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模具产业

铝压铸是机械部件的重要制造工艺。铝压铸比其他类型的铸造更精确。但通常需要进行后加工以达到所需的精度。透过 3D 扫描开发无加工铝压铸件;3D 扫描数据包括关于在制造期间发生的变形的信息。因此,可以通过数据与产品进行比较来估计变形和校正量电脑辅助设计 (CAD) 数据。校正了模具 CAD 数据的平面和圆柱部分。评估用校正模具制造的精度提高来证明所提出方法的有效性。

压铸中的热变形导致铸铝的尺寸精度降低。当熔融金属在高温下压入金属模具中时,模腔的形状通过热膨胀而改变。此外,铸铝在变冷时会收缩。由于这些变形,难以铸造具有精确形状的铝。因此,在许多情况下,压铸铝被加工以提高其精度。

压铸后的加工对于生产率和质量都是不利的。例如,在压铸期间,在铸铝表面上形成提高强度的冷却层。但是,加工会破坏这一层并降低强度。第二个问题涉及气孔。气孔是在铸件冷却时由于在铸件内形成气泡或空隙而引起的铸造缺陷。如果气孔靠近表面,则可以通过机加工暴露。而且,加工复杂形状是昂贵的。由于这些原因,加工过程是不希望的。

在本文中,提出了一种通过校正金属模具来提高压铸精度的方法。在所提出的方法中,采用 3D 扫描来测量铸铝的形状。铸铝的 3D 扫描数据包括有关压铸变形的信息;因此,可以通过将扫描数据与产品 CAD 数据进行比较来估计变形和校正值。在图 1 中显示了 3D 扫描数据的凝固收缩模拟结果。这些颜色图说明了与产品 CAD 数据的差异。彩色图是铸铝 3D 扫描数据的差异。认为热膨胀模拟对于估计这种小变形是必要的。然而,由于高温,难以模拟热膨胀。因此,在本研究中,采用 3D 扫描来撷取铸铝的形状。

在本节中,描述用于校正模具 CAD 数据的算法。提出的方法包括三个步骤。

  1. 铸铝的 3D 扫描。
  2. 扫描数据和产品 CAD 数据之间的比较,以及校正的估计。
  3. 使用估计的校正量校正模具 CAD 数据。

校正后扫描铸铝,并将其与校正前的铸铝扫描数据进行比较。产品 CAD 表面与铸铝扫描数据之间差异的彩色图 2 所示。左图像是校正前铸铝扫描数据的彩色图,右图像是校正后的图像。尽管这些彩色图受到 3D 扫描噪声的影响,但是可以观察到平坦度的改善。

提出了一种新的铝压铸模具修正方法。使用 3D 扫描仪扫描使用初始金属模具制造的铸铝。然后,将产品 CAD 数据与扫描数据进行比较,并使用扫描数据校正 CAD 数据。对于平面部件校正,根据校正的 CAD 数据加工金属模具并获得校正的铸铝。
该校正显示了平面部分的平坦度的改善。这些评估显示了我们方法的有效性。

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