一種金屬件鑄型剖分方法
【專利摘要】本發明涉及一種金屬件鑄型剖分方法，主要用于具有任意形狀及尺寸的單件、小批量鑄件在生產制造過程中模型剖分。在單件、小批量鑄型的制造過程中，由于尺寸及結構在制造過程中受到加工設備及方法的限制，需要對模型進行拆分加工后組裝，其拆分實現方法是：鑄件CAD模型反求得到鑄型CAD模型，利用三維軟件把鑄型按一定的原則和方法剖分總體鑄型，使其成為具有合理尺寸及結構的子模塊模型。該方法簡單方便，可適用于任意形狀及尺寸的單件、小批量鑄件的剖分。
【專利說明】一種金屬件鑄型剖分方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及了一種金屬件鑄型剖分方法，特別是復雜單件、小批量金屬件的快速鑄型剖分方法。
【背景技術】
[0002]鑄造是現代機械制造工業的基礎工藝之一，是機械產品毛坯的主要生產工藝。目前零部件的日趨復雜化、整體化制造發展，傳統的鑄型制造因其工序復雜、制造周期長、成本高、精度低等原因不適用于單件、小批量鑄件的生產，伴隨著計算機技術的發展，快速鑄型制造應運而生并迅速發展起來，能夠對具有某些特定的結構形式，在一定尺寸范圍內的單件、小批量的鑄型進行加工制造。對于任意形狀及尺寸的單件、小批量鑄型在制造的過程中采用分塊制造后組裝的工藝，但整個過程中剖分的方案對后期的鑄型制造的質量、效率都有很大的影響，但目前沒有一個詳細的模型剖分方法。

【發明內容】

[0003]本申請的發明目的在于能夠更快更好的對鑄型進行剖分，而提出了一種金屬件鑄型剖分方法，它能夠對任意復雜形狀、尺寸的鑄型進行剖分。工藝流程簡單并能保證鑄型的制造質量。更充分體現了快速鑄型制造在單件、小批量制造方面的優勢。
[0004]為完成申請的發明目的，本申請采用的技術方案如下:
a)進行CAD鑄型復雜度分析，根據平行投影原理將CAD模型幾何特征劃分為相對復雜和相對簡單多個區域模塊；
b)以剖分原則為指導，將CAD鑄型剖分為一系列子模型，使其能夠適合激光燒結成形、無模數控成形等不同鑄型制造工藝要求且易于組裝；
c)按照不同加工方法的尺寸要求進行尺寸檢測，對不符合要求的相對復雜模塊重新進行a、b、c步驟，不符合要求的相對簡單模塊進行尺寸限定剖分，最終使各個模塊的復雜程度和尺寸均符合加工方式的要求，完成整個模型的剖分。
[0005]本發明一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于:所述步驟a)中復雜度采用平行投影原理(如圖2所示)來評定，將模型表面不能完全用任意投影視圖中實線完成表達或m+n
>4 (模型表面完全用投影視圖中實線表達出來的投影視圖數目n，投影面與模型最近區域成點、線數目m)定為相對復雜；相反當m+n < 4判斷為相對簡單。
[0006]本發明一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于:所述步驟b)中模型剖分原則為鑄型的加工基準面和主要加工面剖分在同一子模塊內；剖分位置應盡量設在鑄型要求不高的部位進行拆分；承重部位剖分面應盡量設置為水平方向；剖分位置應利于模塊拼裝，防止出現不利組裝的死角。
[0007]本發明一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于:所述步驟c)中不同制造方法的尺寸要求具體如下:激光燒結成形要求各模塊尺寸均在激光燒結設備的可加工行程之內，同時要滿足激光燒結的可允許的翹曲尺寸范圍內；無模數控成形要求各模塊尺寸均在鑄型數控成形設備的可制造行程內。
[0008]本發明利用現有的不同快速鑄造技術的優缺點形成了剖分總路線，能對任意尺寸及復雜程度的進行快速剖分。此技術極大的提高了快速鑄造的應用，可用于各種復雜形狀金屬件的制造，明顯縮短了產品試制和投放市場的周期，降低了新產品的研發成本，更充分體現了其在快速敏捷制造方面的優勢，具有非常重要的社會經濟意義和工程應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的一種金屬件鑄型剖分方法的流程圖。
