加工工序设计（共8篇）
加工工序设计 篇1
工序一:以φ40外圆表面为基准粗车车右端面
(1) 已知长度方向的加工余量为2mm故分二次加工 (粗车和半精车) 。长度加工公差IT12级。粗加工余量为1.5mm。
(2) 进给量ƒ=0.6-0.8mm/r。取ƒ=0.7mm/r。
(3) 计算切削速度
按《切削简明手册》表1.11, 灰铸铁硬度182~199HBS, 背吃刀量ap=1.5mm, 进给量ƒ=0.8mm/r时查得:切削速度V=75mm/min
(4) 确定机床主轴转速
由《实用机械制造工艺设计手册》查得CA6140主轴转速n=400r/min所以实际切削速度
(5) 切削工时min
工序二:以φ40外圆表面为基准钻Φ20mm孔
(1) 确定进给量f
1) 按机床进给强度决定进给量:
根据《切削用量简明手册》表2.9查得:f=0.75mm/r。
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-7Z3040钻床进给量:
取f=0.80mm/r。
2) 决定钻头磨钝标准及寿命根据《切削用量简明手册》表2.12, 当dο=20mm钻头最大磨损量取0.6寿命T=45min。
(2) 切削速度
由《切削用量简明手册》表2.15查得V=22 m/min r/min
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-6取n=320 r/min
实际切削速度 m/min
(3) 基本工时 min
工序三:粗铣28×40mm面
已知长度方向的加工余量为2mm故分二次加工 (粗铣和半精铣) 。长度加工公差IT12级。粗铣加工余量为1.5mm。
(1) 进给量
根据《切削用量简明手册》表3.5, 机床功率5~10kw, 刀具为YG6时,
每齿进给量fz=0.14~0.24 mm/z取fz=0.18 mm/z
当, ap=1.5mm, fz=0.18时查得:
VC=98m/min n=390 r/min Vf=440m/min
(2) 计算切削速度
根据《机械制造基础课程设计指导教程》表4-15查得:X52K立式铣床
n=375 r/min
实际切削速度 m/min
(3) 确定机床主轴转速
由上可知机床转速为n=375 r/min
(4) 切削工时
工序四:粗铣80+.003mm槽
粗铣加工余量ap=6mm, ae=8mm。
(1) 进给量
根据《切削用量简明手册》表3.5, 机床功率5~10kw, 刀具为YG6时,
每齿进给量fz=0.14~0.24 mm/z取fz=0.20 mm/z
f=Z fz=16×0.20=3.2 mm/r
(2) 计算切削速度
根据《简明机械加工工艺手册》表11-28查得
V=1.0～2.0m/s
取V=1.2 m/s=72m/min
根据《机械制造基础课程设计指导教程》表4-15查得:X52K立式铣床
n=235 r/min
实际切削速度 m/min
(3) 确定机床主轴转速
由上可知机床转速为n=235 r/min
(4) 切削工时
根据《实用机械制造工艺设计手册》表8-32
摘要：针对一些特殊加工过程给与说明与计算
关键词：粗车端面,用基准钻孔,粗铣表面,槽
参考文献
[1]王凡主编:《实用机械制造工艺设计手册》, 机械工业出版社, 2008年。
[2]任家隆主编:《机械制造基础》, 高等教育出版社, 2007年。
[3]孟少农主编:《机械制造工艺手册》, 机械工业出版社, 1992年。
[4]李益民主编:《机械制造工艺设计简明手册》, 机械工业出版社, 2003年。
应用NX进行产品工序模型设计 篇2
一、引言
近几年，随着数字化技术的不断发展，工程产品设计基本实现了三维设计，为了实现与三维产品设计接轨，制造企业逐渐开始研究应用三维软件进行工艺设计，特别是MBD（Model Based Definition，基于模型的定义）技术出现以来，国内外航空企业开始在制造环节应用三维手段对产品各阶段模型进行定义。很多企业依托三维软件进行二次开发，形成专用的工艺设计工具。但是无论怎样开发，都是针对软件已有的功能进行重组和优化，其基本工作原理都是基础软件的原有功能。在基于模型的工艺设计过程中，通过工序模型来表达制造要求，所有的制造信息都附着在三维模型上，因此工序模型的构建显得尤为重要。本文针对应用NX软件完成工序模型设计进行介绍。
二、初始化环境设置
初始化参数使工序模型的建模环境保持一致，对于构建模型的工作量有很大影响，初始化环境设置得当，可以减少很多重复工作。初始化参数主要包含图层设置和首选项设置。
1.图层设置
图层设置即对图层进行分类。图层分类主要用来提醒工艺人员规范建模过程，明确每个图层放置对象的类别，对象的类别可以是草图、曲线、实体、片体或注释等。通过分类，对模型内容实现有效管理。图层分类的方法如下：在主菜单【格式】下选择【图层类别】会弹出如图1所示的对话框，在“类别”栏输入类别名称，然后选择“创建/编辑”按钮，弹出图2所示的对话框，在图层列表中选择需要的图层范围，点击“确定”按钮，即可完成一类图层类别的定义。图层类别一般可按下面所列的范围进行分类。
（1）1～10层放置模型实体。
（2）11～20层放置曲线、片体。
（3）21～40层放置草图。
（4）41～80层放置基准。
（5）81～100层放置尺寸标注及注释（PMI）。
2.首选项设置
首选项设置主要对建模环境中的参数进行设置，主要包含零件默认颜色、建模背景颜色、草图环境设置、尺寸标注及注释信息设置等。如图3所示在主菜单【首选项】中的【对象】、【背景】和【草图】等选项中可分别实现含零件默认颜色、建模背景颜色及草图环境设置等的设置。
选择【注释】选项可以弹出如图4所示的对话框，本项目中涉及的参数主要是在PMI（Product Manufacture Infomation，产品制造信息）模块进行三维环境下尺寸标注及注释相关参数的设置，能够确保标注参数保持一致。
