金属缸体的三维造型及模具设计毕业设计(编辑修改稿)

金属缸体的三维造型及模具设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

目前，我国生产上所需的压铸模具基本上可以做到自给，但一些新产品和零件的压铸模，尤其是大型、薄壁、精密模具和技术含量高、难度大的模具一般还要需引进。 随着技术引进的同时还要购买大型的压铸机，从而使 压铸市场异常活跃，压铸产业的高速增长带来了压铸模具制造工业的一片兴旺 ，主要表现在以下几个方面： （一） 汽车行业压铸模具的生产 目前，国内完全有能力自行设计和制造汽车行业使用的中、大型压铸模具，如离合器、变速箱、转向器 、 齿轮箱等。 这一类模具一般由汽车企业模具分厂或有实力的专业模具厂制造。 随着技术合作或技术转让的出现，一般从国外引进同一产品的首个模具，其后补充的模具则在吸收、消化进口模具的基础上研制。 如， 上海乾通汽车附件有限公司从美国引进在3000KN 压铸机上使用 的大型模具，该厂也自行生产部分自用大型压铸模，尤其是镁合金模具。 除此之外，该厂还委托国内厂家制造适合在 18000— 25000KN 压铸机上使用的 F15汽车离合器及油底盘模具。 同时，东风汽车公司使用的富康轿车的离合器和变速箱的大型模具也是国内厂家制造的。 迄今为止，我国自行设计、制造的最大的汽车零件压铸模是一汽铸造有限公司铸造模具厂生产的“中间壳体 —— 变速箱”模具。 该模具重达 ，主见重量 29KG，32020KN压铸机成型，制造难度极大。 广州市型腔模具制造有限公司前后为夏利、富康、北吉、长安、大众、通用、 标致 、本田、 庆铃等汽车厂制造大型汽车压铸模。 成都兴光压铸工业有限公司为一汽、二汽、长安厂家提供的模具，黑龙江省模具技 术开发中心生产的变速箱模具，北仑模具压铸有限公司的“双缸柴油机箱体”模具都具一定的特色。 这些厂家的产品反映出，目前我国在汽车大、中型压铸模开发与制造上有一定的水平和数量。 （二） 摩托车行业压铸模具的生产 摩托车行业 使用的压铸模已能大量生产，完全可以满足国内的需求。 自从我国成为摩托车生产大国以来，每年所需的压铸模越来越多，绝大部分都是国产模具。 不少企业提供的模具在性能与寿命上都比较接近日本同类产品，该类模具制造成熟、周期短、价格低，如摩托车的左、右曲轴箱。 在北仑地区大约 2— 3个月就可制造出这类模具。 摩托车模 具 主要来源于行业的模具厂及专业的模具厂，特别是浙江宁波一带的模具厂。 如北仑地区众多的模具厂、北京模具厂、成都兴光压铸工业有限公司、共立精机（大连）有限公司及广州市型腔模具有限公司每年都提供大量这类模具。 此外，宁波经济技术开发区吉业汽配模具有限公司和湛江得力化油器厂生产的化油器模具水平较高。 （三） 电机、电器行业压铸模具的生产 电机行业、电风扇、洗衣机、电视机、熨斗、电热锅等行业所使用的压铸模具已基本自给，其制造水平能满足产品需要。 （四） 特大型模具压铸模具的生产 特大型模具如自动扶梯梯级模具， 现在国内已经可 以自行设计、制造这类模具。 当前，我国电梯行业中使用的进口模具与国产模具参半。 该类模具往往重达 20T、制造精度高，如踏面齿距为  ，使用压铸机锁模 力大于 2500KN， 模具结构复杂，加工难度大，制造风险大。 无锡市曙光模具有限公司最早生产梯级模具，已提供多副交付使用。 广州市型腔模具制造有限公司自 1999年开始生产电梯模具以来，每年都为该行业提供几套，模具采用高温控技术控制模具工作温度，液压抽芯，有时一套模框要安装 3种规格产品型腔（ 1000MM、 800MM、600MM），甚至 9种产品规格，模具加工精度高，互换性好，为用户节省制模费用。 