精密铸造用的蜡模铸造工艺，在检验时如何在其表面标识？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-09-25 21:03 标签： 蜡模精密铸造
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精铸蜡模的快速制造技术
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&&关​于​熔​模​铸​造​的​资​料
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你可能喜欢提出采用多轴数控铣削加工工艺直接得到适合精度要求的航空复杂件的精密铸造用蜡模，克服了有模蜡模制造周期长、成本高及无模蜡模快速成型精度低的缺点，实现了航空复杂件精铸蜡模的无模快速精确成型。更好地满足了新机研制对于航空复杂件少量快速高精度的要求，对于航空工业的发展意义重大。
&&& 航空复杂件(图1)通常采用熔模铸造的工艺完成其制造。熔模铸造需要蜡模，通过制壳、脱蜡获取浇铸型腔，最终真空浇注获得高尺寸精度和低表面粗糙度值的铸件，工艺复杂且不易控制。同时，这种工艺要求蜡模本身必须具有高的尺寸精度和低表面粗糙度值，且蜡料性能要满足精密铸造的需要。因此航空复杂件精铸蜡模的研制周期和精度成为影响航空复杂件制造的关键因素。
&&& 航空复杂件精铸蜡模的传统制造方法主要有压型制造技术、快速成型技术等。但压型制造技术工艺复杂，蜡模定型周期长;无模快速成型技术得到的蜡模，基于其分层叠加成型原理，其表面粗糙度、尺寸公差又难以满足航空复杂件的高精度要求。鉴于以上问题，本文提出采用NC多轴数控铣削加工工艺直接得到适合精度要求的航空复杂件的精密铸造用蜡模，满足新机研制过程中航空复杂件精铸蜡模快速精确成型的需求。 1 传统蜡模制造 &&& 1.1压型制造技术&&& &&& 压型是压制蜡模的型。由于航空复杂件精铸蜡模具有很高的尺寸精度和低的表面粗糙度值，这就要求压型也具有很高的尺寸精度和低的表面粗糙度值。而压型的制造往往是靠机械加工的办法，有时还需要钳工进行修整，费时耗资;而且从压型设计到加工制造是一个多环节的复杂过程，略有失误就要全盘返工。因此压型的制造是一个工艺复杂，生产成本高，制造周期长的过程，其最终导致压型制造技术工艺复杂，制造周期长，但其适用于大批量产品制造。 &&& 1.2快速成型技术&&& &&& 快速成型技术(Rapid Prototyping，简称RP)是20世纪80年代迅速发展起来的新型综合制造技术。此类技术应用于蜡模制造又称为“无模”制造技术。为了克服有模蜡模制造周期过长的缺点，无模的快速成型技术得到了广泛关注，而所得到的蜡模，强度不高，与普通蜡模相比，挂砂成壳难度较大。基于其分层叠加成型原理，其表面粗糙度、尺寸公差又难以满足航空复杂件的高精度要求。&&& &&& 因此，本文提出采用多轴数控铣削加工工艺直接得到适合精度要求的航空复杂件的精密铸造用蜡模，满足新机研制过程中航空复杂件精铸蜡模快速精确成型的需求。 2 基于数控加工的蜡模制造 &&& 2.1 蜡料性能&&& &&& 在蜡模的数控加工工艺中，蜡料性能既要满足精密铸造的要求，还要满足数控加工的要求。为此按一定比例混合了松香、微晶蜡、聚乙烯蜡、川蜡等，开发了石蜡基蜡料(主要性能如表1所示)，满足了对蜡料性能的要求，并通过实验得到蜡料可加工的各项技术参数。
提出采用多轴数控铣削加工工艺直接得到适合精度要求的航空复杂件的精密铸造用蜡模，克服了有模蜡模制造周期长、成本高及无模蜡模快速成型精度低的缺点，实现了航空复杂件精铸蜡模的无模快速精确成型。更好地满足了新机研制对于航空复杂件少量快速高精度的要求，对于航空工业的发展意义重大。
