壓鑄模具結(jié)構(gòu)的自動設(shè)計(jì)簡介

壓鑄模具結(jié)構(gòu)的自動設(shè)計(jì)主要介紹應(yīng)用先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件Pro/ENGINEER，組建圖形庫、數(shù)據(jù)庫、知識庫、程序庫，實(shí)現(xiàn)壓鑄模具結(jié)構(gòu)的自動設(shè)計(jì)。

【摘 要】本文主要介紹應(yīng)用先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件Pro/ENGINEER，組建圖形庫、數(shù)據(jù)庫、知識庫、程序庫，實(shí)現(xiàn)壓鑄模具結(jié)構(gòu)的自動設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】壓鑄模具 參數(shù)化設(shè)計(jì) 程序

Pro/ENGINEER軟件是美國PTC公司推出的CAD/CAM/CAE軟件產(chǎn)品，Pro/ENGINEER通過一種獨(dú)特的參數(shù)化設(shè)計(jì)及基于特征的實(shí)體造型設(shè)計(jì)制造技術(shù)，為壓鑄模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了前所未有的新局面。共立精機(jī)（大連）有限公司是日本著名壓鑄模具制造商共立精機(jī)株式會社在大連建立的全資獨(dú)立子公司。公司主要從事精密金屬壓鑄模具的設(shè)計(jì)、制造。公司從生產(chǎn)管理到模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造過程中全面采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，其技術(shù)含量較高。其客戶主要為中國和世界其他國家的汽車、家電、機(jī)械、電子等各種行業(yè)。由于公司設(shè)計(jì)制造壓鑄模具采用了先進(jìn)的Pro/ENGINEER軟件，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM一體化，提高了產(chǎn)品質(zhì)量保證了使用壽命，使許多老客戶又紛紛要求制造復(fù)制模具，或設(shè)計(jì)制造他們新研制的產(chǎn)品模具。進(jìn)而推動公司及國內(nèi)壓鑄模具同行業(yè)發(fā)展。

本項(xiàng)目主要基于Pro/ENGINEER2001高級裝配及軟件特有的族表Family table，關(guān)系式Relations，程序Program，運(yùn)行軌跡Play Trail等，依據(jù)本公司壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，組建圖形庫、數(shù)據(jù)庫、知識庫、程序庫對其進(jìn)行二次開發(fā)。實(shí)現(xiàn)壓鑄模具結(jié)構(gòu)自動設(shè)計(jì)。

1 圖形庫建立

利用Pro/ENGINEER參數(shù)化設(shè)計(jì)特性，對模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一零件對應(yīng)建立一個基本模型，即三維實(shí)體模型，在模型中設(shè)制族表Family Table，將可變化的尺寸命名并輸入相對應(yīng)數(shù)據(jù)。這個模型將代表同類圖形各種參數(shù)模型，當(dāng)需要某個命名參數(shù)圖形時(shí)，模型將自動調(diào)用族表Family table尺寸參數(shù)，驅(qū)動模型自動改變。Pro/ENGINEER特有的參數(shù)化設(shè)計(jì)使單一的圖形庫數(shù)量大大減少，節(jié)省圖形庫占用機(jī)器容量，提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度。Pro/ENGINEER具有很強(qiáng)的三維實(shí)體造型功能，組建圖形庫都為三維實(shí)體模型。

2 數(shù)據(jù)庫建立

數(shù)據(jù)庫是在圖形庫基礎(chǔ)上，應(yīng)用Pro/ENGINEER族表Family table組建的尺寸數(shù)據(jù)表，這種數(shù)據(jù)表可以為___tmp.prd文本形式存在；還可以為電子表格Excel形式存在。Pro/ENGINEER這種族表便于工程設(shè)計(jì)者，根據(jù)需要不斷補(bǔ)充擴(kuò)展、修正、完善其數(shù)據(jù)庫。如下面文件所示，圖形庫中導(dǎo)柱Family table數(shù)據(jù)文件。2100433B

隨著大型壓鑄的迅速發(fā)展, 實(shí)現(xiàn)自動化的趨勢迫在眉睫, 誠然, 自動化對中小型壓鑄機(jī)來說也同樣重要, 于是, 需要有自動化壓鑄機(jī)進(jìn)行自動化壓鑄生產(chǎn)便很快地提到議事日程上來。初期自動化壓鑄機(jī)的組成主要是: 以主機(jī)作為核心, 配備澆料、噴涂、取件等3 項(xiàng)裝置, 有時(shí)加上切邊機(jī), 然后把相關(guān)程序的運(yùn)作銜接起來, 實(shí)現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)過程自動化。1964 年, KUX 公司提出了實(shí)現(xiàn)自動化應(yīng)解決的問題, 除了壓鑄機(jī)主機(jī)配置3 項(xiàng)機(jī)械手以外, 還應(yīng)考慮其他的配備和問題,包括: 防止分型面金屬飛濺、合模過程的機(jī)器與模具的安全性、模具吹氣清理和噴涂、壓鑄件的取出方法、壓鑄件水冷卻并放置在傳送帶上、操作程序、生產(chǎn)效率、機(jī)器的構(gòu)造、保溫爐的容量及金屬運(yùn)輸、壓鑄件的切邊、等等, 這基本上就是一個壓鑄單元的要求。

