一种大型滑鞍的无模铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种大型滑鞍的无模铸造方法。

背景技术

加工中心的重要组成部滑鞍是数控件，如图1所示，滑鞍的结构极为复杂，具有厚大的导轨部位，内腔只有顶面设置有方孔，且滑鞍各部分壁厚差异大，具有铸造难度。导轨、钳口部位具有为滑鞍铸件的重要加工面，尺寸精度和质量要求都极高。

大型滑鞍的传统的铸造工艺，采用木模手工造型，除了上、下砂型外，还需要木模芯盒制作21块砂芯，其中20块砂芯需要采用标芯连接，1块砂芯需要采用粘芯连接。整个造型、制芯及组芯合箱步骤繁杂、要求极高，严重影响铸件生产效率和铸造质量。

滑鞍导轨对应砂芯/砂型处需要设置隔砂冷铁，造型、制芯操作时，隔砂层厚度控制不稳定，导轨部位易出现夹砂、夹渣等缺陷。滑鞍钳口处在铸件最高处，易出现夹渣缺陷。滑鞍内腔只有顶面方孔，内腔芯的固定和排气极为困难，这也是整个滑鞍铸造的最大难题。

发明内容

基于此，有必要针上述技术问题，提供一种大型滑鞍的无模铸造方法。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明实施例公开一种大型滑鞍的无模铸造方法，包括砂芯制造和组芯合箱，所述砂芯制造为通过3D打印方式成型各砂芯；所述砂芯包括底芯和盖芯，所述底芯和所述盖芯之间采用阶梯分芯方式；所述底芯分成若干段；所述盖芯分成若干段；

所述组芯合箱包括如下步骤:

组芯，在组芯平台上先拼接各段底芯，然后在底芯上组拼各段盖芯；

埋箱，组好的砂芯套设砂箱，使用树脂砂填满砂箱，待树脂砂硬化后，座水口即可进行后序浇注。

在其中一种实施例中，所述阶梯分芯方式包括大阶梯分芯和小阶梯分芯，两侧底芯与盖芯之间采用大阶梯分芯，中间底芯与盖芯之间采用小阶梯分芯。

在其中一种实施例中，所述浇注系统为封闭式，包括直浇道、横浇道和内浇道，所述横浇道的下半部分设置于底芯，所述横浇道的上半部分和所述直浇道、所述内浇道设置于盖芯。

在其中一种实施例中，所述大型滑鞍的导轨设置于所述底芯，所述底芯对应所述导轨处设置隔砂冷铁。

在其中一种实施例中，在所述底芯对应所述导轨处预设冷铁腔，冷铁放入所述冷铁腔后，填入树脂砂补平所述冷铁腔。

在其中一种实施例中，所述大型滑鞍的钳口设置于所述盖芯，所述盖芯对应所述钳口处顶面敞开且与冒口芯做整。

在其中一种实施例中，各段盖芯之间的分芯面为铸件内腔筋板中心的对称面。

在其中一种实施例中，所述底芯和所述盖芯之间设置定位特征。

在其中一种实施例中，在所述组芯步骤，每组拼一段底芯和/或盖芯后检测尺寸，所有底芯和/或盖芯组拼完成后测量整体尺寸。

在其中一种实施例中，在所述组芯步骤与所述埋箱步骤之间，使用封堵带封堵各砂芯之间的间隙。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的大型滑鞍的无模铸造方法，尺寸控制精度高，有效防止呛火、夹砂等缺陷，同时有效提高铸件关键部位质量，保证铸件的组织均匀性和致密度。

本发明实施例公开的大型滑鞍的无模铸造方法，采用纯组芯工艺，铸造过程无需模具，即无模具造型过程，有效缩短生产周期；砂芯数量大幅下降，简化制芯过程及组芯工艺，降低操作难度。

本发明实施例公开的大型滑鞍的无模铸造方法，采用阶梯分芯方式，浇注系统无需单独设计砂芯，一部分浇注系统由底芯带出，另一部分浇注系统由盖芯带出，合箱操作简单，生产效率高。

附图说明

图1为大型滑鞍的结构示意图；

图2为本发明公开的大型滑鞍的无模铸造方法的组芯示意图；

图3为对应图2的阶梯分芯方式的示意图；

图4为1#底芯的结构示意图；

图5为1#盖芯的结构示意图；

附图标记说明：

110-钳口，120-导轨；

210-1#底芯，220-2#底芯，230-3#底芯；

310-1#盖芯，320-2#盖芯，321-钳口芯，330-3#盖芯，340-4#盖芯；

410-横浇道，420-定位特征，430-冷铁腔；

500-阶梯分芯面，510-大阶梯，520-小阶梯。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连同。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明大型滑鞍结构复杂，顶部设置多个方孔，顶部还设置有钳口110，各部分壁厚差异大，导轨120部位厚大且具有重要加工面。