三、模型构建方法
工序模型的一个显著特点是相邻工序之间模型相似程度很高，可以借助NX WAVE功能实现部件之间的相互引用，从而实现工序模型的快速生成。其前提条件是在装配导航器中，如图5所示鼠标右键弹出的快捷菜单中将“WAVE模式”设为打开状态，就可以进行部件之间几何元素的链接。
在部件名称上右键选择“WAVE”的级联菜单下会有“将集合体复制到/组件/部件/新部件”几个选项，如图6所示。根据具体情况，可以将当前部件的几何元素复制到目标工序模型，并与源模型保持关联。复制的几何元素可以是实体、曲线、基准、点、片体及草图等，工序模型之间不需要有装配关系也可以保持关联。
例如一个零件的加工工序编号为5、10、15、20、25和30，每个工序编号代表一个工序模型。通过WAVE几何关联，工序模型之间可以实现如图7所示的顺序（正向、反向均可）关联，也可以实现如图8所示的非顺序关联。当其中一道工序模型发生变化时，其他工序模型会实现自动更新。
通过上述方法可以实现工序模型的快速生成。对于工序模型中与其他工序存在差异的部位，通过直接建模及建模其他一些简单的功能就可以构建成功。
对于被加工零件表面，通过改变零件表面的颜色来表示，各工序模型被加工部位表面颜色应该用特殊颜色区别于非加工表面。
四、模型视图划分
模型视图相当于二维平面图中不同的图样页及不同的视图。每个模型视图可以展示一个被加工部位的尺寸要求及技术要求。划分模型视图的目的是使零件尺寸要求更清晰有条理。模型视图可以按加工过程中的需求命名，如装夹视图、加工部位1及加工部位2等。模型视图创建完成后，需要将模型按最佳的方位摆放到合理的位置，进行保存。这样每次打开视图时，浏览到的是被加工部位视图。模型视图也可以对模型进行剖切，形成截面视图。其方法如下：按图9所示在要进行剖切的视图上鼠标右键选择【创建截面】，会弹出如图10所示的对话框，选择要剖切的零件，然后选择草图图标，将进入草图环境，如图11所示。在草图环境中，绘制矩形框，将要剖切的部位包含进去，然后退出草图环境。如图12所示，调整剖切起始限制值，然后点击“确定”，完成之后的剖视图如图13所示。
五、尺寸标注及注释
模型实体构建完成后，需要进行尺寸标注及注释，这样才能形成完整的工序模型，正确地表达制造要求。进行尺寸标注的主要过程如下。
（1）选择合适的模型视图进行标注：在模型视图列表下选择已经保存好的模型视图，被选择的模型视图方位能够正确地表述被加工部位。尺寸标注及注释的内容可以显示在多个不同模型视图当中。如图14所示在模型视图列表中进行选择，可以改变尺寸标注显示的视图。
（2）选择尺寸标注及注释的类型：主要包含尺寸、文字注释、形位公差、表面粗糙度及加工过程中各种基准符号。
（3）选择标注平面：标注平面即标注内容所在的平面，标注平面可以是工作坐标系所在的XY、YZ和XZ三个平面，可以继承上一个标注所在的平面，用户也可以自定义平面。
（4）选择关联特征：每个尺寸标注都是针对零件上某一个或多个表面。这些表面应与标注的尺寸保持关联关系。即选择一个尺寸时，与之关联的表面应该高亮显示。
（5）选择放置位置（可以添加指引线）：选择一个合适的位置，将标注的尺寸放置在模型空间，图15为进行三维标注后的工序模型。
六、模型发布形式
工序模型发布后以轻量化模型的形式进行浏览，不可进行尺寸结构的编辑操作。对于输出的轻量化文件是以J T格式的文件进行浏览的，操作者只需要进行简单操作就可以对模型进行放大、缩小、平移和旋转等操作，同时可以选择不同的截面及视图进行浏览。图16为发布后的轻量化工序模型。
七、结语
产品加工工序的质量控制 篇3
1 工序质量控制的概念
产品加工过程, 是由一系列相互关联相互制约的零 (组) 件工序构成的, 工序质量是基础, 直接影响产品的整体质量。要控制产品加工过程的质量, 首先必须控制加工工序的质量。
加工工序质量的控制, 就是对工序活动条件的质量控制和工序活动效果的质量控制, 据此对整个加工过程进行的质量控制。
加工工序质量一方面要控制工序活动条件的质量, 即每道工序投入品的质量 (人、机、料、法、环的质量) 是否符合要求;另一方面又要控制工序活动结果的质量, 即每道工序加工完成的产品是否达到有关质量标准。
2 工序质量控制的原理
加工工序质量控制的原理是采用统计分析的方法, 通过对工序一部分检验的数据, 进行统计、分析来判断整道工序的质量是否稳定、正常;若不稳定, 出现问题须及时采取措施予以纠正, 从而实现对整个加工工序质量的控制。其控制步骤为: (1) 检测。 (2) 统计分析。 (3) 判断。 (4) 纠正或认可。
3 工序质量控制的内容
进行工序质量控制时, 应着重于以下几方面的工作: (1) 严格遵守工艺规程。加工工艺和操作规程, 是进行加工操作的依据和法规, 是确保工序质量的前提, 任何人都必须严格执行。 (2) 加强质量检查。主动控制影响工序质量的五大因素, 即:人、机、料、法、环。只要将这些因素切实有效地控制起来, 使它们处于被控制状态, 确保工序投入品的质量, 避免系统性因素变异发生, 就能保证每道工序质量正常、稳定。 (3) 开展检验工序活动结果的质量。工序活动结果是评价工序质量是否符合最终的标准要求。为此, 必须加强质量检验工作, 对质量状况进行综合统计与分析, 及时掌握质量动态。 (4) 设置工序质量控制点。为了保证工序质量而进行控制的重要件或关键件, 或薄弱环节, 以便在一定时期内, 一定条件下进行强化管理, 使工序处于良好的控制状态。
4 质量控制点的设置
质量控制点的设置, 是根据产品零 (组) 件的重要或关键程度, 即质量特性对整个产品质量的影响程度来确定。为此, 在设置质量控制点时, 首先要对加工的对象进行全面分析、比较, 以明确质量控制点, 尔后进一步分析所设置的质量控制点在加工中容易出现的质量问题, 或可能造成质量隐患的原因, 针对隐患的原因, 相应地提出对策措施予以预防。由此可见, 设置质量控制点, 是对产品质量进行预防的有力措施。
