柴油机气缸盖消失模铸造灰铁件成型工艺_产品创新数字化

柴油机气缸盖消失模铸造灰铁件成型工艺_产品创新数字化内容摘要：

烘干是处于模型簇组装与进行造型浇注金属液两道工序之间的一个工作环节。 涂料成分为铝硅酸盐耐火原料、软化水溶剂、有机物固定剂、有机物流动性控制剂、灭菌剂。 涂料粘浆稀释前最好先拌匀然后放置过夜，搅拌器需具备可变速马达，和一个有相当容量及缓冲板装置的容器。 搅拌时不要把空气泡卷入粘浆里。 搅拌速度会显著地影响涂层的粘滞性，因此，产生最好效果的理想速度找到以后，应维持使用这一搅拌速度。 模型簇浸涂料的作用大体上可以归结为三个方面：其一，提高铸件的表面质量，防止高 温金属液直接与型砂接触而导致粘砂缺陷；其二，防止铸件产生碳缺陷，涂料层表面包含有大量的微孔，具有极强的吸附性，泡沫塑料模型簇燃烧所产生的残留碳化物很容易被吸附在涂料层上进而避免了可能发生的铸件表层富碳缺陷；其三，完整的涂料层壳体能够使泡沫塑料模型簇的整体刚度提高，避免了模型簇在运输和造型时出现断裂和变形的现象发生。 对于图 7所示的一箱六型的泡沫塑料模型簇来说，其在涂料中所受到的浮力很大，用人工的方式很难完成涂料的浸涂工作，这时有必要采用专用夹具将其固定并安装在机械手动力臂上，通过运行用教点法编制的程序来实现涂 料的浸涂。 这样既能提高浸涂效率，又能保证浸涂质量；造型浇注工艺指的是用 40/70 目的单一干砂往一维震动台上底部安装有高压气囊的砂箱里逐层加砂振实并对其在抽负压的状态下向模型簇浇注金属液进而冷却成型的工艺方法。 型砂的形状以近于圆形较好，型砂的目数过大会降低铸件表面质量，过小会影响透气性，浇注时易发生反喷现象。 对砂箱内的铸型抽取负压的作用大体上有三个方面的作用：其一，能够紧实铸型，防止铸件变形；其二，能够顺利地排除气体，防止铸件产生气孔气隔等缺陷；其三，能够降低铸型的温度，使得铸件的内部组织致密，提高铸件品质。 图 6 泡沫塑料模型的胶合工艺 图 7 泡沫塑料模型簇的浇注工艺 产品模具的数字化制造 模具的结构特点是正面成形产品 ,背面呈等壁厚成形模板基本结构且有强化筋框。 常规的制造方法是用 CAD将模具正面与模具背面的几何形状都 绘制出来，用 CAM 分别编制两面的加工轨迹，最后在一块实心的模具材料板上将模具加工成形。 具体步骤是 CAD 建模只创建模具正面几何形状，模具背面的几何形状用零件面正余量补正的方式进行编程制造，模具背面的强化筋框用线条控制边界及其材料侧进行编程加工。 图 8 和图 9就是运用件面正余量补正的方式进行编程制造的刀具运行轨迹路线图。 这样做的好处是建模工作量小，文件节约计算机的存储空间。 另外由于正反两面共用一个几何零件面，从而使制造精度提高。 典型模板的加工工艺顺次是 (以锻铝材质为例 )：用圆盘铣刀（￠ 120～￠ 180mm）粗铣半精 铣精铣（每种铣削都要正反面交替进行，粗铣时单侧面加工余量为 2mm, 半精铣时单侧面加工余量为 , 精铣时单侧面加工余量为 ）毛坯至零件尺寸；在模板夹持部位通过钻铰工艺加工出模具基准孔（为便于校正测量，通常取孔径￠ 12mm）；按照等壁厚原则分层仿型铣削（用 CAM 中的 Cavitymilling(follow part＆ profile)模块）出模具背面轮廓（之所以要先加工模具背面轮廓，是由于模具背面轮廓之相对于模具正面轮廓其总体精度的要求要低一些，这样我们可以边加工边积累最佳切削参数，以利于模具 正面轮廓的敏捷制造）；精铣平面部分至零件尺寸（由于在上道工序中定义的分层仿型铣削计算出的 Z坐标不一定刚好通过该平面，常常会在此产生正余量。 