上述两厂生产的梯级模具， 曾在中国国际（上海）模具技术和设备展览会模具评比中获 A类奖项（接近国际水平）。 （五） 其它行业压铸模具的生产 热室压铸机所使用的模具，特别是在制锁、燃气具、水暖设备、仪表、玩具等行业大量使用，模具虽不大，但数目多。 此类模具多为企业自产自用或本地区协作制造。 西安东方机械厂制造的高精度小型锌合金模具，广东运豪机铸有限公司生产的仿真汽车压铸模，广东小榄镇的制锁模具、燃气具模具及 江浙、广东一带的热室机使用的模具都颇具 特色和规模。 及意义 基于目前压铸模具的市场行情和 CAD/CAM在模具设计行业的流行，我的毕业论文课题选择了基于大型三维软件（集造型、加工、制造于一体）的 Pro/ENGINEER Wildfire进行压铸模具的设计与加工。 Pro/ENGINEER 软件是美国 PTC 公司推出的 CAD/CAM/CAE 软件产品，Pro/ENGINEER 通过一种独特的参数化设计及基于特征的实体造型设计制造技术，为压铸模具设计和生产提供了前所未有的新局面。 本 课题 设计对象是烟灰缸模具 ，运用 Pro/ENGINEER Wildfire 较 强大的造型和加工功能会烟灰缸模具进行设计和制造。 在设计过程中，充分考虑 模具的热平衡分析、冷却系统设置及 零件的快捷 安装和更换 等 问题。 同时在 制造的 过程中，根据实际的生产条件，设置合适的切削速度和主轴转速，从而改善了 模具 的 质量 和 精度。 压力铸造亦称压铸，压铸是将液态或半液态的金属，在高压的作用下，以高速填充模具型腔，在压力的作用下快速凝固而获得铸件的一种方法。 压力铸造所用的设备是压铸机，成型所用的模具是压铸模具。 压铸成型过程 如 图 11所示 ： 图 11 （一） 定模：固定在压铸机定模安装板上，有直浇道与喷嘴或压室联接。 （二） 动模：固定在压铸机动模安装板上，并随动模安装板作开合模移动合模时，闭合构成型腔与浇铸系统，液体金属在高压下充满型腔；开模时，动模与定模分开，借助于设在动模上的推出机构将铸件推出。 具 结构根据作用分类 (一 )型腔：外表面直浇道 (浇口套 ) (二 )型芯：内表面内浇口 (三 )导准零件：导柱 、 导套 (四 )推出机构：推杆 (顶针 )、 复位 、 ，推杆固定板 、 推板 、 推板导柱 、 推板导套 . (五 )侧向抽 芯机构：凸台 、 孔穴 (侧面 )、 锲紧块 、 限位弹簧 、 螺杆 . (六 )排溢系统：溢浇槽 、 排气槽 . (七 )冷却系统 (八 )支承零件：定模座板 、 动模座板 、 垫块 (具有 装配 、 定位 及 安装作用 ) 第二章 烟灰缸三维建模 在进行烟灰缸模具设计与加工前，首先要利用 Pro/ENGINEER 系统下的【零件】模块对烟灰缸进行三维造型，效果如图 21所示。 图 21 烟灰缸三维模型 选择菜单栏中的【文件】 /【新建】命令建立新的文件，系统弹出如图 22 所示的新建对话框，在【类型】栏选择【零件】模块，在 【子类型】栏选择【实体】模块，在名称输入栏输入文件名“ yanhuigang”，并取消【使用缺省模板】复选框，单击“确定”按钮。 图 22 新建对话框 系统弹出如图 23 所示新文件选项对话框，在【模具】栏选择公制零件设计模板“ mmns_part_solid”，单击“确定”按钮。 图 23 选择公制模板 系统启动零件设计模板，如图 24所示，并在界面 顶部显示当前零件文件夹 “ YANHUIGANG”。 图 24 零件设计模块界面 烟灰缸三维建模 烟灰缸形状基本为拉伸体，主要由圆柱体、圆角、拔模角、圆、壳体等特征组成。 