消失模模具CAD通常用于消失模铸造工艺的自动化批量生产。消失模模具包括发泡成型模具、涂胶用胶版工具、涂胶时夹紧和吸附模具的靠模模具及其工装附件。以9#模具的发泡模具、1#和2#模具的胶合部件、1#和2#模具组件与3 # ~ 9 #模具组件胶合所需的胶板和模板为例，说明了消失模铸造工艺的成形特点。1.泡沫塑料成型模具设计。我们以9#模具为例(见图2)。模具成型后，脱模时需要三面开合，其发泡模具典型结构如图4所示。一般来说，模具工艺的设计与相关的制模设备有关，即生产方式决定了模具工艺。该坯料基于Pc控制的自动成型机，规格为880mn680mm，上下模开合有效行程为550mm。以此坯料为目标实体，根据三面抽芯和上下开合的特点，9#模具原型采用大轮廓分型线作为分型的几何件，将模具型腔原型分为三面抽芯块模板和上下开合的凹凸模。(1)上部模板的结构设计。上模板实际上是由附着在外延蒸柜上的三个抽芯气缸支撑的，这样三个抽芯气缸模块和凹模模块一起形成一个复合的上模板结构。选择9#模具平背的模板有两个原因：一是模具脱模后，9#模具平背朝上，有利于真空吸盘吸住模具带走；其次，9#模具的正面是深腔式凸模结构。模具上下开合脱模时，模具容易停留在凸模模板上(见图4)。在设计模具模板时，气门挺杆抽芯模块两侧平板的侧芯要分块移动到模具的锥形接头处，以保证气门顶出结构处的模具抽芯滑块在移动时不会被折断或伤害。两个导向机构安装在抽芯气缸主轴的两侧，导向杆上设有芯块模板复位和抽芯限位块。缓冲垫圈槽和垫圈设置并安装在块的冲击表面的一侧。每个伪芯模块周围设计有一个导向桥机构，该导向桥机构通过两侧的延伸翼板固定在上板架上。抽芯机构的气缸根据气缸输出力选择：20mm，工作压力P=0.6mpa，为了增强抽芯气缸的缓冲效果，在气缸尾部安装了节流阀。一方面，泡沫模具在高温蒸汽压力下熔融时拉伸强度和柔韧性较低；另一方面，模具初始成型时，模具与模腔之间的粘合力较强，所以在这两方面都要对抽芯机构进行一些调整。EPs珠喷枪通常安装在上凹模的支撑板上，如图5所示。这样的设计不仅方便填珠，也方便装卸和维修。根据模具结构和珠粒流动状态，合理布置珠粒入口位置。我们总共安装了13支喷枪。为了便于凹模和上板架的定位，在凹模对角线附近开了一对定位销孔，呈阶梯状结构，上孔8mm，下孔6mm，便于定位销的安装和拆卸。为了便于在上模板和下模板闭合时对准模腔，定位销和定位套分别安装在板结构的上模板和下模板的对角线上。在模具组件被固定在成型机上之后，这些定位销可以被保留或移除以便储存，并且它们的初始定位工作已经完成。为了防止模具变形，在支撑板和凹模板背面之间设计了几个支撑杆。支撑杆定位并紧固在一侧(靠近支架的一侧
对于厚度较大(100mm)的9#模具，应考虑在上支撑板上安装冷却水喷嘴，因为来自下模板背面的冷却水在成型循环中几乎不会影响模板的整体冷却，喷嘴的连接方式采用锥螺纹结构，也起到密封作用。确定水嘴的位置要考虑两个因素：一是随模具开合而定；其次，要避免喷枪尾部的固定法兰、支撑杆和模具后部的加强筋的干涉。模板规格为880mm680mm25.4mm，支撑板规格为790mm590mm15.9mm，支撑板外端面到模板分型面的距离为190.4mm所有模板下方和支撑板上方的结构在制模时都在蒸汽柜内。为了防止蒸汽泄漏，在与模板和支撑板接触的零件端面上安装耐高温密封垫，否则蒸汽会通过螺纹连接机构溢出。此外，还需要在模板上开一个带蒸汽通道的冷却水喷嘴安装孔，从支撑板上抽出的冷却水通过软管线输送到抽芯模块的后面，对粒料进行冷却。延伸蒸柜与模板的连接采用沉头六角螺栓(M8)固定，螺栓间距60mm。整个上模的模体和工装附件采用锻铝LD30(螺栓、螺母、密封垫圈除外)。接下来(2)下模板的结构设计下模板是与上模板相对应的一套工装。