为此我们通常在次部位补加平面铣Planarmill 来予以清除之）；钻铰模具型腔内的通孔至零件尺寸（通孔先从模具背面轮廓上进行加工，可以使之与模具正面轮廓加工时实现顺利对接）；铣削模具背面四周法兰至零件尺寸；模板尺寸稳定化时效处理；前后翻转模板校正工艺基准孔并固紧之；粗铣半精铣精铣模板正面型腔轮廓（如果模具型腔轮廓较复杂，并且 CAM 粗铣时所用刀具直径又偏大，势必会导致某些 狭窄区域在第一道CAM粗铣加工后仍然是实心的。 这时我们就有必要在此处插补一些清除 CAM程序，并确保在运行半精铣精铣 CAM 程序之前先将这些狭窄区域的材料余量给予清除，以使半精铣精铣 CAM 程序的运行畅通无阻，不然会发生断刀现象，既损坏了刀具，又破坏了模板型腔。 另外模板型腔如果是空间曲面，刀具一定要选用球刀进行编程和加工，以提高曲面成型质量）；清根加工（直角根部用键槽刀加工，圆角根部用球刀（球刀半径要小于或等于根部圆角的半径）加工）；分模面单独精加工；切割模板法兰。 在运用 CAM 进行数控加工时 ,如果遇到一些坡度较小的曲面 ,而且这些曲面的表面余量较大 ,也就是说由这些曲面所围成的空间几何体是实心的。 这很可能是在上道加工工序由于所用刀具直径过大而导致的加工盲区，我们可以采用小直径键槽刀沿着这些曲面的法线方向进行驱动刀轨的矢量投影（具体做法是一方面采用最大投影面积法来确定矢量的方向和投影次数，另一方面在编辑驱动刀轨驱动边界的刀具定位原文件 cutter location source file 时，在边界驱动方式Boundary Drive Method 里 ,要将零件的约束 part constraint 关闭，设定为 off, 将投影矢量 Projection Vector 设定为 Specify Vector,用 (I,J,K)的定义方式来确定矢量方向在最大投影面积上来驱动刀具进行数控加工 ,这样生成的刀路步距 Stepover 均匀有效 ,这样加工出的零件表面光滑。 ）来逐层去处加工盲区的剩余材料，如图 10所示；如果遇到一些面积较大的球形曲面 , 而且这个球形曲面的表面余量较大 ,也就是说由这个球形曲面所围成的空间几何体是实心的，同时加工编程时又没有这么大的球形刀具，我们可以选用较小的球形刀具进行多层 切削（ MultiDepthCut） ,每层切削进给用 Incremental stock 来定义，具体数值要视模具材料和刀具状态来定。 其球形刀路的最低点可以定义在球形曲面实心空间几何体的最顶端。 这样可以实现球刀加工阻力最小，而且极大地提高了现有刀具的利用率。 如图 11所示为一典型应用案例；如果遇到需要在曲面上雕刻商标或字符的情形，我们可以先用 CAD 设计出商标或字符的样条曲线，然后将之投影到准曲面上，从而获得可以实现等高成型的加工路线。 这时我们就可以用 CAM固定轴铣削 FIXEDCONTOUR模块中的径向加工 RADIALCUTDRIVEMETHOD来完成这项工作，只是需要将驱动几何体（ DRIVEGEOMETRY）材料侧两边（ MATERIALSIDE＆ OPPOSITESIDE）的宽度（ BANDWIDTH）设定为 0/0 即可。 图 8 模具背面仿形铣 图 9模具正面仿形铣 图 10 小键槽刀加工小坡度曲面 图 11 小球刀加工球形大曲面 为了提高 CAM 编程在加工中心上的运行效率，我们可以将若干个具有前后关联的程序段运用机器可以识别的代码将它们连接起来， 然后把所要用到的刀具依次放在对刀仪上与标准刀进行比较，获得它们的刀补值并输入到加工中心上的存储器内，以便实现自动化连续运行多个程序段进行加工模具时刀库可以准确地调用所需刀具并进行刀补的添加，最终实现精确快速高效地制造模具。 以下程序段为一个具有前后加工相关联的两把不同规格类型的刀具在加工中心上连续走刀的刀具定位原文件经后置处理而得到的机器指令 % 程序号 , 程序段起始行标志； N0002 T01 刀具准备机能 ,刀库中的1号刀运动到加工。