基于三維軟件PROE在模型制作上的應(yīng)用

蓋文廣

(中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司鑄造廠，黑龍江161042)

基于三維軟件PROE在模型制作上的應(yīng)用

蓋文廣

(中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司鑄造廠，黑龍江161042)

介紹了木模型投產(chǎn)前利用三維軟件PROE的模擬制作過程。運(yùn)用三維軟件PROE進(jìn)行圖形放樣，輸出1∶1圖樣，設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)。提高了制作復(fù)雜木模的工作效率和質(zhì)量，縮短了模型制作工期。

木模型；三維軟件PROE；模擬

目前，對(duì)單件小批量的大型復(fù)雜鑄件均采用砂型鑄造，而砂型鑄造所采用的模樣仍以木模為多。圖形放樣直接影響著模型的制作質(zhì)量和生產(chǎn)工期。傳統(tǒng)的放樣方法是操作者根據(jù)圖紙?jiān)趫D版上畫出圖形大樣，對(duì)于過渡形成部分，為了保證木模的尺寸，樣板一般都往大做，組裝到一起后，留有很大的余量，只能手工加工得到需要的尺寸，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度[1]。

針對(duì)傳統(tǒng)木模制作方法的不足之處，運(yùn)用三維軟件PROE進(jìn)行模型投產(chǎn)前的虛擬制造，優(yōu)化模型工藝。由技術(shù)人員完成識(shí)圖、圖形放樣和設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)的工作。技術(shù)人員分析圖紙后，將鑄件分成幾個(gè)至幾十個(gè)部分，分別繪制出各個(gè)部分的三維圖，設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)。

1 PROE模擬制造模型過程

首先，運(yùn)用三維軟件PROE將帶有鑄造工藝的零件圖生成帶加工、補(bǔ)正、縮尺的立體圖。然后，根據(jù)鑄造工藝要求，將主型與芯盒內(nèi)部裝料結(jié)構(gòu)分別繪制出來，根據(jù)三維圖決定各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)，制定最佳模型制作方案，然后再投產(chǎn)。

1.1 模型PROE三維建模

以火電件上的高壓汽缸為例來說明木模的制作過程。首先，運(yùn)用二維軟件AutoCAD繪制出鑄造圖紙所給出的平面圖，添加上加工、補(bǔ)正及縮尺。然后，利用AutoCAD與PROE有良好接口的特點(diǎn)，將高壓內(nèi)缸二維木模圖導(dǎo)入到PROE中進(jìn)行三維建模，獲得三維立體圖形。對(duì)于過渡形成部分，運(yùn)用三維軟件PROE中的邊界混合命令，將圖紙所給出的型線混合到一起，然后運(yùn)用造型中的高斯曲率進(jìn)行分析，使得各個(gè)部分達(dá)到圓滑過渡，如圖1所示。具體操作過程為：選好基準(zhǔn)面→進(jìn)入草繪界面→導(dǎo)入CAD截面圖→三維建模→高斯曲率分析(針對(duì)曲面過渡部分)。

圖1 高壓汽缸PROE三維建模Figure 1 Three dimension PROE modeling of high pressure cylinder

1.2 主型模擬過程

根據(jù)鑄造工藝要求，在帶加工、補(bǔ)正、縮尺的高壓內(nèi)缸立體圖的基礎(chǔ)上繪制芯頭，如圖2所示。根據(jù)樹脂砂模型操作規(guī)程及各個(gè)部分結(jié)構(gòu)和尺寸，決定該缸體主型采用鋼-土-木結(jié)構(gòu)。主體尺寸為4200 mm×3200 mm，中間龍骨采用槽鋼焊制，缸體中分面采取板料拍制，然后通過螺栓與槽鋼連接起來。該活件的難點(diǎn)在于排氣煙筒的形狀不規(guī)則，采取支板抹土結(jié)構(gòu)；側(cè)面不易起型部分，采用活塊分段制作，易于起型。

圖2 高壓汽缸主型三維建模Figure 2 Three dimension modeling of main model for high pressure cylinder

圖3 芯盒裝料切割圖Figure 3 Cutting of core box charging

1.3 芯盒模擬過程

該高壓內(nèi)缸主要有兩個(gè)芯盒，主體型腔的大芯盒和煙筒外皮芯子。對(duì)煙筒外皮芯盒內(nèi)部裝料進(jìn)行分析，運(yùn)用PROE中的去除材料命令，以鑄造工藝芯盒邊界為基準(zhǔn)，將該芯盒的內(nèi)部裝料從主體上切分出來，如圖3所示。由于主體煙筒是曲面過渡形成，形狀不規(guī)則，采取支板抹土結(jié)構(gòu)。為了保證模型質(zhì)量，要合理的支取型線樣板。圖3中的線條為所支取的樣板位置及形狀。對(duì)于側(cè)面的凸臺(tái)采取活塊制作。

1.4 圖形放樣，輸出圖樣

分別對(duì)模擬好的主型和芯盒結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖形放樣。將結(jié)構(gòu)所需要支取的樣板在三維軟件PROE中截取出來，然后利用PROE與AutoCAD有良好接口的特點(diǎn)，將截取出來的平面圖導(dǎo)出到AutoCAD中，利用HP制圖機(jī)輸出1∶1的圖樣。將圖樣粘到膠合板上，通過帶鋸機(jī)鋸出來，按照提供的三維圖，將各個(gè)鋸好的樣板組合好，根據(jù)提供的準(zhǔn)確型線，抹土即可完成中間的圓滑過渡。

2 結(jié)論

利用PROE三維軟件在模型投產(chǎn)前進(jìn)行虛擬制造，將二維木模圖導(dǎo)入PROE中進(jìn)行三維建模并進(jìn)行圖形放樣，提高了圖形放樣的準(zhǔn)確率，優(yōu)化了模型制作工藝，保證了木模的制作質(zhì)量。

[1] 周雙寧,朱冰冰,宋寶義.木模制作成本與質(zhì)量控制[J].應(yīng)用技術(shù),2013(2):135-147.

[2] 張秀英,楊富偉.菱苦土模型在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].大型鑄鍛件,2004(1):39-41.

編輯 杜 敏

Application of Three Dimension Software PROE in Model Making

Gai Wenguang

Application of three dimension software PROE to wood model making procedure prior to production has been described.Figure lofting has been carried out by three dimension software PROE to output 1∶1 sized pattern and further design the model structure,which improved working efficiency and quality of complex wood model making and shortened working time.

wood model; three dimension software PROE; simulation

2016—10—29

蓋文廣(1986—)，男，助理工程師，從事鑄鋼技術(shù)工作。

TG241

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