cad技术在压铸模具设计实验教学中的应用

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1、CAD技术在压铸模具设计实验教学中的应用雷黎康振国张秋梅中国海洋大学材料科学与工程研宄院摘要：针对模具设计实验课程的特点与不足，应用CAD技术进行整套压铸模具的设计、创建以及虚拟装配。棊于CAD技术进行模具设计操作过程简便，设计的模具结构合理，布局紧凑。将该技术应用于模具设计实验教学中，可以缩短教学周期，提高教学效率，激发学牛.积极主动性，完善模K设计实验教学模式，推进模K设计实验教学课程的改革。关键词：馳模具设计;CAD技术;实验教学;作者简介：雷黎（1981—），女，博士，实验师，研究方向：金属表面改性及材料成型CAD/CAE。收稿日期：2017-05-15基金：中央高校基本科

2、研业务费专项（项目编号:201751007）Received：2017-05-15模具是工业产品生产用的工艺装备，属于精密机械产品，主要应用于制造业。在工业生产中，模具种类繁多，应用广泛，在国民经济与人们的生产、生活中具有举足轻重的作用，大到飞机、汽车，小到玩具、手机，几乎所冇的工业产品都离不开模具成型m。按照成型原理不同，模具可分为注塑模具、压铸模具、吹塑模具、冲压模具等不同类型m。模具设计是一项专业性和经验性较强的工作，一套完整的模具涵盖多个和关系统间的相互协调，通常的模具由浇注系统、顶山系统、冷却系统、排溢系统、抽芯系统等几部分组成。传统的模具设计人多表现为二维和经验设计，模

3、具实验课程的教学模式大多采用演示性实验，这种实验教学方式很难达到激发学生学习兴趣，培养学生主动性和创新性的目的。改革传统的模具设计实验教学模式，是当前高校模具设计课程将要研究和探讨的重要内容。随着计算机技术的发展，CAD技术可以将模具设计由二维转为三维，并实现设计的可视化m。借助CAD技术，通过加载参照模型、创建工件、创建分型面或体稅块、分割、抽取、生成铸件、仿真开模等一系列操作过程，可以快速实现一套完整模具的设计与检验［4,5］。我们结合压铸工艺与压铸件设计的棊础知识，应用Pro/ENGINEER软件所提供的模具设计专用模块实现压铸模具的设计与创建，进而推进模具设计实验教学的改革

4、。1模具分析零件模型是要制造的产品原型，代表成型后的最终产品。它不仅是模具设计的基础，同时决定着模具类型、模具型腔结构、浇注系统以及冷却系统的布置等等。本文将要制造的产品为一个壳体压铸件，其原型如阁1所示。根据零件结构，判断模具整体机构采用一模一腔，一个分型面的形式。图1壳体压铸件模型下载原图2模具设计流程结合压铸模具自身的成型特点，其设计需要遵循内在的规律和特殊的要求。一般来讲，压铸模具设计伍括分型面设计、浇注系统和溢流排气系统设计、模架与成形零件设计、抽芯机构设计和推出机构设计等等。基于Pro/ENGTNEER软件中的模具设计模块，压铸模具设计流程如下。2.1创建分型面如果要将

5、模块分割成儿个部分，以便产生动模和定模，最迅速的方法就是定义一个分型面，然后利用分型面进行模块分割，由此可见，分型面的最大作用就在于将整体模块分割成、两个或若干个模具元件。遵循分型面的设计原则，合理选择分型面位置才能得到合适的型腔。压铸模具的分型面包括单分型面和多分型面两大类型，单分型面又分为直线分型面、倾斜分型面、折线分型面和曲线分型面等四类。在Pro/ENGINEER软件模具设计模块中分型面是一个特殊的曲面特征,可由一个或多个曲面组成，因此，在构建分型面时可以运用曲面特征的构建工具和曲面特征的属性。考虑到本文壳体零件的结构，创建一个直线分型面比较合理，设计的分型而位置如图2所示

6、的I-I位置。图2分型面设计下载原图2.2浇注系统及溢流排气系统设计浇注系统的作用是将金属液由压室导入型腔，浇注系统与溢流、排气系统协同作用，与金属液进入型腔的部位、方向、流动状态等密切相关，其设计是压铸模设计的重要环节。浇注系统一般由直浇道、横浇道、内浇口等几部分组成。按照金属液导入方向，浇U分为切向浇1_1和径向浇1_1;按照位置的不同，浇IJ分为中心浇门、顶浇门和侧浇门；按照横浇道过渡区形式，分为扇形浇道系统和锥形切向浇道系统M。结合壳体零件的结构，本设计选择径向顶浇口，扇形浇道。溢流梢也称集渣梢，主要用于排除型腔内的气体、残渣，转移缩孔缩松、涡流裹气，改善模具热平衡状态，减

7、少铸件流痕、冷隔和浇不足的现象。溢流槽可以设计在分型面上，也可以设置在型腔内部。排气槽用于从型腔中排除空气及分型剂挥发产生的气体，其布局位置与IV浇门的布置以及金属液的流态有关。排气槽一般与溢流槽配合，设置在溢流槽后端以加强溢流和排气效果。本设计将溢流槽和排气梢布罝在金属液最后填充的型腔中，同时设罝在动模内是为了增大对动模的伍裹力，使铸件在开模时能够随着动模带出m。木设计中色括直浇道、横浇道和内浇门在内的浇注系统与溢流、排气系统如图3所示。图3浇注系统与溢流排气系统设