基于CAD／CAE技术的钢筋混凝土排水管模具设计

2013年第3期3月混凝土与水泥制品CHINAC0NCRETEANDCEMENTPRODUCTS2013No．3March基于CAD／CAE技术的钢筋混凝土排水管模具设计黄晓峰，葛友华，张广冬(盐城工学院机械工程学院，224003)摘要：采用CAD／CAE技术，以三维参数化建模软件Pro／E作为设计平台，进行钢筋混凝土排水管模具关键零部件的设计与建模，并装配得到整体虚拟模型。利用工程分析软件ANSYS对开合模装置的结构进行分析，以提前发现设计中存在的缺陷，及时对结构方案进行优化。关键词：CAD／CAE技术；Pro／E建模软件；钢筋混凝土排水管；ANSYS软件；模具Abstract：Byusingthree-dimensionalparametricmodelingsoftwarePro／EofCAD／CAEtechnologyasadesignplatform，thekeypartsofthemouldforreinforcedconcretesewerpipesaredesignedandmodeled，andthepartsareassembledtogetawholevirtualmode1．Then，thestructureofmovablediedeviceisanalyzedusingtheengineeringanalysissoftwareANSYS，soastofindoutthedefectsofmoulddesignaheadofmakingproducts，andthestructureschemecanbeoptimizedintime．Keywords：CAD／CAEtechnology；Pro／Emodelingsoftware；Reinforcedconcretesewerpipes；ANSYSsoftware；Mould中图分类号：TU647文献标识码：A文章编号：1000—4637(2013)03—66—040前言钢筋混凝土排水管因具有原材料来源广、抗外压强度高、耐化学腐蚀强、使用寿命长、生产工艺简单、价格便宜等优点】，被大量地用于城镇、公路、铁路等排水和农田水利排灌工程。随着我国水利基础设施建设以及城市上下水管网改造的加快，其需求量不断增加，质量要求也不断提高。钢筋混凝土排水管模具是成型排水管最关键的部件，其结构和加工工艺水平直接影响着排水管的尺寸精度和外观质量，同时也很大程度上决定着自身的可靠性以及使用寿命。因此，合理设计排水管模具的结构，保证其作业时足够的强度和可靠性是模具设计的重要环节。传统的产品设计在图纸上手工或借助于二维软件绘制出产品图样，然后进行样机的生产，再进行产品的调试。这种设计方法必须要求设计人员有较强的实践经验。由于设计图样比较抽象，设计过程前期存在的许多问题往往需要在零件加工、装配甚至使用后才能发现，严重情况下会造成产品报废，使设计效率大大降低，不能适应当今快速、多样化的产品设计需求。随着CAD／CAM技术的发展，三维实体造型、虚拟装配、动态仿真、干涉检查等功能基金项目：江苏省科技支撑项目(BE2012118)。一66一在产品设计和制造中得到越来越多的使用。这种设计方法的革新使产品在设计阶段就能实时地模拟产品的形状、检查产品的制造性和设计合理性、预测在特定工作状况下的使用性，从而验证设计思想，测试产品的性能和展示产品并及时修改设计，大大缩短了产品研制的周期。从根本上改变过去手工绘图，凭图纸组织整个设计过程的方式，取得了较好的经济效益和社会效益。立式径向挤压制管工艺是生产制造混凝土和钢筋混凝土排水管的工艺之一。本文基于CAD／CAM技术，采用Pro／E软件，对立式径向挤压钢筋混凝土排水管模具进行三维造型和虚拟装配，并在此基础上对模具强度进行分析。1钢筋混凝土排水管模具设计1．1整机结构方案设计根据混凝土排水管成型的要求，模具的设计主要从以下几个方面考虑：①保证混凝土排水管尺寸精度的一致性；②表面质量的光整性；⑧工人操作的方便性；④关键工作部件结构的合理性。排水管模具管体有三瓣式结构和整体式结构。三瓣式模具将管体分成等分三个部分，每个部分通过铰链相接，这种结构开合模简单，制品脱模也较容易，但制造装配较复杂，特别严重的是当模具变形或紧固时学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com