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HXN3机车轴箱体铸造工艺及模具CAD/CAM技术的应用

2013/2/26    来源:万方数据    作者:张可刚      
关键字:三维铸造工艺设计  HXN3机车轴箱体  数控加工  
HXN3机车轴箱体由于具有复杂的三维曲面设计结构,采用传统的二维工程图进行铸造工艺及模具设计与制造,设计与制造周期长、模具尺寸精度低,尤其对于复杂三维曲面结构,模具制造时极为困难。文章介绍了应用NX软件CAD/CAM技术,用HXN3机车轴箱体三维实体设计模型进行铸造工艺和模具三维设计,并通过对NX数控加工编程技术及后处理功能的开发,完成了HXN3机车轴箱体模具数控加工。

    HXN3机车轴箱体是HXN3机车走行部分的关键件之一,由于其独特的设计结构,采用传统的二维工程图进行铸造工艺设计和铸造模具的设计与制造比较困难。考虑到该产品已进行了三维实体设计,具有铸造工艺及模具三维实体设计制造的基础,为此,尝试采用NX软件CAD/CAM技术,对HXN3机车轴箱体铸造工艺及模具进行三维实体设计和数控加工自动编程,并通过开发NX软件后处理功能,应用引进的5轴数控加工机床,采用数控加工技术完成HXN3机车轴箱体铸造模具加工制造。

1 HXN3机车轴箱体三维铸造工艺设计

    HXN3机车轴箱体(见图1)在设计结构上,由于没有明显的分型面,采用常规二维图工艺设计难度较大。为此,根据轴箱体三维实体模型尝试采用三维铸造工艺设计。三维铸造工艺设计是在三维实体设计模型的基础上完成浇口、冒口、砂芯、分型面等工艺设计工作,该设计方法具有图形直观、便于工艺分析等特点,有利于铸造工艺的模拟分析和模具设计与数控加工。该工艺设计应用了NX软件CAD技术,对HXN3机车轴箱体浇口、冒口及砂芯进行了三维工艺设计。图2为浇口、,冒口三维工艺设计图,图3为分型面及砂芯三维工艺设计图。具体设计方案如下。

轴箱体三维设计模型图

    图1 轴箱体三维设计模型图

浇口、冒口三维工艺设计图

    图2 浇口、冒口三维工艺设计图

砂芯三维工艺设计图

    图3 砂芯三维工艺设计图

    1.1 浇注系统设计

    根据轴箱体结构特点,设置二道内浇口,并将内浇口开在轴瓦加工面上,并考虑到内浇口又是铸件补缩通道,因此,内浇口尺寸适当放大,其截面尺寸为:50mm×90mm。为了保证铸件补缩效果,直浇口采用φ160mm×250mm保温冒口套,直浇口总高度设计为294mm。

    1.2 冒口设计

    HXN3机车轴箱体全部采用保温冒口,在内浇口处放置φ160mm×250mm保温冒口套1个,在另一侧放置了1个φ90mm×120mm的保温冒口,加强铸件补缩。

    1.3 分型面及砂芯设计

    HXN3机车轴箱体分上、下型,分型面通过轴箱体弹簧座圆孔中心上下分型。共有4种砂芯(2#砂芯为2块),其中1#砂芯根据HXN3机车轴箱体结构特点,芯头采用了曲面设计结构。

 

责任编辑:程玥
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