电钻机壳压铸模的设计制造

图8 压铸模冷却水管零件示意图

3.3型芯、型腔材料选用与热处理

机壳铝铸件由于原材料、模具温度、压铸时间等因素，机壳零件表面有时会出现熔接痕。随着模具型腔、型芯的磨损，产生过多飞边，使尺寸精度无法保证。因此，必须改进传统的型腔、型芯加工方法。以前，压铸模都要到试模之后，才能进行型腔、型芯零件的热处理。采用这种方法的目的是零件如果出现偏差，便于制造时进行尺寸和碰面的调整和控制。但它明显的缺点是生产周期长，型腔型芯成型部位变形大，尺寸精度无法控制。为了缩短加工周期，型腔型芯材料用美国标准的H13替代3Cr2W8V，采取了型腔型孔预加工，材料热处理后，再进行型腔电火花成型加工。结果，型腔、型芯成型部位变化小，尺寸精度高，模具寿命提高。对于型腔、型芯繁多的碰面，特别是多处的11度斜碰平面，我们都通过CAD/CAM数控加工来保证，一般修整余量控制在0.05mm左右.

3.4模具上设置安全防护板

在压铸铸件时，压铸模型腔型芯承受着巨大的高温和高压。如果模具零件的磨损或分型面铸件残料清除不彻底，高温液态铝合金就可能通过分型面飞溅出来，造成意外事故。J1Z-3D05-13A电钻机壳压铸模静模部分安装了螺纹嵌件定位轴，摆放位置与开模方向成79度的角度，因此机床旁的防护挡板的防护效果显然不理想。如果螺纹嵌件定位轴与模具贴合面出现磨损，压铸时，从这里溢出的液态铝合金就有可能伤及周围的操作人员。如果定位销损坏，螺纹嵌件定位轴就可能随高温的液态铝合金一起飞出，造成重大事故。

为了操作人员的安全，我们在模具上设计了安全防护板。该防护板可以有效地防止可能出现的事故。在模具上设计这样的防护板，不会影响操作人员安装螺纹嵌件定位轴。就是定位销折断，螺纹嵌件定位轴也会滞留在模具内。同时，防护板还可以防止液态铝合金从分型面溢出而飞溅伤人。

4 模具设计制造的并行工程

并行工程是涉及到生产管理、计划调度、物流管理、工艺手段、人员素质等诸多方面的一项系统工程。为了能够顺应世界模具工业的发展潮流，进一步加快新产品开发，公司推出的模具开发并行工程是建立在CAD/CAM软硬件环境基础上，结合了电动工具的行业特点、公司工艺水平。也就是说，利用有限的CAD/CAM资源，采用工装设计和模具制造的并行工程技术，这对于象J1Z一SD05一13A电钻机壳压铸模这样大型而复杂的模具来说，进行多用户设计和制造的并行工作具有特殊的意义。

(l)我们采用的美国PTC公司的PRO / E13版和国际流行的AutoCAD R12软件应该是非常出色的，但它们毕竟属于早期CAD/CAM软件，在许多功能方面存在一定缺陷。PRO/E13版三维实体造型、加工编程功能强大，但是二维出图模块是按美国标准设计的，使用相当不便，二次开发又难度大，费用高。AutoCADRI2虽三维功能较差，但二维出图方便，二次开发容易。公司二次开发的NC数控编程器软件，就是基于AutoCAD R12软件平台。该NC程序通过读取AutoCAD的DXF文件，完成数控线切割3B指令或G指令的自动编程，线切割机床和数控铣床可以根据3B指令或G指令进行零件外形去除加工和零件镶拼配合加工。

(2)由于PRO/E软件所提供的尺寸情度为小数点后6位，在进行机壳这样的复杂三维曲面实体造型中，经常会出现交点无法重合，曲面包容造型无法生成实体情况。曲面的建立和优化常依赖大量的空间坐标点和合理的原始数据，不然就是造型通过，但在加工编程中会出现无法生成加工指令或加工出现过切现象。因此，在初始设计中，如果利用AutoCAD R12具有小数点后16位尺寸精度的产品或铸件图，求出造型所需的坐标点和相关数据，提供给PRO/E件，可以大大加快三维实体造型速度和精度。

(3)在工装设计确定了模具结构、模架类型及尺寸，结构产生成型零件(型腔、型芯)的成型形状后，便可由模具加工工艺员编制NC程序，开始对关键零部件的重要工序进行加工，无需等到模具设计全部完成后才开始加工。而此时，技术人员可以进行模具后续设计，不断完善模具的零部件设计，模具设计和制造周期明显缩短。

我们设计人员在使用PRO/E时，一用PART模块进行实体造型;用ASM模块进行零件装配;用MOLD模块产生模具的型芯和腔体，并设置浇注系统和顶出装置，对模具的开模过程进行干涉校验;用MFG模块进行实体三维数控加工编程;用DREWING模块进行二维模具出图，用于生产工艺编制和存档用图。当然PRO/E还具有自动生成零件明细表和材料成本估算，由于市场模具材料经常波动，技术人员在这一方面信息的获得比较滞后，更新不及时，因此我们仅作为初步的成本预算。

6模具电极加工方式和特点

为了保证模具质量，型腔成型部分制造采用电火花加工，分预加工、石墨电极粗加工、紫铜电极精加工、钳工修整抛光等工序。型腔电极的加工是模具开发的重头，电极的质量事实上决定了模具质量。因此，我们模具电极加工一般都采用工作站PRO/E软件进行数控加工编程，以紫铜精加工电极造型编程最为复杂。紫铜电极我们一般分简单毛坯平铣刀粗加工、平铣刀型体粗加工、球头铣刀型体精加工、局部曲面精加工、局部小刀具清根补偿加工。

7模具设计和制造实际效果

利用PRO/E和AutoCAD软件的优势互补，机壳压铸模采用参数化技术对全部零件进行3D造型，并绘制所有3D模具零件图和电极图，为模具的制造者提供了完整、准确的3D模型。模具设计周期比原设计周期减少了1/2，模具设计工作质量显著提高。利用3D模型进行编制模具零件和电极数控加工程序，并可实现在电脑上进行加工仿真，产生数控加工指令快捷、方便，解决了设计、制造中用传统方法解决的疑难问题，从而大大地缩短了编程时间和制造周期，并有效地提高了模具制造质量。