[0001] 本发明涉及一种数字化驱动的铸造用木模的制造方法，尤其涉及一种铸造用木模的数字化制作方法，属于铸造用木模加工技术领域。

[0002] 传统的铸造用木模都是工艺员根据铸件的形状，加上一定的收缩率，得到铸件的木模图纸，然后木工根据图纸加工出需要的木模，木模生产好以后，生产车间安排试验，根据铸件和铸件图的对比来修木模，直到木模符合要求为止，铸造用木模的制作方法大多都是手工制作或借助电动工具制作获得的，该制作方法存在以下缺点：精度无法保证，大尺寸的误差在毫米级，孔和凸台的形位误差完全无法得到保证，而且空间方向上空洞和凸台，是不能靠人工的划线来满足要求的；人工操作刀具的工作速度比较低，导致木模粗糙度差，所得砂型的光洁度自然较差，而目前高品质铸件对表面光洁度的要求越来越高，加上目前现代化机械设备对铸件的要求越来越高，以上传统铸造木模加工的缺点，严重制约着对铸造行业的发展。

[0003] 为解决现有技术的不足，本发明提供一种铸造用木模的数字化制作方法，采用专用数控机床和带锥度的专用木料加工旋转刀具，通过铣削工艺获得铸造用木模，省去了多次试切削木模以及铸件产品铸型、浇注、铸件检验直至获得合格铸件后再修正木模的环节，大幅度提高生产效率，缩短了新开发铸件产品的大批量生产所需开发木模的时间，提高了木模的精度和表面粗糙度，而且可减少木工人员的90%左右的作业量，同时减少该过程中的材料的浪费，降低能源消耗。

[0004] 本发明所采用的技术方案为：一种铸造用木模的数字化制作方法，包括以下步骤：
（a）根据铸件材料性能和铸造预采取的铸造砂型性能，确定铸件的收缩率和铸件的浇注系统；
（b）确定铸件分模、木模各部分结构的形状和尺寸，建立木模的三维CAD数字模型；
（c）根据木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码；
（d）将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对木料进行加工，制得木模；
（e）利用步骤（d）所制得的木模制作铸型，铸型装配，浇注后制得铸件；
（f）对步骤（e）所制得的铸件进行检测，若铸件检测合格，木模制作结束；若铸件检测不合格，则返回到步骤（a）；
（g）修正步骤（a）中铸件的收缩率和铸件的浇注系统；
（h）修正木模的三维CAD数字模型；
（i）根据修正后木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码，并将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对已制得的木模进行修正或重新加工制作新的木模；
（j）利用修正后的木模或重新加工制得的木模重新制作铸型，铸型装配，浇注后制得新的铸件；
（k）对制得的新的铸件进行检测，若铸件检测不合格，则返回到步骤（g），直至制得检测合格的铸件。

[0005] 作为本发明的进一步优选，所述的木模所用木料是红松、白松或者三合板中的任一种。

[0006] 作为本发明的进一步优选，所述的木模所用木料是经过烘干处理后的木料。

[0007] 作为本发明的进一步优选，所述的木模加工用数控机床采用的刀具是带锥度的木料加工旋转刀具。

[0008] 作为本发明的进一步优选，所述的制得的木模具有拔模斜度。

[0009] 本发明的有益效果在于：（1）采用计算机数字化构建木模的CAD三维模型，利用CAD三维模型驱动专用数控机床加工木模，使得木模设计人员不需要根据三维图转换成二维图再交给工艺人员，工艺人员也不需要转换二维图，数控机床设备根据CAD三维模型直接加工木模获得优质木模，模具精度等级得到有效提高，大幅度简化了工艺，缩短了木模加工制造时间；
（2）数控机床属于精加工设备，定位精度高，可以获得复杂空间曲面和细小结构，带锥度的专用木料加工旋转刀具转速很高，最高可以达到24000转/分钟，比传统的磨床转速还要高，所以木模的光洁度、直线度和平面度以及尺寸精度都在0.05毫米级别以上；
本发明采用专用数控机床和带锥度的专用木料加工旋转刀具，通过铣削工艺获得铸造用木模，省去了多次试切削木模以及铸件产品铸型、浇注、铸件检验直至获得合格铸件后再修正木模的环节，大幅度提高生产效率，缩短了新开发铸件产品的大批量生产所需开发木模的时间，提高了木模的精度和表面粗糙度，而且可减少木工人员的90%左右的作业量，同时减少该过程中的材料的浪费，降低能源消耗，因此，本发明方法具有数字化、精密化、绿色化等优点。

[0010] 附图说明：图1为本发明的铸造用木模的数字化制作方法工艺流程图。

[0011] 具体实施方式：下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。

[0012] 如图1所示：本发明是一种铸造用木模的数字化制作方法，包括以下步骤：（a）根据铸件材料性能和铸造预采取的铸造砂型性能，确定铸件的收缩率和铸件的浇注系统；
（b）确定铸件分模、木模各部分结构的形状和尺寸，建立木模的三维CAD数字模型；
（c）根据木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码；
（d）将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对木料进行加工，制得木模；
（e）利用步骤（d）所制得的木模制作铸型，铸型装配，浇注后制得铸件；
（f）对步骤（e）所制得的铸件进行检测，若铸件检测合格，木模制作结束；若铸件检测不合格，则返回到步骤（a）；
（g）修正步骤（a）中铸件的收缩率和铸件的浇注系统；
（h）修正木模的三维CAD数字模型；
（i）根据修正后木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码，并将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对已制得的木模进行修正或重新加工制作新的木模；
（j）利用修正后的木模或重新加工制得的木模重新制作铸型，铸型装配，浇注后制得新的铸件；
（k）对制得的新的铸件进行检测，若铸件检测不合格，则返回到步骤（g），直至制得检测合格的铸件。

