钢管接头模具设计毕业论文.docx
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钢管接头模具设计毕业论文
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潍坊学院
毕业论文
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摘要
近几年,随着机械工业的进展,铸造模具技术在国内外取得了快速进展,铸造模具产品已在汽车、摩托车制造和家电工业等领域取得愈来愈普遍的应用。
同时,人们对铸造模具设计的快速性与合理性和产品铸型质量的要求愈来愈高。
20世纪90年代,运算机三维造型软件的进展,使得各类复杂的三维曲面的加工程序由运算机自动生成,人们得以从繁重模具设计和数控编程工作中解放出来,把要紧精力放到零件在运算机上进行数字建模。
如UG、Cimatron、Pro/E、Mastercam等软件已在国内有了普遍的应用。
本文应用Cimatron软件对钢管接头模具进行了设计和制造。
以钢管接头为实践目标,基于软件创建产品三维实体模型,成立工艺模型,生成型芯和型腔,并依照模座设计模块的功能,制订出了相应的制作流程,完成了基于Cimatron钢管接头的运算机辅助设计。
利用Cimatron壮大的自动编程功能编写程序,对数控加工程序进行优化设计和对加工进程进行了仿真及加工校验,最后进行了后处置,输出了NC程序代码。
论述了模具零件在Cimatron工艺中铣削加工方式、走刀线路、刀路轨迹的尖角处置、和加工参数的优化问题。
最后,对模具数控加工进行仿真模拟,并通事后置处置输出了NC程序代码。
完成了基于Cimatron软件钢管接头的运算机辅助制造。
ABSTRACT
Inrecentyears,withthedevelopmentofmanufacturingindustry,castingmouldtechnologydevelopsfastintheword.Castingproductsarewidelyusedinthemanufactureofautomobileandmotorcycleaswellashouseholdelectricapplianceindustry.Meanwhile,peoplehaveahigherrequestontherapidityandtherationalityofcastingmoulddesignandthequalityofmouldproducts.
Inthe20thcentury,Thedevelopmentofcomputerthree-dimensionalsoftwarecanmakeallkindsofNCprocessofthree-dimensionalsurfacebecreatedautomatically。
Sopeoplecanbereleasedfromheavyprogrammer,andconcentratemoreandmoreenergyoncomputermodeling.SomesoftwaressuchasUG,PRO/E,CIMATRON,andMASTERCAMhavebeenappliedinourcountry.
Inthispaper弯管reducerisusedastheobject.BasedonCimatronsoftware,hepart’3Dsolidiscreated,themathematicalmodelisbuilt,andthesandmoulds、cavity.Accordingtothe模座block’sfunction,theflowoftheproductionisestablished.AndbasedonCimatron,theCADofthereducer’spatternisaccomplished.
ThenthemethodofoptimizingNCmachingprocessforautomobilefoure-cylinder-intake-pipeisdepicted,andsomeopmizationstrategiessuchasthecuttingmanner,cuttingtool,tool-pathandmachingparameterareintroduced。
Finally,wedesigntheNCprocess,makepostprocessing,andoutputtheNCcode.theCAMofthereducer’spatternisaccomplished.
