復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，包括以下步驟：1）根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)，在鑄件可加工去除區(qū)域或非重要表面設(shè)置一定數(shù)量的具有規(guī)則幾何形狀的凹槽作為鑄件的基準(zhǔn)；2）作為基準(zhǔn)的凹槽由金屬型芯成形；3）在鑄造模具內(nèi)與鑄件上規(guī)則幾何形狀的凹槽相對的部位設(shè)置槽，金屬型芯采用間隙配合或過渡配合的方式固定在所述的槽內(nèi)；4）金屬型芯放置固定好后，在鑄造模具內(nèi)填入型砂，待型砂硬化成砂型后，出模，金屬型芯基準(zhǔn)成形部分突出于砂型表面；5）鑄型澆注、清理后，將金屬型芯與鑄件分離，在鑄件相應(yīng)位置上形成具有幾何形狀的凹槽，作為后續(xù)鑄件檢驗及機械加工的基準(zhǔn)。保證鑄件各型面精度檢測要求，通用性強，可作為后續(xù)鑄件加工的粗基準(zhǔn)，提高效率。
【專利說明】復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，涉及到一種復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，它適用于鋁合金、鎂合金等有色金屬和鑄鐵、鑄鋼、高溫合金等黑色金屬復(fù)雜鑄件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空、航天、船舶、兵器、汽車等制造業(yè)的發(fā)展，過去許多分立的零件通過焊接或鉚接組成的部件，出于減輕結(jié)構(gòu)重量、降低成本或增加整體剛性和可靠性等需要，要求改為整體鑄造，鑄件的要求越來越精密、復(fù)雜、大型。
[0003]傳統(tǒng)的通過非加工鑄造表面，如筋條、凸臺、平面、圓柱面軸心等確定鑄件基準(zhǔn)的方法，受限于鑄造毛坯的尺寸精度、表面粗糙度以及人員操作水平，鑄造基準(zhǔn)精度低，一致性差，操作難度大，尤其是對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件，鑄件由多個復(fù)雜型面構(gòu)成，基準(zhǔn)的偏差，無法正確反映鑄件各個表面之間的距離尺寸精度和相對位置精度(如同軸度、平行度、垂直度和輪廓度等)，影響鑄件檢驗、加工以及后續(xù)工藝改進的進行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，它能有效克服鑄造基準(zhǔn)精度低、一致性差的難點，保證鑄件各型面精度檢測要求，通用性強，可作為后續(xù)鑄件加工的粗基準(zhǔn)，提聞效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，包括以下步驟:
[0007]I)根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)與精度要求，在鑄件可加工去除區(qū)域或非重要表面設(shè)置一定數(shù)量的具有規(guī)則幾何形狀的凹槽作為鑄件的基準(zhǔn)；
[0008]2)作為基準(zhǔn)的凹槽由金屬型芯成形；
[0009]3)在鑄造模具內(nèi)與鑄件上規(guī)則幾何形狀的凹槽相對的部位設(shè)置槽，金屬型芯采用間隙配合或過渡配合的方式固定在所述的槽內(nèi)；
[0010]4)金屬型芯放直固定好后，在鑄造t旲具內(nèi)填入型砂，待型砂硬化成砂型后，出豐旲，金屬型芯基準(zhǔn)成形部分突出于砂型表面；
[0011]5)鑄型澆注、清理后，將金屬型芯與鑄件分離，在鑄件相應(yīng)位置上形成具有幾何形狀的凹槽，作為后續(xù)鑄件檢驗及機械加工的基準(zhǔn)。
[0012]優(yōu)選地，所述金屬型芯由基準(zhǔn)成形部分與砂型連接部分構(gòu)成。
[0013]優(yōu)選地，所述金屬型芯材質(zhì)選用45號鋼。
[0014]本發(fā)明所述的復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法的有益效果為:
[0015]1、鑄造基準(zhǔn)通過金屬型芯鑄出，形狀與位置精確，一致性好，可精確反映復(fù)雜鑄件各個型面的位置精度與形位精度，對鑄件尺寸問題提前預(yù)判、處理，降低后續(xù)成本。
