proe在模具设计制造中的应用

2013-05-24  by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM  来源:仿真在线

三维技术自推广以来,它打破了传统的设计观念,给模具设计和制造带来了全新的理念。通过建立与实物产品完全相同的数字模型,利用Pro/MolDesign模具设计功能快速完成分模及模具型腔设计,然后通过Pro/NC模块对模具型腔进行加工,减少传统设计、制造过程中的失误,提高产品质量。
    
本文以大容积缓冲器中的复位弹簧座模具的设计及制造为例介绍利用共维Pm/E在模具设计和制造中的应用。
    
     1 产品分析
    
     1.1结构分析。

复位弹簧座(图1)的材质为20CrMnMo,结构为中心对称结构,上部两侧有凸起,下部有回转型凸台,中间为平板结构,形状并不复杂,但由于表面质量、尺寸精度和形位精度要求高,则给锻造工艺带来了一定难度。

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     1.2工艺分析。

由于该锻件具有筋高、圆角小的特点,截面尺寸在过度处变化较大,故增大下料重量,相应加大仓部尺寸,利于锻件充满型腔,确保锻件成型。
    
     为了保证锻件尺寸精度及锻件质量.在摩擦压力机上采用一套模具分两步进行锻造,预锻和终锻,预锻大体保证尺寸,终锻是对初步成型的锻件进一步精确成型,确保模锻件的尺寸精度和形位精度。
    
     在设备方面,由于摩擦压力机有偏心距要求,预锻模膛由于变形量大,且受力较大,则偏心距设计较小;而终锻模膛是对局部尺寸进行调整和精压,受力较小,对设备影响较小,偏心距可以适当大些。另外.为确保上下锻模的导向精确,防止错模,模具设计过程中采用四导锁定位形式。
 

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     下边将介绍利用proe进行复位弹簧座锻造模具设计及其制造流程(图2) .以实例的形式说明了利用proe软件的参数化特征造型和共享数据库的特性在模具设计和制造中的优点,为从事产品三维设计、模具设计与制造提供了参考。

2模具的设计
    
     利用proe创建零件模型,然后用)Pro/MoldDesi,模块导人复位弹簧座的零件模型,创建模具毛坯,根据模锻件的热收缩系数设置该锻件收缩率为1.2%及拔模斜度,利用特征中的型腔组件功能对预端、终锻模膛桥部及仓部设计,根据产品模型设计分模面(图3).利用分模面分割、抽取上下模座及锻件,针对产品质量和操作对上下模进行细化,然后在压力机上进行开模仿真操作,进行模具检查(图4)}由于上下模一次性设计完成,对传统的二维设计很大程度上提高了设计的效率,缩短了模具设计制造周期。

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     3模具的制造
    
     模具制造是指根据被加工零件的技术要求、几何形状、尺寸及工艺要求来确定加工方法、加工路线和工艺参数、切削参数(主轴转速、刀具进给量、切削深度等)及辅助功能的设置,进行数值计算获得实际加工时的刀具轨迹,然后按数控机床所采用的代码及程序格式,输出工件的数控加工程序的过程。
    
     本文仅对上模座预锻模膛的曲面加工为例,介绍模具制造过程。
    
     3.1建立操作,将前面设计的上模座制造
    
模型导人Pro/MFG中,作为制造参考模型,在制造设置中进行机床、刀具、制造参数及制造坐标系、退刀面等设置;
    
     3.2定义NC工序和模拟加工显示。将NC序列辅助加工选项设定曲面铣削,对制造参数树进行参数设置及选取待加工的曲面,设置完成后即可对上模加工刀具轨迹(图5)进行演示。

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     3.3创建刀位数据文件。将加工刀具轨迹利用CL数据中的输出功能来创建刀位数据文件。
     
     4结论
    
通过复位弹簧座模具设计和制造为例,利用proe其参数化、全相关性等特点阐述了模具设计和制造的过程,克服2D模具设计的缺点,同时提高了模具设计效率。利用其CAD/CAE集成功能,提高设计资源的可重复利用率,减少了设计与制造中的失误,通过产品的全相关性设计与制造(CAD/CAM)来提高企业的竟争实力和经济效益有着重要的意义。


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