质量控制点的涉及面较广, 根据产品特点, 视其重要性、复杂性、精确性、质量标准和要求, 可能是复杂的某一产品, 可能是技术要求高, 加工难度大的某一零件, 也可能是影响质量关键的某一环节中的某一工序或若干工序, 均可作为质量控制点来设置, 主要是视其对质量特征影响的大小及危害程度而定。例如: (1) 人为因素。人为因素很关键。某些工序或加工重点应控制人为因素, 避免人的失误造成质量问题。 (2) 材料的质量和性能。材料的质量和性能是直接影响产品质量的主要因素, 尤其是某些工序, 更应将材料质量和性能作为控制的重点。 (3) 加工顺序。有些工序或操作, 必须严格控制相互之间的先后顺序。工序划分有利于加工和质量控制, 上、下工序要合理衔接, 冷热工序要合理安排。 (4) 技术间隙。有些工序之间的技术间隙时间性很强, 如不严格控制亦会影响质量。 (5) 环境因素。有些产品需要在适宜的环境条件生产或加工。 (6) 工艺的合理性。工艺规程是规定产品加工、装配、检验等工艺过程的工艺文件, 它直接用于生产现场, 指导工人操作和检验产品质量, 是生产管理的基础文件。工艺规程编制的合理, 利于机械加工, 否则会导致加工报废。如:某型角位移传感器“上安装板”, 原来选用的材料是2Cr13, 根据零件的表面粗糙度要求, 加工工艺要求进行平磨, 但2Cr13耐盐雾性能差, 不能满足产品环境要求;设计员出于1Cr18Ni9Ti材料的耐盐雾性能良好, 将“上安装板”的材料改为1Cr18Ni9Ti, 但该材料没有磁性, 不适合进行平磨。而工艺未取消平磨工序, 导致投产200件“上安装板”中75件报废。 (7) 质量不稳定、质量问题较多的工序。通过数据统计表明, 质量波动, 不合格率较高的工序, 也应作为质量控制点设置。如大气温度传感器的敏感元件封口焊工序, 由于焊接质量不稳定, 多次出现虚焊现象, 造成产品耐湿热性能下降, 绝缘电阻超差, 产品湿热试验不过关。针对问题, 对此工序的工艺进行细化, 采用成熟的防冰大气总温传感器的焊接工艺, 即高频真空封口焊。加强焊接过程的质量控制后, 未出现产品耐湿热性能下降, 绝缘电阻超差, 彻底地解决了产品湿热试验合格率低的问题。
综上所述, 质量控制点的设置是保证加工过程质量的有力措施, 也是进行质量控制的重要手段。
5 工序质量的检验
工序质量的检验, 就是利用一定的方法和手段, 对工序操作及其完成产品的质量进行实际而及时的测定、查看和检查, 并将所测得的结果同该工序的操作规程及形成质量特性的技术标准进行比较, 从而判断是否合格。工序质量检验, 也是对工序活动的效果进行评价。工序活动的效果, 归根到底就是指通过每道工序所完成的产品的质量如何, 是否符合质量标准。
6 加工质量的预防与控制
加工产品质量的预防与控制, 是事先对要进行加工的产品分析, 在加工中可能或最容易出现的质量问题, 从而提出相应的对策, 采取对应的预防措施。
每个产品中都有引线和焊点, 在工序中占很大的比重, 如果引线或焊点出现问题, 整个产品将失去功能, 比如防冰大气总温传感器在振动过程中就出现了引线断裂问题。首先对故障件进行解剖分析, 找出故障原因, 造成引线断裂的主要原因是在剥线时, 导线的芯线受伤, 加之导线没有采取加固措施。
采取质量预防控制措施为: (1) 剥线环节, 要求将以前用刀片剥线改为采用热剥器剥线, 剥完后认真检查过渡处有无受伤。 (2) 在焊接过程中导线芯线和外皮过渡处不能折硬弯。 (3) 焊接后要采取固定措施, 使导线和电路板固定为一体, 避免线头过渡处受力。 (4) 对每个焊点检验员必须认真检查。
7 结语
总之, 加强工序质量是保证产品质量的必要前提, 在控制过程中实现加工前、加工中、加工后全过程有效监控, 将事前预防控制作为工作重点, 以减小由加工工序产品质量偏差带来的损失, 确保产品整体质量。
摘要：工序质量是基础, 直接影响产品的整体质量, 工序质量控制是过程质量控制基本点, 是现场质量控制的重要内容。要控制产品加工过程的质量, 必须控制工序的质量。
MBY710减速器的加工工序 篇4
减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备, 利用齿轮的速度转换器, 将马达的转速降到所要的转速, 并得到较大转矩。输出扭矩等于电机输出转速乘减速比, 但要注意不能超出减速机额定扭矩。我们常见的减速机大致可以分为行星减速机、蜗轮蜗杆减速机、硬齿面减速机、软齿面减速机等。MBY710减速机结构中主要由MBY710减速机箱体、齿轴、输出轴、齿圈、轮毂等五部分组成, 如图1所示。MBY系列减速器采用了现代齿轮设计制造技术, 吸取了国内外同类产品的优点, 总结了国内设计制造同类产品的经验, 具有体积小、重量轻、外形简洁大方、操作简单、维修方便、安全可靠, 使用寿命长等特点。在加工过程中滚齿是减速器生产过程中保证精度、质量的一个重要环节。
2 MBY710减速器各部位零件的加工
2.1 MBY710减速器箱体加工工序
(1) 准备工作:待加工箱体一台。 (2) 铣削:龙门铣床。粗、精铣箱体合箱面即箱体与箱盖上下平面。加工箱底平面, 符合图纸平面度要求。 (3) 钻削:机体与机盖合箱调整到位, 钻机体上12-M24螺栓孔, 钻锥销孔, 各孔去毛刺按要求组装机体与机盖上螺栓、锥销, 螺栓紧固达要求。镗削:校正端面及内孔, 分别粗镗内孔, 留3~4mm精加工余量。精镗轴承座达尺寸, 加工环形槽达尺寸 (内孔用穿杆镗, 一刀完成加工, 确保同轴度) 。 (4) 钻削:划钻攻配合轴承面螺孔达尺寸、钻轴承座通孔;拆除机体、机盖, 划钻轴承盖上回油孔并与端面上孔达尺寸;划钻攻机盖上方视孔处螺孔达尺寸;划钻机体地脚孔达尺寸。 (5) 打磨:去毛刺。 (6) 检验:质检部按图检验机体是否达要求。