本课题采用拉伸、倒圆角、斜度、阵列、切割、抽壳等实体特征完成烟灰缸的三维建模。 使用拉伸特征，建立 烟灰缸 基体，具体步骤如下： 选择菜单栏中的【插入】 /【拉伸】命令，系统在下方的信息提示区出现拉伸特征选项，如图 25所示，选择【放置】，单击“定义”按钮。 图 25 拉伸 特征选项 系统弹出如图 26 所示草绘提示对话框，要求选择拉伸剖面草绘平面和草绘视图方向参照。 选择如图 27所示的基准面为草绘平面。 图 26 草绘提示对话框图 27 选择草绘平面 系统自动选择 RIHGT 基准面为草绘视图方向参照，并在方向栏设置为【 右】，如图 28所示，单击“草绘”按钮。 图 28 设置草绘视图方向 分别单击圆和圆弧按钮，绘制如图 29所示的圆和圆弧。 单击尺寸修改按钮，修改圆和圆弧的尺寸，结果如图 210所示。 图 29 圆和圆弧 图 210 选择菜单栏中的【编辑】 /【切换构造】命令，系统将实线圆改为结构线圆，如图 211所示。 图 211 更改为结构线圆 单击特征工具栏中的确定按钮，结束剖面绘制。 在如图 212所示拉伸高度栏输入实体拉伸高度“ 26”，按 Enter键确认，单击信息提示区右侧的拉伸实体参数确定按钮。 单击系统工具栏中的视图列表按钮 ，选择【标准方向】选项，结果如图 213所示。 图 212 输入拉伸高度 图 213 产生拉伸实体 使用拉伸特征，切除烟灰缸基体，具体步骤如下： 选择菜单栏中的【插入】 /【拉伸】命令，系统在下方的信息提示区出现拉伸特征选项，如图 214所示，选择【放置】，单击“定义”按钮。 图 214 拉伸特征选项 系统弹出如图 215 所示草绘提示对话框，要求选择拉伸剖面草绘平面和草绘视图方向参照。 选择如图 216所示实体顶面为草绘平面。 图 215 草绘提示对话框图 216 选择草绘平面 系统自动选择 RIHGT 基准面为草 绘视图方向参照，并在方向栏设置为【右】，如图 217所示，单击“草绘”按钮。 图 217 设置草绘视图方向 单击绘圆按钮，绘制如图 218 所示的圆。 单击尺寸修改按钮，修改圆 的 尺寸，结果如图 219所示。 选择实体顶面为草绘平面 图 218 绘制圆 图 219 单击特征工具栏中的确定按钮，结束剖面绘制。 在 如图 220拉伸高度栏输入实体拉伸高度“ 20”， 按 Enter键确认， 单击切除深度方向切换按钮，单击“切除”按钮 ，单击信息提示区右侧的拉伸实体参数确定按钮。 选择等角视图，着色显示模型，结果如图 221所示。 图 220 设置拉伸参数 如图 221 产生拉伸切除 P1～ P3的圆角 对实体边 P1～ P3进行圆角，具体操作步骤如下： 单击圆角按钮，系统在下方的信息提示区出现圆角特征选项，如图 222所示。 系统提示选择要圆角的边，逐一选择如图 223 所示的实体边 P1～ P3。 图 222 圆角特征选项 图 223 选择圆角边 在如图 224 所示信息提示区输入圆角半径值 “ 20”，按键 Enter 确 认，单击信 息提示区右侧的圆角参数确定按钮，结果如图 225。 图 224 输入圆角半径值 图 225 圆角结果 角度 在实际的设计 与制造 中， 对于与模具表面直接接触并垂直于分型面的产品，需要有锥角或拔模角度，从而允许适当的顶出。 该拔模角度会在模具 开模 的瞬间产生间隙，从而让 铸件较容易 地脱离模具。 一般推荐 1 至 3 度的拔模角度。 而本课题所设计的烟灰缸模具 ，其 表面与分型面 存在直接接触和垂直的关系，因此我们需要对烟灰缸模具表面进行拔模角度的设置。 选择菜单栏中的【插入】 /【拔模】命令，系统在下方的信息提示区出现拔模特征选项，如图 226 所示。