CN104741526A - 一种超大外型砂型及其生产工艺方法 - Google Patents

一种超大外型砂型及其生产工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超大外型砂型及其生产工艺方法，特征是上外型A段、上外型B段组成上外型，并在该上外型的分型面上分层掏空后布设有多个凹定位榫头。下外型A段、下外型B段组成下外型，在该下外型的分型面上分层掏空后布设有多个与所述凹定位榫头对应扣合的凸定位榫头。该超大外型砂型，采用分段、分层无缝拼接技术，高精准组合，具有结构简单合理，加工方便，操作简便，劳动强度低，合箱精度高，造型效率高，成本低廉，且适用于各种外型砂型使用的优点。

Description

一种超大外型砂型及其生产工艺方法
技术领域
本发明涉及柴油机铸造领域，特别涉及一种超大外型砂型及其生产工艺方法。
背景技术
在柴油机新品研发的过程中，快速成型技术已流行于砂芯和砂型的制作。其中砂型包括：上外型砂型和下外型砂型。上外型、下外型的制作一般采用数控机床铣自硬砂，分别得出上外型型腔和下外型型腔，而不需要制作模具。
传统的小功率柴油机外型砂型较小，在普通的数控机床即可加工。而对于大型柴油机外型砂型来说，其长度常达2米以上，高度也较高，其庞大的外型砂型尺寸已经超出了普通数控机床的加工范围，所以在普通数控机床无法加工制作外型砂型型腔，这不但延长了大型柴油机新品的开发周期，而且还阻碍了快速成型技术的发展。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种采用分段、分层无缝拼接技术，高精准组合，即可实现大型柴油机外型砂型的快速制造的超大外型砂型及造型方法的，结构合理，制造容易，安装使用方便的成本低，节能降耗的一种超大外型砂型及其生产工艺方法。
本发明的技术解决方案是这样的，一种超大外型砂型，包括上外型A段、上外型B段、上外型A段芯骨架、上外型B段芯骨架、上外型连接架、下外型A段、下外型B段、下外型A段芯骨架、下外型B段芯骨架、下外型连接架，其特征在于上外型A段（2）、上外型B段（3）拼合成上外形，上外形腰部四周有上外型连接架（4）、上外型B段芯骨架（5）拼合成加强筋架，上外型A段（2）腰部的上外型连接架（4）底下有上外型A段芯骨架（1），上外型B段（3）腰部的上外型连接架（4）底下有上外型B段芯骨架（5），上外型A段（2）、上外型B段（3）的下外型接合面四个角有凹定位榫头（14）与下外型接合面的四个角上的凸定位榫头（15）啮合，下外型B段（8）与下外型A段（10）拼合成下外型，下外型A段（10）与下外型B段（8）底部卡轴向上有下外型连接架（7），下外型连接架（7）底下有下外型B段芯骨架（6）、下外型A段芯骨架（9），上外型A段（2）、上外型B段（3）组成上外型，并在该上外型的分型面（11）上分层掏空后布设有多个凹定位榫头（14），下外型A段（10）、下外型B段（8）组成下外型，下外型的分型面（11）上分层掏空后布设有多个与凹定位榫头（14）对应扣合的凸定位榫头（15）。
上外型A段（2）、上外型B段（3）腰部四周设有上外型A段芯骨架（1）、上外型B段芯骨架（5），下外型A段（10）、下外型B段（8）底部布设有下外型A段芯骨架（9）、下外型B段芯骨架（6）。
由上外型A段（2）、上外型B段（3）组成的上外型上布设有上外型连接架（4），由下外型A段（10）、下外型B段（8）组成的下外型上布设有下外型连接架（7）。
    上外型A段芯骨架（1）、上外型B段芯骨架（5）、下外型A段芯骨架（9）、下外型B段芯骨架（6）、上外型连接架（4）以及下外型连接架（7）均为金属钢材料。
其工艺步骤是：
步骤1：制作毛坯
设计时，在上外型、下外型分型面（11）处分层掏空，形成上外型掏空腔（12）和下外型掏空腔（13），然后把上外型分成上外型A段（2）和上外型B段（3），把下外型分成下外型A段（10）和下外型B段（8）；
分别制作上外型A段（2）、上外型B段（3）、下外型A段（10）以及下外型B段（8）的砂型毛坯，特别地，备坯时各砂型毛坯里面均布设有芯骨架。
步骤2：铣砂
上述砂芯毛坯分别上数控机床铣合上外型A段（2）、上外型B段（3）、下外型A段（10）、下外型B段（8）；