[0010]圖2為平行投影原理示意圖。
[0011]圖3為某鑄型剖分示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖1、2、3對本發明進一步詳細說明，
實施實例以某鑄型為例，此模型不能一次直接制造成形，利用模型剖分分塊采用不同的制造技術能夠很好的解決這一問題，在制造中模型的剖分成為了最為重要的一個環節，利用本發明的剖分方法流程如圖1所示，具體實施過程如下:
(1)首先通過三維軟件對發動機的殼體模型進行反求，獲得鑄型CAD模型；
(2)仔細觀察鑄型模型的結構，利用機械投影視圖中的平行投影原理(如圖2所示)，將模型表面不能完全用二維視圖中實線表達或m+n > 4 (模型表面完全用二維投影視圖中實線表達出來的數目n，投影面與模型最近區域成點、線數目m)定為相對復雜；相反當m+n < 4判斷為相對簡單，在剖分原則的基礎上將相對簡單和相對復雜的模型拆分，形成了如圖3-a所示結構；
(3)并對所有預拆模型進行尺寸范圍檢查，并對不滿足要求的相對復雜模塊2進行再次剖分，最終剖分成為相對簡單子模塊4、子模塊5、子模塊6、子模塊7，拆分后的子模型塊在結構、尺寸方面都能夠滿足要求，從而完成鑄型的剖分過程，在整個剖分過程中，始終以模型的剖分原則為指導，最終的拆分效果如圖3-b所示。
[0013]以上對本發明及其實施方式的描述是示意性的，沒有限制性。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，進行其他實施例，均應屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于，包括如下步驟: 進行CAD鑄型復雜度分析，根據平行投影原理將CAD模型幾何特征劃分為相對復雜和相對簡單多個區域模塊； 以剖分原則為指導，將CAD鑄型剖分為一系列子模型，使其能夠適合激光燒結成形、無模數控成形等不同鑄型制造工藝要求且易于組裝； 按照不同制造方法的尺寸要求進行尺寸檢測，對不符合要求的相對復雜模塊重新進行a、b、c步驟，不符合要求的相對簡單模塊進行尺寸限定剖分，最終使各個模塊的復雜程度和尺寸均符合加工方式的要求，完成整個模型的剖分。
2.根據權利要求1所述的一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于:所述步驟a)中復雜度采用平行投影原理來評定，將模型表面不能完全用任意投影視圖中實線完成表達或m+n>4 (模型表面完全用投影視圖中實線表達出來的投影視圖數目n，投影面與模型最近區域成點、線數目m)定為相對復雜；相反當m+n ( 4判斷為相對簡單。
3.根據權利要求1所述的一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于:所述步驟b)中模型剖分原則為鑄型的加工基準面和主要加工面剖分在同一子模塊內；剖分位置應盡量設在鑄型要求不高的部位進行拆分；承重部位剖分面應盡量設置為水平方向；剖分位置應利于模塊拼裝，防止出現不利組裝的死角。
4.根據權利要求1所述的一種金屬件鑄型剖分方法，其特征在于:所述步驟c)中不同制造方法的尺寸要求具體如下:激光燒結成形要求各模塊尺寸均在激光燒結設備的可加工行程之內，同時要滿足激光燒結的可允許的翹曲尺寸范圍內；無模數控成形要求各模塊尺寸均在鑄型數控成形設備的可制造行程內。
【文檔編號】B22C9/00GK103658520SQ201210343735
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月17日 優先權日:2012年9月17日
【發明者】單忠德, 顧兆現, 劉豐, 徐先宜 申請人:機械科學研究總院先進制造技術研究中心