[0016]2、基準(zhǔn)可作為機械加工的粗基準(zhǔn)，檢測數(shù)據(jù)由同一基準(zhǔn)面測量獲取，真實反映各型面收縮與變形情況，檢測數(shù)據(jù)可作為后續(xù)工藝改進的依據(jù)。[0017]3、本方法通用性強，簡單直觀，適用于各種材質(zhì)、各種方法生產(chǎn)的復(fù)雜鑄件，可提高鑄件檢驗精度與效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為非回旋體復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為非回旋體復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0020]圖中:1、鑄件，2、凹槽；
[0021]圖3為楔形金屬型芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為楔形金屬型芯結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0023]圖5為模具與金屬型芯裝配示意圖；
[0024]圖中:3、模具，4、金屬型芯。
[0025]圖6為馬鞍形雙腔鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中:5、鑄件，6、基準(zhǔn)凹槽；
[0027]圖7為直邊楔形金屬型芯的示意圖；
[0028]圖8為直邊楔形金屬型芯的側(cè)視圖；
[0029]圖9模具與金屬型芯裝配示意圖；
[0030]圖中:7、模具,8、金屬型芯。
【具體實施方式】
[0031]現(xiàn)以較佳的可行實施例并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0032]實施例1:
[0033]以非回旋體鋁合金復(fù)雜鑄件為典型件，材質(zhì)ZL114A，T6熱處理，鑄件最大輪廓尺寸為800mmX400mmX950mm，結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，鑄件下表面為斜平面，其余型面為復(fù)雜空間曲面，機械加工后零件蒙皮壁厚為2.5±0.5_。由于鑄件型面復(fù)雜，尺寸精度要求高，通過非加工鑄造表面確定鑄造基準(zhǔn)的方法無法滿足鑄件精度控制要求，在后續(xù)加工過程中，按理論輪廓加工外形面時，經(jīng)常出現(xiàn)局部壁薄超差導(dǎo)致零件的報廢，加工合格率低。
[0034]【具體實施方式】按如下工藝步驟進行:
[0035](I)鑄件基準(zhǔn)設(shè)計:軸向基準(zhǔn)可通過內(nèi)腔的非加工表面確定，水平基準(zhǔn)與垂直基準(zhǔn)如圖1所示，在鑄件I前、后端框設(shè)置各3個楔形凹槽2，凹槽2的直邊與鑄件I的水平基準(zhǔn)面和垂直基準(zhǔn)面重合。
[0036](2)金屬型芯的設(shè)計:招合金熔體溫度相對較低,金屬型芯材質(zhì)選用45號鋼，金屬型芯的結(jié)構(gòu)如圖3、4所示，由楔形的基準(zhǔn)成形部分與后端砂型連接部分構(gòu)成。
[0037](3)金屬型芯的定位:如圖5所示,在模具3相應(yīng)位置通過機械加工形成相應(yīng)的槽，將金屬型芯4埋入槽內(nèi)，金屬型芯4的基準(zhǔn)成形部分與槽為間隙配合或過渡配合。
[0038](4)砂型制造:金屬型芯放直固定好后，在鑄造t旲具內(nèi)填入型砂，待型砂硬化成砂型后，出模，在鑄型前后端框部位，金屬型芯楔形部分突出于砂型表面；
[0039]( 5 )基準(zhǔn)成形:鑄型澆注、清理后，將金屬型芯與鑄件分離，在鑄件前后端框鑄造成形楔形凹槽各3個，楔形凹槽的直邊可作為鑄件檢驗的基準(zhǔn)和后續(xù)機械加工的粗基準(zhǔn)，精度高，一致性好。經(jīng)生產(chǎn)驗證，該方法顯著提高了鑄件檢驗的效率與精度，并且通過基準(zhǔn)的有效傳遞，鑄件檢驗數(shù)據(jù)與粗加工數(shù)據(jù)為鑄件后續(xù)工藝優(yōu)化提供有效的數(shù)據(jù)支持。
[0040]實施例2:
[0041]以馬鞍形雙腔結(jié)構(gòu)鑄件為典型件，材質(zhì)ZLl 14A，T6熱處理，長度為950mm，鑄件左視圖如圖6所示，由內(nèi)外兩個圓弧以及三個平面構(gòu)成，內(nèi)外圓弧不同心，內(nèi)腔狹長，加工后零件薄壁區(qū)壁厚2.5±0.5mm。由于鑄件有兩個獨立腔體構(gòu)成，各型面形位精度關(guān)聯(lián)高，原方法采用鑄件內(nèi)腔非加工小表面作為鑄造基準(zhǔn)，受鑄造尺寸精度、表面質(zhì)量以及變形影響，基準(zhǔn)面存在較大波動，影響檢驗精度與效率，檢驗數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確反映各個表面之間的距離尺寸精度和相對位置精度，鑄件加工合格率低。
