CN106345973A - 一种机车进油体砂芯以及该砂芯的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机车进油体砂芯,该砂芯由上、下砂芯组成。还公开了一种制作上述机车进油体砂芯的方法,包括以下步骤:A.将机车进油体的二维图形文件转制成三维图形文件;B.将该三维图形文件逆向制成整体结构的砂芯图形文件;C.将步骤B中得到的图形文件中的整体结构砂芯进行模块化切分;D.将切分好的各块砂芯的截面轮廓数据制成3D打印机能识别的布图;E.通过3D打印机将上述布图打印出,即得到砂芯。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造机车进油体的砂芯以及该砂芯的制作方法。
背景技术
进油体是机车液力传动系统中重要零部件之一,在铁路机车GK1C、GK1Cg等多种车型中都具有结构类似的进油体零部件。如图1所示,整个进油体结构呈碗状,中间轴孔贯穿铸件碗状内腔,沿碗口法兰有一圈端口宽度为19~28mm的进油道,结构比较复杂,传统砂型铸造工艺需11个砂芯(如图7至图9所示),砂芯数目较多,按照传统工艺,碗口法兰的一圈进油道分为4块砂芯单独做出,这样不仅增加砂芯配合面影响油道表面光洁度,而且在组芯过程中4块油道芯除相互配合外还需和外模芯多次配合粘接。这种传统方法对操作人员的技能要求较大,生产效率较低,砂芯较多配合较多不仅影响油道内腔的光洁度和砂芯之间的间隙,而且多次粘接砂芯容易造成粘结剂过度使用,进而导致砂芯发气量较大造成气孔等铸造缺陷。
在传统铸造方式中,每一块砂芯都需要模具做出,砂芯从模具中取出的过程叫做脱模。如果在铸造工艺设计中分的砂芯越多,需要制作的模具就多,成本就越高;如果在采用传统铸造生产方式的情况下,通过减少砂芯来减少模具数量来控制成本的话,这必然会造成需要脱模的是数量较少的复杂砂芯,而复杂砂芯是很难通过一副模具生产出来的,基本实现不了脱模过程。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种机车进油体砂芯,该砂芯仅由上下两块组成。并且还提供一种制作上述砂芯的方法,无需脱模。
为解决以上技术问题,本发明的技术方案为:一种机车进油体砂芯, 该砂芯由上、下砂芯组成。
作为一种改进,所述上砂芯由形成机车进油体油道的油道芯II、形成机车进油体油道孔的油道孔芯II以及形成机车进油体顶面的顶部砂芯组合而成;所述下砂芯由形成机车进油体油道的油道芯I、形成机车进油体油道孔的油道孔芯I以及形成机车进油体底面的底部砂芯组合而成。
作为一种改进,所述油道芯I和油道芯II拼合成形成机车进油体油道I的油道芯;该油道芯从弯折处被分割成油道芯I和油道芯II;所述油道孔芯I和油道孔芯II拼合成形成机车进油体油道孔的油道孔芯,该油道孔芯被水平分割为油道孔芯I和油道孔芯II。
一种制作上述机车进油体砂芯的方法,包括以下步骤:
A.将机车进油体的二维图形文件转制成三维图形文件;
B.将该三维图形文件逆向制成整体结构的砂芯图形文件;
C.将步骤B中得到的图形文件中的整体结构砂芯进行模块化切分;
D.将切分好的各块砂芯的截面轮廓数据制成3D打印机能识别的布图;
E.通过3D打印机将上述布图打印出,即得到砂芯。
3D打印造型技术,是指生产所需的砂芯直接通过3D打印机打印出来,直接就省去脱模这个过程,这样即使是复杂的砂芯也能生产出来,因为整个砂芯生产过程是不需要模具的,所以才能在工艺设计中将原有的11块简单易于脱模的砂芯重新合并分为两块复杂的砂芯。
作为一种优选,步骤C中,将步骤B中得到的图形文件中的整体结构砂芯切分为上下两块。砂芯的数量越少,其成本越低。
作为一种改进,所述上砂芯由形成机车进油体油道的油道芯II、形成机车进油体油道孔的油道孔芯II以及形成机车进油体顶面的顶部砂芯 组合而成;所述下砂芯由形成机车进油体油道的油道芯I、形成机车进油体油道孔的油道孔芯I以及形成机车进油体底面的底部砂芯组合而成。
作为一种改进,所述油道芯I和油道芯II拼合成形成机车进油体油道I的油道芯;该油道芯从弯折处被分割成油道芯I和油道芯II。
