基于Pro/E的法蘭零件熔模模具的CAD設(shè)計(jì)

樸成林,高秀艷

（遼寧工業(yè)大學(xué),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(cè)所示，在精度上有較高的要求。由于其內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)難度較高，故選擇熔模鑄造生產(chǎn)。本文依據(jù)法蘭零件圖紙的要求，對(duì)該零件的三維模型進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。造型完成后，就模具的設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)的闡述。

1 法蘭零件毛坯三維造型設(shè)計(jì)

法蘭零件毛坯結(jié)構(gòu)特征以矩形塊、孔、螺紋孔和肋板為主，底部近似為長(zhǎng)方體，頂部外形為不規(guī)整的長(zhǎng)方體，內(nèi)部為不規(guī)整的回轉(zhuǎn)體空腔，靠近底部有兩個(gè)方形凸臺(tái)。根據(jù)零件圖紙要求，采用Pro/E軟件進(jìn)行各部分的造型，主要使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、螺旋掃描、肋板和倒圓角為主。最后創(chuàng)建各處倒角特征，即可完成造型過(guò)程。法蘭零件毛坯的三維造型如圖1左側(cè)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(shè)計(jì)

法蘭零件毛坯的外形尺寸比較小，對(duì)蠟的強(qiáng)度要求比較高，又技術(shù)要求對(duì)零件的精度要求較高，因此選擇中溫蠟和小型注蠟機(jī)（側(cè)面注蠟）。法蘭的生產(chǎn)批量要求是每年2萬(wàn)件，蠟?zāi)Ｅ坎淮?，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(shè)計(jì)模塊，根據(jù)法蘭零件毛坯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)首先進(jìn)行收縮率的設(shè)計(jì)，然后是分型面的設(shè)計(jì)。由于該法蘭內(nèi)部中心孔深徑比較大為12，且型腔較為復(fù)雜，如果采用左右對(duì)稱分型中間孔用抽芯的方法勢(shì)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(jié)構(gòu)，選擇中心階梯孔為滑塊并與上模組合在一起，簡(jiǎn)化加工。由于零件側(cè)面有數(shù)字標(biāo)識(shí)，又將此部分的模具塊切開，并將其與右模固定，分模時(shí)與右模一起分開，并在兩下模下部設(shè)計(jì)為一底板，對(duì)兩下模左右方向予以鎖緊。在流道設(shè)計(jì)時(shí)選取分型面處為蠟料入口處，這樣便于取下蠟?zāi)?，完成的模具結(jié)構(gòu)如圖2左側(cè)所示，模具開模效果圖如圖2右側(cè)。

圖2 模具結(jié)構(gòu)與模具開模效果圖

3 結(jié)論

本文完成了基于PRO/E的法蘭零件毛坯的實(shí)體造型并在PRO/E的制造（Manufacturing）環(huán)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(shè)計(jì)。通過(guò)模具開模仿真的檢驗(yàn)，做到了無(wú)干涉開模。此方法對(duì)復(fù)雜法蘭類零件的模具的設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。

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