绪论
铸造模具的应用
利用铸造模具成型零件的方式,实质上是一种少切削,无切削,多工序重合的生产方式。
采纳模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺,能够提高生产效率,保证零件质量,节约材料,降低生产本钱,从而取得很高的经济效益,因此模具成型成型方式在现代工业的要紧部门,如机械,电子,轻工交通和国防工业中取得了极普遍的应用。
例如以上的日用五金及耐用消费品零件都采纳模具成型的方式来生产由此可见利用模具生产零件的方式已成为工业上进行成批或大量生产的要紧技术手腕它关于保证制品质量缩短试制周期进而争先占据市场和产品更新换代和新产品开发都具有决定意义。
铸造模具设计与制造现状与进展
十五期间中国铸造巿场呈现良好趋势,2007年全国铸件总量达到1800万吨左右,球墨铸件在总产量中的比重提高到20%-25%,即320万-400万吨;随着轿车产量的增加,有色铸造件产量接近200万吨;尔后国际巿场需求也将维持高速增加态势,全世界对中国铸件的年需求量约为4000万吨左右,其中球墨铸铁和有色合金铸件需求量增加迅速,铸造模具产值将超过百亿元人民币。
国内外铸造模具企业比较
全国铸造模具生产企业,大体能够分成以下几类:
第一类为铸造模具专业厂(包括合伙和独资企业),这些企业设备先进,技术优良,是铸造模具行业的主力;第二类是铸造专业厂的模具车间;第三类是最近几年来进展迅速的私营和民营模具厂,这种企业规模不大,数量众多,各有分工,协同作战,散布在江浙、广东一带,其中有些厂已经具有了必然的实力;第四类是兼做铸造模具的其他一些模具厂。
总之,铸造模具生产企业呈多元化,并向高水平进展,这也是中国经济进展带来的必然趋势。
国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂,一样规模都不大,但专业化程度高,技术水平高,生产效率极高。
国外模具企业一样不超过100人,多数在50人以下。
在人员结构上,设计、质量操纵、营销人员超过30%,治理人员在以下。
年人均产值超过100万元人民币,最高能达到5000多万元人民币。
国内模具企业中一些私营、合伙企业人员结构和国外差不多,但一些国企的人员结构还不尽合理,在年人均产值上差距还专门大,多数在200-300万元人民币,少数能达到1000万元人民币。
国外模具企业对人员素养要求较高,技术人员一专多能,一样能独立完成从工艺到工装的设计;操作人员具有多种操作技术;营销人员对模具的了解和把握很深。
国内模具企业分工较细,缺乏综合素养较高的人员。
国外模具企业CAD/CAM/CAE技术的应用比较普遍,逆向工程、快速原型制造铸造模具利用也比较多。
国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大,有些已经达到国外水平,但一些中小型模具企业与国外的差距仍是专门大。
只是在模具材料方面,随着国外技术的引进和中国自身研发能力的提高,差距在慢慢缩小。
在模具的价钱和制造周期上,国外模具价钱一样是国内模具的5-10倍,制造周期是2-3倍。
1.2.2铸造模具的设计与制造技术
20世纪90年代以来,铸造模具业在设计和制造方面的要紧转变有:
模具企业的生产技术水平提高,高新技术在模具的设计和制造中的应用,已成为快速制造优质模具的有力保证。
CAD/CAM/CAE的应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性,CAD/CAM/CAE已成为模具企业普遍应用的技术。
CAD/CAM/CAE一体化技术已在铸造模具业中普遍利用,目前二维设计利用的软件主若是AUTOCAD,三维设计利用的软件比较多,要紧有UG、PRO/E、CIMATRON等。
铣削加工是型腔模具加工的重要手腕。
高速加工(简称)是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为要紧特徵的加工技术,具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为一般铣削加工的~倍)及可加工硬材料(可达)等诸多优势,因此在模具加工中日趋受到重视。
高速加工技术引入模具工业,提高了模具精度,大大缩短了模具制造时刻。
研究表明,关于一样复杂程度的模具,HSM加工时刻可减少30%以上。
电火花加工在铸造模具制造中是不可缺少的工艺方式。
电火花加工关于淬火后的深、小型腔的加工仍是有效的方案。