作为一种改进,所述油道孔芯I和油道孔芯II拼合成形成机车进油体油道孔的油道孔芯,该油道孔芯被水平分割为油道孔芯I和油道孔芯II。
作为一种改进,油道孔芯在底部铸件碗口往上120mm处被切分成油道孔芯I和油道孔芯II。
作为一种改进,油道芯I和油道芯II、油道孔芯I和油道孔芯II的配合面之间的间隙为2mm。以防组芯时剐蹭掉砂进入型腔。
本发明的有益之处在于:本发明通过3D打印造型技术对进油体砂芯进行模块化合理分芯,使有光洁度要求的油道芯整体出芯,不仅减少了砂芯数目和相互配合面,提高油道芯光洁度,简化了操作工序及对人员操作技能的依赖,而且缩短了生产操作周期,使得生产效率得到提升,同时避免了粘结剂过度使用造成的气孔等缺陷,达到了降本提质增效的目的。
附图说明
图1为机车进油体的结构示意图。
图2为整体结构砂芯的的外观示意图。
图3为三维铸造工艺图。
图4为本发明提供的砂芯的结构示意图。
图5为上砂芯的结构示意图。
图6为下砂芯的结构示意图。
图7传统铸造方法中机车进油体的铸造工艺图。
图8传统铸造方法中机车进油体的铸造工艺图。
图9传统铸造方法中机车进油体的铸造工艺剖视图。
图中标记:1-11为1#-11#砂芯,12上砂芯、13下砂芯、14油道芯I、15油道芯II、16油道孔芯I、17油道孔芯II、18直浇道、19横浇道、20出气冒口、21内浇道。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图4至图6所示,本发明提供一种机车进油体砂芯,该砂芯由上砂芯12和下砂芯13组成。所述上砂芯12由形成机车进油体油道的油道芯II15、形成机车进油体油道孔的油道孔芯II17以及形成机车进油体顶面的顶部砂芯组合而成;所述下砂芯13由形成机车进油体油道的油道芯I14、形成机车进油体油道孔的油道孔芯I16以及形成机车进油体底面的底部砂芯组合而成。所述油道芯I14和油道芯II15拼合成形成机车进油体油道I的油道芯;该油道芯从弯折处被分割成油道芯I14和油道芯II15;所述油道孔芯I16和油道孔芯II17拼合成形成机车进油体油道孔的油道孔芯,该油道孔芯被水平分割为油道孔芯I16和油道孔芯II17。
本发明还提供一种制作上述机车进油体砂芯的方法,包括以下步骤:
A.将机车进油体的二维图形文件转制成三维图形文件;可通过三维建模软件如UG、Pro/Engineer、CAD等将二维零件图纸绘制成三维模型。
B.将该三维图形文件逆向制成整体结构的砂芯图形文件;通过确定浇注位置、分型面、砂箱中铸件数量等确立工艺方案、接着选取和设计除与模具相关以外的工艺参数,最后进行浇注系统和冒口设计、计算机数 值模拟验证合格后,设计完整的三维铸造工艺图(如图3所示)。该三维铸造工艺图可想象成砂芯内部用于成形机车进油体的空腔,金属液通过直浇道18流入与之相连的横浇道19,再从横浇道19流入内浇道21,通过内浇道21进入铸件型腔,出气冒口20用于及时通畅地排出浇注过程中型腔内的气体,避免在浇注过程由于呛火造成铸件缺陷。
在三维建模软件里绘制一个简单的砂坯覆盖图3中所示三维铸造工艺图中的图形,将三维铸造工艺作为刀具,将砂坯逆向切割成一个整体的砂型(如图2所示)的图形文件。同时根据3D打印铸造工艺的设计要求使整体的砂铁比等参数满足工艺规范。
C.将步骤B中得到的图形文件中的整体结构砂芯进行模块化切分;最好将整体结构的砂芯切分成两块砂芯,及上砂芯12、下砂芯13。所述上砂芯12由形成机车进油体油道的油道芯II15、形成机车进油体油道孔的油道孔芯II17以及形成机车进油体顶面的顶部砂芯组合而成;所述下砂芯13由形成机车进油体油道的油道芯114、形成机车进油体油道孔的油道孔芯I16以及形成机车进油体底面的底部砂芯组合而成。所述油道芯I14和油道芯II15拼合成形成机车进油体油道I的油道芯;该油道芯从弯折处被分割成油道芯I14和油道芯II15;所述油道孔芯I16和油道孔芯II17拼合成形成机车进油体油道孔的油道孔芯,该油道孔芯被水平分割为油道孔芯I16和油道孔芯II17。油道孔芯在底部铸件碗口往上120mm处被切分成油道孔芯I16和油道孔芯II17。油道芯I14和油道芯II15、油道孔芯I16和油道孔芯II17的配合面之间的间隙为2mm。其余型芯间隙为1mm。
