柴油机气缸盖消失模铸造模具CAD/CAM（上）

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1 消失模铸造模具

 

1.1单缸小型柴油机气缸盖产品模型的建立

熟悉产品二维零件图纸，建构出零件的立体形状，找出零件图纸的设计基准和加工工艺基准。 # }" J0 V5 ~) C$ ~* [( ?- I(1)设计建模思路以零件图纸的设计基准为产品模型的基准，采用分块建模，整体组装(布尔运算)的技法。首先选准主模型，即产品模型的主体框架，即将气缸盖的主壳体作为主模型；其次，将主模型以外的各个实体部分作为搭配小模块分别建模，即将气缸盖的底面、顶面、喷油器、进气道、排气道和进、排气道的支承座、各螺栓凸台实体作为搭配小模块。主模型和搭配小模块在空间位置上的关系统一于零件图纸的设计基准。 (2)工作坐标系的应用工作坐标系是指当前绘制图形有效的右手法则--笛卡尔坐标系。它在配合有效、快捷地绘图时，可以移动、旋转和存贮，以使所画线条始终位于X-Y坐标系平面内，特征实体的拉伸、旋转始终沿着Z轴方向，并实现工作坐标系的快速定位功能。 5 l1 W& z8 L) v: q ' \. m1 {3 |$ z7 _) Y- L(3)工作层的管理工作层是指当前绘图有效的画面空间，共计256层。有效地灵活使用工作层的管理，可使建模思路更加清晰，编辑线条和实体模块有条不紊。具体操作是：将绘制各搭配小模块和主模型的原始线条按顺序分别放在不同的工作层上，并用易读易记忆的语言给各层起一个形象的层名，将用各层的原始线条制做出的各实体模块也分别存放到不同的工作层上，并起对应的层名。这样就可以在最后组装(布尔运算)数学模型时有的放矢地调用、编辑各个组成部分。 * r" {& Y3 L! o& [! A7 ^$ v0 p' r, Q(4)建模精度的设定在组成数学模型的各个子模块中间，既有特征造型模块，又有自由曲面(非特征)造型模块。如果在建模时，不进行有针对性地设置建模精度，往往会导致特征造型的模块与自由曲面造型的模块进行布尔运算时出错，致使建模失败。为此应将自由曲面建模精度高于特征建模精度1～2个数量级。 3 t4 w: ?. A( Z& y(5)产品模型的建立以零件图纸为依据，以建模思路为导向，以工作坐标系的应用、工作层的管理和建模精度的设定作为技术手段，即可建立气缸盖产品模型。 8 d i, ^2 s$ E8 ^- B7 u% D8 x

1.2铸件模型的设计和模片的切取

  % Z& f4 H& s6 R) G1 ^ & f3 b; S( C- f( ^(1)铸件模型的设计对气缸盖产品模型进行比例缩放，将产品模型放大1.013倍，在放大后的模型上设置加工余量，用建模的技法对各加工面建出加工余量(这里定为2mm)的实体，并与模型相叠加。最后，对铸造圆角进行建模。这样就建立了铸件泡沫模型。 - b5 E( W$ S0 g+ h% T 5 q- b+ b1 f3 h: a; H(2)模片的切取根据制模机的起模方式(我公司用的是水平分型，上、下起模的方式)和模型结构，以利于起模，利于胶合和整体美观为原则，将气缸盖铸件泡沫模型切成4片，见图1。

图1铸件模型(1次分配模片切取分布图)

 

1.3设计模具型腔和模板结构

  % }$ I- M4 |0 i / F3 q' V! c/ M0 X0 ]" G# t6 i4 ](1)设计模具型腔对从铸件泡沫模型上切取的模片进行2次分配，使之分别成为上、下模板型腔的1部分。首先，运用CAD做出2次分配的切割分型面，具体做法是：对于模片上能够完全向上或完全向下起模的部分，可以直接切取该部位的模片，并可得到切取时用的局部切割分型面；对于模片上沿单1方向无法取模的部分，必须找出这1部分模片的最大轮廓线，按此轮廓线做出切割分型面，以使用此切割分型面切出的模片可分别能在上、下两方向起模；最后根据加工特性，设计出连接各局部切割分型面的过渡分型面和模板分型面平面，将局部切割分型面、过渡分型面和分型面平面缝合起来，就得到2次分配模片的切割分型面。其次，将模片与1个大小适中的实体方坯作减，再用2次分配切割分型面将作减后的方坯切开，即可得到对应的上、下模板型腔结构。 8 }3 E/ K b3 O8 f" c(2)设计模板结构根据制模机上、下蒸气柜上的模具安装型板的规格，规范上、下模板的外围尺寸。在上模板上设计出喷枪支承结构、气塞安装孔、溢气槽、溢气孔，模板安装螺栓孔和模板定位套、导向套安装孔。在下模板上设计出气塞安装孔、溢气槽、溢气孔和模板定位销、导向销安装孔。 7 F( K$ B; R/ Z8 I+ i0 l: i

1.4设计胶合模板

. C' Q) n# {- {7 c- ~# N1 ] 胶合模板是用于模片胶合的。进行设计时，可先从模片结合面上抽取表面钣金，对该表面钣金进行剪裁，使模片的周边胶合宽度为2.5mm，切掉多余的粘胶面。这样既能节约用胶，又能防止多余的胶挤出时造成浇出的铸件披缝过大。然后拉伸剪裁后的胶合面成一实体，在实体底部相应地设计出与胶合机安装板相吻合的支承板，见图2。(这里用于拉伸的剪裁面要缩小1.012/1.013倍)

图2模片胶合板

 

1.5设计靠模板

  # ?+ e6 }) r* z P. a 靠模板是用于支撑并吸附模片以利于模片结合面浸胶。设计靠模板时，可将模片的对应制作模模板缩小1.012/1.013倍，模板的周边按照胶合机上靠模支架的规格修整，并将模具型腔内的分型面高度铣掉2mm，以使模片的结合面凸出，防止靠模粘附多余的胶液。最后设计出真空吸附喷嘴的安装孔。 0 c) ^2 Q( h, k2 I % k0 s8 i5 p9 D3 b8 q; }. y* G$ @