特别地，数铣完下外型A段（10）后，在下外型掏空腔（13）四周做出凸定位榫头（15）毛坯，然后再铣合，同理下外型B段（8）按上述步骤1的、，以及步骤2的、工艺步骤方法制做。
步骤3：无缝并接
把下外型A段（10）、下外型B段（8）挨着放在平面上，调平调正，然后在下外型A段（10）与下外型B段（8）衔接处打槽填砂硬化，并随形修合；同理衔接上外型A段（2）、上外型B段（3）；
把下外型连接架（7）焊牢在下外型A段芯骨架（4）和下外型B段芯骨架（6）上，同理把上外型连接架（4）焊牢在上外型A段芯骨架（1）和上外型B段芯骨架（5）上。
步骤4：下芯、合箱
待下完芯后，吊起上外型通过凹定位榫头（14）、凸定位榫头（15）的定位导向并合箱，然后在上外型掏空腔（12）和下外型掏空腔（13）处填满砂硬化即可。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、结构简单合理，加工方便；
2、操作简便，劳动强度低，合箱精度高，造型效率高；
3、成本低廉；
4、可以适用于各种外型砂型。
附图说明
图1是本发明上外型和下外型合箱后的三维示意图。
图2是本发明上外型和下外型合箱后的侧视二维示意图。
图3是本发明上外型的三维示意图。
图4是本发明下外型的三维示意图。
附图标记：上外型A段芯骨架（1）、上外型A段（2）、上外型B段（3）、上外型连接架（4）、上外型B段芯骨架（5）、下外型B段芯骨架（6）、下外型连接架（7）、下外型B段（8）、下外型A段芯骨架（9）、下外型A段（10）、分型面（11）、上外型掏空腔（12）、下外型掏空腔（13）、凹定位榫头（14）、凸定位榫头（15）。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1，如图1至图4所示，一种超大外型砂型，包括上外型A段、上外型B段、上外型A段芯骨架、上外型B段芯骨架、上外型连接架、下外型A段、下外型B段、下外型A段芯骨架、下外型B段芯骨架、下外型连接架。其特征是所述的上外型A段（2）、上外型B段（3）组成上外型，并在该上外型的分型面（11）上分层掏空后布设有多个凹定位榫头（14）。所述的下
外型A段（10）、下外型B段（8）组成下外型，在该下外型的分型面（11）上分层掏空后布设有多个与所述凹定位榫头（14）对应扣合的凸定位榫头（15）。在上外型A段（2）、上外型B段（3）腰部四周布设有上外型A段芯骨架（1）、上外型B段芯骨架（5），下外型A段（10）、下外型B段（8）
底部布设有下外型A段芯骨架（9）、下外型B段芯骨架（6）。在由上外型A段（2）、上外型B段（3）组成的上外型上布设有上外型连接架（4），在由下外型A段（10）、下外型B段（8）组成的下外型上布设有下外型连接架（7）。上外型A段芯骨架（1）、上外型B段芯骨架（5）、下外型A段芯骨架（9）、下外型B段芯骨架（6）、上外型连接架（4）以及下外型连接架（7）均为金属钢材料，增强砂型强度的同时，方便后续的起吊、翻转和搬运。
实施例2，一种超大外型砂型的生产工艺方法，其步骤是：
步骤1、制作毛坯：
设计时，在上外型、下外型分型面（11）处分层掏空，形成上外型掏空腔（12）和下外型掏空腔（13），以减少上外型和下外型型腔的深度，方便加工。然后把上外型分成上外型A段（2）和上外型B段（3），把下外型分成下外型A段（10）和下外型B段（8）；
分别制作上外型A段（2）、上外型B段（3）、下外型A段（10）以及下外型B段（8）的砂型毛坯。特别地，备坯时各砂型毛坯里面均布设有芯骨架，以增强砂型强度，方便后续砂型起吊、搬运。
步骤2、铣砂：
上述砂芯毛坯分别上数控机床铣合上外型A段（2）、上外型B段（3）、下外型A段（10）、下外型B段（8）；
特别地，数铣完下外型A段（10）后，在下外型掏空腔（13）四周做出凸定位榫头（15）毛坯，然后再铣合。同理下外型B段（8）的制作。
步骤3、无缝并接：
把下外型A段（10）、下外型B段（8）挨着放在平面上，调平调正，然后在下外型A段（10）与下外型B段（8）衔接处打槽填砂硬化，并随形修合；同理衔接上外型A段（2）、上外型B段（3）。
