CN102773411A - 一种数字化无模砂型挤压成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数字化无模砂型挤压成形方法，属于铸造和快速成形的交叉领域。本发明方法的步骤为：根据砂型形状建立CAD模型，根据CAD模型建立砂型的近似模型，编写挤压头控制代码，控制挤压头生成砂型的近似形状；导入造型材料，挤压造型，得到砂型预成形件，将砂型预成形件进行铣削加工得到最终砂型。与现有的传统造型方法相比，本发明造型方法省去了模具制造环节，减少加工工序，缩短生产周期，极大的降低了砂型生产成本；尤其适用于形状复杂的小批量砂型的加工制造。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字化无模砂型挤压成形方法，属于铸造与快速成形的交叉技术领域。
背景技术
铸造是制造业的基础，也是国民经济的基础产业，各行各业都离不开铸件。铸造是较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的制件，铸造更能显示出经济性，如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。对于一些难以切削的零部件，如镍合金零件不用铸造方法无法成形。同时，铸造的零部件尺寸和重量的适应性很宽，金属种类几乎不受限制，近年来，随着国民经济的高速发展，我国铸造业也迅猛发展，各类铸件的产量持续增长。
在各类铸造工艺里，砂型铸造由于其所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来一直是铸造生产中的基本工艺。而砂型铸造中砂型的制备尤为主要，它直接决定了铸件的质量水平、生产成本、生产效率及环境污染程度。现有的砂型造型方法分手工造型和机械造型两种，实质都是紧砂和起模，但对于小批量、形状复杂的砂型，造型机的模具制造和加工则会产生巨大的损失，尤其是单件砂型制备时，模具的使用即为一次性，成本较高，同时更换模具亦会占据整个造型流过程中的大量时间。
本发明提出一种数字化无模砂型挤压成形方法，可提高砂型近形性，减少后期加工工序，同时挤压平台具有自适应性，解决了小批量、形状复杂的砂型制备成本高、耗时长的问题。
发明内容
本发明主要是提供一种数字化无模砂型挤压成形方法，该造型方法利用挤压平台的自适应性制造出近形性较好的砂型，同时挤压阵列的损耗集中在某一个或几个挤压头处，这些挤压头可拆卸和更换，延长了模具的使用寿命。
⒈ 一种数字化无模砂型挤压成形方法，其特征在于，具体步骤如下：
① 根据砂型形状建立CAD模型；
② 根据CAD模型建立砂型的近似模型；
③ 根据砂型近似模型编写挤压阵列的控制代码；
④ 通过CAD驱动控制挤压阵列中各挤压头（4）生成砂型近似形状；
⑤ 根据砂型尺寸要求，选取大小合适的砂箱（3）安装并固定在工作台上；
⑥ 根据砂型要求，选取合适的造型材料导入砂箱（3），进行造型；
⑦ 通过CAD驱动控制挤压头（4）恢复初始位置，卸除砂箱（3），取出砂型预成形件；
⑧ 将造型后得到的砂型预成形件进行数字化铣削加工。
⒉ 根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的挤压头（4）可以是模具钢、45#钢及其他高性能材料，挤压头（4）截面可为正方形、三角形或六边形。
⒊ 根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的挤压阵列可以是截面等大小的挤压头（4）均匀密布的阵列，也可以是截面尺寸不一的挤压头（4）无间隙组合排布的阵列。
⒋ 根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的根据砂型近似模型生成砂型近似形状，控制各挤压头（4）组成挤压阵列时不应与砂型近似模型曲面相交，应预留1mm～3mm的加工余量。
⒌ 根据权利要求4所述的根据砂型近似模型生成砂型近似形状，生成砂型近似形状后锁紧各挤压头（4）位置。
⒍ 根据权利要求1所述的挤压阵列可在造型过程中对造型材料进行加热。
本发明有益的效果是：
⒈ 设备自动化水平高，制备过程可控，可以依据制件规格要求进行小批量、外形结构复杂砂型的加工。
⒉ 制件近形性好，后期切削工艺简单、快捷。
⒊ 挤压平台的损耗集中在单个或多个挤压头处，只需更换部分挤压头，极大的节省了成本，实现了低成本、高效率的砂型制造。
附图说明
图1 为本发明挤压成形示意图；
图2 为造型后砂型预成形件示意图；
图3 为铣削加工后砂型示意图；
图4 为本发明流程示意图。
附图标记：
1—电机 ； 2—压板； 3—砂箱； 4—挤压头； 5—传动设备。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的说明。
本发明数字化无模砂型挤压成形方法具体步骤如下：
A、 根据砂型形状建立CAD模型；
B、 根据CAD模型建立砂型的近似模型；
C、 根据砂型的近似模型编写挤压阵列控制代码；
D、 通过CAD控制挤压头（4）的移动距离，使挤压阵列上各挤压头（4）生成砂型近似形状；
E、 根据砂型尺寸要求选取相应的砂箱（3），安装并固定在工作台上；
F、 将搅拌均匀的型砂和粘结剂导入砂箱，下降压板（2），进行挤压造型；
G、 造型完成，通过CAD控制挤压头（4）恢复初始位置，卸除砂箱（3），得到如图2砂型的预成形件；
H、 对砂型预成形件进行数字化铣削加工，得到如图3的最终砂型。
上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
Claims (6)
1.一种数字化无模砂型挤压成形方法，其特征在于，具体步骤如下：
① 根据砂型形状建立CAD模型；
② 根据CAD模型建立砂型的近似模型；
③ 根据砂型近似模型编写挤压阵列的控制代码；
④ 通过CAD驱动控制挤压阵列中各挤压头（4）生成砂型近似形状；
⑤ 根据砂型尺寸要求，选取大小合适的砂箱（3）安装并固定在工作台上；
⑥ 根据砂型要求，选取合适的造型材料导入砂箱（3），进行造型；
⑦ 通过CAD驱动控制挤压头（4）恢复初始位置，卸除砂箱（3），取出砂型预成形件；
将造型后得到的砂型预成形件进行数字化铣削加工。
2.根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的挤压头（4）可以是模具钢、45#钢及其他高性能材料，挤压头（4）截面可为正方形、三角形或六边形。
3.根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的挤压阵列可以是截面等大小的挤压头（4）均匀密布的阵列，也可以是截面尺寸不一的挤压头（4）无间隙组合排布的阵列。
4.根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的根据砂型近似模型生成砂型近似形状，控制各挤压头（4）组成挤压阵列时不应与砂型近似模型曲面相交，应预留1mm～3mm的加工余量。
5.根据权利要求4所述的根据砂型近似模型生成砂型近似形状，生成砂型近似形状后锁紧各挤压头（4）位置。
6.根据权利要求1所述的挤压阵列可在造型过程中对造型材料进行加热。
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