压铸模具结构的自动设计

压铸模具结构的自动设计主要介绍应用先进的参数化设计软件Pro/ENGINEER，组建图形库、数据库、知识库、程序库，实现压铸模具结构的自动设计。

【摘 要】本文主要介绍应用先进的参数化设计软件Pro/ENGINEER，组建图形库、数据库、知识库、程序库，实现压铸模具结构的自动设计。

【关键词】压铸模具 参数化设计 程序

Pro/ENGINEER软件是美国PTC公司推出的CAD/CAM/CAE软件产品，Pro/ENGINEER通过一种独特的参数化设计及基于特征的实体造型设计制造技术，为压铸模具设计和生产提供了前所未有的新局面。共立精机（大连）有限公司是日本著名压铸模具制造商共立精机株式会社在大连建立的全资独立子公司。公司主要从事精密金属压铸模具的设计、制造。公司从生产管理到模具的设计、生产、制造过程中全面采用了先进的计算机技术，其技术含量较高。其客户主要为中国和世界其他国家的汽车、家电、机械、电子等各种行业。由于公司设计制造压铸模具采用了先进的Pro/ENGINEER软件，实现CAD/CAM一体化，提高了产品质量保证了使用寿命，使许多老客户又纷纷要求制造复制模具，或设计制造他们新研制的产品模具。进而推动公司及国内压铸模具同行业发展。

本项目主要基于Pro/ENGINEER2001高级装配及软件特有的族表Family table，关系式Relations，程序Program，运行轨迹Play Trail等，依据本公司压铸模具结构设计标准，组建图形库、数据库、知识库、程序库对其进行二次开发。实现压铸模具结构自动设计。

1 图形库建立

利用Pro/ENGINEER参数化设计特性，对模具结构设计中每一零件对应建立一个基本模型，即三维实体模型，在模型中设制族表Family Table，将可变化的尺寸命名并输入相对应数据。这个模型将代表同类图形各种参数模型，当需要某个命名参数图形时，模型将自动调用族表Family table尺寸参数，驱动模型自动改变。Pro/ENGINEER特有的参数化设计使单一的图形库数量大大减少，节省图形库占用机器容量，提高计算机运算速度。Pro/ENGINEER具有很强的三维实体造型功能，组建图形库都为三维实体模型。

2 数据库建立

数据库是在图形库基础上，应用Pro/ENGINEER族表Family table组建的尺寸数据表，这种数据表可以为___tmp.prd文本形式存在；还可以为电子表格Excel形式存在。Pro/ENGINEER这种族表便于工程设计者，根据需要不断补充扩展、修正、完善其数据库。如下面文件所示，图形库中导柱Family table数据文件。2100433B

随着大型压铸的迅速发展, 实现自动化的趋势迫在眉睫, 诚然, 自动化对中小型压铸机来说也同样重要, 于是, 需要有自动化压铸机进行自动化压铸生产便很快地提到议事日程上来。初期自动化压铸机的组成主要是: 以主机作为核心, 配备浇料、喷涂、取件等3 项装置, 有时加上切边机, 然后把相关程序的运作衔接起来, 实现压铸生产过程自动化。1964 年, KUX 公司提出了实现自动化应解决的问题, 除了压铸机主机配置3 项机械手以外, 还应考虑其他的配备和问题,包括: 防止分型面金属飞溅、合模过程的机器与模具的安全性、模具吹气清理和喷涂、压铸件的取出方法、压铸件水冷却并放置在传送带上、操作程序、生产效率、机器的构造、保温炉的容量及金属运输、压铸件的切边、等等, 这基本上就是一个压铸单元的要求。

约在20 世纪60 年代中, 机器人( Robot ) 开始在压铸工业中应用， 极大地推动了自动化压铸机的发展, 美国Allen Stevens 公司成为最早用机器人于压铸生产的压铸厂之一。T oshiba 公司于1970 年介绍了日本开发自动化压铸机的进展情况, 据称, 日本进行全自动压铸机的试验是在1961 年开始的, 但那时的压铸机的构造尚不能适合自动化的要求, 工业上的配套问题也未解决, 但就在不到10 年的时间, 日本有了自动化的压铸机。20 世纪70 年代的10 年里, 压铸生产厂家对自动化压铸机的需求日渐增多, 有的公司如SouthernDie Cast ing & Engineering 公司, 除了对压铸机自动化装备提出建议之外, 还认为必须配备好的模具才能体现出压铸自动化的优点。还有, 欧洲同样也加快了采用自动化压铸机的步伐, 1983 年, Weingarten公司介绍了4 缸汽缸体在2 500 t 级压铸机上的生产情况, 当时这台压铸机已经采用了数字控制,同时着重对全自动压铸机的自动化生产进行了较为全面的阐述。可见, 这个时期, 压铸生产自动化、建立柔性单元已成为压铸业界全球性的新话题。

20 世纪60 年代以后, 液压技术、自动化控制技术、电子计算机技术、检测技术、冶金技术、材料工程、化工技术等各种工业技术迅猛发展, 新的工业产品也是日新月异, 而机械制造技术和模具制造技术也在同步地迅速发展。在这种时代背景下, 必然为压铸生产技术的发展创造了最有力的技术基础, 通过对各种技术的应用, 自动化压铸机也就得以日益完善。当以自动化压铸机为核心, 配置了各种辅助装置和配备了周边设备, 并加以按预定的程序运行, 便形成了压铸单元。卧式冷室压铸机上通常配置的辅助装置包括: 浇料、模具清理和喷涂、润滑剂的压送、取件、预热并放置铸入镶件、冲头及压室润滑、压射参数检测、压射过程监控、锁模力检测, 大杠自动抽出和复位、机器运动副润滑、压力液液面位置及温度显示、故障诊断及报警、快速换模、安全护栏等, 有的将喷涂、取件、放入铸入镶件等其中的2 项或3 项装置合用一台机械手; 周边设备则指: 保温炉、熔化炉、金属液( 或料锭料块) 添加和运送、铸入镶件加热、压铸件出模后的冷却、压铸件疵病部位即时简易检测、压铸件切边、压铸件喷丸或光饰、压铸件工序间及成品的传送、抽排烟雾等; 当压铸工艺需要时, 再配置模具温度控制装置、真空装置、带密封环的冲头及其配用的压室、局部加压装置等, 此时

主机操纵程序应具有与之相衔接的控制功能。

上述配置的齐全程度, 与产品的压铸工艺和技术要求有关, 也与机型大小有关。此外, 每个压铸单元就是一个独立的工作主体, 当一个厂房内布置的都是由压铸单元组成的, 便成为一个没有操作工的压铸自动化生产线。这时, 还可以将加料和输送压铸件成品这2 个首尾工序各自分别连接成运输线, 使厂房更加整齐。由于压铸生产自动化的核心是压铸机主机, 因此,压铸单元和压铸自动化生产线的发展, 便成为压铸机发展的重要部分。

a、正确选择压铸件的材料，

b、合理确定压铸件的尺寸精度；

c、尽量使壁厚分布均匀；

d、各转角处增加工艺圆角，避免尖角。