液壓回路缸體熔模鑄造模具設(shè)計(jì)

劉 暢，姚芳萍，李明博

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 錦州121001）

液壓回路缸體熔模鑄造模具設(shè)計(jì)

劉 暢，姚芳萍，李明博

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 錦州121001）

通過(guò)對(duì)液壓回路缸體零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，利用三維工程軟件Pro/E建立零件和毛坯的三維模型。基于熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)了分型面和澆注系統(tǒng)，并通過(guò)分型面切割體積塊完成模具型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合機(jī)械制造工藝，設(shè)計(jì)了上下模的定位和夾緊機(jī)構(gòu)，保證了模具成型質(zhì)量。

熔模鑄造；模具設(shè)計(jì)；CAD

熔模精密鑄造又稱失蠟鑄造，可以生產(chǎn)出精密復(fù)雜、接近于產(chǎn)品最后形狀，可不加工或很少加工就可直接使用的金屬零件或精美工藝品，是一種近凈成形的金屬成形工藝，應(yīng)用非常廣泛[1-3]。在成形工藝過(guò)程中，首先制做金屬模具，在注蠟機(jī)上用金屬模具壓制出蠟?zāi)＃匀勰Ｄ＞叩脑O(shè)計(jì)與制造非常關(guān)鍵，不僅關(guān)系著蠟?zāi)５某尚唾|(zhì)量，而且直接影響生產(chǎn)率[3-5]。本文基于三維模具CAD設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)液壓回路缸體零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大地提高了模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

1 零件和毛坯的三維建模

該零件外形類似短軸，周向內(nèi)分布多個(gè)徑向孔，由于尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高，需多道機(jī)械加工工序完成。在此結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上，利用三維工程軟件Pro/Engineering對(duì)該零件進(jìn)行三維造型，主要采用旋轉(zhuǎn)方法建立階梯圓柱體，在圓柱體上利用孔命令建立各個(gè)大小不同的孔，如圖1所示該零件的三維實(shí)體模型。

圖1 零件三維模型

基于上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又因?yàn)槠潴w積較小，所以利用熔模鑄造比較經(jīng)濟(jì)合適。首先對(duì)鑄造毛坯進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于小孔（該零件上有直徑5 mm的小孔）鑄造困難，所以將一些比較小的孔填平，并大孔內(nèi)凹槽及小型腔也填實(shí)；然后將鑄造余量加到零件上，最終形成如圖2所示的毛坯。

圖2 毛坯三維模型

2 熔模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 分型方案

根據(jù)熔模鑄造模具設(shè)計(jì)原則，在該毛坯三維結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行分型面的設(shè)計(jì)。如圖3所示，在Pro/Engineering模具模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)入已建好的毛坯模型后，在毛坯的最大截面處，利用回轉(zhuǎn)面建模命令建立如圖3所示的主分型面；其它型芯的分型面主要采用拉伸命令實(shí)現(xiàn)。最后基于分型面的基礎(chǔ)上切割體積塊，形成上下模和型芯。

圖3 毛坯分型方案

2.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在分型成功后，設(shè)計(jì)模具的定位和夾緊元件。如圖4所示，模具的上下模板由兩個(gè)螺母夾緊，四個(gè)滑塊由模具外側(cè)階梯圓柱定位，在階梯圓柱上有壓板進(jìn)行夾緊，并且與模具體間隙配合。在模具的下模板中插入兩根對(duì)稱的圓柱銷(xiāo)，圓柱銷(xiāo)上部與模具上模板間隙配合。為了方便去除澆注口內(nèi)殘余蠟?zāi)＃瑵沧⒖诘奈恢眠x在了分型面上。模具二維裝配圖如圖5所示。

圖4 模具三維圖

圖5 模具二維裝配圖

6 結(jié)束語(yǔ)

該液壓缸體回路的模具設(shè)計(jì)經(jīng)開(kāi)模仿真顯示模具各元件間無(wú)干涉，活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)位置準(zhǔn)確，澆注系統(tǒng)有利于開(kāi)模取件。通過(guò)Pro/Engineering相關(guān)模塊使得模具設(shè)計(jì)更直觀、更方便，提高了模具設(shè)計(jì)的效率，并且有利于后續(xù)的數(shù)控加工編程。

[1]谷曉妹，翟 建.基于Pro/E的熔模模具設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù)，2016（01）：98-99+114.

[2]劉雅蕓，黃 放，崔曉斌，等.基于UG的葉輪分體式熔模鑄造的模具設(shè)計(jì)[J].特種鑄造及有色合金，2016（10）：1077-1079.

[3]徐宗馳，姚芳萍，李金華.基于CAD/CAM的座體熔模模具三維設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].熱加工工藝，2015（13）：82-83+86.

[4]劉淑芬.基于CAD/CAM技術(shù)的閥塊熔模模具設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2015（05）：47-48.

[5]熊安平，李悅鳳.連接件零件熔模模具的CAD/CAM設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，（10）：1346-1349.

Design of Investment Casting Mold for Hydraulic Circuit Cylinder

LIU Chang，YAO Fang-ping，LI Ming-bo
（College of Mechanical Engineering and Automation，Liaoning University of Technology，Jinzhou Liaoning 121001，China）

According to the structural analysis of frame，Pro/E was used to finish 3D modeling of the part and blank.Based on the invest casting mold，the parting and gating system were designed.The parting surface was used to cut the volume.The core and cavity were designed.The clamping and the detent mechanism were also design of the upper mold and down mold on the base of the manufacturing technology.They ensured the forming quality of the mold.

investment casting；mold design；CAD

TQ330.4+

A

1672-545X（2017）08-0301-02

2017-05-08

遼寧工業(yè)大學(xué)教改立項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào)：2016005）

劉 暢（1994-），男，遼寧遼陽(yáng)人，本科生，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化；姚芳萍（1980-），女，陜西寶雞人，碩士，講師，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)；李明博（1993-），男，遼寧鐵嶺人，本科生，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化。