[0042]【具體實施方式】按如下工藝步驟進行:
[0043](I)鑄件基準(zhǔn)設(shè)計:如圖6所示，在鑄件5前、后端面鑄造成形楔形凹槽6各4個，凹槽6的水平直邊與水平基準(zhǔn)面重合，外圓弧的凹槽6垂直邊分中即為鑄件5的垂直基準(zhǔn)面，軸向基準(zhǔn)可通過內(nèi)腔環(huán)筋確定。
[0044](2)金屬型芯的設(shè)計:鋁合金熔體溫度相對較低，金屬型芯材質(zhì)選用45號鋼，型芯的結(jié)構(gòu)如圖7、8所示，由左右兩側(cè)的楔形的基準(zhǔn)成形部分與中部的砂型連接部分構(gòu)成。
[0045](3)金屬型芯的定位:如圖9所示,在模具7相應(yīng)位置通過機械加工形成相應(yīng)的槽，將金屬型芯8埋入槽內(nèi)，金屬型芯8的基準(zhǔn)成形部分與凹槽為間隙配合或過渡配合。
[0046](4)砂型制造:金屬型芯放直固定好后，在鑄造t旲具內(nèi)填入型砂，待型砂硬化成砂型后，出模，在鑄型前后端框圓弧部位，金屬型芯楔形部分突出于砂型表面；
[0047]( 5 )基準(zhǔn)成形:鑄型澆注、清理后，將金屬型芯與鑄件分離，在鑄件前后端框鑄造成形楔形凹槽各4個，楔形凹槽的直邊可作為鑄件檢驗的基準(zhǔn)和后續(xù)機械加工的粗基準(zhǔn)，精度高，一致性好。經(jīng)生產(chǎn)驗證，該方法顯著提高了鑄件檢驗的效率與精度，并且通過基準(zhǔn)的有效傳遞，鑄件檢驗數(shù)據(jù)與粗加工數(shù)據(jù)可有效反映鑄件的尺寸精度與變形情況，為工藝改進提供有效的數(shù)據(jù)支持。
[0048]本方法已運用于實際生產(chǎn)中，并產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益，對于非圓截面復(fù)雜鑄件研制，具有很強的應(yīng)用前景。
[0049]此外，在實際使用中，金屬型芯不僅限于45#鋼，它應(yīng)具有足夠的強度與高溫穩(wěn)定性，對于鋁合金鑄造，金屬液溫度小于750攝氏度，金屬型芯選用45號鋼即可；若對于鑄鐵，則需采用耐高溫材料等。
[0050]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細(xì)說明，便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡單推演或替換，而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對本發(fā)明做出的簡單改進都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)與精度要求，在鑄件可加工去除區(qū)域或非重要表面設(shè)置一定數(shù)量的具有規(guī)則幾何形狀的凹槽作為鑄件的基準(zhǔn)； 2)作為基準(zhǔn)的凹槽由金屬型芯成形； 3)在鑄造模具內(nèi)與鑄件上規(guī)則幾何形狀的凹槽相對的部位設(shè)置槽，金屬型芯采用間隙配合或過渡配合的方式固定在所述的槽內(nèi)； 4)金屬型芯放置固定好后，在鑄造模具內(nèi)填入型砂，待型砂硬化成砂型后，出模，金屬型芯基準(zhǔn)成形部分突出于砂型表面； 5)鑄型澆注、清理后，將金屬型芯與鑄件分離，在鑄件相應(yīng)位置上形成具有幾何形狀的凹槽，作為后續(xù)鑄件檢驗及機械加工的基準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，其特征在于:所述金屬型芯由基準(zhǔn)成形部分與砂型連接部分構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜鑄件的基準(zhǔn)鑄出方法，其特征在于:所述金屬型芯材質(zhì)選用45號鋼。
【文檔編號】B22C9/22GK103846394SQ201310652531
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】李智偉, 劉新超, 邊毅, 孫建新, 姚為 申請人:北京航星機器制造有限公司