專利名稱：一種鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鑄造用的鐵模覆砂的無模砂型成型方法，屬于鑄造成形領域。
背景技術：
鐵模覆砂鑄造是利用低壓壓縮空氣將流態(tài)覆膜砂吹入到隨型的加熱的鐵型和模具型腔，使型腔內(nèi)均勻覆上一層5 8_熱固化型砂而形成鑄型的一種鑄造工藝。由于鐵模覆砂鑄型剛度好且覆砂層比較薄，鑄件冷卻速度快，砂子粒度細，因此可顯著提高鑄件的尺寸精度、致密性、表面質(zhì)量、晶粒的細化程度和球化率，同時可實現(xiàn)無冒口鑄造。廣泛應用于鑄造工藝難度較大的一些鑄件，如曲軸等鑄件。鐵模覆砂需根據(jù)不同的鑄件預先加工相應的模具，由于制作模具成本較高，周期長，因此鐵模覆砂僅適用于大批量鑄件的制造，不適用于單件小批量鑄件的制造。鐵模覆砂 需要預先對鐵型和鐵模進行加熱并控制在一定的溫度下進行，以保證射入的砂子能固化而不焦化。鐵模覆砂噴砂時同時需要排氣和避免跑砂，如果鐵型排氣不暢勢必造成射不足、氣鼓等缺陷；合模后如果上下鐵模間閉合不嚴實，則容易出現(xiàn)跑砂。實際生產(chǎn)中由于鐵型鑄造加工后有應力變形、鐵型不斷加熱冷卻產(chǎn)生變形及鐵型上表面的磕碰都會使射砂時鐵型上表面和射砂板下平面產(chǎn)生間隙，射砂時砂子從間隙中跑出，造成環(huán)境污染和浪費砂子。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的鐵模覆砂工藝的不足，本發(fā)明提出一種鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，旨在解決現(xiàn)有鐵模覆砂加工單件小批量鑄件周期長、成本高、工藝復雜的問題。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種鐵模覆砂的砂型數(shù)控加工成形方法，該方法包括以下幾個步驟
①建立所需砂型的CAD模型;
提取砂型型腔輪廓；優(yōu)化輪廓，建立砂坯CAD模型；
Φ根據(jù)砂坯CAD模型，將型砂(2)堆積在鐵型(I)內(nèi)；
④用搗棒(3)對鐵型內(nèi)的型砂進行搗實，形成砂坯；
CD測量砂坯尺寸，修補砂坯，再搗實，直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸；
CD對鐵型內(nèi)的型砂進行干燥并待其固化；Φ對鐵型內(nèi)的砂坯的進行數(shù)控加工至砂型成形。待鑄件澆注成形后，取出鑄件，清理鐵型內(nèi)的型砂，回收鐵型。所述的提取砂型型腔輪廓，是按照所提取輪廓尺寸應小于實際砂型型腔尺寸的原則進行提取。所述的優(yōu)化輪廓，是將輪廓的凹、凸、尖等不均勻特征部位去除。所述的鐵型(I ) ，是具有凹坑內(nèi)表面和錐形內(nèi)腔的鐵型。所述的將型砂堆積在鐵型內(nèi)，是在無模的情況下，運用人工或機械的方法進行堆積，并確保鐵型內(nèi)壁均覆蓋有一定厚度的型砂。所述的搗實直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸，應確保搗實后砂坯的型腔尺寸等于或小于其CAD模型尺寸，以給后續(xù)對砂坯的加工留加工余量。本發(fā)明與現(xiàn)有的鐵模覆砂砂型成形方法相比具有以下的優(yōu)點
簡化了砂型成形工藝。由于本方法不需要預先制作鐵模，沒有對鐵模、鐵型進行加熱等復雜工藝，因此極大地簡化了砂型成形工藝。避免惡化工作環(huán)境。由于本方法不采用噴砂工序，避免了鐵模覆砂中噴砂工序可能發(fā)生的跑砂，惡化工作環(huán)境等事故?？s短砂型制造周期，降低成本。由于本方法不使用鐵模，因此不需要針對不同的鑄件制作相應的鐵模，在縮短砂型制造周期的同時也降低了砂型制造的成本。本發(fā)明和現(xiàn)有的無模砂型數(shù)控加工成形方法相比具有以下的優(yōu)點
極大地減少了砂型的加工量，提高了效率，節(jié)約了材料。


說明書附圖是以一鑄件為例來說明本鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法的工藝過程，并非限定本發(fā)明的申請范圍。圖中
