perangkat untuk pembuatan cetakan prototipe

5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 1/11

Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe

dengan Penggilingan [perkembangan]

Abstrak

Tulisan ini berkaitan dengan modus baru produksi coran prototipe dengan metode Proses berpola dan perangkat untuk produksi cetakan yang digunakan dalam metode proses berpola. Prinsip dari

metode Proses berpola terdiri dalam menciptakan model 3D dalam Sistem CAD dan penggilingan

berikutnya untuk membentuk sebuah casting dari blok cetakan pasir tanpa menggunakan

peralatan pola dengan menggunakan CNC mesin perkakas. Metode ini secara nyata mengurangi

waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan casting, karena metode ini tidak memerlukan

produksi pola. Kesepakatan kertas dengan memilih sebuah mesin untuk produksi coran prototipe

oleh PROSES berpola dan rinci deskripsi suatu perangkat yang digunakan untuk membuat

cetakan. Makalah ini menjelaskan secara rinci desain perangkat dan komponen individu

diperlukan dalam pembangunan mesin.

Masalah

Kata kunci: proses berpola; Mould, CNC mesin, pasir Casting; pengecoran Prototipe

1. Pengenalan (pernah diteliti tetapi “out of date”)

Keberhasilan semua perusahaan di industri pengecoran terletak pada konstan perbaikan

produk yang dihasilkan. Salah satu faktor penting adalah untuk memperkenalkan produk baru

ke pasar lebih cepat dari kompetitif perusahaan. Produsen membutuhkan perangkat

disesuaikan dengan teknologi yang dapat menghasilkan coran. Nilai pola peralatan adalah

beberapa kali lebih tinggi dari harga pasar dari produk akhir dan kembali pada produksi

sepotong waktu bertahun-tahun. Sebelum setiap pengenalan ke layanan diproduksi prototipe

coran. Ini coran prototipe digunakan untuk memverifikasi operasi, formulir evaluasi,

kesalahan penghapusan atau presentasi. Mereka juga digunakan untuk melakukan tes daya

tahan. Adalah logis bahwa langkah-langkah ekonomi dalam perusahaan terutama yang

berorientasi pada model peralatan dan alat yang diperlukan untuk produksi coran. Model-

model tersebut terutama dihasilkan dengan tangan atau mesin di CNC mesin. Secara bertahap,

metode baru muncul di pasar, yang melakukan tidak memerlukan peralatan pola. Salah

satunya adalah berpola Proses metode. Metode ini secara signifikan mengurangi waktu

dibutuhkan untuk menghasilkan coran. Dalam produksi coran dengan metode berpola Proses

kita tidak perlu peralatan pola dan biaya fasilitas produksi dan penyimpanan untuk polaperalatan juga dieliminasi. Harga akhir biaya satu cor menggunakan metode ini adalah waktu

dengan demikian secara signifikan lebih rendah dan kurang mengkonsumsi daripada produksi

menggunakan metode tradisional produksi coran. Dalam produksi coran digunakan beberapa

jenis CNC mesin perangkat, yang berbeda terutama dalam struktur pendukung dan ukuran

wilayah kerja. Dalam kasus kami, kami telah memilih portal mendukung struktur, di sisi yang

bergerak dua ponsel singkatan dijamin dengan perjalanan garis lurus, yang menyediakan



gerakan di sumbu x. Ada memimpin untuk memastikan linier perpindahan pada sumbu y pada

mereka. Pada bagian mesin ada diinstal poros dengan router yang menyediakan gerakandi

sumbu z.

2. Berpola Proses

Prinsip dari metode ini terletak pada kenyataan bahwa bentuk gips digiling dari blok

senyawa pencetakan tanpa menggunakan peralatan pola. Pertama, program 3D CAD

menghasilkan cetakan proposal, seluruh struktur termasuk sistem pengecoran inlet dan feed.

Selanjutnya, proposal ini transfer data ke mesin CNC alat Program, yang pabrik bagian jika

bentuk menjadi bentuk yang diinginkan. Khusus 5-sumbu pemotong penggilingan yang

digunakan pada proses penggilingan. Pasir cetakan digiling segera dikeringkan. Ketika

penggilingan sangat penting untuk memilih kecepatan alat dan laju pakan, yang mempengaruhi

kekasaran permukaan yang dihasilkan dari cetakan. Kami dapat menggunakan satu jenis alat

ini, atau dua jenis alat, satu untuk hidup seadanya dan yang lainnya untuk finishing. Untuk

finishing operasi penggilingan digunakan kecepatan yang lebih tinggi daripada hidup

seadanya itu. Gambar. 1 menunjukkan prinsip teknis Proses berpola pada CNC.

