專利名稱：一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，屬于鑄造與快速成形的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鑄造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，也是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，各行各業(yè)都離不開鑄件。鑄造是較經(jīng)濟的毛坯成形方法，對于形狀復(fù)雜的制件，鑄造更能顯示出經(jīng)濟性，如汽車發(fā)動機的缸體和缸蓋，船舶螺旋槳以及精致的藝術(shù)品等。對于一些難以切削的零部件，如鎳合金零件不 用鑄造方法無法成形。同時，鑄造的零部件尺寸和重量的適應(yīng)性很寬，金屬種類幾乎不受限制，近年來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國鑄造業(yè)也迅猛發(fā)展，各類鑄件的產(chǎn)量持續(xù)增長。在各類鑄造工藝?yán)铮靶丸T造由于其所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。而砂型鑄造中砂型的制備尤為主要，它直接決定了鑄件的質(zhì)量水平、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率及環(huán)境污染程度?，F(xiàn)有的砂型造型方法分手工造型和機械造型兩種，實質(zhì)都是緊砂和起模，但對于小批量、形狀復(fù)雜的砂型，造型機的模具制造和加工則會產(chǎn)生巨大的損失，尤其是單件砂型制備時，模具的使用即為一次性，成本較高，同時更換模具亦會占據(jù)整個造型流過程中的大量時間。本發(fā)明提出一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，可提高砂型近形性，減少后期加工工序，同時擠壓平臺具有自適應(yīng)性，解決了小批量、形狀復(fù)雜的砂型制備成本高、耗時長的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是提供一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，該造型方法利用擠壓平臺的自適應(yīng)性制造出近形性較好的砂型，同時擠壓陣列的損耗集中在某一個或幾個擠壓頭處，這些擠壓頭可拆卸和更換，延長了模具的使用壽命。I.一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，其特征在于，具體步驟如下
①根據(jù)砂型形狀建立CAD模型；
②根據(jù)CAD模型建立砂型的近似模型；
③根據(jù)砂型近似模型編寫擠壓陣列的控制代碼；
④通過CAD驅(qū)動控制擠壓陣列中各擠壓頭(4)生成砂型近似形狀；
⑤根據(jù)砂型尺寸要求，選取大小合適的砂箱(3)安裝并固定在工作臺上；
⑥根據(jù)砂型要求，選取合適的造型材料導(dǎo)入砂箱(3)，進行造型；
⑦通過CAD驅(qū)動控制擠壓頭(4)恢復(fù)初始位置，卸除砂箱(3)，取出砂型預(yù)成形件；
⑧將造型后得到的砂型預(yù)成形件進行數(shù)字化銑削加工。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，所述的擠壓頭(4)可以是模具鋼、45#鋼及其他高性能材料，擠壓頭(4)截面可為正方形、三角形或六邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，所述的擠壓陣列可以是截面等大小的擠壓頭(4)均勻密布的陣列，也可以是截面尺寸不一的擠壓頭(4)無間隙組合排布的陣列。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，所述的根據(jù)砂型近似模型生成砂型近似形狀，控制各擠壓頭(4)組成擠壓陣列時不應(yīng)與砂型近似模型曲面相交，應(yīng)預(yù)留Imm 3mm的加工余量。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的根據(jù)砂型近似模型生成砂型近似形狀，生成砂型近似形狀后鎖緊各擠壓頭(4)位置。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擠壓陣列可在造型過程中對造型材料進行加熱。本發(fā)明有益的效果是
