[發明專利]一種3D打印斜床身鑄件的制造方法

有效

• 申請號: 201610214959.4
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105665643B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 苗潤青;李棟
• 申請（專利權）人: 寧夏共享模具有限公司
• 主分類號: B22C9/08
• 分類號: B22C9/08;B22C9/10;B33Y10/00
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司11254
• 代理人: 郝學江

技術領域

本發明涉及一種運用3D打印技術來制造斜床身鑄件的澆鑄方法，具體的涉及一種3D打印斜床身鑄件的制造方法，屬于工業機械加工類領域。

背景技術

在工業生產中，機床被廣泛用于儀器儀表、電子、輕工、標準件、軸承業、汽配行業等零部件的加工。其中，斜床身鑄件是高精密加工機床的主要零部件。在傳統鑄造業中，采用純手工制造，此種方案的生產效率低，質量不穩定。隨著3D打印技術的發展和推廣，對斜床身采用3D打印技術鑄造。3D打印組芯造型屬無模鑄造，省去造型和制芯兩大工序，很大程度的提高了生產效率且質量穩定。根據斜床身特有結構及3D打印分芯原則（分芯數量少且方便清砂流涂），對其采用垂直分芯，即在水平方向上砂芯相對獨立。每一塊砂芯內包括鑄件輪廓、澆冒系統以及其它輔助結構，為確保鑄件精度，需借助其它工裝進行定位組芯。

斜床身結構表現為長度較長，且壁薄。為了實現澆注過程中鐵水均勻、平穩、快速充型，傳統工藝澆注系統一般為：橫澆道采用“U”型（如圖1所示），內澆道底返導軌、多點式進流。然而，砂芯設計須包含澆注系統并確保一定吃砂量，大大增加了3D打印用砂量，砂鐵比增高。據計算統計，澆注系統用砂體積一般占總體積的10%-20%。為了使3D打印生產效率更高、成本更低，有必要降低這部分用砂量。為此，如何提供一種高效、低成本的斜床身鑄件制造方法，是本發明研究的目的所在。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種3D打印斜床身鑄件的制造方法，通過對澆鑄系統的改進，降低3D打印砂鐵比，從而能夠降低斜床身的3D打印用砂量，提高生產效率，降低生產成本，從而提高產品質量。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種3D打印斜床身鑄件的制造方法，包括以下步驟：

步驟a，充型位置設置，根據澆注位置設置原則，鑄件導軌設置在澆注方向的底部；

步驟b，澆注系統形式設計，根據澆注系統設計原則，采用開放式澆注系統，所述的開放式澆鑄系統的截面積比為1:1.5-2:2-4，所述的澆注系統的直澆道設置在鑄件長度方向端頭，橫澆道設在鑄件底部，過道片搭接在橫澆道上部，內澆道底返導軌進流，鐵水經過過濾網后通過內澆道平穩進入中間導軌，在所述的過濾網上部設置集渣包，從中間導軌向兩側引流，所述的引流片截面確保三條導軌液面能夠同時上升；

步驟c，砂芯分塊，采用垂直分芯，按照長度方向上每一檔內腔進行分芯，分芯數量比內腔數多一個；

步驟d，砂芯結構設計，分芯后，在保證吃砂量與整體強度前提下對砂芯進行削減隨形，砂芯與砂胎分界面為橫澆道頂部平面，如此砂芯結構不包含橫澆道及底部吃砂量，然后在每一塊砂芯底部設置能夠獨立定位的定位結構；

步驟e，組芯定位設計，垂直分芯，在水平方向上表現為相對獨立，需進行定位，采用砂胎定位，通過模具形成能夠與砂芯定位完美配合的砂型，所述的砂型包括定位結構及澆注系統，每一個砂芯設置2-3個定位臺；在生產組芯前，砂胎上澆注系統及其周邊刷涂鑄造用涂料并沿周放置泥條，防止跑火，待涂料干燥后，在定位砂胎上放置過濾網，隨后將砂芯按照順序通過下芯定位依次放在定位砂胎上，進行最后的流砂、澆注、打箱后即得到所述的斜床身鑄件。

進一步的，在步驟b中，所述的橫澆道距離鑄件導軌的最小距離不低于100mm。

進一步的，在步驟d中，所述的砂芯結構包括鑄件輪廓、澆冒系統、吊運結構、定位結構、卡緊結構。

本發明的有益效果是：有效的降低了斜床身鑄件的3D打印用砂量、生產成本和導軌缺陷發生率；提高了生產效率。

附圖說明

圖1是斜床身鑄件改進后澆注系統示意圖。

圖2是斜床身鑄件傳統澆注系統示意圖。

圖3是斜床身鑄件3D打印組芯造型過程示意圖。

圖4是兩種澆注系統砂芯對比圖。

其中：鑄件輪廓1、砂芯2、U型橫澆道3、過濾網片4、內澆道5、橫澆道6、過道片7、集渣包8、引流片9、砂芯定位結構10、定位砂胎11、砂胎定位配合結構12。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

下面結合附圖1-4對本發明做進一步分析。