[0013] 本发明中木模所用木料是红松、白松或者三合板中的任一种，且木模所用木料是经过烘干处理后的木料，当然，木料还不能有虫眼和裂纹，木模的关键部位所用木料应该避开木材上的结瘤，同时，本发明中木模加工用数控机床采用的刀具是带锥度的木料加工旋转刀具；而且本发明制得的木模具有拔模斜度。

[0014] 实施例一利用本发明方法制造一个直径为250mm、长度为250mm的铸造柱体的木模，柱体的材质为HT250，该木模的数字化制作步骤如下：
（a）预采取的铸造型砂为树脂砂，原砂粒度选50，实际应用时也可以选80，树脂加入量为树脂砂的1.5%，固化剂加入量占树脂加入量的50%；结合HT250的铸造性能，设定铸件的收缩率为1.0%，根据传统经验，选用底注式浇注系统；根据经验，取该木模的拔模斜度为1.5°；
（b）确定铸件分模，采取该铸件体完全在下模内，上模简单做个厚度为60mm的砂型盖板；根据步骤（a）和步骤（b）确定木模的直径为252.5mm、高度为252.5mm、拔模斜度为1.5°的铸件体，建立木模的三维CAD数字模型；
（c）根据木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码；
（d）将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对木料进行加工，数控机床的刀具采用锥度为1.5°的专用木料加工旋转铣刀，木模所用木料选用烘干处理过的红松，制得木模；当然，实际应用时，木模所用木料也可以选用三合板；
（e）利用步骤（d）所制得的木模制作铸型，铸型装配，浇注后制得铸件；
（f）对步骤（e）所制得的铸件进行检测，铸件检测合格，木模制作结束。

[0015] 实施例二利用本发明方法制造一个外边长为250mm、内边长为100mm的铸造空心正方体的木模，空心正方体的材质为HT250，该木模的数字化制作步骤如下：
（a）预采取的铸造型砂为树脂砂，原砂粒度选80，实际应用时也可以选50，树脂加入量为树脂砂的1.5%，固化剂加入量占树脂加入量的50%；结合HT250的铸造性能，设定铸件的收缩率为1.5%，根据传统经验，选用底注式浇注系统；根据经验，取该木模的拔模斜度为1.5°；
（b）确定铸件分模，采取该铸件体完全在下模内，上模简单做个厚度为60mm的砂型盖板；根据步骤（a）和步骤（b）确定木模的外边长为252.5mm、内边长为101.5mm、拔模斜度为
1.5°的空心正方体；
（c）根据木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码；
（d）将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对木料进行加工，数控机床的刀具采用锥度为1.5°的专用木料加工旋转铣刀，木模所用木料选用烘干处理过的白松，制得木模；
（e）利用步骤（d）所制得的木模制作铸型，铸型装配，浇注后制得铸件；
（f）对步骤（e）所制得的铸件进行检测，检测后得知所得铸件尺寸大于要求；
（g）修正步骤（a）中铸件的收缩率为1.6%，依然选用底注式浇注系统作为铸件浇注系统；
（h）修正木模的三维CAD数字模型；
（i）根据修正后木模的三维CAD数字模型生成数控机床用G代码，并将生成的G代码输入到木模加工用数控机床，木模加工用数控机床根据G代码对已制得的木模进行修正；当然，实际应用时，木模加工用数控机床也可以根据G代码重新加工制作新的木模；
（j）利用修正后的木模重新制作铸型，铸型装配，浇注后制得新的铸件；若重新加工制作新的木模，则利用重新加工制得的新的木模制作铸型，铸型装配，浇注后制得新的铸件；
（k）对制得的新的铸件进行检测，铸件检测合格，木模制作结束；在实际应用时，若对制得的新的铸件检测仍不合格，则返回到步骤（g），直至制得检测合格的铸件。

[0016] 本发明采用计算机数字化构建木模的CAD三维模型，利用CAD三维模型驱动专用数控机床加工木模，使得木模设计人员不需要根据三维图转换成二维图再交给工艺人员，工艺人员也不需要转换二维图，数控机床设备根据CAD三维模型直接加工木模获得优质木模，模具精度等级得到有效提高，大幅度简化了工艺，缩短了木模加工制造时间；数控机床属于精加工设备，定位精度高，可以获得复杂空间曲面和细小结构，带锥度的专用木料加工旋转刀具转速很高，最高可以达到24000转/分钟，比传统的磨床转速还要高，所以木模的光洁度、直线度和平面度以及尺寸精度都在0.05毫米级别以上。

[0017] 本发明采用专用数控机床和带锥度的专用木料加工旋转刀具，通过铣削工艺获得铸造用木模，省去了多次试切削木模以及铸件产品铸型、浇注、铸件检验直至获得合格铸件后再修正木模的环节，大幅度提高生产效率，缩短了新开发铸件产品的大批量生产所需开发木模的时间，提高了木模的精度和表面粗糙度，而且可减少木工人员的90%左右的作业量，同时减少该过程中的材料的浪费，降低能源消耗，因此，本发明方法具有数字化、精密化、绿色化等优点。

[0018] 以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。