I.設(shè)備自動化水平高，制備過程可控，可以依據(jù)制件規(guī)格要求進行小批量、外形結(jié)構(gòu)復(fù)·雜砂型的加工。2.制件近形性好，后期切削工藝簡單、快捷。3.擠壓平臺的損耗集中在單個或多個擠壓頭處，只需更換部分?jǐn)D壓頭，極大的節(jié)省了成本，實現(xiàn)了低成本、高效率的砂型制造。


圖I為本發(fā)明擠壓成形示意 圖2為造型后砂型預(yù)成形件示意 圖3為銑削加工后砂型示意 圖4為本發(fā)明流程示意圖。附圖標(biāo)記
I一電機； 2—壓板；3—砂箱；4一擠壓頭；5—傳動設(shè)備。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。本發(fā)明數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法具體步驟如下
A、根據(jù)砂型形狀建立CAD模型；
B、根據(jù)CAD模型建立砂型的近似模型；
C、根據(jù)砂型的近似模型編寫擠壓陣列控制代碼；
D、通過CAD控制擠壓頭(4)的移動距離，使擠壓陣列上各擠壓頭(4)生成砂型近似形
狀；
E、根據(jù)砂型尺寸要求選取相應(yīng)的砂箱(3)，安裝并固定在工作臺上；
F、將攪拌均勻的型砂和粘結(jié)劑導(dǎo)入砂箱，下降壓板(2)，進行擠壓造型；
G、造型完成，通過CAD控制擠壓頭(4)恢復(fù)初始位置，卸除砂箱(3)，得到如圖2砂型的預(yù)成形件；
H、對砂型預(yù)成形件進行數(shù)字化銑削加工，得到如圖3的最終砂型。上述實施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的說明，不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，其特征在于，具體步驟如下 ①根據(jù)砂型形狀建立CAD模型； ②根據(jù)CAD模型建立砂型的近似模型； ③根據(jù)砂型近似模型編寫擠壓陣列的控制代碼； ④通過CAD驅(qū)動控制擠壓陣列中各擠壓頭(4)生成砂型近似形狀； ⑤根據(jù)砂型尺寸要求，選取大小合適的砂箱(3)安裝并固定在工作臺上； ⑥根據(jù)砂型要求，選取合適的造型材料導(dǎo)入砂箱(3)，進行造型； ⑦通過CAD驅(qū)動控制擠壓頭(4)恢復(fù)初始位置，卸除砂箱(3)，取出砂型預(yù)成形件； 將造型后得到的砂型預(yù)成形件進行數(shù)字化銑削加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，所述的擠壓頭(4)可以是模具鋼、45#鋼及其他高性能材料，擠壓頭(4)截面可為正方形、三角形或六邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，所述的擠壓陣列可以是截面等大小的擠壓頭(4)均勻密布的陣列，也可以是截面尺寸不一的擠壓頭(4)無間隙組合排布的陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，所述的根據(jù)砂型近似模型生成砂型近似形狀，控制各擠壓頭(4)組成擠壓陣列時不應(yīng)與砂型近似模型曲面相交，應(yīng)預(yù)留Imm 3_的加工余量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的根據(jù)砂型近似模型生成砂型近似形狀，生成砂型近似形狀后鎖緊各擠壓頭(4)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擠壓陣列可在造型過程中對造型材料進行加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化無模砂型擠壓成形方法，屬于鑄造和快速成形的交叉領(lǐng)域。本發(fā)明方法的步驟為根據(jù)砂型形狀建立CAD模型，根據(jù)CAD模型建立砂型的近似模型，編寫擠壓頭控制代碼，控制擠壓頭生成砂型的近似形狀；導(dǎo)入造型材料，擠壓造型，得到砂型預(yù)成形件，將砂型預(yù)成形件進行銑削加工得到最終砂型。與現(xiàn)有的傳統(tǒng)造型方法相比，本發(fā)明造型方法省去了模具制造環(huán)節(jié)，減少加工工序，縮短生產(chǎn)周期，極大的降低了砂型生產(chǎn)成本；尤其適用于形狀復(fù)雜的小批量砂型的加工制造。
文檔編號B22C9/02GK102773411SQ201210296259
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者劉豐, 單忠德, 吳曉川, 宋祥宇, 康懷镕, 顧兆現(xiàn) 申請人:機械科學(xué)研究總院先進制造技術(shù)研究中心