CN104815969A - 一种砂型插铣加工方法及插铣设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砂型插铣加工方法及插铣设备，用于浇铸的中间砂型采用插铣的方法进行加工。插铣加工方法避免横向进给切削过程中产生废砂堆积夹刀的现象，减小了刀具磨损，避免了刀具崩裂的现象。砂芯上预留起刀孔，可以减少插铣的加工时间及刀具的磨损。砂芯上预埋起吊环，可实现砂芯加工完毕后先将砂芯吊运走，即避免传统加工时只能先起吊砂型导致砂芯破坏的问题，又避免了二次装夹重新定位，浪费工时等缺点。插铣的加工方法可以完整保留砂芯，进行再利用。本发明的插铣设备工作台为横梁结构方便排砂，避免压缩空气排砂带来的粉尘污染。工作台距离排砂装置之间有较高的距离更利于排砂。本设备强度高更适合大型砂型的加工。

Description

一种砂型插铣加工方法及插铣设备

技术领域

本发明涉及无模铸造砂型加工领域，特别涉及一种砂型插铣加工方法及插铣设备。

背景技术

铸造是一种古老的制造方法，随着工业技术的发展，出现很多新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造、熔模铸造、精密铸造、特种铸造等等，这些铸造方法使用条件要求高，制作成本高，机械加工量大，劳动条件差，生产率低等缺点，并且铸造应用范围因其铸造特点受到限制。

针对于大型铸件的生产加工，仍然以砂型铸造为主。但是传统的铸造工艺未达到要求，木模金属模等制造过程耗时耗力，动辄以月为单位的开发周期，拖了制造后腿。在提高产品效率和降低能耗的要求下，铸造工学应无模化柔性化数字化精密化绿色化和智能化。

现有设备切削产生的小部分砂屑无法被挡板遮挡并容易进入运动系统内部，从而导致废砂污染问题，甚至导致故障停机，降低机床使用寿命：虽然有排砂系统，但是因其工作平台结构的原因，切削产生的大量废砂无法直接进入排砂系统及时排除而需停机人工清除，降低加工效率。现有设备加工方式类似于铣床铣削加工或雕刻机的平面逐层加工去除加工余量。此种加工方式对于大型铸件其加工时间工时相对更长，并且减少刀具使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种砂型插铣加工方法及插铣设备，避免砂型加工过程中产生的废砂堆积夹刀的现象，大幅度提高加工效率，缩短加工周期。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种砂型插铣加工方法，用于浇铸的中间砂型采用插铣的方法进行加工。

砂型加工工艺如下：

1)制备中间砂型；

2)在中间砂型上预留起刀孔，并砂芯中间位置预埋吊装环；

3)将中间砂型的砂箱下方留有一定空间装夹在插铣设备工作台上，插铣设备的刀轴切削进给方向垂直于砂型平面；

4)插铣设备对砂型进行插削加工，刀具对准砂型上的起刀孔，在垂直于砂型平面方向上做一次往复运动，刀具到达低位时刀具下表面超出砂型下表面，刀具到达高位后平行移动一个刀位，然后在垂直于砂型平面方向上再做一次往复运动，如此往复，直至将砂芯加工完毕，完成插削粗加工过程，去掉整块型芯处废料；

5)利用砂芯上预埋吊装环将砂芯完整起吊与砂型分离；

6)对砂型进行铣削精加工，完成砂型加工；

7)砂箱拆卸吊运，砂型加工完成。

砂型插铣设备，包括Y轴墙板，X轴横梁，Z轴立柱，Y轴墙板分别设置在X轴横梁的两侧，X轴横梁搭设在两Y轴墙板的上方，X轴横梁上设有Z轴立柱，Z轴立柱上设置刀具，工作台垂直于刀具设置在Z轴立柱的下方，Y轴墙板上开设多个可视窗，工作台为横梁结构，工作台下方设有废砂收集斜板和排砂装置。

所述的排砂装置包括传输带、固定辊轴、固定支架、张紧辊轴及张紧支架，传输带的前后各设一个固定辊轴，固定辊轴由固定支架支撑，传输带中间由张紧辊轴和张紧支架支撑。

所述的工作台平行布置多根横梁，横梁两端固定在Y轴墙板上，横梁间的距离为150mm～200mm。

所述的工作台距离排砂装置的距离为200mm～800mm。

砂型插铣设备还包括设置在排砂装置一侧的废砂收集车。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的加工方法避免横向进给切削过程中产生废砂堆积夹刀的现象，减小了刀具磨损，避免了刀具崩裂的现象。砂芯上预留起刀孔，可以减少插铣的加工时间及刀具的磨损。砂芯上预埋起吊环，可实现砂芯加工完毕后先将砂芯吊运走，避免传统加工时只能先起吊砂型导致砂芯破坏、二次装夹的问题，避免了二次装夹重新定位，浪费工时等缺点。并且不影响接下来对中箱砂型的继续加工。插铣的加工方法可以完整保留砂芯，进行再利用。

2.本发明的插铣设备工作台为横梁结构方便排砂，避免压缩空气排砂带来的粉尘污染。各种运动部件、传动部件均完全封闭式防尘保护降低粉尘砂粒对设备传动系统损伤，增加设备使用寿命。工作台距离排砂装置之间有较高的距离更利于排砂。本设备强度高更适合大型砂型的加工。

