壓鑄模具混合裝配建模方法研究

高 峰，高曉琳

（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江雞西 158100）

壓鑄模具混合裝配建模方法研究

高 峰，高曉琳

（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江雞西 158100）

針對(duì)壓鑄模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)，進(jìn)行基于混合裝配的壓鑄模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究，使壓鑄模具混合裝配建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)建成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)壓鑄模具并行設(shè)計(jì)。

壓鑄模具；混合裝配；建模方法

0 引言

在CAD/CAM典型裝配建模方法分析基礎(chǔ)上，依據(jù)壓鑄模具及其組成零部件的裝配要求，進(jìn)行基于自頂向下裝配的壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和基于自底向上裝配的壓鑄模具裝配工藝設(shè)計(jì)方法研究。結(jié)果表明：自底向上的裝配設(shè)計(jì)方法沒(méi)有建立完整的描述裝配結(jié)構(gòu)信息的模型，無(wú)法支持壓鑄模具的并行設(shè)計(jì)；自頂向下裝配所生成的模具模型則在結(jié)構(gòu)和工藝方面存在不足和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；混合裝配的壓鑄模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)較好地修補(bǔ)了前兩種設(shè)計(jì)方法存在的不足，實(shí)現(xiàn)了壓鑄模具的并行設(shè)計(jì)[1-4]。

1 壓鑄模具裝配形式

按壓鑄模具裝配層次關(guān)系，根據(jù)壓鑄模具各組成部件的功能及其在模具中的裝配位置，壓鑄模具的具體裝配形式如圖1所示。

圖1 壓鑄模具裝配

其中，動(dòng)模板和定模板作為壓鑄模具的重要結(jié)構(gòu)件，分別與已完成的各裝配部件進(jìn)行順序裝配，形成動(dòng)模板裝配部件和定模板裝配部件后，分別通過(guò)模具的支撐、定位和緊固件，與動(dòng)模座板和定模座板形成動(dòng)模子裝配和定模子裝配，最終通過(guò)合模裝配完成壓鑄模具的裝配建模。

2 壓鑄模具混合裝配建模流程

采用UG NX等CAD/CAM軟件提供的混合裝配建模方法，通過(guò)自頂向下和自底向上裝配建模的交替運(yùn)用，可以方便地在裝配環(huán)境下進(jìn)行壓鑄模具設(shè)計(jì)和裝配模型的編輯修改，并使壓鑄模具及其組成零部件的結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，以滿足壓鑄件高效、精確成型的要求。具體建模過(guò)程如圖2所示。

圖2 基于混合裝配的壓鑄模具建模流程

在壓鑄模具實(shí)際設(shè)計(jì)中，與壓鑄件和模具零部件直接發(fā)生關(guān)系，或尺寸、形狀、位置關(guān)系相互影響的非標(biāo)零部件創(chuàng)建主要采用自頂向下設(shè)計(jì)，而標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和其他可調(diào)用的零件則通過(guò)自底向上的設(shè)計(jì)方法加入到裝配中來(lái)。為保證裝配的正確性，在混合裝配建模過(guò)程中，應(yīng)對(duì)裝配模型進(jìn)行如下檢查：

（1）檢查參與裝配的是否為正式歸檔的零件和子裝配件（保證參與裝配的模型數(shù)據(jù)的唯一性和一致性）；

（2）檢查無(wú)圖件、標(biāo)準(zhǔn)件、對(duì)稱件、變形件、借用件、外構(gòu)件、選配件、補(bǔ)充加工件等是否按規(guī)定正確參與了裝配（保證裝配數(shù)據(jù)的完整性）；

（3）檢查裝配關(guān)系和裝配次序是否正確；

（4）檢查引用集；

（5）檢查裝配約束，不允許有過(guò)約束和部件間的交叉約束；

（6）檢查裝配干涉。

3 壓鑄模具裝配模型的編輯修改

完成壓鑄模具的裝配建模后，通常需要從模具結(jié)構(gòu)的合理性，組成零件的工藝性，以及是否滿足壓鑄機(jī)的要求等方面對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和校核，并對(duì)壓鑄模具裝配模型進(jìn)行修改。

根據(jù)壓鑄模具實(shí)際結(jié)構(gòu)，采用混合裝配建模功能對(duì)壓鑄模具裝配模型進(jìn)行編輯修改過(guò)程中，一個(gè)模具零部件的改變可能會(huì)引起其他相關(guān)部件的改變。因此，在編輯修改時(shí)，應(yīng)充分考慮到與其關(guān)聯(lián)的模具零部件，檢查和重新確立相關(guān)組件間的裝配約束關(guān)系。基于混合裝配的壓鑄模具裝配模型編輯修改流程如圖3所示。