2.2 MBY710减速机齿轴工序
(1) 准备:锻件。 (2) 粗车:按图纸要求粗车外圆留10mm余量, 端面留5mm余量。 (3) 热处理:正火处理。 (4) 镗床:校正外径保证加工余量, 钻中心孔。 (5) 车削:根据调质前车加工图加工。 (6) 检验:探伤。 (7) 滚齿:校正, 按图纸齿形参数, 加工齿形, 留磨量0.5~0.7mm。 (8) 热处理:齿部渗碳淬火, 有效硬化层深度1.8~2.8mm, 齿面硬度58~62HRC, 心部硬度30~42HRC。 (9) 喷砂:喷砂处理。 (10) 车削:外形校正, 径向跳动小于0.1mm, 精修两端中心孔为B6.3, 径向放磨量0.8~1.0mm。 (11) 外磨:外磨到图纸要求尺寸。 (12) 磨齿:按图纸齿形参数磨齿尺寸。 (13) 铣键槽加工达尺寸。
2.3 MBY710减速机输出轴工序
(1) 准备:锻坯。 (2) 热处理:正火处理。 (3) 镗床:校正外径保证加工余量, 钻中心孔。 (4) 粗车:根据调质前车加工图加工。 (5) 检验:探伤。 (6) 热处理:调质处理255~286HBS。 (7) 车削:外形校正, 径向跳动小于0.15mm, 精修两端中心孔为B6.3, 按图加工, 径向放磨量0.8~1.0mm。 (8) 钻削:打起吊孔。 (9) 外磨:粗磨各轴颈, 留0.4mm精磨量。 (10) 铣:按图上键槽加工达尺寸。
2.4 MBY710减速机轮毂工序
(1) 准备:备铸钢件。 (2) 热处理:正火处理。 (3) 车削:夹上端毛坯外圆, 校正, 粗车大小端面, 余量均分, 端距到尺寸, 粗加工内孔, 留3~4mm精加工余量, 加工外圆见光。调面, 夹下端外圆, 校正已加工端面和外径, 圆跳动小于0.08mm, 加工大小端面到尺寸, 加工内孔到尺寸, 孔口两端及外径倒角达图要求。 (4) 插削:划插键槽达尺寸。 (5) 钳工:去毛刺。
2.5 MBY710减速机齿圈工序
(1) 准备:锻坯。 (2) 热处理:正火处理。 (3) 车削:夹大外圆、校正, 车端面。 (4) 检验:探伤。 (5) 钻削:划、钻、攻2-M20达尺寸。 (6) 滚齿:校正齿外径、基面, 按齿圈图纸齿形参数, 加工齿形, 留磨量0.6~0.8mm。 (7) 热处理:齿部渗碳淬火, 有效硬化层深度1.8~2.8mm, 齿面硬度54~58HRC, 心部硬度30~42HRC。 (8) 车削:撑内孔端面靠平、校正基面及齿形 (径向 (对边) 跳动0.1mm) , 车端面、内孔 (车内孔与轮毂按0~0.1mm过盈配合) , 调面, 校正, 车内孔斜面, 保证尺寸及根部达R3。热装:将齿圈与轮毂装配装;与输出轴热套组装, 如图2所示。 (10) 钻削:划钻攻齿圈与轮毂达图尺寸, 并按图3方向装配铰制螺栓。 (11) 磨齿:按图上齿形参数磨齿达尺寸 (以轴颈为基准校正) 。
3 结语
上述是MBY710型减速机的主要零件的工艺或工序, 在整个机加工的每道工序精度要求都比较高, 如箱体孔加工时就要求内孔用穿杆镗, 一刀完成加工, 确保同轴度, 孔公差要求0~0.05mm。否则减速机使用一段时间后会不同程度地出现滚柱轴承跑外圆或内圆, 进而出现故障。减速机齿轮加工精度对减速机质量起着至关重要的作用, 齿轮齿部加工不高会导致噪声大, 工作不平稳, 齿与齿之间啮合度差, 即齿与齿之间接触性不好。一般情况下齿轮啮合度要达到80%以上。所以减速机每道工序的加工都至关重要, 只有把好每道工序的质量关, 才能生产出质量过硬的产品。
摘要：MBY710型减速器是典型硬齿面减速机, 具有精度高、接触性好、传动效率高、运转平稳、噪音低等特点, 其加工工艺及工序具有广泛的代表性。文中订介绍了该类减速器的加工方法和工序。
关键词：MBY710型减速器,加工,工序
参考文献
[1]韩林山, 齐彩娟.基于SolidWorks的2K-V型减速器虚拟装配及运动仿真[J].矿山机械, 2012 (3) :19-21.
[2]轩雷, 李充宁.面向装配的2K-V型减速器三维参数化设计[J].机械传动, 2007, 31 (5) :45-47.
加工工序设计 篇5
南宁卷烟厂“十二五”技改后, 新制丝线采用了大量的新设备、新工艺及新技术, 新制丝线的工艺流程与旧制丝线有很大的差异, 其中叶丝暂存工序是新制丝线工艺流程中新增的工序, 该工序在整条生产线工艺流程位置如图1所示。
叶丝经过干燥风选后进入该工序进行贮存, 贮存后的烟丝再进行各烟草物料掺兑加香。叶丝暂存工序设备主要由贮丝柜、电子皮带秤等组成。该工序主要工艺任务是: (1) 使叶组配方中各烟草组分进一步混匀; (2) 使干燥后的叶丝水分进一步平衡, 使叶丝水分更加均匀; (3) 实现中国烟草近年提出“中式卷烟”加工的设计理念, 实现分组加工中各烟草加工模块的掺配;实现“中式卷烟”加工中精细化加工的要求; (4) 进一步提高了制丝生产调节的灵活性, 实现制丝生产的“柔性化”加工[1]。目前, 行业内对加香后的烟丝贮存工序贮丝柜对卷烟质量的影响研究较多, 郝恒义对贮丝柜底带电机频率对卷烟生产的影响进行了研究[2], 田秋生等对加香后贮丝柜的出料速度对卷烟质量的影响进行了研究[3], 徐东进对贮丝柜进行了改造设计[4], 潘玥等对贮丝条件设计烟丝质量的影响进行了研究[5]。但上述文献只对加香后贮丝工序的贮丝柜烟丝输送对卷烟质量的影响进行研究或对贮丝柜进行改造设计, 加香后烟丝贮存是制丝的最后一道工序, 也是连接制丝与烟丝卷接的一道工序。而叶丝暂存工序是对烘后叶丝进行贮存, 由于叶丝暂存工序在制丝工艺流程中所处位置不同, 其对卷烟质量的影响并未完全了解。为此对叶丝暂存工序对卷烟质量的影响进行研究, 由于叶丝暂存工序是可选工序, 所以采用了风选后叶丝进行暂存处理及未经暂存处理方式, 研究了两种处理方式对卷烟叶丝结构及过程加工稳定性的影响, 为提高卷烟加工质量及降低卷烟原料消耗提供依据。
