三維鑄造工藝繪制方法

（共享裝備股份有限公司，寧夏銀川 750021 ）

三維鑄造工藝繪制方法

王世琴，何長義，許國棟

（共享裝備股份有限公司，寧夏銀川 750021 ）

介紹了三維鑄造工藝在鑄造生產中的重要性和繪制方法，重點講述了在繪制過程中的注意要點和簡易的操作方法。

三維鑄造工藝；繪制流程

隨著鑄造技術的不斷發展， 3D打印等技術也開始在鑄造生產中得到應用，從而鑄件模型的建立顯得尤為重要。通過模型生成數控編程程序，并直接應用到鑄造過程中，既省去了人工編程的漫長過程又準確高效地完成模具的制作。同時，也能將模型信息直達現場，更加直觀地指導現場生產，并通過繪制好的三維鑄造工藝，制作各道工序生產過程的三維動畫作業指導書和生成二維鑄造工藝圖，更加有利地協助現場生產。

1 三維鑄造工藝的繪制方法

1.1 接圖

接到顧客圖紙后，首先核對顧客提供的圖紙信息是否完整，模型是否正確，反之，則要聯系顧客確認模型和圖紙信息。

1.2 繪制三維產品模型

確認顧客提供的圖紙信息準確后，建立模型。

1.3 檢圖

模型建立后，建模責任人先要核對模型的尺寸和結構是否與圖紙信息一致，并修改。之后再交給他人以同樣的方式再次核對，最終確保模型正確無誤。

1.4 工藝評審

工藝評審需確定工藝設計時的鑄造方式、澆注系統形式、加工余量及工藝補正量大小、型芯間隙等。需要考慮的因素有：模型自身的總質量、結構復雜程度、材質，顧客規范等。

通過工藝評審形成統一的工藝策劃表，記錄工藝設計時所需的全部信息。

1.5 三維鑄造工藝設計方法

現以簡單的木模工藝為例，詳述木模工藝設計全流程的繪制方法。

1.5.1 加工余量及工藝補正量

添加加工余量及工藝補正量時分為三種類型：平面、圓弧面、不規則曲面。

在NX 8.0中分別對應的操作指令如下：

(1)平面—“拉伸”命令[1]，如圖1所示；

圖1 平面添加加工余量及工藝補正量示意圖

(2)圓弧面—“偏置面”命令[1]，如圖2所示；

(3)不規則曲線—“加厚”命令[1]、“邊倒圓”命令[1]，如圖3所示。

圖2 圓弧面添加加工余量及工藝補正量示意圖

圖3 不規則曲線添加加工余量及工藝補正量示意圖

1.5.2 起模斜度

起模斜度根據顧客圖紙要求可通過“拔模”命令和“倒斜角”命令完成[1]，如圖4、圖5 所示。

圖4 “拔模”命令設置起模斜度示意圖

圖5 “倒斜角”命令設置起模斜度示意圖

1.5.3 圓角

根據顧客圖標注添加圓角，除特殊要求外，一般先加內圓角再加外圓角。

注：添加完圓角之后鑄件少肉的為外圓角，鑄件多肉的為內圓角，具體如圖6所示；

圖6 倒圓角示意圖

1.5.4 澆注系統

選擇澆注系統形式、澆注時間、截面比、計算阻流截面等，確定好以上信息后，先建立橫澆道，再依次建立直澆道和內澆道等其他相關結構。圖7所示為完整的澆注系統示意圖。

圖7 澆注系統示意圖

1.5.5 砂芯和上下模樣

(1)根據模型結構利用“求差”命令[1]完成砂芯建模，并用箭頭標識填砂方向和出氣方向，如圖8所示；

圖8 砂芯填砂、出氣方向示意圖

(2)將模型、砂芯、澆注系統等在分型面處分開，并分別放置在兩個模板上，利用“求和”命令得出上、下模樣[1]，同時完善其他結構（箱錐、砂箱定位槽、砂箱墊塊，冒口定位、內澆口定位等）如圖9所示，為一個完整的上模樣結構分布圖。

1.5.6 內澆口及冒口定位

確定內澆口進流位置和冒口放置位置，制作相應的定位結構。

1.5.7 型芯間隙及分型負數

砂芯與砂芯之間、砂芯與模樣之間需要添加型芯間隙，添加型芯間隙時不能改變模型結構和尺寸，通過“偏置”命令完成。

分型負數一般情況是上、下模樣各添加一半，同樣通過“偏置”命令完成。

圖9 上模樣結構分布圖

2 工藝信息直達現場

通過已完成的三維鑄造工藝來制作其他工藝信息文件，例：三維作業指導書、二維施工圖等，這些信息都可直達現場指導生產。

2.1 三維作業指導書

利用繪制好的三維鑄造工藝，通過3DVIA軟件制作各道序（如：制芯、造型、合箱、澆注等）的演示動畫，再將動畫信息直達現場，對操作者進行產前培訓，這樣，即能較好的指導現場生產，又能使生產者更好的理解工藝內容。

2.2 二維施工圖

NX 8.0軟件的制圖模塊，可將三維鑄造工藝生成二維施工圖，用不同的顏色標注加工量的取值范圍、芯頭位置、鑄件模型等；并標明型芯間隙、分型負數、澆注系統大小和下芯順序等。最終將二維施工圖下發到生產現場，通過二維與三維并行更加直觀、方便的指導現場生產。

3 虛擬檢驗

三維鑄造工藝完成后，為了保證工藝的準確性，我們設定了一個5級審批流程，通過5個節點針對不同內容進行檢查，從而保證了無論是發生在工藝設計上還是三維操作上的各種問題，都遏制在工藝正式發布之前。

待三維鑄造工藝正式發布后，指定專人對發布后的鑄造工藝再次全尺寸、全虛擬流程劃線，其包括鑄件模型尺寸、結構，加工量大小、型芯間隙、工裝設計、工藝策劃等，確保在工藝審批流程中因反復修改造成的錯誤和設計者遺漏的問題，在模具制作完成之前全部得以解決。

4 結束語

通過將三維鑄造工藝信息傳達到現場，對現場技術員和操作工來講，各種信息更加直觀明了，最重要的是通過軟件可以模擬現場生產流程，將生產過程中遇到的尺寸設計不符、型芯之間的干涉、下芯順序錯誤等問題提前暴露出來，將這些問題在設計階段得以解決，這樣既節約了生產的成本，又提高了鑄造一次投產成功率，從而大大的提高了公司的效益。

[1] 楊倩、吳俊華 UG NX8中文版工業輔助設計從入門到精通[M]，北京:科學出版社，2011.

[2] 廉振文,張清泉.基于UG的鑄造三維工藝模型如何快速放涂料補正量探索[J]. 中國鑄造裝備與技術,2011(6).

[3] 柳松青.鑄鋼件工藝工裝三維設計[J]. 中國鑄造裝備與技術,2006(3).

Drawing method for 3D foundry technique

WANG ShiQin, HE ChangYi, XU GuoDong
（Kocel Machinery Limited，Yinchuan 750021,Ningxia, China）

This paper introduced the importance and drawing process of 3D casting technology in foundry industry. Focused on the key points in the process of drawing and introduced some simple operations.

3D foundry technology; drawing method

TG241.4；

A；

1006-9658（201 6）04-0060-03

10.3969/j.issn.1 006-9 658.2016.04.01 5

2016-01-08

稿件編號: 1601-1193

王世琴（1986—），女，工程師，從事三維鑄造模型建立與檢驗工作.