[發(fā)明專利]一種滾壓緊實近成形砂型制作方法

在審

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• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114289689A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 溫秋林;高云保;王增睿;趙嶺;陳瑞;李景明;趙黎廷;王宇;韓智;宋蕾
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所有限公司
• 主分類號: B22C15/02
• 分類號: B22C15/02;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02;B22C19/00;B22C21/02
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發(fā)明屬于鑄造和快速成形交叉領域，公開一種滾壓緊實近成形砂型制作方法。該方法在鑄造用樹脂砂型的成形過程中，可拆卸模塊進行對型腔的逼近，逐層加砂逐層滾壓，可以得到近似輪廓更高的近成形砂型或模樣，減小了近成形砂型體積，從而節(jié)約鑄造用砂，縮短后續(xù)切削凈成形時間。該方法不受鑄件尺寸限制，可實現(xiàn)大尺寸砂型快速近成形制作。該方法采用的可拆卸模塊的成形方式以及滾壓棍對砂型的逐層滾壓成形方式，大大降低了設備投入、原料、使用等成本。

技術領域

本發(fā)明屬于鑄造和快速成形交叉領域，具體涉及一種滾壓緊實近成形砂型制作方法。

背景技術

鑄造是一種基礎的金屬熱加工成形工藝，砂型鑄造作為應用最早、工藝最為成熟的鑄造工藝應用廣泛。傳統(tǒng)有模砂型鑄造工藝制造周期長、成本高、精度低、材料浪費大，難以滿足鑄造行業(yè)可持續(xù)快速發(fā)展需求。隨著科技持續(xù)進步，不斷有新的砂型快速制造技術被研發(fā)使用，例如基于激光的選區(qū)燒結成形技術(SLS)、基于微滴噴射的砂型/砂芯增材制造技術(3DP)以及擠壓-切削一體化無模鑄造復合成形技術。新技術的應用實現(xiàn)了砂型快速制造的數(shù)字化、復合化、智能化，滿足了鑄造行業(yè)新產品研制、開發(fā)周期短、小批量、個性化的需求。

新技術存在自身缺點和局限性：高昂的設備購置費、維修費、保養(yǎng)費，嚴苛的原料選用、使用環(huán)境，無法實現(xiàn)大型鑄件砂型的快速制造。為了進一步提高砂型制造效率、減少型砂切削量、降低設備投入費用、滿足不同尺寸鑄件砂型制造、節(jié)約型砂材料和能源，本發(fā)明創(chuàng)新地提出一種砂型數(shù)字化滾壓緊實近成形方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提高砂型數(shù)字模塊化無模鑄造滾壓緊實精密成形的效率，節(jié)約設備成本及型砂用量。在鑄造用樹脂自硬砂型的成形過程中，使用可拆卸單元模塊代替現(xiàn)有數(shù)字化無模擠壓成形機中的可升降式擠壓單元陣列，可降低設備成本、提升砂型尺寸靈活性；通過逐層加砂、逐層滾壓的緊實方式，實現(xiàn)了砂型緊實度、強度的提升；得到精確輪廓的近成形砂型，為后續(xù)凈成形切削工序節(jié)約時間。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種滾壓緊實近成形砂型制作方法，該方法流程如下：

①采用計算機對砂型三維模型進行離散處理，將三維模型離散處理為n個投影面積為s，高為h的規(guī)則體，生成h坐標文件，得到近成形砂型數(shù)字模型；

②將能夠安裝可拆卸單元模塊的底座置于可控升降平臺上，方便控制每層鋪砂的厚度以及滾壓的壓下量；

③根據(jù)近成形砂型數(shù)字模型坐標文件，將預制的可拆卸單元模塊鑲入底座中排成擠壓砂型陣列，形成近凈成形砂型底模，根據(jù)具體砂型底模大小選擇不同尺寸砂箱側壁，實現(xiàn)砂箱尺寸可調，根據(jù)具體砂箱尺寸選擇對應長度的滾壓輥；

④將混合好的樹脂自硬砂填入砂箱中，逐層加砂、逐層滾壓；

⑤重復步驟④，經逐層滾壓、固化和起砂型等工序獲得近凈成形砂型。

進一步地，所述的離散處理，是將CAD三維模型離散分割成n個規(guī)則體，規(guī)則體組成擠壓陣列，所述規(guī)則體對應的實物為可拆卸單元模塊，單元模塊高度由h坐標文件決定。

進一步地，所述的h坐標由近成形砂型數(shù)字模型底座面投影劃分網格坐標確定，h為投影網格s區(qū)域內對應砂型高度的最小值。

進一步地，可拆卸單元模塊為一系列預制的長寬為a，高度差為2mm的矩形模塊，底部設計為可與底座鑲嵌的結構，可拆卸單元模塊可由木質、金屬材料或熱塑熱固性材料制作而成。

進一步地，具體砂箱尺寸可調機制為：根據(jù)具體砂型模具大小選擇不同尺寸砂箱側壁，將砂箱側壁固定到四周的液壓裝置上，驅動液壓裝置將砂箱側壁推靠貼近砂型底模，組成砂箱。