Gambar. 1. Teknis prinsip proses berpola pada CNC

Metode ini dikembangkan pada tahun 1998 oleh tuang Teknologi Internasional di

Sheffield di Inggris. Perusahaan mengembangkan metode ini dalam kontrak untuk Tentara

Nasional Yunani dan menggunakannya untuk memproduksi coran presisi tinggi (sekrup-

baling-baling) untuk tiga kapal Vitatype super dengan rudal jelajah. Di dalam program

pengembangan itu sangat penting untuk menentukan parameter dari mesin CNC, yang akan



memenuhi persyaratan untuk menggiling kuarsa cetakan pasir, atau korundum cetakan pasir.

Mesin tersebut diproduksi oleh perusahaan CMS Italia, yang sekarang adalah produsen utama

dari mesin untuk penggilingan dari cetakan pasir dan salah satu yang terbesar manufaktur dari

pusat mesin CNC di dunia. Metode proses berpola secara bertahap digunakan di negara lain

seperti Jerman, Swedia dan Republik Ceko.

Menggunakan teknologi cetak langsung adalah mungkin untuk menghasilkan berbagai

macam coran beratnya mencapai 200 ton. Daerah khas untuk penggunaan metode ini adalah

prototipe dari segala jenis, bubut-tempat tidur, serta singkatan mesin-mesin khusus, tempat

tidur untuk drive, pompa dan katup dan berbagai komponen untuk produksi perangkat mesin.

Penghematan keuangan terbesar melalui Proses teknologi produksi berpola dapat dicapai

ketika memproduksi coran besar dan sangat besar. Dalam ara. 2 ada perbedaan terlihat dalam

biaya satu cetakan dengan menggunakan metode Proses berpola dan metode klasik.

Gambar. 2. Biaya keuntungan dalam menggunakan Proses berpola dan metode klasik

Dalam produksi coran dengan menggunakan metode Proses berpola rongga cetakan

digiling ke blok yang keras dari pasir cetak. Dua bagian giling dari cetakan yang bergabung

bersama-sama dan logam cair adalah cast ke cetakan dibuat untuk cetakan dibuat dengan cara

tradisional.

Ketika memilih pasir cetakan kita harus memperhitungkan faktor pertimbangan berbagai

seperti efek gas dan pengaruh lain yang mempengaruhi rongga cetakan selama mengisi

dengan logam cair, serta selama pemadatan dan pendinginan dari bentuk casting. Ini juga

perlu mempertimbangkan sifat mekanik pasir cetakan. Sifat penting dari pasir cetak kental

selama mengisi cetakan dengan logam cair adalah kekuatan karakteristik, permeabilitas dan

kuantitas keluar gas.

Kekuatan mekanis dari cetakan dan inti menentukan ketahanan terhadap stres dinamis

dan statis dalam logam cair saat mengisi cetakan, tetapi juga selama kristalisasi dari logam.

Adalah penting bahwa kekuatan cetakan itu seperti untuk mencegah mengembun sekunder

dari pasir cetak dan dengan demikian mengurangi presisi dimensi dan bentuk casting.

Metode Proses berpola menggunakan cetakan pasir II. generasi, seperti pasir cetakan yang

mengandung resin sintetis seperti furan cetakan pasir, fenol formaldehida cetakan pasir, dll.



Permukaan rongga cetakan yang dibuat dilapisi oleh zat mencegah penetrasi, yaitu invasi

dari logam antara butir bahan pembukaan dan yang menghambat penciptaan pembakaran-in.

Mereka bisa ada dalam bentuk mantel, pasta atau debu, diterapkan pada rongga cetakan.

Komponen dasar dari lapisan ini adalah bubuk kuarsa dan zirkonium, kromit, krom

magnezite, dl. Untuk coran dari besi itu adalah grafit atau bedak. Setelah pengobatan rongga

cetakan dengan lapisan pelindung, kita bisa menempatkan cetakan bersama-sama dan kita

bisa tuangkan ke dalamnya.