本发明实施例公开一种大型滑鞍的无模铸造方法，所公开的大型滑鞍的无模铸造方法包括砂芯设计、砂芯制造和组芯合箱。砂芯设计为底芯和盖芯，底芯和盖芯之间采用阶梯分芯方式，无需设计专门用于形成浇注系统的砂芯，最大化减少砂芯数量；底芯和盖芯之间的主要分芯面选择铸件的最大面，浇注系统一部分设置于底芯内，另一部分设置于盖芯内。砂芯制造为通过3D打印方式成型各砂芯。本申请采用纯组芯方式，直接在平地板上组芯、埋箱，无需制作模具，省去模具造型工序。

具体地，如图2所示，底芯形成铸件导轨120及外观面，依据3D打印机最大打印尺寸，分为三段，分别为1#底芯210、2#底芯220和3#底芯230，导轨处设置隔砂冷铁，以提高导轨120的铸造质量；盖芯形成铸件顶面及内腔结构，依据内腔具体结构，分为四段，分别为1#盖芯310、2#盖芯320、3#盖芯330和4#盖芯340，各盖芯之间的分芯面为内腔筋板中心的对称面。用于形成钳口110的钳口芯321设置于2#盖芯320的顶部，2#盖芯320对应钳口110处可以顶面敞开，钳口芯321与冒口芯做整，组装于2#盖芯320顶部。

进一步地，如图3所示，图中黑粗线即为底芯和盖芯之间的阶梯分芯面500示意，阶梯分芯面500主要还是分布在铸件的最大面，包括两个分芯大阶梯510和两个分芯小阶梯520。出于具体铸件结构考虑，2#底芯220和2#、3#盖芯320、330之间设置有两个小阶梯520；出于浇注系统设计考虑，1#底芯210和1#盖芯310之间设置有一个大阶梯510，3#底芯230和3#盖芯330之间设置有另一个大阶梯510。

浇注系统可以由底芯和盖芯带出，无需增设其它浇注系统砂芯。浇注系统设计为封闭式浇注系统，具体地，如图4、图5所示，直浇道和内浇道(图中为显示)均设置于盖芯中，横浇道410的下半部分设置于底芯的顶部，横浇道410的上半部分设置于盖芯的底部。底芯和盖芯均由3D打印方式成型，阶梯分芯方式还可以将各砂芯所有清砂盲点全部打开，无需额外开设清砂孔，无需额外填设粘芯。

本发明公开的实施例中，导轨120要求极高的组织和致密度，导轨面砂芯需要铺设隔砂冷铁，底芯的导轨面提前设计若干冷铁腔430，冷铁腔430在底芯3D打印过程中留出。组芯合箱前，将冷铁放入冷铁腔430中并填埋树脂砂，紧实后刮平表面，自然硬化后刷涂涂料，即完成在3D打印的底芯中后置隔砂冷铁。3D打印的冷铁腔430尺寸准确，尺寸设计时，可以在导轨面两侧留有参考基准，准确对冷铁进行定位，后序填埋树脂砂时补平该参考基准即可。

本发明公开的实施例中，底芯和盖芯之间以及各底芯之间还可以设置有相互配合的定位特征420，定位特征420优选为字母定位。例如在盖芯上设置定位凸起，在底芯对应处设置定位凹槽，组芯时凸起与凹槽紧密契合即可实现底芯和盖芯之间的准确定位、限位。如图2所示，可以在砂芯的拐角以及分芯面的阶梯处设置定位特征420。

本发明公开的实施例中，组芯合箱可以包括组芯和埋箱步骤：

底芯组芯，在组芯平台上先拼接1#底芯210、2#底芯220和3#底芯230，测量底芯长度尺寸和宽度方向的垂直度，直至合格继续下序。

盖芯组芯，组好的底芯作为基准新，以此在其上组拼1#盖芯310、2#盖芯320、3#盖芯330和4#盖芯340，每组一段盖芯后，检查其与底芯是否对齐，检查两侧尺寸，所有盖芯都组拼完成后，测量砂芯总体尺寸，检查组芯尺寸是否合格，保证铸造尺寸。

组芯完成后，使用海绵胶带、泥条等封堵带封堵各砂芯之间的间隙，防止后序埋箱过程中散砂进入型腔。

进一步地，各砂芯之间可设置有防错位特征，以保证组芯正确。

埋箱，组好的砂芯外套设砂箱，使用树脂砂填满砂箱，待树脂砂硬化后，座水口即可进行后序浇注。

本发明实施例公开的大型滑鞍的无模铸造方法，底芯和盖芯之间采用阶梯分芯方式，底芯和盖芯直接带出浇注系统，重要加工面即导轨面设计在底芯且导轨面后置隔砂冷铁；直接在组芯平台组芯，砂芯直接形成铸件及浇注系统，实现无模铸造。本发明实施例公开的大型滑鞍的无模铸造方法，充型过程平稳，保证铸件无夹渣、气孔等铸造缺陷；砂芯数量大幅下降，制芯、组芯过程极大简化，操作难度降低，尺寸精度控制高，有效预防呛火、夹砂缺陷产生。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。