日本沙迪克公司的直线电动机伺服驱动的数控电火花成型机床具有驱动反映快、传动及定位精度高、热变形小等优势。
瑞士夏米尔公司的电火花成型机具有的自适应操纵系统、能量操纵系统及自动编程专家系统,在铸造模具制造中有其不可替代的作用。
周密、复杂、大型模具的进展,对检测设备的要求愈来愈高。
此刻周密模具的精度已达~,铸造模具的精度要求也达到~。
目前国内厂家利用较多的检测设备成心大利、美国、德国等具有数字化扫描功能的三坐标测量机。
模具毛坯快速制造技术。
要紧有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造等技术。
用户要求模具交付期愈来愈短、模具价钱愈来愈低。
为了保证按期交货,有效地治理和操纵本钱已成为模具企业生存和进展的要紧因素。
采纳先进的治理信息系统,实现集成化治理,关于模具企业,专门是规模较大的模具企业,已是一项极待解决的任务。
如一汽铸造模具厂大体上实现了运算机网络治理,从生产打算、工艺制定,到质检、库存、统计、核算等,普遍利用了运算机治理系统,厂内各部门可通过运算机网络共享信息。
铸造模具用材料
铸铁模是大量量铸造生产的首选,并被大量利用。
它具有强度高、硬度高、加工性好、本钱低、利用寿命长等优势。
近几年来,由于铸造水平的提高,已有愈来愈多的样子、模底板、型板框等采纳强度和耐磨性更高的球铁或高强度合金灰铸铁制作,而耐热疲劳性能更好的蠕墨铸铁也被用于制作热芯盒材料。
随着模具加工技术的提高及对铸模尺寸稳固性要求的提高,一些模具钢、铬钼合金钢,如钢,也开始用于制作热芯盒和铸模本体。
压铸模具其他部份材料有碳钢、工具钢,也有一些铸铁。
中国铸造模具的进展前景
从长期进展来看,中国经济维持持续增加,尔后铸造模具整体需求还会增加。
中国模具最近几年来以平均的速度增加,高于中国的平均增值一倍多。
铸造模具也能够维持同步的进展,因此铸造模具还有专门大的进展空间。
铸造模具企业要转换机制,进展专业化生产,增强巿场意识,增进铸造模具业的产业结构调整。
过去,在打算经济条件下,大型企业内部设有模具分厂(车间),制造能力和技术力量较强,占了国内模具产值的相当比例,除少量标准件外购外,大部份工作量均由模具分厂去完成,致使专业化、标准化程度低。
加上受企业治理体制的约束,模具制造周期长,不能适应巿场要求。
进入WTO后,中国铸造模具业也在慢慢融入世界贸易一体化中。
通过完全的改革将打算经济的阻碍排除,为此,模具的商品化程度也将大幅度提高,国企股分制改造的步伐将加速,私营和个体企业的进展,使模具工业的企业结构发生较大转变。
铸造模具设计与制造中的应用
模具技术的要紧特点是设计与制造进程的紧密联系设计制造一体化,其实质是设计和制造的综合运算机化是运算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。
模具是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工种。
它以运算机软件的形式,为用户提供一种有效的辅助工具,使工种技术人员能借助于运算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及本钱等进行设计和优化。
模具在技术的迅猛进展,软件,硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计,制造和生产水平的进展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化,集成化、网络化的最优选择。
为极大地缩短产品生产周期,提高产品的质量,面向制造的软件成为现今模具制造中核心和关健的技术之一。
对模具制造企业而言,其技术部门的技术水平与层次要紧体此刻技术的应用。
一个模具加工企业,其要紧的技术工作流程一样是:
成立或获取客户的数据模型,在产品数据模型的基础上进行面向制造的设计,依照设计的结果,选配适合的模架生成生产所需的图纸,编程部门依照模具的设计结果,进行工艺分析,设计必要的电极,为电极或型心,型腔和电极生产进行实际加工所需的数控编程。
在上述整个进程中,都需要相应的技术手腕来提高设计与编程的效率,减少设计中的错误。
21世纪模具制造行业的大体特点是高度集成化、智能化、柔性化和网络化追求的目标是提高产品质量及生产效率缩短设计周期及制造周期降低生产本钱最大限度地提高模具制造业的应变能力知足用户需求。
软件及在模具中的应用
以色列软件有限公司成立于年,活着界范围内拥有个分支机构和子公司,其股票已经在美国的上市。
