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      模具CAD/CAM/CAE集成制造在垂直造型機鑄造中的應用

      發布時間:2017-10-12

      一、模具CAD/CAM/CAE集成制造系統的總體結構
        采用的軟件包括EDS公司的UnigraphicsCAD/CAM系統、UES公司的ProCAST大型鑄造分析系統CAE及MAKINO數控加工中心,MicroXcel三坐標測量儀以及SUN工作站及計算機網絡系統等。
        在該系統中,模具集成系統接收到產品設計文件后,通過UnigraphicsⅡ的建模功能完成三維實體造型;把CAD造型轉換成IGES、STEP、STL等標準數據格式,經計算機網絡傳送到ProCAST鑄造分析軟件中,對該造型進行有限元(CFEM)數學離散,根據生產條件,完成溫度場、流場、應力場的數值模擬工作,根據模擬結果對產品設計進行優化,   后將優化后的設計,利用UnigraphicsⅡ的CAM模塊完成數控程序的編制,傳送給數控加工中心,完成數控加工。同時,三坐標測量儀可通過IGES格式讀入UG造型,對所加工模具曲面設計的   性進行測量,實際加工曲面與理論值(CAD設計模型)之間的誤差,從而對加工曲面品質進行控制,采用模具集成制造系統,可以正確、地完成模具設計→鑄件的鑄造分析→模具制造整個過程。
        二、漏輪增壓器的設計制造
        下面介紹用CAD/CAM/CAE系統設計制造渦輪增壓器模具的過程。
        渦輪增壓器是車輛的一個重要部件,流道精度要求高、形狀復雜。而提供的資料僅僅是流道中某些位置的截面形狀。因此,用傳統的方法制造流道芯盒模具,難度較大。
        1、計算機輔助設計CAD
        先用掃描儀把所有截面圖形輸入到計算機,用CAD/CAM系統設計之前還須通過的矢量化軟件,將截面形狀圖片由位圖轉換成矢量格式。再用UnigraphicsCAD/CAM系統的曲線功能對各個截面曲線作   的處理,把各個曲線按要求進行定位,用UnigraphicsCAF/CAM的建模功能生成流道的三維實體造型。
        在流道三維實體造型的基礎上,對流道進行分型處理。由于截面的   大點位置并不處在同一平面上,流道的分型面是曲面而不是平面,因此根據截面   大點位置,作出該流道的分型面,按照分型處理的結果和具體所使用的制芯設備及工藝,生成流道芯盒模具三維實體造型。
        完成流道芯盒模具造型后,根據流道的壁厚、形狀、尺寸等條件進行渦輪增壓器殼體外形的三維實體造型。在其三維體全造型的基礎上,按照具體的工藝要求等進行殼體上、下模模樣的三維實體造型。就完成了流道和殼體外模的全部(AI)設計造型。
        2、計算機輔助工程CAE
        應用ProCAST大型鑄造分析系統進行鑄造模擬分析,根據分析結果,確認CAD設計垂直造型機造型結果或對設計造型作進一步的完善。
        3、計算機輔助制造CAM
        通過CAE優化CAD設計結果的基礎上,應用UnigraphicsCAD/CAM系統的CAM功能分別編制流道芯盒模具和增壓器殼體外上、下模模樣的NC加工程序。編制完加工程序后,把加工程序傳輸給加工中心,   終完成流道模具和增壓器殼體外模上、下模模具的加工。
        與傳統的鑄造模具設計制造技術相比,應用CAD/CAM/CAE系統進行垂直造型機鑄造模具設計制造,有以下優點:
        (1)能夠把二維圖紙設計轉換成數控機床的加工,使設計的   性,模具的制造;
        (2)試模工作量減少,縮短設計制造周期,提高生產效率;
        (3)因整個制模過程全部由計算機控制,模具精度,模樣的一致性好。
        由于模具CAD/CAE/CAM集成制造系統的適應性強,重復性好,加工周期短,特別適用于曲面復雜、線型多變的芯盒和金屬型及壓鑄模的制造。 

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