3. Sebuah perangkat penggilingan proposisi untuk produksi cetakan dengan Metode Proses

berpola

3.1. Pemilihan jenis konstruksi

Ketika memilih konstruksi yang biasanya dibangun, ada dua jenis pilihan: mesin

penggilingan dengan portal mobile dan meja kerja stasioner, mesin giling dengan portal

stasioner dan meja kerja mobile. Untuk perangkat yang diusulkan kami konstruksi portal dengan portal mobile dan meja

kerja stasioner dipilih. Konstruksi ini digunakan untuk sekitar 95% dari pusat mesin CNC.

Desain ini menguntungkan karena ukuran total dari bagian-bagian yang dihasilkan dapat

menjadi hampir tak terbatas. Desain dari mesin penggilingan dengan portal mobile dan

meja kerja stasioner bisa sangat berbeda. Mesin penggilingan CNC juga dapat dibangun

dari bahan yang berbeda. Mereka dapat dibuat dari plastik , aluminium atau baja. Kami

telah memutuskan untuk menggunakan profil aluminium, karena sifat yang lebih baik

mekanik , workability yang lebih baik dan kemungkinan menggunakan sistem slotted

ketika merakit konstruksi.

Profil aluminium digunakan dalam tiga ukuran, 80x80 mm, 80x40 mm dan 40x40 mm.

Profil ditunjukkan pada Gambar tersebut. 3.

Gambar. 3. Aluminium profil yang digunakan dalam pembangunan perangkat milling CNC

a) profil 80x40mm, b) profil 80x80mm, c) profil 40x40 mm



Sebuah mesin milling CNC Portal terdiri dari bagian struktural, di sisi yang bergerak dua tribun ponsel

dijamin dengan bantalan linier yang menjamin pergerakan sumbu x. Ada yang memasang bantalan linier

memberikan gerakan pada sumbu y di atasnya. Pada bagian mesin ada router yang menyediakan

gerakan dalam sumbu z.

Desain pembangunan Portal memungkinkan kekuatan tinggi, yang menghasilkan akurasi kerja

tinggi. Konstruksi ini memungkinkan penggunaan bingkai cetakan sebagai bagian dari konstruksi

dan dengan demikian meningkatkan kekakuan dari keseluruhan sistem. Bingkai cetak juga akan

menumpulkan getaran selama mesin. Ketepatan perkiraan mesin dari rongga cetakan berada

dalam rentang ± 0,05 mm. Ukuran area mesin adalah 800x800mm dan tingginya adalah 250 mm.

Pembangunan perangkat yang diusulkan ditunjukkan dalam Gambar. 4.

Gambar. 4. Pembangunan mesin milling CNC

3.2. Pasukan yang mempengaruhi poros

Karena kita memerlukan mesin penggilingan CNC untuk menjadi stabil, kita perlu mengetahui

kekuatan-kekuatan yang mempengaruhi itu. Ini akan mencegah stres berlebih dan ketegangan

pada bantalan, memimpin sekrup, mesin, dll Dalam Gambar tersebut. 5 dan Gambar. 6 adalah

kekuatan yang mempengaruhi pembangunan di sumbu z.



Gambar. 5. Gaya pada Majelis Z-Axis

Identifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi mesin: D1 = 170 mm - jarak vertikal antara sumbu

Y batang atas dan bawah bantalan linier / rel. D2 = 128 mm - jarak vertikal antara set atas dan

bawah dari Z-sumbu bantalan linier. D3 = 415 - mm panjang lengan lampiran spindle terjun. D4 =

151 - mm lebar perakitan Z-sumbu. D5 = 126 - mm jarak horizontal antara Z-sumbu batang

bantalan linier / rel. D6 = 28 mm - ketebalan terjun lengan mm D7 = 435 - jarak antara gaya

pemotongan (sekitar ujung alat potong) dan D2 1/2.