组合件，在结构功能和外围尺寸上大体相同，只是在型板上与上模板蒸气柜的外延式法兰的结合部位开设并安装了ψ56mm的硅酮密封条，以防止蒸气从分型面外溢。当上、下模板在型板上的定位销套导向和定位的引导下合模完成时，用分型面处外延式蒸气柜法兰侧面与下型板侧面上的对应锁紧机构紧固上、下模，用专用叉车将它们送入制模机的模具安装导轨，推人下部移动式蒸气柜的上方并紧固下模板，用点动方式将上模板送人上蒸气柜的固定装置内，待上模完全紧固后方可拆卸上、下模侧壁的锁紧机构。2．缸体胶合印板、模片吸附夹持靠模模片及工装附件的设计当1#、2#模片和3#～9#模片胶合完成后就要进行最后一道工序的胶合，下面以此为例来说明胶合设计的一般性工艺准则。
(1)胶合印板的设计运用cAD抽取模片对接面上的实体边界，并对这些边界线条进行偏置处理。让这些线条向模片的实体内部偏置2mm，再向实体的外部偏置1．5mm，由此内外两条封闭的边界线条即可拉伸出胶合印板的有效粘合工作实体。胶合线的选取和处理要遵循以下原则：①胶合线一定是与主体壁厚的轮廓线相正对，不能让切片处的倒圆实体边界线干扰视线。②当出现胶合质量的可靠性与节约用胶的原则相矛盾时，应以保证胶合质量为先决条件来权衡总体设计。③当胶合工作面很复杂时，只需拉伸出很小一段(<10mm)实体模型即可，胶印板的其余结构实体应以便于制造为主要因素进行整体设计或拼接设计，如图6所示。我们将缸盖结合面附近的胶印板和气缸体横隔板处的胶印分段拉伸，用平板、支架拼接的方式设计出阶梯形胶印结构。在胶印板的空余地段设计出漏胶孔和漏胶槽。胶印板材质可采用高速钢或球墨铸铁，胶板上的定位销和支撑柱可选用45钢并进行调质处理。
(2)靠模模板的设计靠模模板可直接借用夹持模片的对应制模模板，只是应将模板上分型面处的实体结 图6模片胶合工艺布局构部分沿起模方向去除3.5mm厚的材料，以防止这些地方浸上不必要的胶。根据模片的结构特点，在实体面积较大的地方对应地将靠模加工出负压吸盘安装孔，以便于模片牢固地吸附在靠模上，防止浸胶时落入胶池。靠模模板及其定位销套的支撑采用锻铝LD30制造，也可用铸铝zL104制造。在设计3#~9#模片组件的下靠模时，只需选取几处有利于模片局部强化支撑和整体定位的成形工艺凸台即可，且成形支撑实体模块与结构性支撑实体相分离，这样既简化了设计又使加工较容易实现。
(3)胶印板和靠模的工装设计依据胶合机的规格和胶合工艺流程来设计工装附件。我们使用的是自动化热熔胶合机，其上靠模底板固定框架与下靠模底板固定框架之间有效距离为762mm，上靠模底板固定框架与胶池内胶印板底板固定框架之间有效距离为584mm，胶池内热熔胶的液面距胶池顶面76mm，胶池内液面距上支架顶面438mm,胶池中心线距下靠模支撑台架中心线855mm。胶合工艺路线是：①上靠模吸持一模片或模片组合，下靠模吸持相对应的模片或模片组合。②上靠模移动至胶池正上方，胶合印板上升并与上模片接触实现热熔胶的转移，胶合印板下降复位(胶合印板的上升与下降都是由接近开关感应器来控制并分两步来完成复位动作，这样一则可以让胶印板与上模片实现平稳接触，二则可以防止热熔胶的飞溅)。③上靠模移至下靠模正上方，下靠模上升实现下模片或下模片组片与上模片或上模片组件的胶合和压实。④下靠模下降复位，上靠模翻转复位，取走胶合好的模片组件或在上靠模上放置另一需要继续胶合的模片，进入下一个胶合工作循环。