2 材料与方法
2.1 材料
以A牌号卷烟烘后叶丝为试验对象。
2.2 方法
采用CA31型烟丝分选检测机对烟丝结构进行检测, 采用YGD450型烟丝填充仪对烟丝填充值进行检测。采用了风选后叶丝进行暂存处理及未经暂存处理方式, 分别检测两种处理方式混丝加香出口烟丝结构、烟丝填充值、及梗丝掺配精度。
3 结果与分析
3.1 叶丝暂存工序对叶丝整丝率的影响
叶丝暂存工序对烟丝整丝率影响见表1:
由表1作方差分析及箱线图分析:
方差分析显著性检验P=0.036<0.05, 说明A牌号卷烟经过叶丝暂存处理与未经叶丝暂存处理烟丝整丝率有显著的变化, 由箱线图2可以看出, 经过叶丝暂存处理后, 烟丝整丝率降低明显。
3.2 叶丝暂存工序对叶丝碎丝率的影响
叶丝暂存工序对叶丝碎丝率的影响见表3:
由表3作方差分析及箱线图分析:
方差分析显著性检验P=0.203>0.05, 说明A牌号卷烟经过叶丝暂存处理与未经叶丝暂存处理烟丝碎丝率没有显著的变化。
3.3 叶丝暂存工序对叶丝填充值的影响
叶丝暂存工序对叶丝填充值的影响见表5:
由表5作方差分析及箱线图分析:
方差分析显著性检验P=0.275>0.05, 说明A牌号卷烟经过叶丝暂存处理与未经叶丝暂存处理烟丝填充值没有显著的变化。
3.4 叶丝暂存工序对叶丝水分批次均值的影响
叶丝暂存工序对叶丝水分的影响见表7:
由表7作方差分析及箱线图分析:
方差分析显著性检验P=0.667>0.05, 说明A牌号卷烟经过叶丝暂存处理与未经叶丝暂存处理烟丝水分批次均值没有显著的变化。
3.5 叶丝暂存工序对烟丝水分标准偏差的影响
叶丝暂存工序对叶丝水分标准偏差的影响见表9:
由表9作方差分析及箱线图分析:
方差分析显著性检验P=0<0.05, 说明A牌号卷烟经过叶丝暂存处理与未经叶丝暂存处理烟丝水分标准偏差有显著的变化。经过叶丝暂存处理后, 烟丝水分标准偏差明显降低, 烟丝水分稳定性有所提高。
3.6 叶丝暂存工序对掺配加香精度的影响
叶丝暂存工序对掺配加香精度的影响见表11:
由表11作方差分析:
方差分析显著性检验P=709>0.05, 说明A牌号卷烟经过叶丝暂存处理与未经叶丝暂存处理掺配精度没有显著的变化。
4 结论
(1) 叶丝经过暂存处理后, 烟丝结构中整丝率有明显变化, 经过叶丝暂存工序的处理后, 烟丝整丝率降低明显;烟丝碎丝率及填充值没有显著变化。经过叶丝暂存工序加工后的成品烟丝水分没有显著变化, 说明了叶丝暂存工序对烟丝造碎有一定的影响。
(2) 叶丝经过叶丝暂存工序加工后, 烟丝的水分标准偏差降低显著, 说明了叶丝经过叶丝暂存工序加工后, 烟丝水分稳定性显著增加, 说明了有环境温湿度控制要求的叶丝暂存工序具有平衡叶丝水分及使叶丝混合均匀的作用。
(3) 利用叶丝暂存工序进行梗丝掺配跟在线直接进行梗丝掺兑对梗丝掺兑精度没有显著影响。
摘要：为了解和掌握制丝生产叶丝暂存工序对制丝卷烟加工质量的影响, 利用A卷烟牌号叶丝进行叶丝暂存处理及未经叶丝暂存方式处理, 分别对两种处理方式混丝加香出口烟丝进行取样, 检测样品烟丝整丝率、碎丝率及填充值, 并收集试验批次烟丝的水分标准偏差, 梗丝掺配精度数据, 利用方差分析法对两种处理方式叶丝工艺质量指标进行分析。结果表明, 叶丝暂存工序对烟丝整丝率具有显著影响, 经过叶丝暂存处理后的烟丝整丝率下降明显, 叶丝暂存工序对烟丝碎丝率、填充值影响不显著;叶丝暂存工序对混丝加香出口烟丝水分标准偏差影响显著, 经过叶丝暂存工序处理后烟丝水分标准偏差降低显著, 说明烟丝水分稳定性有所提高;叶丝暂存工序对梗丝掺兑精度没有显著影响。
关键词：叶丝暂存,工艺,卷烟加工,质量,影响,工序
参考文献
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加工工序设计 篇6
工艺优化是合理安排产品制造工艺、优化和节约制造资源、缩短产品制造周期、降低制造成本、提高产品质量、推动企业科技进步的重要手段,是计算机辅助工艺设计(CAPP)特别是定量化CAPP中一个尚未得到很好解决的重要课题,在军工、航空航天、船舶、汽车等行业中,对复杂零件进行工艺优化显得尤其重要[1,2]。
工艺优化一般分为三个层次:加工方法优化、工艺序列优化和切削参数优化。从目前的研究来看,加工方法优化和切削参数优化比较成熟,无论是算法还是计算值的合理性方面都能满足实际的加工要求。虽然工艺序列的优化一直是研究的重点,但是由于其影响因素和优化问题本身的复杂性和特殊性,至今仍没有找到很好的解决方法,已成为当前工艺优化中的难点。
在工艺序列优化方面,最常用的方法是根据预先存储在知识库中的规则来对零件的加工方法进行排序并判断工艺序列是否合理[3,4],这是一种典型的定性型工艺评估与优化方法。Irani最先将汉密尔顿路经(Hamiltonian path)规划法用于工艺序列优化,提出了一种优先图和加工费用矩阵,并将其作为工艺序列选择的依据[4]。工艺序列问题涉及大量的相互作用的约束,使用确定搜索法(如整数规划法、分支定界法和动态规划法等)很难对工艺序列优化问题进行建模。近年来,人们探索了一些基于人工神经网络、模拟退火算法、遗传算法等实现工艺序列优化的算法,取得了一定成果。本文在研究分析工艺序列优化的特点及工艺序列优化算法的基础上,提出了基于约束矩阵与蚁群算法的工艺序列优化算法,并将其用于实际的工艺序列优化,得到了较好的效果。
1 工序排序与客观约束矩阵
对于基于制造特征的CAPP来说,要得到合理的工序,需要进行以下几步操作:
(1)从设计模型中得出零件的所有制造特征集合:
F={A1,A2,…,An} (1)
(2)为每个制造特征选择加工方法。例如,一个平面A1的加工方法为“粗铣-半精铣-精铣-磨削”,则将其分解成四个操作单元:Op1(粗铣)、Op2(半精铣)、Op3(精铣)、Op4(磨削),实际上,每个操作单元对应工序中的一个工步,称每个操作单元为一个工步元,所有加工特征的工步元的集合记作