Jika jarak antara D5 dan meningkatkan D2 panjang, kekuatan yang dihasilkan menurun. Hal ini

juga diperlukan untuk memaksimalkan jarak D1 dan D4 dan dengan demikian untuk mengurangi

pasukan karena torsi yang disebabkan oleh gaya pemotongan pada sumbu-X. Gaya pemotongan

menciptakan momen, yang diilustrasikan pada gambar di atas sebagai A Moment

A = D7 gaya x Cutting

Sesaat menghasilkan kekuatan yang diterapkan pada sumbu Z rel bantalan linier / batang dan Z-

sumbu linier bantalan sendiri. Hal ini pada Gambar tersebut. 6 (panah kuning)

Gambar. 6. Gaya pada Majelis Z-Axis (Tampak depan)

Gaya pemotongan yang diperlukan untuk mesin moulding pasir dipilih dalam kisaran 200 N (kayu)

sampai 1000 N (baja), kami mempertimbangkan 700N perhitungan. Torsi maksimum untuk konstruksi

kami adalah 305 Nm-1. Berdasarkan kekuatan mempengaruhi spindle (torsi statis dan beban statis

setara) nilai-nilai statis, b eban dinamis dan kehidupan sistem linier ditentukan.

3.3. linear sistem

Sistem gerak linier memainkan peran penting dalam setiap mesin CNC linier, dan CNC router tidakterkecuali. Tanpa sistem router CNC akan menjadi kurang bermanfaat.

Sistem gerak linier bertanggung jawab atas tiga tugas utama: untuk mendukung komponen mesin, untuk

membimbing mesin dalam gerakan linier tepat dengan gesekan minimal, untuk mendukung beban

sekunder (torsi, beban lateral, dll).

Sebuah sistem gerak linear terdiri dari beberapa jenis bantalan linier dan panduan bantalan linier. Ada

berbagai jenis bantalan dan panduan, yang semuanya memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan.



Sebuah sistem gerak lengkap linear adalah kombinasi dari sistem penggerak dan sistem bantalan linier,

yang harus menjaga gaya pada poros dan memberikan gerakan linier tepat dengan gesekan minimal.

Sistem gerak yang dipilih linier berisi empat jalan beredar bulat nodular dengan busur dioptimalkan

beredar jalan yang menjamin daya dukung tinggi dan kekakuan dari sistem. Hal ini diilustrasikan pada

Gambar tersebut. 7

Gambar. 7. Sistem gerak linear

Komponen lain dari mesin CNC adalah drive. Mereka adalah komponen mekanis yang memungkinkan

pergerakan sepanjang sumbu spindle. Sistem penggerak terdiri dalam gerak rotasi konversi terkontrol

pada gerak linier, yang dikendalikan oleh CNC controller. Dalam kasus kami, gerakan linier disediakan

oleh sekrup bola dengan diameter 20 mm dan 5 mm pitch. Gambar. 8 menunjukkan drive dan linier rel

mesin CNC milling

Gambar. 8. Drive dan rel linear mesin milling CNC

CNC motor

CNC motor adalah jantung dari mesin CNC. Ukuran dan jenis motor mendefinisikan presisi CNC

router, kecepatan, dan akurasi. Pada mesin milling CNC kami digunakan stepper motor. Motor

stepper adalah jenis khusus dari motor sinkron multipole. Stepper motor yang digunakan terutama

di mana perlu untuk secara akurat mengendalikan tidak hanya kecepatan tetapi juga posisi rotor

tertentu. Mereka digunakan dalam mekanika presisi, teknologi regulasi, robotika, dll Prinsip dasar



dari motor adalah: arus yang melalui bentuk kumparan stator menciptakan medan magnet yang

menarik kutub yang berlawanan dari rotor magnet. Mesin adalah mampu menjadi tegak dalam

posisi ini. Kombinasi yang tepat dari keterlibatan kumparan menciptakan medan magnet berputar

stepper, yang tidak hanya berputar rotor, tetapi juga memastikan lokasi yang tepat ke stator. Karena

efek transmisi kecepatan rotasi terbatas. Setelah melebihi dari kecepatan motor bintang

kehilangan langkah. Dalam kasus kami, kami telah menggunakan dua fase stepper motor dari

Perusahaan Memanjang Klavio dengan torsi 1,7 Nm. Dalam stepper motor perlu menghitung

dengan cadangan daya 50% untuk menghindari kehilangan langkah. Kami telah melaksanakan

kontrol dari kekuatan performa motor baut, yang sama dengan:

Kekuatan baut adalah 1067 N, yang memenuhi kebutuhan kita dari gaya pemotongan.

