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1、消失模铸造特种铸造及有色合金 2005年第25卷第8期变速箱消失模发泡模具设计与制造肖晓峰 叶升平 吴志超(华中科技大学)摘 要 与手工模具相比,采用三维CAD/CAM技术,缩短了模具制造周期,泡沫模样更符合设计意图,不规则曲面、圆角处均能保证壁厚均匀,从而减少泡沫模样在后续浇注中产生的变形,铸件力学性能得到成功提高。完成186862C型变速箱发泡模具的设计制造,模具达到设计要求,实现铸件批量生产。关键词 发泡模具;消失模铸造;计算机辅助设计与制造中图分类号 TG249.6文献标志码 A文章编号 1001-2249(2005)08-0492-02 箱体类铸件是很适合消失模铸造的一种类型,
2、一般因此将零件三维图转化为泡沫塑料模样三维图时,必须而言,箱体越复杂,消失模铸造工艺越能发挥其优势。从消失模铸造白区制模和黑区浇注两个角度,对铸件的而复杂的发泡模具的设计与制造是困扰很多消失模生结构加以改进,经山西华恩公司同意,确定工艺参数及产厂家的技术难题之一。186862C型变速箱体发泡模具方案主要有以下几点:①考虑到铸件结构特点,沿三轴的设计、制造为例,介绍了相关的制作。孔心连线将模样分为两片,模片采用圆、方锥台定位,这样非常适合模具开合,见图3。②加工余量设置为3～41 铸件简介mm。③缩水的设定,白区模具到模样的收缩率取0.5%,黑区模样到铸件的收缩率取1%。④为防止变18686
3、2C变速箱体的三维造型见图1。轮廓尺寸为形,考虑到泡沫塑料模片的分片模样脱模、粘结及在涂560mm×478mm×340mm,质量85kg(原为90kg),材挂涂料、填砂造型,以及振动紧实过程中容易出现的模质为HT250。零件壁厚7.9mm,一个内壁将内部分成样变形情况,在不影响产品的使用要求和外形美观的前两个内腔,形状较为复杂,尺寸繁多。提下,通过加大过渡圆角,将换档门边局部增厚2mm等措施来增加泡沫塑料件的结构稳定性,尽量减少变形产生的可能性。图1 箱体三维造型2 模具的设计与制造[1]模具设计制造流程见图2。图3 模样分片工艺方案11A模片 21B模片2.2 模具结构设计和优化模具设计
4、工作全部在三维UG软件下完成,模具三图2 模具设计流程维见图4。为保证泡沫模的质量,模具设计制造过程中主要体充分利用了UG软件的装配建模技术,实现了泡沫现以下几个特点。塑料模样与模具设计同步进行,加快了设计进度;利用2.1 产品结构变更UG软件分析模块功能,对所设计的三维图形分别进行原有的铸件结构是基于传统的砂型铸造工艺设计运动仿真和尺寸校对,从而保证了模具三维的结构合理的,直接应用于消失模铸造工艺,难免有不合适的地方。以及尺寸正确;然后直接在三维设计的基础上生成加工收稿日期:2005-04-22第一作者简介:肖晓峰,男,1979年出生,硕士研究生,华中科技大学材料科学与工程学院,武汉(4
5、30074),电话:027-87543876,E-mail:Feng-314@Hot2mail.com492变速箱消失模发泡模具设计与制造 肖晓峰等顺利从排污管排出,避免在模具型腔背面形成水的堆[2]积,以保证成型机的稳定连续生产。2.3 模具数控加工和装配模具加工经历了手工加工、仿形加工到NC加工的几个阶段。随着CAD/CAM系统的引入,以NC加工为主体的自动化加工凭借其精度高、效率高等特点,已经成为我国(a)凸模三维造型(b)凹模三维造型模具加工主流方式。其原理也十分简单,即在模具三维造图4 凸凹模三维造型型的基础上,利用CAM软件生成刀具轨迹,实现模具的自[3]动加工,消失模模具的加
6、工工序见图7。装配所必需的二维电子图纸,利用二维图纸与三维数据加工基准面→粗加工工作面→翻面,校对基准→具有相关一致性,从而避免传统手工绘制二维图纸过程中人为的错误。下面结合该箱体说明本套模具设计的粗加工随形面到位→翻面,对基准→精加工工作面特色之处。①由于此铸件体积较大,模具型腔也随之很图7 消失模模具加工工序深,若型腔整体加工,则超出了机床和刀具工作范围,所由于模具是薄壳随形结构,因此,在加工过程中要以模具型腔采用镶拼结构,见图5。由于随形后的薄壳十分注意加工顺序,在精加工模具阶段,应将凸模块和锻铝模具极易变形,所以块A、D必须通过块B、C上凹模块与模板和模框紧固在一体,以尽量降低模具
7、加工6mm的止口定位,并且在沿止口边缘均布定位销,从而过程中的变形。对于本套模具,由于采用锻铝坯料而且防止模具在后续加工和使用过程中发生变形。②该箱模具型腔采用多块镶拼而成,每块加工成薄壳后极易变体内、外结构都较为复杂,多处存在侧凹抽芯,合理布置形,不处理好这个问题,极有可能导致模具报废。对此,抽芯块也是该模具的特色之一,其中位于换档门下端的在加工薄面随形时,保留15mm的厚壁,以防止变形,待每块镶拼连接完成,打上定位销
