我廠Ｖ法鑄件年產(chǎn)量10萬ｔ以上，鑄造用模具均為木模，每年開發(fā)新產(chǎn)品約60余種。產(chǎn)品以平衡重類為主，鑄造用模具尺寸較大。引進(jìn)了意大利paolinobacci公司生產(chǎn)的master546五軸聯(lián)動(dòng)加工中心后，在模具制作過程中，通過Solidwords、CimatronＥ等軟件進(jìn)行鑄造模具設(shè)計(jì)，應(yīng)用CimatronＥ軟件進(jìn)行編程，用加工中心進(jìn)行模具加工，節(jié)省了大量的人力成本，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，模具制作更精確、高效。
１ 五軸聯(lián)動(dòng)加工中心主要參數(shù)
加工中心機(jī)體為龍門式構(gòu)造，工作臺(tái)尺寸為1600ｍｍ×1600ｍｍ，Ｘ、Ｙ、Ｚ行程為3000ｍｍ×2600ｍｍ×950ｍｍ、Ａ 軸傾斜角度為±135°、C軸旋轉(zhuǎn)角度為±200°，具有一個(gè)可以安放16只刀具的圓盤轉(zhuǎn)塔式刀庫，全部自動(dòng)換刀，主機(jī)采用FANUC伺服控制系統(tǒng)。
２ 傳統(tǒng)木模制作工藝
傳統(tǒng)的木模制造方法，是根據(jù)零件的鑄造工藝圖紙，確定模型分類，模塊結(jié)構(gòu)，手工繪制放樣圖，進(jìn)行分塊制作、組配。其中，放樣是對(duì)零件二維圖紙尺寸的具體化，也是模塊制作標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)它也是模型設(shè)計(jì)制造的一個(gè)關(guān)鍵工序，對(duì)模具制作者技術(shù)水平要求較高。對(duì)于一些復(fù)雜的零件，在模具制造過程中，由于二維圖紙尺寸不完善以及模具制作者對(duì)圖紙的理解不透徹等問題，所制作的模具往往存在尺寸不精確等問題。這些問題多數(shù)只能在模型制造過程中逐步被驗(yàn)證出，有些甚至等到鑄件制造出來后才能發(fā)現(xiàn)。這樣不僅增加了模具開發(fā)的工作量，耽誤了新產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度，而且還存在模具精度偏低等問題。
３ 加工中心應(yīng)用流程
３．１ 鑄造模具三維設(shè)計(jì)
Ｖ法平衡重類產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般用三維CAD軟件進(jìn)行。鑄造模具設(shè)計(jì)過程中，輸入客戶的產(chǎn)品三維圖至Solidwords軟件中，根據(jù)產(chǎn)品的鑄造工藝圖紙?jiān)O(shè)置模具縮水、脫模斜度等參數(shù)，繪制上、下模模具三維圖，見圖１
３．２ 加工程序編制及后處理
我廠應(yīng)用的是Cimatron E8.5編程軟件，支持從2.5到5軸編程設(shè)計(jì)。加工程序編制一般分為以下步驟：①根據(jù)鑄造模具特點(diǎn)，初步制定加工工藝；②根據(jù)模具的不同曲面分步進(jìn)行編程，選擇適當(dāng)?shù)募庸こ绦?，選擇合適的刀具、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、刀路步距等加工參數(shù)，生成刀具路徑，見圖２；③后置處理生成NC程序。圖３是Cimatron公司針對(duì)我廠Master546機(jī)型所開發(fā)的后處理器。
３.３ 加工程序仿真檢查
Paolino Bacci公司開發(fā)了一款智能型三維實(shí)體機(jī)床仿真模擬軟件Pitagora，可以對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行精確真實(shí)的動(dòng)態(tài)模擬，可直接讀入CimatronＥ后置處理生成的ISO代碼?？梢赃M(jìn)行動(dòng)態(tài)縮放旋轉(zhuǎn)、加工過程檢查、干涉碰撞檢查、刀頭快速移動(dòng)軌跡調(diào)整和加工時(shí)間計(jì)算。Pitagora確保了CimatronＥ所編制程序的準(zhǔn)確、安全性，非常具有實(shí)用價(jià)值。
3.４ 模具毛坯的制作
按照鑄造工藝圖紙制作一個(gè)有適當(dāng)余量的模具毛坯，無需考慮詳細(xì)的尺寸，減少了模具制作者的工作量。
3.５ 模型加工
通過專用壓具把模型毛坯在加工中心工作臺(tái)上固定，并通過設(shè)置，實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系和加工坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)。把ＮＣ程序輸入到加工中心，通過其編碼器的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)加工中心的各個(gè)刀軸的聯(lián)動(dòng)，從而完成模型加工。針對(duì)模具不易取模、需做活塊處，可預(yù)先把活塊粘在模型上直接加工。
４ 結(jié) 語
通過五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的應(yīng)用，節(jié)約了人力成本，縮短了Ｖ法模具的開發(fā)周期。而且能加工出高精度的曲面，從而制作出高精度的模型，進(jìn)而生產(chǎn)出高精度等級(jí)的鑄件。隨著人力成本的上升以及對(duì)木模精度要求的提高，應(yīng)用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心制作Ｖ 法木模將成為較好地選擇。
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