激光快速成型与传统精密铸造数控技术的工艺组合应用-蜡模的激光快...
刘健
[摘 要]针对泵类产品结构和材料特点，提出了CNC数控加工工装的技术方案。制造的产品具有表面光洁度高、结构尺寸精度高、人工劳动强度小，复杂结构零件加工效率高等特点。
[关键词]CNC 快速成型 数控加工 工装
中图分类号：G886 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0066-01
1.前言
目前我公司正在处于快速发展阶段，新产品、新工艺不断的改变着我们的生产方式。近年来，我公司每年开发的新产品约二十余套，各种单件小批量生产的合同也日益增加。而且随着市场竞争的日益激烈，生产订单都在向着短周期、高精度、结构复杂化的方向发展。如果不能适时的跟上市场变化的脚步，终将会被市场所淘汰。
如果采用传统的生产方式，使用木质工装、木型工手工来制作各种复杂曲面，这一过程不仅需要耗费大量的人力物力，模具的精度也无法保证，而且生产周期会大大延长，急需一种新型的生产方式来改变现状。
CNC数控技术主要是指利用由数控程序控制的数字化机床来加工零件的一种技术。该技术具有的加工质量稳定，加工精度高，可加工常规方法难于加工的复杂型面，并且不需要制作复杂的工装夹具等特点，非常适合多品种、小批量、周期短的生产的加工。
经过我公司充分的前期调研及小批量试验，我公司决定使用CNC数控快速成型技术来解决现有的生产难题，该技术使用CNC数控铣床作为主要工具，由技术人员进行三维建模和数控程序的编制，现场操作人员只需要对模具进行下料和装夹工作，其余均靠CNC数控的程序来控制加工，进一步提高模具的表面质量和生产效率，降低生产制造成本和工人劳动强度，大大缩短了产品的生产周期，从而提升公司产品的市场竞争力，争取更多的生产合同和利润。
2.详细技术内容
CNC数控加工技术是欧洲西方工业发达国家率先发明并进行推广应用的一种新的生产工艺技术，是指用数控的加工工具进行的加工。CNC指数控机床由数控加工语言进行编程控制，通常为G代码。数控加工G代码语言告诉数控机床的加工刀具采用何种笛卡尔位置坐标，并控制刀具的进给速度和主轴转速，以及工具变换器、冷却液等功能。相对于传统加工方法有很大优势。如CNC加工出的零部件精度高，表面质量好，可以生产手动加工无法完成的具有复杂外形的零件，并且利用CNC加工一次性工装，效率高，节省成本。因此CNC数控加工在当今世界的制造业中占有相当重要的地位。
针对我公司泵类产品结构和材料特点，目前此技术已广泛应用于消失模铝模具、V法铸造木质及铁质工装、新产品开发实验泡沫工装、短期合同泵泡沫及木质工装的加工（图1，图2，图3）。
公司结合产品结构、材料及工艺等特点，推广CNC加工技术在泵类产品生產中的应用研究。应用研究中主要应用了UGSNX7、CAXA等三维、二维设计软件，三轴联动数控加工中心、数控雕铣机、数控泡沫切割机等先进技术及设施，对我公司泵类产品进行了三维设计、模拟，设计并生产制作了多种V法铸造、EPS消失模模具，多次促进短交货期合同的签订，在实际生产制造中已经不可替代。
该项目是对原有传统机械加工工艺的革新升级，生产制造的产品具有表面光洁度高、结构尺寸精度高、人工劳动强度小，复杂结构零件加工效率高等特点。
主要创新点：1、CNC数控快速成型技术的应用解决了手工加工不规则模型的困难，提高了模型尺寸精度。2、应用于单件小批量合同生产任务铸件的生产，大大提高了生产效率，降低工人劳力强度，缩短生产周期。3、减少铸造工装制作费用，降低新产品开发费用，加快开发速度，减少生产周期。4、加工蜗壳V法木质及铁质工装，为V法铸造提供技术支撑。5、加工完成二百余套消失模模具母模的制作，促进树脂砂铸造工艺向消失模铸造工艺转型升级。6、对常规加工设备难以加工的零件使用CNC加工，降低外协及外购成本。
经过项目组所有成员的共同不懈努力，CNC快速成型加工技术在泵类产品加工中的研究应用取得了较好的效果，对比传统机械加工工艺，降低了生产制造成本，提高了加工效率，提升了公司市场快速反应能力，并且使产品总体质量得到了较大的提升。
3、与当前国内外同类研究、同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较CNC数控快速成型技术的应用存在以下优势：
（1）传统手工制作法存在局限性，加工不规则模型的难度大，耗时长，加工尺寸精度难以保证；CNC数控快速成型技术加工范围广泛，能够加工异形、高精零部件及工装，且能够保证零部件及模型的尺寸精度。
（2）使工装零部件等的加工速度提高数倍，大大提升了生产效率，提高了产品质量，降低了生产制造成本，保证了公司整体生产任务的快速有效完成。
（3）截止目前已完成多级泵、脱硫泵、轴流泵、挖泥泵等近百种型号泵类新产品试制模样及工装的加工制作，为我公司拓展产品市场奠定坚实的基础；大大加快了完成渣浆泵、单壳泵、脱硫泵等零部件的二百多套消失模模具母模的生产制作，提高了我公司产品质量，加大了产品市场占有率。