約在20 世紀(jì)60 年代中, 機(jī)器人( Robot ) 開始在壓鑄工業(yè)中應(yīng)用， 極大地推動了自動化壓鑄機(jī)的發(fā)展, 美國Allen Stevens 公司成為最早用機(jī)器人于壓鑄生產(chǎn)的壓鑄廠之一。T oshiba 公司于1970 年介紹了日本開發(fā)自動化壓鑄機(jī)的進(jìn)展情況, 據(jù)稱, 日本進(jìn)行全自動壓鑄機(jī)的試驗(yàn)是在1961 年開始的, 但那時(shí)的壓鑄機(jī)的構(gòu)造尚不能適合自動化的要求, 工業(yè)上的配套問題也未解決, 但就在不到10 年的時(shí)間, 日本有了自動化的壓鑄機(jī)。20 世紀(jì)70 年代的10 年里, 壓鑄生產(chǎn)廠家對自動化壓鑄機(jī)的需求日漸增多, 有的公司如SouthernDie Cast ing & Engineering 公司, 除了對壓鑄機(jī)自動化裝備提出建議之外, 還認(rèn)為必須配備好的模具才能體現(xiàn)出壓鑄自動化的優(yōu)點(diǎn)。還有, 歐洲同樣也加快了采用自動化壓鑄機(jī)的步伐, 1983 年, Weingarten公司介紹了4 缸汽缸體在2 500 t 級壓鑄機(jī)上的生產(chǎn)情況, 當(dāng)時(shí)這臺壓鑄機(jī)已經(jīng)采用了數(shù)字控制,同時(shí)著重對全自動壓鑄機(jī)的自動化生產(chǎn)進(jìn)行了較為全面的闡述?？梢? 這個時(shí)期, 壓鑄生產(chǎn)自動化、建立柔性單元已成為壓鑄業(yè)界全球性的新話題。

20 世紀(jì)60 年代以后, 液壓技術(shù)、自動化控制技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測技術(shù)、冶金技術(shù)、材料工程、化工技術(shù)等各種工業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展, 新的工業(yè)產(chǎn)品也是日新月異, 而機(jī)械制造技術(shù)和模具制造技術(shù)也在同步地迅速發(fā)展。在這種時(shí)代背景下, 必然為壓鑄生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了最有力的技術(shù)基礎(chǔ), 通過對各種技術(shù)的應(yīng)用, 自動化壓鑄機(jī)也就得以日益完善。當(dāng)以自動化壓鑄機(jī)為核心, 配置了各種輔助裝置和配備了周邊設(shè)備, 并加以按預(yù)定的程序運(yùn)行, 便形成了壓鑄單元。臥式冷室壓鑄機(jī)上通常配置的輔助裝置包括: 澆料、模具清理和噴涂、潤滑劑的壓送、取件、預(yù)熱并放置鑄入鑲件、沖頭及壓室潤滑、壓射參數(shù)檢測、壓射過程監(jiān)控、鎖模力檢測, 大杠自動抽出和復(fù)位、機(jī)器運(yùn)動副潤滑、壓力液液面位置及溫度顯示、故障診斷及報(bào)警、快速換模、安全護(hù)欄等, 有的將噴涂、取件、放入鑄入鑲件等其中的2 項(xiàng)或3 項(xiàng)裝置合用一臺機(jī)械手; 周邊設(shè)備則指: 保溫爐、熔化爐、金屬液( 或料錠料塊) 添加和運(yùn)送、鑄入鑲件加熱、壓鑄件出模后的冷卻、壓鑄件疵病部位即時(shí)簡易檢測、壓鑄件切邊、壓鑄件噴丸或光飾、壓鑄件工序間及成品的傳送、抽排煙霧等; 當(dāng)壓鑄工藝需要時(shí), 再配置模具溫度控制裝置、真空裝置、帶密封環(huán)的沖頭及其配用的壓室、局部加壓裝置等, 此時(shí)

主機(jī)操縱程序應(yīng)具有與之相銜接的控制功能。

上述配置的齊全程度, 與產(chǎn)品的壓鑄工藝和技術(shù)要求有關(guān), 也與機(jī)型大小有關(guān)。此外, 每個壓鑄單元就是一個獨(dú)立的工作主體, 當(dāng)一個廠房內(nèi)布置的都是由壓鑄單元組成的, 便成為一個沒有操作工的壓鑄自動化生產(chǎn)線。這時(shí), 還可以將加料和輸送壓鑄件成品這2 個首尾工序各自分別連接成運(yùn)輸線, 使廠房更加整齊。由于壓鑄生產(chǎn)自動化的核心是壓鑄機(jī)主機(jī), 因此,壓鑄單元和壓鑄自動化生產(chǎn)線的發(fā)展, 便成為壓鑄機(jī)發(fā)展的重要部分。

a、正確選擇壓鑄件的材料，

b、合理確定壓鑄件的尺寸精度；

c、盡量使壁厚分布均勻；

d、各轉(zhuǎn)角處增加工藝圓角，避免尖角。