Sebagai pemotong spindel akan digunakan motor tiga fase induksi yang dibuat oleh perusahaan

Teknomotor, tipe 3140. Kecepatan rotasi spindle adalah 18 000 rpm. Gambar. 9 menunjukkan sebuah

installer penggilingan spindel dalam bantalan linier di z-sumbu. Spindle kami ditunjukkan pada Gambar.

10

Gambar. 9. Spindle installer di bantalan linear dalam sumbu z

Sebagai alat kami telah menggunakan berbagai jenis pemotong khusus yang dibuat khusus untuk

bekerja dengan pasir cetak. Ini pemotong dibuat dengan paku dari hard-logam. Pelat hard-logam pada

alat paku dapat dikonversi.



Gambar. 10. Spindle Teknomotor 3140

3.5. NC sistem

Siklus kerja CNC (Computer Numeric Control) mesin dilakukan secara otomatis, berdasarkan informasi,

yang terkandung dalam bentuk yang tepat dalam program kontrol (NC program). Sistem kontrol mesin

secara otomatis menafsirkan data ini dan mengubahnya menjadi sinyal output. Sinyal ini memiliki

kontrol atas komponen mesin individu seperti kecepatan spindel, alat perubahan, pergerakan benda

kerja atau alat yang dirancang untuk melacak.

Dasar dari komunikasi yang baik adalah koordinasi antara koordinat sistem CAD / CAM dengan alatmesin mengkoordinasikan system. The demonstration of the coordinate system is shown in Fig. 11.

Gambar. 11. Mengkoordinasikan sistem yang digunakan dalam CAD / CAM dan mesin NC

mengontrol

Sebagai program kontrol akan menggunakan program yang universal

Mach 3 CNC Controller (Gbr. 12), yang dapat digunakan untuk berbagai

kontrol elektronik. Program ini memungkinkan seperangkat data

dibutuhkan untuk beroperasi. Program ini menggunakan G-kode dan M-kode,

yang biasanya digunakan dalam mesin pemrograman CNC.



Gambar. 12. Menampilkan menu Mach 3CNC Pengendali

kesimpulan

Yang paling umum adalah mesin CNC yang ditujukan untuk

mesin teknologi. Pembangunan mesin-mesin dan

sistem manajemen mereka memungkinkan gerakan relatif antara

alat dan benda kerja biasanya dalam tiga sumbu, dengan modifikasi sedikit

lebih. Penggilingan 3D adalah metode yang berhasil dalam produksi 3D

bentuk kompleks bagian.

Makalah ini membahas Metode berpola oleh penggilingan

rongga cetakan. Ini segera menjelaskan struktur yang diusulkan, linier

rel, motor dan sistem kontrol. Perangkat dalam tahap

produksi, sehingga akurasi dari proposal ini akan diverifikasi setelah

nya fabrikasi.

Ucapan Terima Kasih

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pembangunan Daerah Eropa

Dana untuk dukungan keuangan yang diterima untuk membuat kertas hadir dalam

pelaksanaan Tetap "proyek untuk produksi

prototipe bagian casting di atas dasar yang dikendalikan komputer "dengan

ITMS kode 2622022004

References

[1] I. Ederer, Patternless production of furan bonded sand moulds in rapid prototyping, , Augsburg,

Technical Forum 2009.

[2] S. Zhongde, X. Li, L. Feng, Z. Li, Rapid Pattern casting technology on CNC manufacturing, World

Foundry Congress, 16-20.10. 2010, Hangzhou, China.

[3] Router Source, Building a hobby CNC router, 2007, http://www. Cncroutersourc.com/hobby-cnc-

router.html.

[4] Router source, He gantry design considerations, 2007, http:// www.Cncroutersourc.com/do-it-

yourself-CNC-router.html.

[5] P. M. Groover, Fundamentals of Modern Manufacturing, Second Edition. J. Wiley&Sons, Inc., New

York, 2002.

[6] Router source, Selective a leadscrew, 2007, http://www.cncroutersource.com/cnc-motors. html

[7] K. Řezáč, Krokové motory, 2002, http://robotika.cz/articles/steppers/cs.

[8] R. Tesár, Krokové motory, 2009, http://www.posterus.sk.

perangkat untuk pembuatan cetakan prototipe

Documents