Op={op11,op12,…,op1n,…,opij,…,opn1,…,opnn} (2)
式中,opij为第i个加工特征的第j个工步元。
(3)对制造特征的工步元的集合进行排序,得出合理的工步元序列,这个工步元序列就是工艺序列。
假设加工特征的工步元的集合中有N个元素,按照排列组合来计算,有N!个工步序列,如果没有其他限制条件,这N!个工步序列都是可行解。但由于加工特征之间存在客观约束和其他约束,工步元在排序过程中必须不违背这些约束,否则排出的工序不合理。实际的工序排序中,不违背约束的一个工步序列是一个可行的工艺方案。为此,排序前必须得出工步元之间的客观约束关系并用客观约束矩阵来记录约束关系。
分析可知,各个工步元之间有以下几种类型的约束关系:①串行约束关系,即两个工步元有明确的先后顺序,要么a在b之前,要么a在b之后;②双向约束关系,即两个工步元之间没有明确的先后顺序, a在b之前与a在b之后均不违反加工约束;③合并约束关系,即两个工步元都完成之后才执行下一个工步元;④平行约束关系,即两个或更多工步元中任何一个完成后就可以执行下一个工步元。
不同工步元之间的先后关系主要取决于加工特征及工艺知识等约束信息。工艺序列规划的约束信息主要来自以下几个方面:
(1)几何拓扑关系[4],即工件向零件变化过程中特征的先后顺序关系,如先面后孔,就是加工两个相关联的特征面和面上的孔时,工序排列必须满足面在孔之前的约束。
(2)工艺知识准则,即工艺中常用的准则,如先精加工后粗加工、先加工基准等。
(3)强制性准则,即用户自定义的约束。用户根据自身资源及相关环境,可定义独特的约束条件和约束方式。
(4)先主后次准则。在加工过程中,为了保证某些重要加工特征的加工质量,必须在其他相关特征加工之前对这些特征进行加工。如加工机床床身时,导轨面作为主要面要优先于安装面加工。
工艺序列约束是面向工艺师的,在工艺设计前期,通过记录的几何参数和相关制造信息,结合用户的定制信息建立工序约束,得到工步元约束矩阵。工步元约束矩阵CK是n×n矩阵,其元素rij代表工步元之间的关系。
工序约束向工序约束矩阵转换时,有以下转换规则:①当第i个加工操作在第j个加工操作之前时,rij=1,rji=0;②当第i个加工操作在第j个加工操作之前且这两个工步元必须邻接时,rij=0.5,rji=0;②其他情况下,rij=rji=0。
工步元约束矩阵如下:
其中,rij={0,0.5,1}。
得出工步元的约束矩阵后,对N!个工步元序列进行排序,得出的所有序列都可以作为工艺序列。
2 采用蚁群算法进行工艺序列优化
基于约束矩阵得出的工艺序列是可行解,不一定满足生产制造的最终目标——质量最好、时间最短、费用最少,因此在所有加工特征的工步元序列中找出最能满足生产制造最终目标的工步元序列即为工艺序列优化。近年来,人们基于人工神经网络、模拟退火算法、遗传算法等方法进行工序优化,取得了初步成果。蚁群算法作为一种多代理的方法,已很好地解决了一些复杂的组合优化问题,如旅行商问题和指派问题[5]。由上述可知,工艺优化实际上就是一个TSP问题,蚁群算法是解决TSP问题的一个行之有效方法,为此,本文提出用蚁群算法作为工序优化的一般方法。
用蚁群算法进行工序优化的思想如下:首先提取加工零件的加工特征,为每个加工特征选取加工方法,得到式(2)所示的工步元序列。对于工序优化来讲,满足生产制造的最终目标(即质量最好、时间最短、费用最少)是理想目标,但实际上实现起来很困难。为此,我们只考虑费用这一项指标,工序优化的任务就是要得到一个费用最少的工艺序列。在进行工序排序之前,需建立相关的费用指标。分析任意一个工步元序列可知,加工总费用=各工步费用之和+各工步元间转换所需费用之和。在加工总费用中,对于任意一个工步元序列,各工步费用之和是不变的,各工步元序列所需费用是由各工步元间转换所需费用之和决定的,各工步元间转换所需费用之和最小的工艺序列将是我们的最优序列。为此,在用蚁群算法进行工序优化之前,需得到各工步元间转换所需费用参数的数据,我们用费用约束矩阵来表示。各工步元相互转换主要改变以下参数:加工参数、刀具参数、夹具参数、机床参数。设改变加工参数所需费用为C1,改变刀具参数所需费用为C2,改变夹具参数所需费用为C3,改变机床参数所需费用为C4,C1、C2、 C3、C4可查工艺手册得到相应的数值。设Cij为从工步元i转换到工步元j所需费用:
Cij=C1+C2+C3+C4 (4)
其费用约束矩阵为
基于费用约束矩阵的蚁群算法进行工序优化的方法如下:
假设蚁群有n只蚂蚁,每只蚂蚁对应一个工步元,蚁群的数量与工步元的数量相等。每只蚂蚁的任务是向以前的工步元序列中加入新的工步元直到所有的工步元都排入到工艺序列中,这样得到了一个工艺序列的可行解。在工步元r的蚂蚁k移动到工步元s必须遵守以下规则[6]:
式中,τ(r,s)为工步元r、s之间的信息量,用以衡量从工步元r移动到工步元s的有用度;η(r,s)为蚂蚁从工步元r移动到工步元s的可见度,是一启发信息,在工序优化中,η(r,s)是工步元间进行转换所需费用的倒数;Jk(r)为第k只蚂蚁从工步元r到其他允许选择的工步元的集合;u、z为Jk(r)中的任意一个元素;Pk(r,s)为第k只蚂蚁从工步元i到工步元j的概率;β为启发信息的权重;q为区间[0,1]均匀分布的一个随机数;q0为0到1间的一个参数;S是一个随机变量。
蚂蚁每走一步,需对信息量τ(r,s)进行更新。更新公式为[6]
τ(r,s)=(1-ρ)τ(r,s)+ρτ0 (8)
式中,τ0为最初的信息量;ρ为权重比。
所有的蚂蚁完成一次周游后,单只蚂蚁得到的工步元序列只是一个可行解,不是最优解,为此需进行全局信息的更新,更新公式为[6]
τ(r,s)=(1-a)τ(r,s)+a(L)-1 (9)
式中,a为信息素的全局挥发系数,0<a<1;L为全局最优游历的长度。
