BW系列注浆泵消失模现代设计技术
摘 要：消失模铸造又称为干砂实型负压铸造，是目前国际上最先进的铸造工艺之一，国内外称之为21世纪绿色铸造。我院完成研制的BW系列注浆泵，在研制之初，采用传统的砂型铸造技术，出现大量次品，废品等缺陷，质量上得不到保证，经过使用消失模铸造技术，质量上了档次，并从中总结出了使用UG技术进行消失模设计的相关经验，值得推广。
我院广达注浆泵科技有限公司研制出BW系列注浆泵，在研制之初，全部泵体外壳采用砂型铸造技术进行外壳浇铸，生产出的产品具有加工余量大、表面粗糙度低，以及易出现气孔、冷隔、浇不足、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等造型缺陷，因此，制造出来的产品，有可能会出现报废或次品，进而影响产品质量，影响产品使用寿命。
消失模铸造技术是目前国际上先进的铸造工艺之一，具有加工余量少、精确成型、无需取模、无分型面、无砂芯，因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大幅度减少机械加工的费用。其工作原理是用泡沫塑料模样（包括浇冒口）代替普通模样紧实造型，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液态金属的热作用下，泡沫塑料汽化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占的空间位置，冷却凝固后就可以获得所需要的铸件。
在消失模铸造技术中，泡沫塑料模样的制作是重要的工艺环节，模样制造的好坏直接影响铸件的质量、形状等多个角度，而要得到优秀的塑料模样，则必须有优秀的模样的模具，因此，如何通过现代化设计技术，快速、准确地生成塑料模样的金属模具，成了设计的关键，我院通过反复实践，总结出使用现代工程设计软件UG来完成模具设计过程，具有设计周期短、设计精度高、可进行有限元分析等特点，本文对其设计过程作介绍，供相关工程技术人员参考。
UG是现代工业设计的大型工程软件，功能十分强大，使用UG进行建模，主要是完成三维模型建立，为后续模具设计过程做准备，使用UG进行三维模型建立，可以有以下方法：
叠加法：在作出一个基本体的基础上，像“砌墙”时不断加砖那样持续不断的增加或去除新图素，从而使一个简单的模型变成一个复杂的三维模型。
缝合法：先制作片体，让片体加厚成为实体；或者先制作完全封闭的片体群，再让这些片体通过缝合得到实体，这种构造模型的方法称为缝合法。
由于消失模产品多为外壳类零件，其形状复杂，因此，对应的模具设计工作也过于复制，以往采用人工设计，速度慢，准确性差，重复修改困难，现在使用UG进行模具设计，具有快速、准确、可进行数控编程及加工等诸多优势。
使用UG进行模具设计的关键技术是进行电脑分模，对于不同模具，UG提供了不同的分模模块，而对于类似于消失模这类模具，则没有专门的模块，通过反复研究与实践，我们采取UG多种命令进行组合来完成模具分模的方法。具体操作的流程介绍如下：
如果按如图1所示产品直接进行模具设计，几乎不能够实现。因为其形状太过复杂，不便于抽芯拔模，因此，要对原来三维图形进行适当的分割，分成若干个可以方便进行模具设计的部分，各部分之间通过适当方式来进行连接，最后总装成出乎塑料模样。为此，本模具分成如图2所示A、B1、B2、C、D共五个部分，经组装后得到图1效果。各部分之间有用来相互连接和定位的接榫，这样便于将各个模样模具产出的模样拼接成图1一样的整体模型。
将模具分成图2所示不同部分后，分别对各部分进行分模，制作成对应的模样模具。制作的步骤中，使用UG的布尔运算功能，再加上剖切、拉伸、旋转等命令来完成操作，以图2中另外A的模具操作的流程为例，过程如下：
A.通过图2中零件A的三个通孔的中心作一基准平面，并以该面为基准，作一拉伸体，使其包围零件A。使用求差命令，将原来的零件A去除，结果如图3中A所示。
B.再在图3中A模型的M、N两个端面处制作两个基准平面，然后使用“分割体”命令对模型A进行分割，得到前、中、后三体，其中，中间体如图3中B所示。
C.对中间体使用拉伸命令，去掉中间的三个圆柱体部分，结果如图3中C所示。最后，将上一步操作中的前、后二体与修剪后的C体合并，就得到图2中模型A的下模型腔。
D.用同样方法，完成上模型腔制作，再通过拉伸等命令完成侧抽芯机构，就完成了图2中模型A的模具设计。
使用UG加工功能，可以方便编写出数控铣床、加工中心等机床的程序，从而使设计出来的复杂模具产品能快速加工成相应的模具零件，加快模具设计与生产进度。
通过将UG应用到消失模具设计上，可以大幅度提高设计效率，提高设计的准确性，便于模具设计修改，便于其模具体在UG环境下加工编程，从而改变了传统的设计制造观念，做出的模具精准可靠。用UG进行消失模设计的方法，可供相关行业设计与制造人员参考与借鉴。
[1]钟奇《UG NX4 实例教程》，北京：人民邮电出版社2008-06
[2]钟奇《UG NX 7.5 高级应用教程》，北京：机械工业出版社2012-08
[4]李新亚 《铸造手册（第5卷）：铸造工艺（第3版） 》北京：机械工业出版社 2011-09
[5]章舟 《消失模铸造生产实用手册》北京：化学工业出版社 2011-01
上一篇:无锡万晟机械模具有限公司
下一篇:疫情影响下的世界金属板材成形行业