无模铸型制造技术的运用

文章来源:建材互联网       发布时间:2019年11月19日

无模铸型制作手艺的应用

无模铸型制作工艺是将快速成形工艺与传统的树脂砂工艺相连系,是直接面向快速制作的一种新型工艺。该工艺冲破了传统铸型制作工艺的很多停滞,使计划、制作的束缚前提年夜年夜削减。知足对市场相应的快速性、矫捷性。
1弁言
无模铸型制作(PatternlessCastingManufacturing,简称PCM)工艺是一种与传统树脂自硬砂工艺相连系的新型快速成形工艺。其根基道理是:操纵RP手艺的离散/聚积成形道理,采取表面扫描、喷射固化工艺,实现铸型的快速直接成形而无需样子,根基道理以下图所示:
图1PCM道理图
起首从零件CAD模子获得铸型CAD模子。由铸型CAD模子的STL文件分层,获得截面表面信息,再以层面信息发生节制信息。造型时,第一个喷头在每层展好的原砂上由计较机节制切确地喷射粘结剂,第二个喷头再沿一样的路径喷射催化剂,或采取双喷头一次复合喷射手艺依照截面表面信息同时喷射粘结剂和催化剂。二者产生胶联反映,一层层固化型砂而聚积成形。粘结剂和催化剂配合感化处所的原砂被固化在一路,其他处所原砂仍为颗粒态之干砂。固化完一层后再粘接下一层,全部的层粘接完以后就获得一个空间实体。原砂在粘结剂没有喷射的处所还是干砂,比力轻易断根。清算出中心未固化的干砂便可以获得一个有必然壁厚的铸型,在砂型的内概况涂敷或浸渍涂料以后便可用于浇注金属。
2PCM工艺的特色
同传统铸型制作手艺比拟,PCM工艺具有没有可对比的优胜性,它不但使锻造进程高度主动化、火速化,下降工人劳动强度,并且在手艺上冲破了传统工艺的很多停滞,使计划、制作的束缚前提年夜年夜削减。详细表示在以下方面:
2.1造型时候短
操纵传统的方式制作铸型必需先加工样子,不管是通俗加工仍是数控加工,样子的制作周期都比力长。对年夜中型铸件来讲,铸型的制作周期一样平常以月为单元计较。因为采取计较机主动处置,PCM工艺的信息处置进程一样平常只需破费几个小时至几十个小时。以是从制作时候上来看,该工艺具有传统造型方式没法对比的优胜性。
2.2制作本钱低
PCM工艺的主动化水平高,其装备一次性投资较年夜,别的出产前提如原砂、树脂等原质料的筹办进程与传统的自硬树脂砂造型工艺不异。但是又因为它造型无需样子,对一些年夜型、庞大铸件,模具的本钱又较高,以是其收益是较着的。
2.3一体化制作
因为传统造型必要起模,是以一样平常请求沿铸件最年夜截面处(分型面)将其分隔,也就是采取分型造型。如许常常限定了铸件计划的自由度,某些概况和内腔庞大的铸型不能不采取多个分型面,使造型、合箱装配进程的难度年夜年夜增添,分型造型使铸件发生“飞边”,致使机加工量增年夜。
PCM工艺采取离散/聚积成形道理,没有起模进程,以是分型面的计划其实不是首要停滞。分型面的计划乃至可以按照必要不设置在铸件的最年夜截面处,而是设在铸件的非关头部位,对某些铸件,完整可以采取一体化制作方式,即高低型同时成形。一体化造型最明显的长处是省往了合箱装配的定位进程,削减了计划束缚和机加工量,使铸件的尺寸精度更轻易节制。
2.4型、芯同时成形
传统工艺出于起模的斟酌,型腔内部一些布局计划成芯,型、芯分隔制作,然后再将两者装配起来,装配进程必要精确的定位,还必需斟酌芯子的不变性。PCM工艺制作的铸型,型和芯是同时聚积而成,无需装配,地位精度更容易包管。
2.5易于制作含自由曲面的铸型
传统工艺中,采取通俗加工方式制作样子的精度难以包管;数控加工编程庞大,别的触及刀具干与等题目。以是传统工艺不合适制作含自由曲面或曲线的铸件。而基于离散/聚积成形道理的PCM工艺,不存在成形的多少束缚,因此可以或许很轻易地实现肆意庞大外形的造型。
2.6造型质料便宜易得
PCM工艺所利用的造型质料是通俗的锻造用砂,价钱低廉,来历普遍;而粘结剂和催化剂也长短常通俗的化学质料,本钱不高。是以,对海内外浩繁的树脂砂锻造厂家来讲,该工艺不但本钱低廉、并且轻易推行,因此具有很强的吸引力。
综上所述,PCM工艺在手艺上的上风是相称较着的,无需模具,可以或许快速、柔性、精确地制作内腔、概况较为庞大的铸件,出格合适单件、小批量、外形庞大的年夜中型铸件的出产和新产物的试制。可是它也出缺点,首要是装备投资年夜,不合适年夜批量出产。最能适于出产柔性很高的小批量或单件出产。
3PCM工艺装备
装备是工艺研讨和实现的物资根本与根基条件。PCM装备是一个由机器、电子、质料、计较机软硬件等手艺高度集成的庞大的机器电子学产物。机器电子学产物是电子手艺(节制手艺、计较机手艺)与机器范畴慎密连系的产品,是在机器电子学手艺根本上成长起来的一类产物。一样平常以为机器电子学产物是指在机构的主功效、信息处置功效和节制功效上引进了电子手艺,并将机器装配和电子装备和软件等有机连系起来组成体系的总称。
依照工艺流程可以将PCM手艺分别为四个挨次根基子进程:信息处置进程、造型进程、后处置进程和浇注进程(如图2)。此中,信息处置进程是为造型进程筹办好响应的节制法式(数控代码)文件;造型进程操纵信息处置进程所天生的数控代码,驱动造型装备,完成铸型的数控加工;后处置进程旨在进步铸型概况质量和浇注工艺机能,为浇注进程缔造前提;浇注进程则是把完成后处置的铸型运往浇注车间,将高温熔融的液态金属注进铸型的浇注体系和型腔内部,终究凝固构成具有必然概况质量、精度和庞大水平的及格铸件。
PCM工艺商品化装备为PCM-1200型
4、典范案例
它是用于渤海某海上钻井平台上的水泵叶轮的铸型和铸件。因为该叶轮是异型叶轮,以是必要从头计划。利用传统工艺,包罗制模、造型和锻造,必要两个月。采取PCM工艺,从计划到铸件完成,只用了2个礼拜,年夜年夜快于传统工艺,分层厚度为0.3mm。据丈量,铸件尺寸精度到达CT9~CT8级,概况粗拙度到达Ra25~12.5μm(概况表面算术均匀误差),完整可以知足现实出产请求。

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