采用UG混合裝配功能，按上述流程對(duì)壓鑄模具裝配模型進(jìn)行編輯修改的操作步驟為：

（1）打開(kāi)一個(gè)壓鑄模具裝配文件，選擇【裝配】，單擊裝配導(dǎo)航器圖標(biāo)，彈出裝配導(dǎo)航器；

（2）在裝配導(dǎo)航器中，將鼠標(biāo)定位有想要選擇的組件節(jié)點(diǎn)上，選中要編輯修改的組件；

圖3 基于混合裝配的壓鑄模具裝配修改流程

（3）用鼠標(biāo)右鍵單擊該組件，在彈出的快捷菜單中選擇工作部件命令，將該組件轉(zhuǎn)為工作部件；

（4）在裝配和其他組件節(jié)點(diǎn)上單擊鼠標(biāo)右鍵，利用彈出的操作快捷菜單，隱藏其他裝配部件和組件；

（5）運(yùn)用UG NX的建模功能，對(duì)裝配組件進(jìn)行修改；

（6）按UG NX配對(duì)條件，進(jìn)行該組件的裝配操作，重新確定該組件裝配約束關(guān)系；

（7）進(jìn)行裝配模型數(shù)據(jù)的唯一性、一致性、完整性檢查，以及裝配關(guān)系、裝配次序、裝配約束和裝配干涉檢查；

（8）重復(fù)上述操作，可進(jìn)行多個(gè)裝配組件和裝配部件的編輯修改，直至完成對(duì)壓鑄模具裝配模型的修改。

4 罩殼模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與混合裝配建模分析

采用混合裝配建模方法，進(jìn)行罩殼壓鑄模具的設(shè)計(jì)和裝配建模。

通過(guò)對(duì)壓鑄件成型特征分析，確定罩殼壓鑄模具基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為：

（1）以該壓鑄件底部端面為模具分型面；

（2）根據(jù)該壓鑄件在分型面上的投影面積和所選壓鑄機(jī)型能參數(shù)，采用一模一件的成型方式；

（3）成型該壓鑄件內(nèi)輪廓表面的大型芯設(shè)置在動(dòng)模；

（4）成型壓鑄件外輪廓表面的凹模型腔、成型壓鑄件頂部圓孔的小型芯，以及成型壓鑄件側(cè)孔的型芯設(shè)置在定模；

（5）澆注系統(tǒng)的外側(cè)澆口與橫澆道設(shè)置在動(dòng)模；溢流排氣系統(tǒng)設(shè)置在定模；

（6）采用推板推出機(jī)構(gòu)；

（7）采用彎銷(xiāo)抽芯機(jī)構(gòu)，且彎銷(xiāo)設(shè)置在動(dòng)模，滑塊設(shè)置在定模。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行罩殼壓鑄模具混合裝配建模過(guò)程為：

（1）在裝配中創(chuàng)建定模鑲塊，將定模鑲塊模型加入到新建組件中，如圖4所示；

（2）以定模鑲塊底面為基準(zhǔn)面，創(chuàng)建定模板組件；以定模板導(dǎo)滑槽和定模鑲塊型芯孔為參考基準(zhǔn)，創(chuàng)建抽芯滑塊組件，并保存該裝配體，如圖5～7所示；

圖4 罩殼壓鑄件模型

圖5 創(chuàng)建定模鑲塊

圖6 創(chuàng)建定模板

（3）創(chuàng)建定模型芯、澆口套、導(dǎo)套和定模鎖緊塊等組件模型；將上述組件分別添加至定模板裝配體中，如圖8～10所示；

圖7 創(chuàng)建抽芯滑塊

圖8 定模組件

圖9 組件裝配

（4）以定模板裝配體底面為基準(zhǔn)面，創(chuàng)建定模座板組件，完成定模裝配部件設(shè)計(jì)，保存該裝配體；

（5）創(chuàng)建動(dòng)模鑲塊后，將動(dòng)模鑲塊模型加入到新建組件中；以動(dòng)模鑲塊底面為基準(zhǔn)面，創(chuàng)建動(dòng)模板組件，保存該裝配體，如圖11～12所示：

（6）調(diào)用導(dǎo)套零件，對(duì)其進(jìn)行編輯修改后，將其添加至動(dòng)模板裝配體中，如圖13～15所示：

（7）以動(dòng)模板裝配體底面為基準(zhǔn)面，創(chuàng)建支撐板，并保存該裝配體；

（8）創(chuàng)建動(dòng)模型芯和支撐板導(dǎo)套；將上述組件分別添加至動(dòng)模支撐板裝配體中：

（9）以動(dòng)模支撐板裝配體底面為基準(zhǔn)面，創(chuàng)建動(dòng)模座板組件，并保存該裝配體；

（10）創(chuàng)建斜銷(xiāo)、動(dòng)模導(dǎo)柱和鎖緊塊；將上述分別添加至動(dòng)模座板裝配體中，完成動(dòng)模部件的裝配建模，保存該裝配體，如圖16～18所示；

Modeling Method of Mixed Model Assembly of the Die Casting Mould

GAO Feng，GAO Xiao-lin
（Heilongjiang University of Technology，Jixi158100，China）

According to the characteristics of die casting design，it carries on the optimizing die casting mould design based on hybrid assembly and makes the die assembly modeling and structural design as a whole and realizes the die-casting mold and design it.

die casting mould；mixed model assembly；modeling method

TG76

A

1009－9492(2014)03－0027－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.03.008

2013－09－17