根据以上工艺要求和特点，我们就可在保持上靠模和上支架为一合适的几何装配高度的情况下，让上模片与胶合印板按零配合接触来确定胶印板上定位销和支撑座的几何尺寸，让上模片的胶结面与下模片的胶结面按零配合来接触下靠模模板上的定位销和支撑座的几何尺寸。至于上靠模、下靠模与胶合印板同它们各自的固定托架之间的连接定位，均应在下靠模就位后再用它们各自配对使用的销套来高速胶合印板和下靠模在各自的固定支架上的位置。
五、模具及其工装组件的制造
以9#模片的上模模具工装组件为例，来总结一下具有普遍指导意义的制造方法。
从整体角度出发，将需加工制造的各零部件进行分解和归类，并从大的工艺特点上分成标准件、外协件和自制件三种类型，并具此来安排组织生产，以求做到快速高效地完成制造任务。如用于紧固作用的不锈钢螺栓、螺帽和垫圈(密封)，以及用于定位和导向的定位销、定位套等均可作为标准件来处叫理，统一采购即可；外延式蒸气柜框架和抽芯模块的桥式导向滑槽壳体铸造铝合金件，可作为外协件，让专业生产厂家来协助制造；抽芯机构中的动力气缸体、导向杆和同定杆支座可以作为标准件采购，也可让专业的气动元件生产厂家来协作制造；其他的零部件如主模板、抽芯模板、型板框、支撑板和限位挡块等可列为自制件范畴。在自制范畴罩，我们纠‘对不同零部件的结构特征采取了不同的工艺。如型板框、支撑板和限位挡块等零件，只需在普通的铣床上就能完成铣削加工和孔、攻丝的制做；支撑杆零件可在变通的车床上完成车削加工；主模板和三个抽芯模块的制造就需要用cAM编程和加工中心来完成，这样做主要是为了能够高质量快速地将模具成形的空间曲面加工出来。
自动编程计算机辅助制造系统发展到今天，已出现了品种繁多、功能各异的编辑系统。从国际范围来看，自动编程系统的发展大致分为三步：①数控语言编辑系统。②会话式编辑系统(高级语言编程系统)。⑧数控图形编程系统。
数控图形编程系统是利用图形输入装置，如键盘、鼠标等向计算机输入被加工零件的图形。因编程人员是将零件图照搬给计算机，无需对图形信息进行转换，所以这种方式最大限度地减少了人为错误，提高了编程效率和质量，是效率最高的编程方法。通常在这种自动编程系统的加工模块中都含有内嵌式的数控编程仿真模块。这种模块能动态地将数控程序的执行进程在计算机屏幕上显示出来，刀具可实时地在屏幕上移动，刀具与工件接触之处，工件的形状会按刀具移动的轨迹发生相应的变化。由于加工过程中刀具的移动及工件形状的变化采用位移增量化，每隔30ms左右显示一次，因此对观察者来说，在屏幕上可看到连续逼真的加工过程。
利用这种仿真装置，就可以很容易地发现路线、进退刀方法是否合理，以及刀位轨迹是否正确。采用动态仿真方法检验数控程序，能减少程序调试时间，缩短数控等程序从编制到投入使用的周期，能代替实际的试切过程，避免机床和刀具的损坏，减轻调试人员的劳动强度，保证零件的加工质量，减少制造费用。
六、结语
(1)柴油机气缸体采用消失模铸造工艺生产，可降低生产成本，提高产品质量，降低工人的劳动强度，改善工作环境。
(2)消失模模具是消失模铸造生产中的重要生产工具，运用CAD／CAM一体化技术手段可快速高效地研制消失模模具。