如图7、图8、图9所示,传统铸造工艺用于铸造机车进油体需要11个砂芯,其中2#砂芯2、3#砂芯3、4#砂芯4、5#砂芯5形成油道,8#砂 芯8形成油道孔,其余砂芯形成其他内腔,还需要外模一起共同配合才能铸造出机车进油体。在本发明中,将形成油道的2#砂芯2、3#砂芯3、4#砂芯4、5#砂芯5进行合并,仅是在弯折处被分为两部分,分别属于上砂芯12和下砂芯13。形成油道孔的8#砂芯8并水平分割为两部分,分别属于上砂芯12和下砂芯13。另外10#砂芯10也成为下砂芯13的一部分,6#砂芯6、7#砂芯7、9#砂芯9和11#砂芯11成为上砂芯12的一部分。并且本发明提供的砂芯无需外模。
D.将切分好的各块砂芯的截面轮廓数据制成3D打印机能识别的布图;
E.通过3D打印机将上述布图打印出,即得到砂芯。利用3D打印设备分别打印出上下砂芯,打印完成后清理掉表面和铸型上的散砂,将清理完后的砂芯后转入预表干炉中进行表干以提高砂芯强度,表干结束后再次进行清砂处理,最终得到新分块方式的进油体砂芯。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
A.将机车进油体的二维图形文件转制成三维图形文件;
B.将该三维图形文件逆向制成整体结构的砂芯图形文件;
C.将步骤B中得到的图形文件中的整体结构砂芯进行模块化切分;
D.将切分好的各块砂芯的截面轮廓数据制成3D打印机能识别的布图;
E.通过3D打印机将上述布图打印出,即得到砂芯。
2.根据权利要求1所述的一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于:步骤C中,将步骤B中得到的图形文件中的整体结构砂芯切分为上下两块。
3.根据权利要求2所述的一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于:所述上砂芯由形成机车进油体油道的油道芯II、形成机车进油体油道孔的油道孔芯II以及形成机车进油体顶面的顶部砂芯组合而成;所述下砂芯由形成机车进油体油道的油道芯I、形成机车进油体油道孔的油道孔芯I以及形成机车进油体底面的底部砂芯组合而成。
4.根据权利要求3所述的一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于:所述油道芯I和油道芯II拼合成形成机车进油体油道I的油道芯;该油道芯从弯折处被分割成油道芯I和油道芯II。
5.根据权利要求3所述的一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于:所述油道孔芯I和油道孔芯II拼合成形成机车进油体油道孔的油道孔芯,该油道孔芯被水平分割为油道孔芯I和油道孔芯II。
6.根据权利要求5所述的一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于:油道孔芯在底部铸件碗口往上120mm处被切分成油道孔芯I和油道孔芯II。
7.根据权利要求3所述的一种机车进油体砂芯的制作方法,其特征在于:油道芯I和油道芯II、油道孔芯I和油道孔芯II的配合面之间的间隙为2mm。
8.一种机车进油体砂芯,其特征在于:该砂芯由上、下砂芯组成。
9.根据权利要求8所述的一种机车进油体砂芯,其特征在于:所述上砂芯由形成机车进油体油道的油道芯II、形成机车进油体油道孔的油道孔芯II以及形成机车进油体顶面的顶部砂芯组合而成;所述下砂芯由形成机车进油体油道的油道芯I、形成机车进油体油道孔的油道孔芯I以及形成机车进油体底面的底部砂芯组合而成。
10.根据权利要求9所述的一种机车进油体砂芯,其特征在于:所述油道芯I和油道芯II拼合成形成机车进油体油道I的油道芯;该油道芯从弯折处被分割成油道芯I和油道芯II;所述油道孔芯I和油道孔芯II拼合成形成机车进油体油道孔的油道孔芯,该油道孔芯被水平分割为油道孔芯I和油道孔芯II。
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