李佳興 胡顯俊 張紹旭 黃 婷 張 錚

(沈陽三科泵閥工業(yè)有限公司，遼寧 沈陽 110142)

1 砂型鑄造的介紹

1.1 砂型鑄造

砂型鑄造基本建設(shè)投資小，工藝靈活性大和生產(chǎn)周期短，廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造、礦山冶金、交通運(yùn)輸、石化通用設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、能源動(dòng)力、輕工紡織、土建工程、電力電子、航天航空、國防軍工等國民經(jīng)濟(jì)各部門，是現(xiàn)代大機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)。

1.2 砂型鑄造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步帶動(dòng)科技飛速發(fā)展，我國的鑄造領(lǐng)域雖有很大的進(jìn)步改變，但在砂型鑄造技術(shù)上仍然存在很多問題。產(chǎn)量上，由于我國的專業(yè)化程度不高導(dǎo)致生產(chǎn)規(guī)模較小。相比于制造業(yè)大國的美國、日本、德國等，其平均生產(chǎn)量是我國的五六倍之多。質(zhì)量上，由于我國由于鑄造模具及相關(guān)輔助材料上的差距，與發(fā)達(dá)國家的鑄件質(zhì)量存在一定距離。

2 砂型鑄造模具制造的思考

優(yōu)秀的模具制造技術(shù)能夠有很大提高鑄造生產(chǎn)率，同時(shí)更好地保證鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量。利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)制造模具是在砂型鑄造模具制造中較為先進(jìn)的一種工藝，它可以對(duì)制造進(jìn)行整體的分析以及實(shí)現(xiàn)制造過程的自動(dòng)化管理，同時(shí)對(duì)于質(zhì)量檢驗(yàn)也是很有幫助的，使得速度與質(zhì)量都有著較大的保障。另一方面其自動(dòng)化控制管理還增強(qiáng)了批量生產(chǎn)時(shí)的技術(shù)控制[4]。計(jì)算機(jī)的運(yùn)用可以將模具設(shè)計(jì)資料等更加完整地保存下來，為后期的生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)信息支持。實(shí)踐是能夠非常好地檢驗(yàn)成果的，將制造好的模具運(yùn)用到實(shí)際的鑄造零件制造當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)用中的問題，對(duì)砂型鑄造模具的設(shè)計(jì)制造提出改進(jìn)方案。對(duì)于技術(shù)人員的培養(yǎng)也要重視起來，在這個(gè)方面也要加大資金的投入，使模具制造領(lǐng)域的教學(xué)更加規(guī)范化。企業(yè)也應(yīng)當(dāng)加大資金投入，努力促進(jìn)自主創(chuàng)新能力的發(fā)展，提高我國的砂型鑄造技術(shù)在設(shè)計(jì)、制造以及工藝等方面的水平，推動(dòng)我國制造業(yè)的發(fā)展。

圖1 模具制造生產(chǎn)流程

3 砂型鑄造模具設(shè)計(jì)的基本過程

3.1 模具工藝圖的設(shè)計(jì)

模具工藝圖設(shè)計(jì)的精確度是砂型鑄造模具準(zhǔn)確度的重要保障，因此在設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)時(shí)要格外細(xì)心，最好的辦法是將砂型鑄造模具的設(shè)計(jì)步驟細(xì)化分類，一步步地完成設(shè)計(jì)。模具工藝圖紙是由主視圖、俯視圖、左試圖以及一些復(fù)雜部分的局部視圖構(gòu)成的，要保證設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性就要對(duì)每一個(gè)部分細(xì)致繪圖。為了能夠讓制造人員更好地看懂圖紙，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)的模具的一些立體設(shè)計(jì)進(jìn)行描述，對(duì)于基本的數(shù)據(jù)也要進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，合理地考慮到制造上的誤差，設(shè)置允許的公差帶范圍，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核做出調(diào)整。在設(shè)計(jì)前也要對(duì)整體的設(shè)計(jì)進(jìn)行考量。前期設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到后期設(shè)計(jì)的需求，能夠有一定的調(diào)控空間以提高砂型鑄造模具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度[2]。

3.2 鑄件三維圖的設(shè)計(jì)

采用三維制圖軟件繪制對(duì)應(yīng)的鑄件三維圖，鑄件三維圖上包含相應(yīng)的加工余量、拔模斜度等。目前國際比較通用的三維制圖軟件有UG、PROE、SOLIDERWORKS等，典型鑄件三維圖如圖2。

圖2 典型鑄件三維圖

3.3 模具三維圖的設(shè)計(jì)

根據(jù)模具工藝圖及鑄件三維圖設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的模具三維圖，立體化模型是能夠最直觀地發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)中存在的問題，對(duì)砂型鑄造模具進(jìn)行三維建模是對(duì)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方式與理念的融合。目前整個(gè)行業(yè)中比較先進(jìn)的是計(jì)算機(jī)虛擬溝通技術(shù)，這種技術(shù)能夠根據(jù)設(shè)計(jì)者的平面圖紙生成相應(yīng)的立體化模型，非常有效地對(duì)整體進(jìn)行把控，使得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)更加的準(zhǔn)確化，最終形成砂型鑄造模具的三維立體模型。典型模具三維圖如圖3所示。

圖3 典型模具三維圖

3.4 模具圖拆分

對(duì)設(shè)計(jì)好的模具三維圖進(jìn)行拆分，根據(jù)模具部件所采用的材質(zhì)及加工工藝，拆分出最小的制作單元。

3.5 模具下料

根據(jù)最小的制作單元，進(jìn)行下料操作，保證所下的坯料材質(zhì)合理，尺寸合適。

3.6 CNC加工

根據(jù)拆分模具的結(jié)果，對(duì)各最小制作單元分別進(jìn)行編程處理，并根據(jù)所編制的加工程序，對(duì)坯料進(jìn)行CNC加工。

3.7 模具裝配

根據(jù)模具工藝圖，將CNC加工后的各最小制作單元裝配在一起，裝配過程中，著重注意水平度及垂直度。

3.8 檢驗(yàn)

對(duì)照模具工藝圖，對(duì)裝配后的模具進(jìn)行尺寸檢驗(yàn)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。

4 結(jié)語

我國的砂型鑄造模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域在不斷地技術(shù)改進(jìn)中有著飛速的發(fā)展，但是與一些該領(lǐng)域內(nèi)的強(qiáng)國相比還是有著些許差距的，要朝著這些強(qiáng)國的方向發(fā)展，不斷提升技術(shù)水平。