專利名稱：一種石膏制模的數(shù)字化加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精密鑄造和數(shù)控加工的交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石膏制模的數(shù)字化加工 方法。
背景技術(shù)：
隨著市場全球化以及競爭的不斷加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，單件、小批量、 高精密鑄件的需求越來越多，單件、小批量尤其是大型精密鑄件的石膏模制造工藝要求生產(chǎn) 周期短，制造成本低。目前采用傳統(tǒng)的翻制硅膠模的方法制造石膏模生產(chǎn)周期長，制造成本 高，已經(jīng)不能滿足市場需求。此外，大型火電廠在發(fā)電過程中產(chǎn)生了大量煙氣脫硫石膏固體 廢棄物，目前一部分用于建筑石膏，其余被暫時拋棄，也急需采用新技術(shù)加以利用。
石膏型鑄造是傳統(tǒng)鑄造方法的一種，具有可以鑄造表面精度高、形狀復(fù)雜的有色金 屬鑄件，澆注后容易清理等優(yōu)點，常用于有色金屬的模具制造，采用翻模獲得石膏型的 方法主要缺點是工藝過程復(fù)雜，需要制母模、翻制硅膠模，澆灌石膏型，獲得石膏型后 再澆注金屬鑄件，且在翻模過程中存在精度損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種工藝過程簡單，生產(chǎn)周期短、 成本低，加工精度高的石膏制模的數(shù)字化加工方法。
為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種石膏制模的數(shù)字化加工方法，該方 法包括如下步驟
a) 根據(jù)精密鑄造工藝要求進行石膏料配比；
b) 將配好的石膏料制塊、烘干、焙燒形成待加工的石膏塊；
c) 根據(jù)石膏模三維CAD模型結(jié)合加工參數(shù)直接生成數(shù)控加工代碼；
d) 將制好的石膏塊置于加工設(shè)備上在數(shù)控加工代碼的驅(qū)動下使用加工刀具進行加工；
e) 加工產(chǎn)生的廢渣被吹出的氣流帶走或者通過吸塵裝置吸入收集裝置中；
f) 對加工完的石膏模型進行澆注；
g) 對澆注完的鑄件打磨清理得到精密鑄件。所述的石膏模型為大型時，采取分塊加工再組合得到的方法。 所述的石膏料為天然石膏或煙氣脫硫石膏。
所述的加工參數(shù)包括主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和切深，所述的主軸轉(zhuǎn)速在2000-20000轉(zhuǎn)/ 分鐘，切削速度在200mm/s以內(nèi)，切深在10mm以內(nèi)。
所述的廢渣被置于刀頭附近噴嘴吹出的氣流帶走或通過負(fù)壓吸塵收集到廢砂收集裝置中。
所述的加工刀具為陶瓷銑刀、金剛石銑刀、鑲片金剛石銑刀、表面全剛石鍍層銑刀或 表面鍍層硬質(zhì)合金銑刀。
本發(fā)明是一種高效、快速、精確的制模方法，與現(xiàn)有石膏模鑄型傳統(tǒng)制造方法相比具
有以下優(yōu)點
1. 縮短工藝流程，與傳統(tǒng)工藝相比，本方法省去了母模制造環(huán)節(jié)和硅膠翻模環(huán)節(jié)。
2. 加工精度高，與傳統(tǒng)工藝相比，不存在翻模造成的精度損失，采用數(shù)控加工精度更
咼o
3. 生產(chǎn)周期短，成本低，與傳統(tǒng)工藝相比，省去了制硅膠模的過程，制造成本大大降 低，且可以采用脫硫石膏進一步降低成本。


圖1為本發(fā)明加工方法的加工流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。
參見圖l， 一種石膏制模的數(shù)字化加工方法，該方法包括如下步驟 步驟101:配比石膏混合料；
精密鑄造的尺寸精度一般在土0.2mm以內(nèi)，由于石膏在烘干及焙燒過程中不斷脫水， 發(fā)生相變，并伴隨著體積的變化，所以為了防止石膏型開裂，在石膏粉料中必須加入適當(dāng) 的填料，以減小石膏型的線收縮和裂紋傾向，改善石膏型的導(dǎo)熱能力，使其具有良好的室 溫和高溫強度，較好的尺寸精度。石膏選取煙氣脫硫石膏，填料包括莫來石粉和鋯英粉。 為了提高石膏鑄型的強度，再添加一定量的玻璃纖維，選用無捻粗紗玻璃纖維，長度約為 10 20mm?；炝蠒r選用水溫為25'C左右的自來水。石膏混合料配比為300目鋯英粉加入 量15~25%， 270目莫來石粉加入量45~55%，玻璃纖維的加入量為0.1 % 0.3%，水固比在50 60之間，其余為石膏。
步驟102:將配好的石膏料制塊、烘干、焙燒形成待加工的石膏塊； 將配好的石膏料制塊，烘烤溫度在10(TC以上，保溫5-14小時，得到待加工的石膏塊。 步驟103:由三維CAD模型直接生成數(shù)控加工代碼；