2.2 蜡料的加工工艺&&& &&& 由于蜡料的性能:质地软，熔点、粘度、硬度和韧性都较低，导热性差，其加工过程和金属加工不相同，在挤压过程中容易在蜡料的薄弱处断裂，致使蜡料报废;在蜡模材料数控加工中，应该选择刃口薄而锋利的专用刀具，而不是一般的加工金属的刀具。其主要加工设备有车床、铣床、电热丝切割机和多轴数控机床等。为了确保蜡模的尺寸精度和表面粗糙度，一般应将蜡料在车床上车出基准平面，然后再选用合适的方法进行粗精加工。&&& &&& 数控铣削加工是数控加工中常用的方法，其加工精度高、质量稳定可靠、效率高。蜡料加工表面的质量很大程度上取决于铣刀的结构以及铣削方法和工艺参数。在加工蜡料时，应根据设备和加工要求选用不同的铣刀和工艺参数。如果刀具和工艺参数选择不当，就容易使加工表面拉毛、蜡料的边缘产生断裂。在铣削平面时，主轴转速一般为800-2500 r/铣削曲而时，主轴转速一般为1 000-2000 r/min。在数控铣削过程中，由于蜡料熔点、粘度和韧性都较低，导热性差，经过长时间数控铣削加工，略有发热的刀刃会使熔融状态的蜡料粘附在刀刃上，出现粘刀现象，容易在加工表面产生圆弧形的拉毛痕迹。因此在加工过程中也必须经常清理刀刃，但这样就会影响切削效率。使用刃口薄而锋利的专用刀具能降低刀刃温度，但其效果有限。直接有效的方法是直接冷却刀刃，由于蜡料的化学性质不能选用一般的冷却液(切削液)，而必须用风扇或冷气直接冷却刀刃。通过使用风扇或冷气直接冷却刀刃的实验，发现蜡料加工表面质量有明显改善。 &&& 2.3 蜡模表面质量控制&&& &&& 蜡模表面质量除了与加工方法、铣削刀具的结构和操作者的技巧有关之外，还与蜡料的性能有关。因为只有蜡料具有适合的熔点、切性和强度，同时选用适合的专用刀具、冷却方式和工艺参数才能加工出表面质量符合要求的蜡模。&&& &&& 数控加工之后还要对蜡模进行必要检测，即检测蜡模表面的质量是否满足精密铸造的要求。若不满足，就必须进行后续修整工艺处理来改善加工表面的质量，以获得满足精密铸造用蜡模。目前主要采用涂料光整和火焰光整的方法提高表面质量。 &&& 2.4 数控加工蜡模的优点 &&& 通过采用多轴数控铣削加工技术，直接得到航空复杂件精铸用高精度蜡模。突破了无模快速成型蜡模精度低的制造工艺瓶颈，实现了航空复杂件精铸蜡模的无模快速精确成型;克服了传统航空复杂件蜡模净成型铸造蜡模生产工艺过程的弊端，即无需进行费时、耗资的模具或专用工具的设计和机械加工，极大地提高了生产效率和制造柔性，简化了蜡模的制造工艺过程，缩短了航空复杂件蜡模的制造周期。满足了航空复杂件少量快速高精度的要求，推动我国新型航空发动机的研制，对于航空工业的发展意义重大。 &&& 2.5 数控加工蜡模的缺点&&& &&& 数控加工蜡模也存在一定的缺点。首先，蜡料性能既要满足精密铸造的要求，还要满足数控加工的要求，增加了蜡料制造的复杂性;其次，由于蜡料的特殊性质，需要通过大量实验得到最终的加工工艺、制造专用的刀具、选用合适的冷却方式和修整技术，最终增加了蜡模制造的复杂化和成本。但目前数控加工蜡模克服了有模蜡模制造周期长，无模快速成型蜡模精度低的弊端，满足了航空复杂件少量、快速、高精度的要求。 3 结语&&& &&& 本文通过采用多轴数控铣削加工技术，克服了有模蜡模制造周期长、成本高及无模蜡模快速成型精度低的缺点，实现了航空复杂件精铸蜡模的无模快速精确成型，更好地满足了新机研制对于航空复杂件少量、快速、高精度的要求，对于航空工业的发展和国防安全建设意义重大。&&& &&& 本研究不仅可直接应用于在研的航空发动机复杂件的无余量精密铸造，而且可推广应用于民用燃气轮件复杂件的制造方面，推动民用精铸技术的进步，对国民经济的发展有重要的意义。 &
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