬加工顯示。將NC序列輔助加工選項設定曲面銑削,對制造參數樹進行參數設置及選取待加工的曲面,設置完成后即可對上模加工刀具軌跡(圖5)進行演示。

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     3.3創建刀位數據文件。將加工刀具軌跡利用CL數據中的輸出功能來創建刀位數據文件。

     4結論

通過復位彈簧座模具設計和制造為例,利用proe其參數化、全相關性等特點闡述了模具設計和制造的過程,克服2D模具設計的缺點,同時提高了模具設計效率。利用其CAD/CAE集成功能,提高設計資源的可重復利用率,減少了設計與制造中的失誤,通過產品的全相關性設計與制造(CAD/CAM)來提高企業的竟爭實力和經濟效益有著重要的意義。

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