信息更新后,蚁群进行下一次周游,这样通过蚁群通力协作,最终所有蚂蚁的工步元序列都是最短的路径,也即得到了最优的工艺序列。通常β=2,q0=0.9,ρ=a=0.1[6]。
用蚁群算法进行工序排序缩短了搜索最优解的时间且得到的解是一个全局的最优解。
3 基于统一约束矩阵的改进蚁群算法进行工艺序列优化
由上述可知,工艺序列优化实际上是求工步元序列在客观约束矩阵与费用约束矩阵双重作用下的一个NP优化问题,在用蚁群算法进行工序优化的过程中,我们只考虑了费用约束矩阵而没有使用客观约束矩阵,因此得到的最终优化结果可能与客观约束相悖。为此,我们综合客观约束矩阵与费用约束矩阵,建立了统一的约束矩阵:
fij={0,C1+C2+C3+C4}
在工步元序列中,一个工步元一定在另一个工步元之前或之后,不存在两个工步元并行的关系,基于此并结合其他信息,综合矩阵中的元素值规定如下:
(1)fij=0表示工步元j必须在工步元i之前,不存在工步元转换,即工步元间转化的相关费用为0。
(2)fij!=0表示工步元i在工步元j之前。由于工步间转换肯定存在费用,转换费用(C1+C2+C3+C4)!=0,则fij=C1+C2+C3+C4,当然也可能是C1、C2、C3、C4之组合值,具体的数值可根据实际情况来确定。
(3)fii=0只是为了保证矩阵的完整性,没有实际意义。
综合矩阵中的值既表达了两工步元的客观约束关系,也表达了两工步元转换所需费用的关系。
采用蚁群算法进行工序优化时,η(r,s)是工步元间进行转换所需费用的倒数,因此有η(r,s)=1/frs。当frs=0时,η(r,s)等于无穷大,将导致蚁群算法无法进行下去,因此我们规定:frs=0时η(r,s)=frs。由于η(r,s)=0,η(r,s)β=0,τ(r,s)η(r,s)β=0,则工步元r的蚂蚁k肯定不会移动到工步元s。当约束矩阵元素的值为非0时,η(r,s)=1/frs。按照此规定,结合综合矩阵与蚁群算法,最终得到全局最优解。
采用基于统一约束矩阵的改进的蚁群算法进行工序优化得出的结果不但能满足制造特征之间的客观约束,也能保证所排列的工序所需费用最少。
4 实例研究
为更清楚地阐述基于约束矩阵的改进蚁群算法的工序优化方法,以图1所示的产品为例来说明算法的实现过程。图1所示的工件有6个制造特征,为每个制造特征选择加工方法,得出工件的工步元序列如表1所示。得出制造特征的序列后,工序优化的目标是找出一条最合理的工步元序列,用蚁群算法来进行工序优化。优化前需要建立统一的约束矩阵。如上所述,统一约束矩阵是建立在客观约束矩阵与费用约束矩阵之上的,因此分别建立客观约束矩阵与费用约束矩阵,并按照规则将二者综合成统一约束矩阵。
根据客观约束矩阵的建立规则,得到工件工步元序列的客观约束矩阵CK:
根据工步元间的转换费用,得出工件工步元序列的费用约束矩阵CC。为方便计算,给C1、C2、C3、C4分别假定一个参考数值,设C1=1,C2=5,C3=10,C4=50。例如,从工步元1到从工步元2,只改变了夹具与加工参数,引起的费用为C1+C3=1+10=11。得到的费用矩阵如下:
根据上述规则综合客观约束矩阵与费用约束矩阵,得到统一约束矩阵如下:
得到此统一约束矩阵后用蚁群算法来进行工序优化,得到工步元序列1-4-2-5-3-6-7-8,此序列即为满足约束的最优工艺序列。
参考文献
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加工工序设计 篇7
关键词：超临界,拂配,数控回转功能
1 CH01高、中压拂配导叶的拂配特点
为满足发电要求, 在目前国内最先进的火电机组-超临界机组中 (图号为CH01) , 所用到的高、中压导叶在设计中应用了多平面型线拂配的先进设计方案 (如图1) 。该设计对拂配的机加过程提出了很高的要求。具体工艺为: (1) 在前序加工中A、B、斜面3个拂配面均在实际最小尺寸要求基础上留量0.5mm; (2) 在整盘叶片拂配时, 利用前序各拂配面的0.5mm余量适量铣削达到各拂配面的间隙都不大于0.04mm。这就为整个加工过程提出了很高的要求。
2 原有拂配工艺存在的问题
初次加工时我们采用了分解加工、联合测量的方案 (见图2) 。该方案也能提供出符合要求的产品, 但缺点明显: (1) 占用设备资源多。在加工过程中我们要准备3台机床分别加工A、B、斜面, 而且要求3台机床要配合加工以确保在3个拂配面加工完毕后能够满足拂配工艺要求; (2) 要求操作人员技能水平突出。由于需要配合加工, 加工后3个拂配面都必须满足拂配要求, 致使该加工过程难度加大, 一般员工难以胜任; (3) 产品质量不稳定。由于工序分解加工, 累计误差加大, 很容易导致虽然各拂配面的尺寸控制在要求范围内, 但在3个拂配面同时拂配时尺寸却仍然超差, 从而使产品质量很难保证稳定; (4) 加工周期长。由于采用了分解加工, 人为地增多了工序过程, 并且因为加工尺寸不稳定, 导致要经常反复修料, 这些都严重地影响了加工周期, 按照此加工方案拂配一个级别至少需要8天时间。
3 采用拂配导叶多工序回转加工法的优势
针对上述问题, 我们经过分析后认为缺点的产生主要是因为在原有的加工方案中采取了分解加工、联合测量的方法。那么, 要想在根本上解决问题, 就必须解决一次加工出三个拂配面的难点。经过反复的摸索实验, 我们自制工装, 利用数控铣床加配转台的方法发明了《拂配导叶多工序回转加工法》。该方法在使用自制工装的基础上利用了转台的回转功能, 在加工过程中先转至角度1将A面、B面铣削完毕, 然后再转至角度2将斜面铣削完毕 (见图3) 。
这样就实现了在一台机床上、一次装夹铣削出3个拂配面, 从而解决了以往的种种加工弊端。该方法思路明确, 操作便捷, 一次对刀就可以完成三道工序的加工 (两次回转角度由数控程序保证) , 减少了对资源设备的占用率 (只需要一台设备) , 对操作者的技术水平要求也不高;并且因为是一次加工完成, 这就保证了各工件在3个拂配面上的加工尺寸一致性好, 产品质量稳定性高, 避免了反复修料。现在一个级别的拂配只需3天就能够完成, 极大地缩短了加工周期。
