CN103658520B - 一种金属件铸型剖分方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属件铸型剖分方法，主要用于具有任意形状及尺寸的单件、小批量铸件在生产制造过程中模型剖分。在单件、小批量铸型的制造过程中，由于尺寸及结构在制造过程中受到加工设备及方法的限制，需要对模型进行拆分加工后组装，其拆分实现方法是：铸件CAD模型反求得到铸型CAD模型，利用三维软件把铸型按一定的原则和方法剖分总体铸型，使其成为具有合理尺寸及结构的子模块模型。该方法简单方便，可适用于任意形状及尺寸的单件、小批量铸件的剖分。

Description

一种金属件铸型剖分方法
技术领域
本发明涉及了一种金属件铸型剖分方法，特别是复杂单件、小批量金属件的快速铸型剖分方法。
背景技术
铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一，是机械产品毛坯的主要生产工艺。目前零部件的日趋复杂化、整体化制造发展，传统的铸型制造因其工序复杂、制造周期长、成本高、精度低等原因不适用于单件、小批量铸件的生产，伴随着计算机技术的发展，快速铸型制造应运而生并迅速发展起来，能够对具有某些特定的结构形式，在一定尺寸范围内的单件、小批量的铸型进行加工制造。对于任意形状及尺寸的单件、小批量铸型在制造的过程中采用分块制造后组装的工艺，但整个过程中剖分的方案对后期的铸型制造的质量、效率都有很大的影响，但目前没有一个详细的模型剖分方法。
发明内容
本申请的发明目的在于能够更快更好的对铸型进行剖分，而提出了一种金属件铸型剖分方法，它能够对任意复杂形状、尺寸的铸型进行剖分。工艺流程简单并能保证铸型的制造质量。更充分体现了快速铸型制造在单件、小批量制造方面的优势。
为完成申请的发明目的，本申请采用的技术方案如下：
a）进行CAD铸型复杂度分析，根据平行投影原理将CAD模型几何特征划分为相对复杂和相对简单多个区域模块；
b）以剖分原则为指导，将CAD铸型剖分为一系列子模型，使其能够适合激光烧结成形、无模数控成形等不同铸型制造工艺要求且易于组装；
c）按照不同加工方法的尺寸要求进行尺寸检测，对不符合要求的相对复杂模块重新进行a、b、c步骤，不符合要求的相对简单模块进行尺寸限定剖分，最终使各个模块的复杂程度和尺寸均符合加工方式的要求，完成整个模型的剖分。
本发明一种金属件铸型剖分方法，其特征在于：所述步骤a）中复杂度采用平行投影原理（如图2所示）来评定，将模型表面不能完全用任意投影视图中实线完成表达或m+n＞4（模型表面完全用投影视图中实线表达出来的投影视图数目n，投影面与模型最近区域成点、线数目m）定为相对复杂；相反当m+n≤4判断为相对简单。
本发明一种金属件铸型剖分方法，其特征在于：所述步骤b）中模型剖分原则为铸型的加工基准面和主要加工面剖分在同一子模块内；剖分位置应尽量设在铸型要求不高的部位进行拆分；承重部位剖分面应尽量设置为水平方向；剖分位置应利于模块拼装，防止出现不利组装的死角。
本发明一种金属件铸型剖分方法，其特征在于：所述步骤c）中不同制造方法的尺寸要求具体如下：激光烧结成形要求各模块尺寸均在激光烧结设备的可加工行程之内，同时要满足激光烧结的可允许的翘曲尺寸范围内；无模数控成形要求各模块尺寸均在铸型数控成形设备的可制造行程内。
本发明利用现有的不同快速铸造技术的优缺点形成了剖分总路线，能对任意尺寸及复杂程度的进行快速剖分。此技术极大的提高了快速铸造的应用，可用于各种复杂形状金属件的制造，明显缩短了产品试制和投放市场的周期，降低了新产品的研发成本，更充分体现了其在快速敏捷制造方面的优势，具有非常重要的社会经济意义和工程应用价值。
附图说明
图1为本发明的一种金属件铸型剖分方法的流程图。
图2 为平行投影原理示意图。
图3为某铸型剖分示意图。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3对本发明进一步详细说明，
实施实例以某铸型为例，此模型不能一次直接制造成形，利用模型剖分分块采用不同的制造技术能够很好的解决这一问题，在制造中模型的剖分成为了最为重要的一个环节，利用本发明的剖分方法流程如图1所示，具体实施过程如下：
（1）首先通过三维软件对发动机的壳体模型进行反求，获得铸型CAD模型；
（2）仔细观察铸型模型的结构，利用机械投影视图中的平行投影原理（如图2所示），将模型表面不能完全用二维视图中实线表达或m+n＞4（模型表面完全用二维投影视图中实线表达出来的数目n，投影面与模型最近区域成点、线数目m）定为相对复杂；相反当m+n≤4判断为相对简单，在剖分原则的基础上将相对简单和相对复杂的模型拆分，形成了如图3-a所示结构；
（3）并对所有预拆模型进行尺寸范围检查，并对不满足要求的相对复杂模块2进行再次剖分，最终剖分成为相对简单子模块4、子模块5、子模块6、子模块7，拆分后的子模型块在结构、尺寸方面都能够满足要求，从而完成铸型的剖分过程，在整个剖分过程中，始终以模型的剖分原则为指导，最终的拆分效果如图3-b所示。
以上对本发明及其实施方式的描述是示意性的，没有限制性。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，进行其他实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种金属件铸型剖分方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)进行CAD铸型复杂度分析，根据平行投影后将CAD模型几何特征按模型表面不能完全用任意投影视图中实线完成表达或m+n＞4定为相对复杂区域，相反当m+n≤4判断为相对简单区域，其中n代表模型表面完全用投影视图中实线表达出来的投影视图数目，m代表投影面与模型最近区域成点、线数目；
b)以剖分原则为指导，将CAD铸型剖分为一系列复杂和简单子模型，使其能够适合激光烧结成形、无模数控成形的不同铸型制造工艺要求且易于组装；
c)按照不同制造方法的尺寸要求进行尺寸检测，对不符合要求的相对复杂模块重新进行a)、b)、c)步骤，不符合要求的相对简单模块进行尺寸限定剖分，最终使各个模块的复杂程度和尺寸均符合加工方式的要求，完成整个模型的剖分。
2.根据权利要求1所述的一种金属件铸型剖分方法，其特征在于：所述步骤b)中模型剖分原则为铸型的加工基准面和主要加工面剖分在同一子模块内；剖分位置应设在铸型要求不高的部位进行拆分；承重部位剖分面应设置为水平方向；剖分位置应利于模块拼装，防止出现不利组装的死角。
3.根据权利要求1所述的一种金属件铸型剖分方法，其特征在于：所述步骤c)中不同制造方法的尺寸要求具体如下：激光烧结成形要求各模块尺寸均在激光烧结设备的可加工行程之内，同时要满足激光烧结的可允许的翘曲尺寸范围内；无模数控成形要求各模块尺寸均在铸型数控成形设备的可制造行程内。
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