[發(fā)明專利]一種鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210376097.7
• 申請(qǐng)日: 2012-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN102873272A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單忠德;康懷镕;劉豐;吳曉川;顧兆現(xiàn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): B22C9/02
• 分類號(hào): B22C9/02;B22C23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑄造用的鐵模覆砂的無模砂型成型方法，屬于鑄造成形領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鐵模覆砂鑄造是利用低壓壓縮空氣將流態(tài)覆膜砂吹入到隨型的加熱的鐵型和模具型腔，使型腔內(nèi)均勻覆上一層5～8mm熱固化型砂而形成鑄型的一種鑄造工藝。由于鐵模覆砂鑄型剛度好且覆砂層比較薄，鑄件冷卻速度快，砂子粒度細(xì)，因此可顯著提高鑄件的尺寸精度、致密性、表面質(zhì)量、晶粒的細(xì)化程度和球化率，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)無冒口鑄造。廣泛應(yīng)用于鑄造工藝難度較大的一些鑄件，如曲軸等鑄件。

鐵模覆砂需根據(jù)不同的鑄件預(yù)先加工相應(yīng)的模具，由于制作模具成本較高，周期長，因此鐵模覆砂僅適用于大批量鑄件的制造，不適用于單件小批量鑄件的制造。鐵模覆砂需要預(yù)先對(duì)鐵型和鐵模進(jìn)行加熱并控制在一定的溫度下進(jìn)行，以保證射入的砂子能固化而不焦化。鐵模覆砂噴砂時(shí)同時(shí)需要排氣和避免跑砂，如果鐵型排氣不暢勢(shì)必造成射不足、氣鼓等缺陷；合模后如果上下鐵模間閉合不嚴(yán)實(shí)，則容易出現(xiàn)跑砂。實(shí)際生產(chǎn)中由于鐵型鑄造加工后有應(yīng)力變形、鐵型不斷加熱冷卻產(chǎn)生變形及鐵型上表面的磕碰都會(huì)使射砂時(shí)鐵型上表面和射砂板下平面產(chǎn)生間隙，射砂時(shí)砂子從間隙中跑出，造成環(huán)境污染和浪費(fèi)砂子。

發(fā)明內(nèi)容

?針對(duì)現(xiàn)有的鐵模覆砂工藝的不足，本發(fā)明提出一種鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，旨在解決現(xiàn)有鐵模覆砂加工單件小批量鑄件周期長、成本高、工藝復(fù)雜的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種鐵模覆砂的砂型數(shù)控加工成形方法，該方法包括以下幾個(gè)步驟：

?建立所需砂型的CAD模型；

?提取砂型型腔輪廓；優(yōu)化輪廓，建立砂坯CAD模型；

?根據(jù)砂坯CAD模型，將型砂（2）堆積在鐵型（1）內(nèi)；

?用搗棒（3）對(duì)鐵型內(nèi)的型砂進(jìn)行搗實(shí)，形成砂坯；

?測(cè)量砂坯尺寸，修補(bǔ)砂坯，再搗實(shí)，直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸；

?對(duì)鐵型內(nèi)的型砂進(jìn)行干燥并待其固化；

?對(duì)鐵型內(nèi)的砂坯的進(jìn)行數(shù)控加工至砂型成形。待鑄件澆注成形后，取出鑄件，清理鐵型內(nèi)的型砂，回收鐵型。

所述的提取砂型型腔輪廓，是按照所提取輪廓尺寸應(yīng)小于實(shí)際砂型型腔尺寸的原則進(jìn)行提取。

所述的優(yōu)化輪廓，是將輪廓的凹、凸、尖等不均勻特征部位去除。

所述的鐵型（1），是具有凹坑內(nèi)表面和錐形內(nèi)腔的鐵型。

所述的將型砂堆積在鐵型內(nèi)，是在無模的情況下，運(yùn)用人工或機(jī)械的方法進(jìn)行堆積，并確保鐵型內(nèi)壁均覆蓋有一定厚度的型砂。

所述的搗實(shí)直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸，應(yīng)確保搗實(shí)后砂坯的型腔尺寸等于或小于其CAD模型尺寸，以給后續(xù)對(duì)砂坯的加工留加工余量。

本發(fā)明與現(xiàn)有的鐵模覆砂砂型成形方法相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

簡(jiǎn)化了砂型成形工藝。由于本方法不需要預(yù)先制作鐵模，沒有對(duì)鐵模、鐵型進(jìn)行加熱等復(fù)雜工藝，因此極大地簡(jiǎn)化了砂型成形工藝。

?避免惡化工作環(huán)境。由于本方法不采用噴砂工序，避免了鐵模覆砂中噴砂工序可能發(fā)生的跑砂，惡化工作環(huán)境等事故。

?縮短砂型制造周期，降低成本。由于本方法不使用鐵模，因此不需要針對(duì)不同的鑄件制作相應(yīng)的鐵模，在縮短砂型制造周期的同時(shí)也降低了砂型制造的成本。

本發(fā)明和現(xiàn)有的無模砂型數(shù)控加工成形方法相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

極大地減少了砂型的加工量，提高了效率，節(jié)約了材料。

附圖說明

說明書附圖是以一鑄件為例來說明本鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法的工藝過程，并非限定本發(fā)明的申請(qǐng)范圍。

圖中：

圖1是本發(fā)明的提取所需砂型的型腔輪廓、優(yōu)化、并建立砂坯的CAD模型的實(shí)施過程示意圖。

圖2?是本發(fā)明的堆積型砂、搗實(shí)、固化、數(shù)控加工成形的實(shí)施過程示意圖。

圖中：

1------?鐵型?????2------?型砂????????3------?搗棒??

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。

??建立如圖1所示的砂型，提取砂型型腔輪廓(圖1中虛線所示)，去除輪廓凹、凸部分，代之以直線，建立砂坯CAD模型。

??如圖2所示，根據(jù)砂坯的CAD模型，運(yùn)用人工或機(jī)械的方法，將型砂堆積到鐵型內(nèi)，并確保鐵型內(nèi)部均覆蓋有一定厚度的型砂。

?對(duì)鐵型內(nèi)的型砂進(jìn)行搗實(shí)，包括對(duì)型腔底部和側(cè)壁的搗實(shí)，形成砂坯。