附图说明

图1为砂型插铣设备的结构示意图。

图2为砂型插铣设备主视结构示意图。

图3为工作台结构示意图。

图4为排砂装置结构示意图。

图5为实施例砂型装夹示意图。

图6为实施例砂芯隐藏的砂型装夹示意图。

图7为实施例砂芯部分加工完成示意图。

图8为吊装环示意图。

图中：1-Y轴墙板 2-X轴横梁 3-Z轴立柱 4-刀具 5-工作台 5.1-工作台横梁6-可视窗 7-废砂收集斜板 8-排砂装置 9-砂箱 10-废砂收集车 11-起刀孔 12-吊装环 13-垫块1 14-垫块2 15-砂芯 16-传输带 17-固定辊轴 18-固定支架 19-张紧辊轴 20-张紧支架

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

如图1、图2所示，砂型插铣设备，包括Y轴墙板1，X轴横梁2，Z轴立柱3，Y轴墙板1分别设置在X轴横梁2的两侧，X轴横梁2搭设在两Y轴墙板1的上方，X轴横梁2上设有Z轴立柱3，Z轴立柱3上设置刀具4，工作台5垂直于刀具4设置在Z轴立柱3的下方，Y轴墙板1上开设多个可视窗6，工作台5下方设有废砂收集斜板7和排砂装置8。工作台5与排砂装置8之间的距离为200mm～800mm。

如图3所示，工作台5为横梁结构，平行布置多根横梁5.1形成工作平面，横梁5.1两端固定在Y轴墙板1上，横梁5.1间的距离为150mm～200mm。

如图4所示，所述的排砂装置包括传输带16、固定辊轴17、固定支架18、张紧辊轴19及张紧支架20，传输带16的前后各设一个固定辊轴17，固定辊轴17由固定支架18支撑，传输带16中间由张紧辊轴和张紧支架支撑。废砂收集车可设置在排砂装置的前后。

以中间砂型上加工圆形砂芯为例阐述砂型插铣加工方法。

一种砂型插铣加工方法，用于浇铸的中间砂型采用插铣的方法进行加工。

砂型加工工艺如下：

1)制备中间砂型，将原砂SiO2≥97％、粘结剂、锯末或纸浆制作中间砂型砂箱，主要粒度组成30/70≥85％；40/50≥60％；小于100≤0.2％；含水量≤0.5％：含泥量：≤0.3％；角形系数≤1.3；抗拉强度：0.30～0.70Mpa(24h)。

2)在中间砂型上按照图纸规划走刀轨迹，在起刀点位置预留起刀孔，并砂芯中间位置预埋吊装环；

3)将中间砂型的砂箱放置在工作台上，砂箱垫在垫块1上装夹，砂箱下平面距工作台距离80-100mm，在砂芯位置的下方预固定几个垫块2，垫块2比垫块1厚度少3-5mm，插铣设备的刀轴切削进给方向垂直于砂型平面；

4)插铣设备对砂型进行插削加工，刀具对准砂型上的起刀孔，在垂直于砂型平面方向上做一次往复运动，刀具到达低位时刀具下表面超出砂型下表面，刀具到达高位后按图形轨迹平行移动一个刀位，然后在垂直于砂型平面方向上再做一次往复运动，如此往复，直至将圆形砂芯加工完毕，圆形砂型完整落到垫块上；

5)利用砂芯上预埋吊装环将砂芯完整起吊与砂型分离；

6)按图纸要求对中箱型腔进行铣削精加工，完成砂型加工；

7)砂箱拆卸吊运，砂型加工完成。

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (7)

1.一种砂型插铣加工方法，其特征在于，用于浇铸的中间砂型采用插铣的方法进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种砂型插铣加工方法，其特征在于，砂型加工工艺如下：

1)制备中间砂型；

2)在中间砂型上预留起刀孔，并砂芯中间位置预埋吊装环；

3)将中间砂型的砂箱下方留有一定空间装夹在插铣设备工作台上，插铣设备的刀轴切削进给方向垂直于砂型平面；

4)插铣设备对砂型进行插削加工，刀具对准砂型上的起刀孔，在垂直于砂型平面方向上做一次往复运动，刀具到达低位时刀具下表面超出砂型下表面，刀具到达高位后平行移动一个刀位，然后在垂直于砂型平面方向上再做一次往复运动，如此往复，直至将砂芯加工完毕，完成插削粗加工过程，去掉整块型芯处废料；

5)利用砂芯上预埋吊装环将砂芯完整起吊与砂型分离；

6)对砂型进行铣削精加工，完成砂型加工；

7)砂箱拆卸吊运，砂型加工完成。

3.砂型插铣设备，其特征在于，包括Y轴墙板，X轴横梁，Z轴立柱，Y轴墙板分别设置在X轴横梁的两侧，X轴横梁搭设在两Y轴墙板的上方，X轴横梁上设有Z轴立柱，Z轴立柱上设置刀具，工作台垂直于刀具设置在Z轴立柱的下方，Y轴墙板上开设多个可视窗，工作台为横梁结构，工作台下方设有废砂收集斜板和排砂装置。

4.根据权利要求3所述的砂型插铣设备，其特征在于，所述的排砂装置包括传输带、固定辊轴、固定支架、张进辊轴及张进支架，传输带的前后各设一个固定辊轴，传输带中间由张进辊轴和张进支架支撑。

5.根据权利要求3所述的砂型插铣设备，其特征在于，所述的工作台平行布置多根横梁，横梁两端固定在Y轴墙板上，横梁间的距离为150mm～200mm。

6.根据权利要求3所述的砂型插铣设备，其特征在于，所述的工作台距离排砂装置的距离为200mm～800mm。

7.根据权利要求3所述的砂型插铣设备，其特征在于，砂型插铣设备还包括设置在排砂装置一侧的废砂收集车。