基于Pro/E的法蘭零件熔模模具的CAD設計

樸成林,高秀艷

（遼寧工業大學,遼寧 錦州 121001）

法蘭（Flange）又叫法蘭盤或突緣，是用于管子與管子相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，用螺栓使兩法蘭緊連，法蘭間用襯墊密封。法蘭分螺紋連接（絲接）法蘭和焊接法蘭。本文介紹的法蘭是航空部件，屬于螺紋連接法蘭如圖1右側所示，在精度上有較高的要求。由于其內、外部結構復雜，生產難度較高，故選擇熔模鑄造生產。本文依據法蘭零件圖紙的要求，對該零件的三維模型進行了分析設計。造型完成后，就模具的設計給出了詳細的闡述。

1 法蘭零件毛坯三維造型設計

法蘭零件毛坯結構特征以矩形塊、孔、螺紋孔和肋板為主，底部近似為長方體，頂部外形為不規整的長方體，內部為不規整的回轉體空腔，靠近底部有兩個方形凸臺。根據零件圖紙要求，采用Pro/E軟件進行各部分的造型，主要使用拉伸、旋轉、螺旋掃描、肋板和倒圓角為主。最后創建各處倒角特征，即可完成造型過程。法蘭零件毛坯的三維造型如圖1左側所示。

圖1 法蘭毛坯與成品的三維造型

2 法蘭零件毛坯模具設計

法蘭零件毛坯的外形尺寸比較小，對蠟的強度要求比較高，又技術要求對零件的精度要求較高，因此選擇中溫蠟和小型注蠟機（側面注蠟）。法蘭的生產批量要求是每年2萬件，蠟模批量不大，從模具的耐用度及模具成本考慮，選取模具的材料為鋁合金——ZL301。

利用Pro/E軟件中的模具設計模塊，根據法蘭零件毛坯的結構特點首先進行收縮率的設計，然后是分型面的設計。由于該法蘭內部中心孔深徑比較大為12，且型腔較為復雜，如果采用左右對稱分型中間孔用抽芯的方法勢必造成，中心孔型芯不便于加工，給模具制造增加成本，為了便于模具的加工和開模采用了多層分型的模具結構，選擇中心階梯孔為滑塊并與上模組合在一起，簡化加工。由于零件側面有數字標識，又將此部分的模具塊切開，并將其與右模固定，分模時與右模一起分開，并在兩下模下部設計為一底板，對兩下模左右方向予以鎖緊。在流道設計時選取分型面處為蠟料入口處，這樣便于取下蠟膜，完成的模具結構如圖2左側所示，模具開模效果圖如圖2右側。

圖2 模具結構與模具開模效果圖

3 結論

本文完成了基于PRO/E的法蘭零件毛坯的實體造型并在PRO/E的制造（Manufacturing）環境下完成該零件分型面選擇、模具體積塊的劃分及模具的定位方法的確定，完成了成品模具的設計。通過模具開模仿真的檢驗，做到了無干涉開模。此方法對復雜法蘭類零件的模具的設計具有一定的借鑒意義。

[1]李先雄，康亞鵬.Pro/ENGINEER Wildfire模具設計指導[M].清華大學出版社,2005(01).

[2]陳幼平.模具計算機輔助制造—中國模具設計大典[M].江西:江西科學技術出版社,2003(01).

[3]姜不居.熔模精密鑄造[M].北京:機械工業出版社,2004(04).

[4]羅光平.基于Pro/E的壓鑄模設計及制造[J].科技信息,2008(28):179-182.

[5]王樹勛.模具實用技術設計綜合手冊[K].華南理工大學出版社,1995(06).