把下外型连接架7焊牢在下外型A段芯骨架（9）和下外型B段芯骨架（6）上，同理把上外型连接架（4）焊牢在上外型A段芯骨架（1）和上外型B段芯骨架（5）上。
步骤4、下芯、合箱：
待下完芯后，吊起上外型通过凹定位榫头（14）对正对准凸定位榫头（15）的定位导向来合箱，然后在上外型掏空腔（12）和下外型掏空腔（13）处填满砂硬化即可。
本发明的一种超大外型砂型及造型方法，采用分段、分层无缝拼接技术，高精准组合，具有结构简单合理，加工方便，操作简便，劳动强度低，合箱精度高，造型效率高，成本低廉，且适用于各种外型砂型等优点。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超大外型砂型，包括上外型A段、上外型B段、上外型A段芯骨架、上外型B段芯骨架、上外型连接架、下外型A段、下外型B段、下外型A段芯骨架、下外型B段芯骨架、下外型连接架，其特征在于上外型A段（2）、上外型B段（3）拼合成上外形，上外形腰部四周有上外型连接架（4）、上外型B段芯骨架（5）拼合成加强筋架，上外型A段（2）腰部的上外型连接架（4）底下有上外型A段芯骨架（1），上外型B段（3）腰部的上外型连接架（4）底下有上外型B段芯骨架（5），上外型A段（2）、上外型B段（3）的下外型接合面四个角有凹定位榫头（14）与下外型接合面的四个角上的凸定位榫头（15）啮合，下外型B段（8）与下外型A段（10）拼合成下外型，下外型A段（10）与下外型B段（8）底部卡轴向上有下外型连接架（7），下外型连接架（7）底下有下外型B段芯骨架（6）、下外型A段芯骨架（9），
上外型A段（2）、上外型B段（3）组成上外型，并在该上外型的分型面（11）上分层掏空后布设有多个凹定位榫头（14），下外型A段（10）、下外型B段（8）组成下外型，下外型的分型面（11）上分层掏空后布设有多个与凹定位榫头（14）对应扣合的凸定位榫头（15）。
2.按照权利要求1所述的一种超大外型砂型，其特征在于上外型A段（2）、上外型B段（3）腰部四周设有上外型A段芯骨架（1）、上外型B段芯骨架（5），下外型A段（10）、下外型B段（8）底部布设有下外型A段芯骨架（9）、下外型B段芯骨架（6）。
3.按照权利要求1所述的一种超大外型砂型，其特征在于由上外型A段（2）、上外型B段（3）组成的上外型上布设有上外型连接架（4），由下外型A段（10）、下外型B段（8）组成的下外型上布设有下外型连接架（7）。
4.按照权利要求1所述的一种超大外型砂型，其特征在于上外型A段芯骨架（1）、上外型B段芯骨架（5）、下外型A段芯骨架（9）、下外型B段芯骨架（6）、上外型连接架（4）以及下外型连接架（7）均为金属钢材料。
5.一种超大外型砂型的生产工艺方法，其特征在于其工艺步骤是：
步骤1：制作毛坯
设计时，在上外型、下外型分型面（11）处分层掏空，形成上外型掏空腔（12）和下外型掏空腔（13），然后把上外型分成上外型A段（2）和上外型B段（3），把下外型分成下外型A段（10）和下外型B段（8）；
分别制作上外型A段（2）、上外型B段（3）、下外型A段（10）以及下外型B段（8）的砂型毛坯，特别地，备坯时各砂型毛坯里面均布设有芯骨架；
步骤2：铣砂
上述砂芯毛坯分别上数控机床铣合上外型A段（2）、上外型B段（3）、下外型A段（10）、下外型B段（8）；
特别地，数铣完下外型A段（10）后，在下外型掏空腔（13）四周做出凸定位榫头（15）毛坯，然后再铣合，同理下外型B段（8）按上述步骤1的、，以及步骤2的、工艺步骤方法制做；
步骤3：无缝并接
把下外型A段（10）、下外型B段（8）挨着放在平面上，调平调正，然后在下外型A段（10）与下外型B段（8）衔接处打槽填砂硬化，并随形修合；同理衔接上外型A段（2）、上外型B段（3）；
把下外型连接架（7）焊牢在下外型A段芯骨架（4）和下外型B段芯骨架（6）上，同理把上外型连接架（4）焊牢在上外型A段芯骨架（1）和上外型B段芯骨架（5）上；
步骤4：下芯、合箱
待下完芯后，吊起上外型通过凹定位榫头（14）、凸定位榫头（15）的定位导向并合箱，然后在上外型掏空腔（12）和下外型掏空腔（13）处填满砂硬化。
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