基于Cimatron的中齒體精鑄模一體化設計研究

（廣西工學院鹿山學院，廣西 柳 州 545616）

在當今激烈的市場競爭中，凡是設計到用模具生產的產品，面市的周期要求都非常短，而且不能靠降低品質來爭取時間。為了獲取一定的經濟利潤，降低模具成本，也是模具制造者非常關注的，所以模具的交付時間、模具制造成本、模具品質便成了模具制造者關注的重中之重的3個因素，這3個因素最直接地影響模具企業的發展。如何縮短交付時間、降低模具成本、提高模具品質，是每個模具企業不斷追求的目標。要縮短模具交付時間，提高模具品質就要在模具設計、制造過程中，采用先進的技術手段，包括優秀的CAD/CAM軟件，引進先進的加工設備，不斷提高模具標準化程度，強化模具企業的管理水平。

Cimatron軟件涵蓋了產品設計、數據轉換、模具設計、電極設計和加工、模具零件本身的數控編程及二維圖紙生成等模具設計與制造的全部工具。一體化技術，可以使模具制造者不經過任何的數據轉換，便可以順利完成模具設計與制造的全過程。

1 一體化設計流程

中齒體零件是某精密鑄造有限公司的一個主打產品，其表面粗糙度要求為：用不去除材料的方法獲得12.5 μm，其尺寸如圖1所示。

圖1 中齒體零件圖

該產品模具設計制造一體化設計中包含：產品設計、產品模具分模設計、模具設計、電極設計、模具數控銑削加工編程等模塊，具有仿真模擬、提供定制化的加工工藝報告功能，使數控編程、現場加工的聯系更緊密，避免了手工填寫工藝卡片而產生的錯誤，確保了數控加工最后一個環節的穩定性。

一體化設計的流程。如圖2所示。

圖2 一體化設計流程

2 產品模具分模設計

在產品模型設計完畢，接下來就要針對模型進行分模設計。利用Cimatron軟件中快速分模（Qucik Split）模塊，使用此功能可快速地把產品模型分離成型腔、型芯、滑塊及鑲件等各個部分，并可對分離的結果進行脫模可行性分析，以不同色差顯示拔模面，方便設計者檢查及修改產品使其符合模具的工藝要求。系統可自動生成所需的分模線。

圖3 模具分模設計圖

3 模具設計

型面分模完成后，如何快速設計出一套結構完整、三維逼真的模具結構，是模具設計與制造追求的方向。因為這種方法可彌補用二維圖紙表達模具結構的抽象性，可直接形象地顯示設計好的模具。

利用Cimatron軟件的Mold Design模塊，進入模具設計環境后，規劃：定模、動模、頂出系統、滑塊系統等，再把前面設計好的分模零件，導入到相應的模具系統內，然后選擇合適的模架類型、規格，模板厚度尺寸、常用的模具標準件進行相應的零件可進行自動切割。同時在設計過程中，用戶還可進行非標準化零件的轉換。最終自動輸出二維模具圖紙，零件明細清單。

4 模具數控銑削加工

Cimatron E用于產品零件的數控加工，其流程如圖8所示。首先是調用產品零件加載毛坯，調用系統的模板或用戶自定義的模板、設計刀具。然后分別創建加工的程序、定義工序、加工的對象、定義加工的方式生成該相應的加工程序。用戶依據加工程序的內容，來確立刀具軌跡的生成方式，如根據加工對象的具體內容、刀具的導動方式、切削步距、主軸轉速、進給量、切削角度、進退刀點、干涉面及安全平面等詳細內容，生成刀具軌跡，對刀具軌跡進行仿真加工后，再進行相應的編輯修改、拷貝等操作，提高編程的效率。待所有的刀具軌跡設計合格后，進行后處理生成相應數控系統的加工代碼，進行DNC傳輸與數控加工。

數控銑削加工流程圖如圖4所示。

圖4 數控銑削加工流程圖

5 電極加工

在模具型腔制造過程中，金屬切削加工無法完成的狹縫、尖角或清根部位，可采用電火花加工，因此必須進行電極設計。

中齒體精鑄模設計過程中，由于有較深槽腔，常規的銑削加工很難實現，需要進行放電加工。電極加工參數如圖5所示。

圖5 電極加工參數

6 模具標準件庫建立

模具標準件庫建立，能夠使模具機構設計與模具裝配變得簡單、方便，同時大量的標準模架和標準件的使用，節約這部分零部件的設計與制造時間，而且便于模具管理的標準化，有利于模具企業的快速發展。精鑄模標準件庫包括澆注系統、頂出系統、冷卻系統、導向系統等，如圖6所示。

圖6 標準件庫圖

7 結束語

中齒體精鑄模模具設計與制造，利用Cimatron軟件進行一體化設計，通過在某精密鑄造公司實際生產中的應用，為模具企業和模具技術人員提高了效率，縮短了模具交付時間，提高了模具品質，降低了成本。

[1]林巨廣，沈維蕾.汽車覆蓋件模具CAD/CAM一體化技術的研究[DB/OL].汽車科技網，http://ati.nstl.gov.cn/car/tech/1412 52.asp

[2]何 濤.模具CAD/CAM[M].北京：北京大學出版社，2006.

[3]思美創（北京）科技有限公司.基于Cimatron E型腔模具設計制造一體化解決方案的應用[J].新品與技術，2011，（7）：131-133.