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看一看无模铸型制造工艺的应用

发布时间:2021-11-18 10:33:21 阅读: 来源:球网厂家

1 引言无模铸型制造(Patternless Casting Manufacturing,简称PCM)工艺是1种与传统树脂自硬砂工艺相结合的新型快速成形工艺。其基本原理是:利用RP技术的离散/堆积成形原理,采取轮廓扫描、喷射固化工艺,实现铸型的快速直接成形而无需模样,基本原理以下图所示:图1 PCM原理图

首先从零件CAD模型得到铸型CAD模型。由铸型CAD模型的STL文件分层,得到截面轮廓信息,再以层面信息产生控制信息。造型时,第1个喷头在每层铺好的原砂上由计算机控制精确地喷射粘结剂,第2个喷头再沿1样的路径喷射催化剂,或采取双喷头1次复合喷射技术依照截面轮廓信息同时喷射粘结剂和催化剂。2者产生胶联反应,1层层固化型砂而堆积成形。粘结剂和催化剂共同作用地方的原砂被固化在1起,其他地方原砂仍为颗粒态之干砂。固化完1层后再粘接下1层,所有的层粘接完以后就得到1个空间实体。原砂在粘结剂没有喷射的地方还是干砂,比较容易清除。清算出中间未固化的干砂就可以够得到1个有1定壁厚的铸型,在砂型的内表面涂敷或浸渍涂料以后即可用于浇注金属。2 PCM工艺的特点同传统铸型制造技术相比,PCM工艺具有无可比拟的优越性,它不但使铸造进程高度自动化、敏捷化,降落工人劳动强度,而且在技术上突破了传统工艺的许多障碍,使设计、制造的束缚条件大大减少。具体表现在以下方面:2.1 造型时间短利用传统的方法制造铸型必须先加工模样,不论是普通加工还是数控加工,模样的制造周期都比较长。对大中型铸件来说,铸型的制造周期1般以月为单位计算。由于采取计算机自动处理,PCM工艺的信息处理进程1般只需花费几个小时至几10个小时。所以从制造时间上来看,该工艺具有传统造型方法没法比拟的优越性。2.2 制造本钱低PCM工艺的自动化程度高,其设备1次性投资较大,其它生产条件如原砂、树脂等原材料的准备进程与传统的自硬树脂砂造型工艺相同。但是又由于它造型无需模样,对1些大型、复杂铸件,模具的本钱又较高,所以其收益是明显的。2.3 1体化制造由于传统造型需要起模,因此1般要求沿铸件最大截面处(分型面)将其分开,也就是采取分型造型。这样常常限制了铸件设计的自由度,某些表面和内腔复杂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大大增加,分型造型使铸件产生“飞边”,导致机加工量增大。PCM工艺采取离散/堆积成形原理,没有起模进程,所以分型面的设计其实不是主要障碍。分型面的设计乃至可以根据需要不设置在铸件的最大截面处,而是设在铸件的非关键部位,对某些铸件,完全可以采取1体化制造方法,即上下型同时成形。1体化造型最显著的优点是省去了合箱装配的定位进程,减少了设计束缚和机加工量,使铸件的尺寸精度更容易控制。2.4 型、芯同时成形传统工艺出于起模的考虑,型腔内部1些结构设计成芯,型、芯分开制造,然后再将2者装配起来,装配进程需要准确的定位,还必须考虑芯子的稳定性。PCM工艺制造的铸型强拆需要下达什么,型和芯是同时堆积而成,无需装配,位置精度更容易保证。2.5 易于制造含自由曲面的铸型传统工艺中,采取普通加工方法制造模样的精度难以保证;数控加工编程复杂,另外触及刀具干涉等问题。所以传统工艺不适合制造含自由曲面或曲线的铸件。而基于离散/堆积成形原理的PCM工艺,不存在成形的几何束缚,因此能够很容易地实现任意复杂形状的造型。2.6 造型材料便宜易得PCM工艺所使用的造型材料是普通的铸造用砂,价格低廉,来源广泛;而粘结剂和催化剂也是非常普通的化学材料,本钱不高。因此,对国内外众多的树脂砂铸造厂家来说,该工艺不但本钱低廉、而且容易推行,因此具有很强的吸引力。

综上所述,PCM工艺在技术上的优势是相当明显的,无需模具,能够快速、柔性、准确地制造内腔、表面较为复杂的铸件,特别适合单件、小批量、形状复杂的大中型铸件的生产和新产品的试制。但是它也有缺点,主要是设备投资大,不适合大批量生产。最能适于生产柔性很高的小批量或单件生产。3 PCM工艺设备设备是工艺研究和实现的物质基础与基本条件。PCM设备是1个由机械、电子、材料、计算机软硬件等技术高度集成的复杂的机械电子学产品。机械电子学产品是电子技术(控制技术、计算机技术)与机械领域紧密结合的产物,是在机械电子学技术基础上发展起来的1类产品。1般认为机械电子学产品是指在机构的主功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术,并将机械装置和电子设备和软件等有机结合起来构成系统的总称。图2PCM设备设计流程图

依照工艺流程可以将PCM技术划分为4个顺序基本子进程:信息处理进程、造型进程、后处理进程和浇注进程(如图2)。其中,信息处理进程是为造型进程准备好相应的控制程序(数控代码)文件;造型进程利用信息处理进程所生成的数控代码,驱动造型设备,完成铸型的数控加工;后处理进程旨在提高铸型表面质量和浇注工艺性能,为浇注进程创造条件;浇注进程则是把完成后处理的铸型运往浇注车间,将高温熔融的液态金属注入铸型的浇注系统和型腔内部,终究凝固构成具有1定表面质量、精度和复杂程度的合格铸件。PCM工艺商品化设备为PCM⑴200型,见图3。图3 PCM⑴200型设备外形图

PCM⑴200型设备的主要技术参数见表1。表1 PCM⑴200技术参数

4、典型案例图3 PCM工艺制造的铸形和铸件

图3 叶轮铸型及叶轮产的实例,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。由于该叶轮是异型叶轮,所以需要重新设计。使用传统工艺,包括制模、造型和铸造,需要两个月。采取PCM工艺,从设计到铸件完成,只用了2个星期老房子被强拆有补贴政策吗,大大快于传统工艺,分层厚度为0.3mm。据丈量,铸件尺寸精度到达CT9~CT8级,表面粗糙度到达Ra25~12.5μm(表面轮廓算术平均偏差),完全可以满足实际生产要求。参考文献:1. 杨伟东没有任何手续会被强拆吗,檀润华,颜永年,徐安平. 基于微滴喷射技术的快速铸造方法探讨. 铸造技术,2005,26(1)1-42. 杨伟东,檀润华,颜永年,徐安平. 无模铸型制造工艺设备的开发. 机床与液压,2005,No.205,42-44(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章