根據(jù)石膏模三維CAD模型結(jié)合加工參數(shù)直接生成數(shù)控加工代碼，加工參數(shù)指主軸轉(zhuǎn)速、 切削速度和切深，主軸轉(zhuǎn)速在10000轉(zhuǎn)/分鐘，切削速度在200mm/s，切深在10mm。 步驟104:數(shù)控加工代碼的驅(qū)動下進行石膏塊加工；
將制好的石膏塊置于加工設(shè)備上，在數(shù)控加工代碼的驅(qū)動下，用陶瓷銑刀對石膏塊進
行加工；
步驟105:采用吹起或吸塵的方式將廢渣排走；
加工過程會產(chǎn)生廢渣，在加工刀頭附近設(shè)置能夠吹氣的噴嘴，廢渣被噴嘴吹出的氣流 帶走，噴嘴氣流流量為3L/min,。
步驟106:得到石膏模型后澆注；
對加工完的石膏模型進行澆注。
步驟107:打磨清理后得到鑄件；
對澆注完的鑄件打磨清理得到精密鑄件。
以上的方法對于大型石膏模型可以采取分塊加工再組合得到。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在 本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種石膏制模的數(shù)字化加工方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a)根據(jù)精密鑄造工藝要求進行石膏料配比；b)將配好的石膏料制塊、烘干、焙燒形成待加工的石膏塊；c)根據(jù)石膏模三維CAD模型結(jié)合加工參數(shù)直接生成數(shù)控加工代碼；d)將制好的石膏塊置于加工設(shè)備上在數(shù)控加工代碼的驅(qū)動下使用加工刀具進行加工；e)加工產(chǎn)生的廢渣被吹出的氣流帶走或者通過吸塵裝置吸入收集裝置中；f)對加工完的石膏模型進行澆注；g)對澆注完的鑄件打磨清理得到精密鑄件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏制模的數(shù)字化加工方法，其特征在于，所述的石膏模型 為大型時，采取分塊加工再組合得到的方法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石膏制模的數(shù)字化加工方法，其特征在于，所述的石膏料為天然石膏或煙氣脫硫石膏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石膏制模的數(shù)字化加工方法，其特征在于，所述的加工 參數(shù)包括主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和切深，所述的主軸轉(zhuǎn)速在2000-20000轉(zhuǎn)/分鐘，切削速度在 200mm/s以內(nèi)，切深在10mm以內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石膏制模的數(shù)字化加工方法，其特征在于，所述的廢渣被置于刀頭附近噴嘴吹出的氣流帶走或通過負(fù)壓吸塵收集到廢砂收集裝置中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石膏制模的數(shù)字化加工方法，其特征在于，所述的加工 刀具為陶瓷銑刀、金剛石銑刀、鑲片金剛石銑刀、表面金剛石鍍層銑刀或表面鍍層硬質(zhì)合 金銑刀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石膏模型的數(shù)字化加工方法，屬于精密鑄造和數(shù)控加工的交叉技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法的步驟為先將石膏混合料制塊烘干焙燒形成待加工石膏塊，將石膏模的三維CAD模型直接轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工代碼，并將石膏塊置于加工設(shè)備上并在數(shù)控加工代碼驅(qū)動下進行銑削加工，加工產(chǎn)生的廢渣被吹出的氣流帶走或者被吸塵器吸入，最后將加工好的石膏模進行澆注得到鑄件。與現(xiàn)有的石膏制模方法相比，本發(fā)明加工方法加工精度高，而且省去模具制造環(huán)節(jié)，減少了加工工序，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明方法特別適用于精密鑄件的單件小批量的加工制造。
文檔編號B22C9/00GK101439390SQ20081024675
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者豐 劉, 單忠德, 戎文娟, 曹宇飛 申請人:機械科學(xué)研究總院先進制造技術(shù)研究中心