活着界范围内,已拥有多个用户,系统销量达套。
用户普遍遍及于汽车,航空,运算机,玩具,消费类商品,医疗,军事,光学仪器,远程通信教育机构和科研院所等。
公司作为世界上闻名的软件供给商一直致力于为制造行业提供先进的系统,而且针对模具制造行业提供了全面的解决方案。
是一个集成的产品,在统一的系统环境下,利用统一的数据库,用户能够完成产品的装配设计,零件设计及其生成设计图纸能够依照零件的三维模型进行手工或自动模具分模,并进行模具的结构设计;分模后形成的凹凸模等模具零件能够直接进行加工编程,输出加工代码,并可进行加工进程的模拟仿真及加工校验。
产品设计
(1)灵活丰硕的线框,曲面造型
灵活丰硕的线框,曲面造型事软件的一大特色,源于设计开发喷气式战斗机等尖端产品的设计造型技术在环境中取得了专门好的表现。
通过由点到线,在由线到面的造型方式,可处置超级复杂的自由曲面造型问题。
(2)简单易用的参数化实体造型
参数化实体造型功能事现今技术的主流,在环境中采纳了这种技术,能够专门好地支持零件参数化实体造型,尽管与等高端软件在功能及技术上上有必然差距,但简介的界面下实现了上述软件以上的经常使用功能。
结合模块下生成的草图,及模块下模型的实体转化功能,能专门好的解决一样的实体造型问题。
(3)支持混合造型,充分发挥曲面及实体造型的优势
可支持混合造型,在零件造型进程中可在模块与模块之间自由切换,一个图形文件中也可同时包括线框,曲面和实体,并支持线框,曲面与实体件的彼此转化。
工模具设计
在加工和模具的设计方面,更是有了明显的进步。
是基于三维实体参数的解决方案,它实现了三维模具设计的自动化,能自动完成所有单个零件、已装配产品及标准件的设计和装配用户能够方便地概念用来把模型分成型心、型腔、嵌件和滑快的方向。
基于窗口的界面包括了菜单。
工具条。
颜色编码的图案和对话框。
能够概念分模线,从而使分模面的概念加倍方便迅速。
组件的动态移动可形象地说明模具的设计。
的电极设计()专门针对模具设计进程中电极的设计与制造,使电极的设计、制造和工艺图纸和治理信息实现自动化。
利用的电极设计使得用户的工作效率与传统方式相较提高。
丰硕全面的电极设计与加工自动化程序加速了电极分析、电极提取、电极生成和电极文档的成立,许诺多个用户同时对一零件进行操作。
的数控加工技术一直处于世界领先的地位,被世界普遍以为是最杰出的数控编程设计系统之一。
它除提供加工领域中全面的加工应用,如数控铣削(~轴)、数控钻孔、数控车、数控冲裁、数控线切割和电极设计等,还为用户提供了代表现今最领先的加工技术-基于知识的加工、自动化和基于毛坯残留知识三大技术为基础的智能。
智能标志着在加工领域的重大技术冲破。
智能方式为用户实现了单击一键即可完成加工。
当用户每次完成了一个特定工作中的加工进程概念时,只要简单地把该加工进程贮存为技术模板即可。
下一次用户如有加工工艺相似的零件要处置时,刀具轨迹会自动生成。
毛坯残留知识许诺用户在任何时刻检查实际的毛坯余量,用户还能够针对自己的采纳的加工策略和加工目的对加工轨迹进行裁剪。
毛坯残留知识能够对照用户新的几何模型,调整刀具轨迹的生成,进行刀具轨迹的优化。
优化包括去除空走刀,自动调整进给率,去除尖角来产生平缓的刀具运动,或在夹头干与的情形下,自动分割刀具轨迹以幸免干与,自动建议新的加工刀具来加工未加工到的区域等。
提供了靠得住而直观的轨迹校验和仿真模似,支持每一加工工序或零件/毛坯的比较分析,它以彩色图的形式显示当前加工结果及其余量,具有可视化的加工的仿真模拟功能壮大,利用户能够检查加工进程的合理性与正确性,能够任意部切旋转来观看加工的结果,还能够进行多达五轴仿真校验,定量分析,加工工时估算等等,用户也能够手工单步检查生成的刀具轨迹。
也为用户提供了灵活方便的轨迹编辑,用户能够对已有的刀具轨迹进行拷贝:
阵列拷贝和旋转拷贝还能够用手工的方式对生成的刀具轨迹进行方便而灵活的修改:
删除选择的走刀步骤,裁减选择的走刀步骤的增加用户自己的指定走刀,对刀具轨迹进行投影等。
为知足对加工质量、效率日趋提高的要求提供了高速铣削技术,如插补代码,尖角部位的圆满走刀,从外到内的毛坯滑腻环切,刀具载荷的分析与自动优化等其他工具。
第二章生成模具
成立模型CAD
依如实际中的产品用途,合理设计产品的外观造型,然后通过Cimatron软件构建产品外观。
(1)在windows操作界面上双击图标,进入初始界面如图
(2)在标准工具条中单击【新建文档】按钮,然后单击确信按钮进入cimatron零件模组界面,如图所示。
(3)在菜单栏当选择【基准】/【基准面】/【主平面】命令,成立如图所示的坐标系。