圖I是本發(fā)明的提取所需砂型的型腔輪廓、優(yōu)化、并建立砂坯的CAD模型的實施過程示意圖。圖2是本發(fā)明的堆積型砂、搗實、固化、數(shù)控加工成形的實施過程示意圖。圖中
I------鐵型 2------型砂3------搗棒
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的說明。建立如圖I所示的砂型，提取砂型型腔輪廓(圖I中虛線所示)，去除輪廓凹、凸部分，代之以直線，建立砂坯CAD模型。如圖2所示，根據(jù)砂坯的CAD模型，運用人工或機械的方法，將型砂堆積到鐵型內(nèi)，并確保鐵型內(nèi)部均覆蓋有一定厚度的型砂。對鐵型內(nèi)的型砂進行搗實，包括對型腔底部和側(cè)壁的搗實，形成砂坯。測量砂坯的大致尺寸，補充型砂或移除多余型砂，再搗實，使砂坯型腔尺寸等于或略小于其CAD模型尺寸。對砂坯進行干燥處理，待其固化成型。對鐵型內(nèi)的砂坯進行數(shù)控加工，得到砂型。待澆注完成后，取出鑄件和砂型，回收鐵型。以上所述為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的申請范圍，凡其他未脫離本發(fā)明所揭示的實質(zhì)下所完成的等效改變，均勻包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，該方法包括以下幾個步驟 ①建立所需砂型的CAD模型； Φ提取砂型型腔輪廓，優(yōu)化輪廓，建立砂坯CAD模型； Φ根據(jù)砂坯CAD模型，將型砂(2)堆積在鐵型(I)內(nèi)； 用搗棒(3)對鐵型內(nèi)的型砂進行搗實，形成砂坯； @測量砂坯尺寸，修補砂坯，再搗實，直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸； CD對鐵型內(nèi)的型砂進行干燥并待其固化； Φ對鐵型內(nèi)的砂坯的進行數(shù)控加工至砂型成形； CD待鑄件澆注成形后，取出鑄件，去除型砂，回收鐵型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，其特征在于，所述的提取砂型型腔輪廓，是按照所提取的輪廓尺寸應小于實際砂型型腔尺寸的原則進行提取。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，其特征在于，所述的優(yōu)化輪廓，是將輪廓的凹、凸、尖等不易采用堆積方法形成的部位去除。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵模覆砂無模砂型數(shù)控加工成形方法，其特征在于，所述的鐵型(I )，是具有凹坑內(nèi)表面和錐形內(nèi)腔的鐵型。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，其特征在于，所述的將型砂堆積在鐵型內(nèi)，是在無模的情況下，運用人工或機械的方法進行堆積，并確保鐵型內(nèi)壁均覆蓋有一定厚度的型砂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵模覆砂砂型數(shù)控加工成形方法，其特征在于，所述的搗實直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸，應確保搗實后砂坯的型腔尺寸等于或小于其CAD模型尺寸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵模覆砂的無模砂型數(shù)控加工成形方法，該方法包括以下幾個步驟建立所需砂型的CAD模型；提取砂型型腔輪廓，優(yōu)化輪廓，建立砂坯CAD模型；根據(jù)砂坯CAD模型，將型砂(2)堆積在鐵型(1)內(nèi)；對型砂進行搗實、測量、修補砂坯，直至砂坯尺寸接近其CAD模型尺寸；待鐵型內(nèi)的砂坯固化后再對其進行數(shù)控加工至砂型成形。本發(fā)明的方法具有工藝簡單，易實施，低污染，高效率的優(yōu)點。
文檔編號B22C9/02GK102873272SQ20121037609
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者單忠德, 康懷镕, 劉豐, 吳曉川, 顧兆現(xiàn) 申請人:機械科學研究總院先進制造技術研究中心