[發明專利]無轉換初加工基準整體砂芯設計制芯方法

有效

• 申請號: 201310649862.2
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103658544B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 解維生;劉洪匯;李勇軍;王學民;燕偉;喬昕;董麗波;張開;付本江;顏慶柱;黃建雙;王曉明;祁德強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東安發動機（集團）有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明涉及一種應用于砂型精密鑄造領域的砂芯設計和制芯的方法，尤其是一種無轉換初加工基準整體砂芯設計制芯方法。

背景技術

原有鑄造用砂芯的設計和制芯技術為：鑄件設計→初加工基準設計→鑄造工藝方案設計→砂芯及組芯設計→芯盒設計→芯盒制造→芯盒準備→射砂（填砂）→緊實→砂芯固化→砂芯出?！靶緳z查→砂芯修補→制芯完成。

該技術是由多個砂芯組合后進行澆注，主要存在下述不足：1）不同砂芯上的初加工基準間存在尺寸偏差；2）不同砂芯上的初加工基準與毛坯面間存在尺寸偏差；3）不同砂芯上的毛坯面間存在尺寸偏差。這些不足會將偏差累積后傳遞到鑄件上，造成鑄件的毛坯面與初加工基準存在較大的尺寸偏差，導致鑄件加工后，毛坯面與加工面間的尺寸超差。

發明內容

本發明的目的是為鑄件提供一種無轉換初加工基準整體砂芯設計制芯方法，使毛坯面與初加工基準保持穩定和準確的尺寸精度，從而保證鑄件機加工后，加工面與毛坯面間的尺寸精度要求。本發明的技術解方案為：

1）鑄件設計；

2）鑄造工藝方案設計：確定澆注位置，進行澆注系統、組件及分型面設計；

3）初加工基準設計：在鑄件毛坯面對應的砂芯上設計初加工基準，具體方案為：在鑄件Z-X設計基準平面內設置4個基準臺，其中一個為驗證基準；在鑄件Z-Y設計基準平面內設置4個基準臺，其中一個為驗證基準；在鑄件X-Y設計基準平面內設置3個基準臺；

4）整體砂芯設計：將初加工基準及關鍵毛坯面所在的各個砂芯整合設計成一個整體砂芯，所述的關鍵毛坯面為零件中基本尺寸所位于的平面；

5）整體砂芯制芯：采用3D快速原型機進行砂芯，具體參數：原砂粒度為110~140目，切片層厚度為0.15~0.20mm；

6）砂芯回溫：在爐內溫度≤40℃時，將砂芯入爐，隨爐緩慢平穩升溫至150℃～160℃后保溫2~2.5小時，隨爐冷卻至≤40℃，出爐；

7）砂芯檢查修補；

8）制芯完成。

所述的Z-X和Z-Y設計基準平面內的初加工基準的長寬高尺寸為：15mm×10mm×10mm；X-Y設計基準平面內的初加工基準尺寸為：ф15×1.5mm。

本發明通過在設計基準平面內設計初加工基準，然后與關鍵毛坯面所在的砂芯整合設計成一個整體砂芯，達到將毛坯面與機加面間的尺寸偏差控制在0.4mm范圍內的目的。為了解決整體砂芯無法出模的問題，采用3D快速原型機進行整體砂芯的制備。本發明的優點是將初加工基準與關鍵毛坯面設計在同一整體砂芯上，再應用3D技術進行制芯，減小了初加工基準間、毛坯面與初加工基準間、毛坯面間的尺寸偏差，從而保證鑄件的尺寸精度要求。

具體實施方式

無轉換初加工基準整體砂芯設計制芯方法的步驟如下：

1）鑄件設計；

2）鑄造工藝方案設計：確定澆注位置，進行澆注系統、組件及分型面設計；

3）初加工基準設計：在鑄件毛坯面對應的砂芯上設計初加工基準，具體方案為：在鑄件Z-X設計基準平面內設置4個基準臺，其中一個為驗證基準；在鑄件Z-Y設計基準平面內設置4個基準臺，其中一個為驗證基準；在鑄件X-Y設計基準平面內設置3個基準臺；

4）整體砂芯設計：將初加工基準及關鍵毛坯面所在的各個砂芯整合設計成一個整體砂芯，所述的關鍵毛坯面為零件中基本尺寸所位于的平面；

5）整體砂芯制芯：采用3D快速原型機進行砂芯，具體參數：原砂粒度為110~140目，切片層厚度為0.15~0.20mm；

6）砂芯回溫：在爐內溫度≤40℃時，將砂芯入爐，隨爐緩慢平穩升溫至150℃～160℃后保溫2~2.5小時，隨爐冷卻至≤40℃，出爐；

7）砂芯檢查修補；

8）制芯完成。

所述的Z-X和Z-Y設計基準平面內的初加工基準的長寬高尺寸為：15mm×10mm×10mm；X-Y設計基準平面內的初加工基準尺寸為：ф15×1.5mm。

實施例一

直升機粒子分離器前機匣鑄件，壁厚2.8mm，尺寸精度為HB6103的CT6級，最小機加工余量為0.5mm，機加工面與毛坯面的最小壁厚為1.9mm。

實施過程：

1）鑄件設計；

2）鑄造工藝方案設計：確定澆注位置，進行澆注系統、組件及分型面設計；