(4)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择XY基准面作为草绘平面绘制草图如图所示。
(5)在【草图编辑器】工具条中单击【退出草图】按钮回到零件模组界面。
(6)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择XZ基准面作为草绘平面绘制草图如图所示。
(7)在【草图编辑器】工具条中单击【退出草图】按钮回到零件模组界面。
(8)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择XZ基准面作为草绘平面绘制草图如图所示。
(9)在【草图编辑器】工具条中单击【退出草图】按钮回到零件模组界面。
(10)在菜单栏中单击【实体】/【新增】/【导向】,先单击图3再单击图2,取得实体如图所示。
(11)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择XY基准面作为草绘平面绘制草图如图所示。
(12)在【草图编辑器】工具条中单击【退出草图】按钮回到零件模组界面。
(13)在菜单栏中单击【实体】/【移除】/【导向】,先单击图4再单击图6,取得实体如图所示。
(14)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择XY基准面作为草绘平面在右端绘制如图所示草图。
(15)在菜单栏中单击【编辑】/【复制】/【镜像】,先单击草图再单击平面,在左端取得与右端相同的图形。
(16)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择XY基准面作为草绘平面绘制草图如图所示。
(17)在菜单栏中单击【编辑】/【拷贝】/【镜像】,先单击草图再单击平面,在左端取得与右端相同的图形。
(18)在菜单栏中单击【编辑】/【移动】/【镜像】,先单击草图再单击平面,取得区线如图所示。
(19)在菜单栏中单击【实体】/【移除】/【导向】和【实体】/【附加】/【导向】别离对左右段进行操作取得如图所示的实体,具体步骤同以上导向。
(20)在菜单栏中单击【基准】/【平面】/【平行】成立基准面平行30,如图所示。
(21)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择基准面平行30作为草绘平面绘制草图如图所示。
(22)在菜单栏中单击【实体】/【附加】/【拉伸】,选择草画图形设置参数为到参考并选择外面,完成退出的到如下实体。
(23)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择基准面XY作为草绘平面绘制草图如图所示。
(24)在工具栏中单击【圆角】按钮 ,选择边界限,所得实体如图所示。
(25)按从到步骤完成右端的操作,所得实体如图所示。
(26)在【曲线】工具条中单击【草绘】按钮 ,选择基准面XZ作为草绘平面绘制草图,如图所示。
(27)在菜单栏中单击【实体】/【附加】/【拉伸】,选择草画图形设置参数为两边并设置增量为3,完成后退出取得实体,如图所示。
(28)在菜单栏中单击【编辑】/【拷贝】/【镜像】,先单击上图中的筋再单击参考面ZY,完成后退出得到实体,如图所示。
(29)在工具栏中单击【圆角】按钮 ,选择需要圆角的边界限圆角,最终三维实体如图所示。
型芯和型腔
利用此CimatronE的分模功能来实现型芯和型腔的设计,其步骤如下:
1快速断开2设置分模线与分模面3创建毛坯4输出模具部件5生成型腔和型芯。
2.2.1快速断开
(1)点击拆模专案按钮,模具工程设置向导即被打开。
选择文件,填写工作文件名称,成立新的文件夹,选择单位,修改缩水补偿参数,设置偏好设定等,完成以上动作,单击按钮进入拆模窗口。
(2)第一成立布局坐标系,选择右边拆模向导中的布局坐标系,选择模型中的建模坐标系,如图所示。
(3)点击拆模向导栏中的快速拆模按钮,设置型芯和型腔曲面运动方向为双向,拔模方向沿Y轴方向,而垂直面处置方式为“垂直面-增加到顶部”。
(4)点击拆模向导栏中的附加属性按钮,别离选择型腔和型芯曲面,然后拖动分模滑动条观看分模是不是合理。
合理,单击特点向导栏中的“确认”按钮完成份模方向设置,系统将返回到快速断开特点向导。
在浮动菜单上拖动滑动条能够查看断开的成
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