3 总结
加工工序设计 篇8
关键词：3D打印,熔模铸造,光敏树脂
0引言
近年来, 3D打印技术迅速发展, 广泛应用于多个制造业领域, 如医疗、建筑、电子、模具制造、艺术创意产品、珠宝制作等。3D打印技术作为一种快速成型技术, 与铸造有很强的契合性, 能很好的应用于传统的铸造生产中。其中, 熔模精密铸造与3D打印技术就进行了很好的结合。熔模铸造是一种传统的工业铸造技术, 通常是通过失蜡法得到一次性模型, 从而达到精密铸造的目的。德国一家工具钢制造企业尝试用3D打印而成的树脂模型替代熔模铸造中的蜡基模料, 这种做法能提高熔模铸造的精度和速度, 并在一些应用中降低成本。
自20世纪末, 3D打印技术得到了长足的发展, 精度得到了显著提高, 打印材料也从单一种类发展到金属、树脂、细胞等多种材料[8], 打印速度也相应加快。自3D打印技术问世以来, 国内外都十分重视对其的研究, 国际上较为先进的3D打印机可以在0.01的单层厚度上实现600dpi的精确分辨率。国内的技术稍显落后, 虽然自引进3D打印以来, 国内许多高校都对3D打印技术进行了自主研发, 也取得了不错的成果, 但是总的来说, 相比国外技术发达国家还是有较大差距。
1总体工艺框架
传统的熔模铸造工艺通常分为工艺设计、制造压型、制造蜡模、组合蜡模、制壳、脱蜡和焙烧、浇注、 脱壳、后处理九个步骤。3D打印的加入可以替代制造压型、制造蜡模这两个步骤, 提高生产效率, 并且节约制造压型的成本。
2工艺流程
2.1材料选择
熔模铸造对模料的性能要求较高, 一般要求模料的熔化范围在50~80摄氏度, 线收缩率应小于1.0%, 有一定的强度和硬度, 有较好的涂挂性, 灰分应低于0.05%[2]。这些因素都限制3D打印的材料选择。环氧树脂和somos19120材料是两种光敏树脂, 由聚合物单体与预聚体组成, 其中加有光 (紫外光) 和引发剂 (或称为光敏剂) 这两种材料都可用于打印熔模铸造的模料[5]。其中, 环氧树脂的含灰量极低, 800摄氏度焙烧后的残余灰分小于0.01%, 收缩率较低, 有很好的尺寸稳定性, 有助于提高铸造精度, 而且不含重金属锑。Somos19120材料为粉红色, 拥有低灰分和高精度等特点。聚甲基丙烯酸甲酯 (缩写代号为PMMA) 俗称有机玻璃, 这种材料相对来说价格低廉, 无毒环保, 具有较高的强度和硬度, 软化点约为73摄氏度, 在700摄氏度以上焙烧灰极低。PMMA易溶于有机溶剂, 有利于打印成型后的表面抛光。本工艺采用聚甲基丙烯酸甲酯作为熔模铸造的材料[4]。
2.2工艺设计
根据铸件结构和浇注性质, 设计出相应的工艺方案, 合理设置浇冒口系统。浇冒口系统一般有三种类型, 顶注式适用于高度较低的铸件, 底注式适用于有色金属铸件, 侧注式适用于一次多个熔模的浇注[3]。其中侧注式在熔模铸造工艺中应用最为广泛。
2.3模型制备
在进行3D打印之前, 需要在电脑上预先设计好将要制造零件的3D模型[7], 可使用的软件有Solid- works、Open SCAD、Auto CAD、MAYA、3-MATIC等。 将设计好的3D模型转换为STL格式导出, 拷贝到与3D打印机相关联的电脑中进行打印。为了提高铸件表面精度, 打印好的树脂模型需进行抛光处理。
2.4安装冒口
检查模型表面和组织无缺陷后, 在预先设计好的冒口位置粘接冒口。粘接完成后应检查确认模型、 冒口以及连接处没有剩余粘接剂和缝隙。
2.5制壳
模料的制壳有灌注石膏型和涂挂耐火涂料两种方式。以涂挂耐火涂料为例, 经过抛光的模型放入预先配置好的浆状耐火涂料中, 涂挂均匀 (熔模上剩余涂料流动均匀且不再连续下滴) 后, 进行撒砂。重复涂挂和撒砂两个步骤, 每涂挂和撒砂一层后, 都需进行充分干燥和硬化。硅溶胶是一种常用的铸造型壳涂料, 以铝矾土为主要耐火材料, 高温强度好, 稳定性强, 干燥焙烧时主要蒸发物是水, 绿色环保, 近年来应用十分广泛, 但由于对熔模的润湿性较差, 在涂挂涂料前需要预先将模料润湿[1]。
2.6脱蜡和焙烧
型壳完全干燥硬化后, 把内含模料的型壳放入高温炉 (700~900℃) 中焙烧, 直至模料完全燃尽。除了去除树脂熔模, 焙烧的目的还包括去除型壳中的水分、盐分等, 降低型壳浇注时的发气性, 提高透气性, 降低型壳与金属液的温度差, 有效提高金属液的充型能力[6]。
2.7浇注
金属液的浇注温度、浇注速度等都对铸件的质量有很多的影响, 所以应当严格控制。浇注方法与其他铸造方法有共通之处, 应根据铸件的构造和性质进行相应设计。
2.8脱壳和后处理
脱壳和后处理流程图如图一所示。
金属液完全凝固冷却后, 即可敲去型壳, 清理铸件。检查清理后的铸件, 去除一些毛刺缺陷或根据铸件的工作需要进行热处理。
3结束语
在一些复杂机械零件的生产制造中, 比如变速箱、发动机前端附件驱动系统支架或其他动力传输设备等, 常需要试验开发和小批量制造, 常规的熔模铸造技术不够高效并且成本高昂, 3D打印技术的加入可以大大改善现状。
其一, 3D打印模型的精度高于普通蜡基模型。 由于不受蜡膏压注方法的限制, 模型结构也更复杂多变。其二, 3D打印模型的强度高于普通蜡基模型。 在制模、制壳、运输等过程中模型不易发生破损、断裂和表面擦伤。其三, 如上所述的三种材料高温焙烧后的灰分都极低, 因此, 3D打印模型还具有残留少的优势。其四, 在小批量生产和科学实验中, 传统的熔模铸造中需要制造熔模压型以及制备蜡膏, 周期较长, 成本较高, 3D打印模型克服了这一缺点, 显著提高了生产效率并且降低了成本。
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