CN110756741A

CN110756741A - 用于包装砂芯的砂壳

Info

Publication number: CN110756741A
Application number: CN201911163240.2A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 李朝东; 梁继亚
Original assignee: Kocel Intelligent Foundry Industry Innovation Center Co Ltd
Current assignee: Kocel Intelligent Foundry Industry Innovation Center Co Ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明属于砂芯运输领域，特别涉及一种用于包装砂芯的砂壳，解决现有技术中由于砂芯结构薄弱、细小无法长距离运输的问题。本发明提供的砂壳包括砂盒、砂芯、砂芯支撑结构，砂芯和砂芯支撑结构置于砂盒内部，砂芯与砂芯支撑结构相匹配，且配合连接，砂芯支撑结构与砂盒固定连接。与现有技术相比，可将多个薄弱砂芯放在同一个砂壳内，通过设计的砂盘、支柱组进行保护，防止砂芯的薄弱部位受力，这样设置使得砂芯长距离运输时，薄弱砂芯被砂壳内部的空腔的散砂保护，无明显震动；并且可将大型砂芯局部型腔用砂壳进行保护，采用3D打印技术将砂盒和砂芯一体成型，使得投入成形砂芯的材料大幅减少，成形砂芯的材料包括树脂砂和散砂。

Description

用于包装砂芯的砂壳

技术领域

本发明属于砂芯运输领域，特别涉及一种用于包装砂芯的砂壳。

背景技术

装备制造领域中，例如航空航天发动机、新能源汽车电机壳类铸件，设计冷却或者通润滑油用的狭长管道；例如柴油发动机的缸体、气缸盖类铸件，设计有截面不断变化的形状复杂的狭窄内腔；以上举例所述类型铸件均需要砂型铸造成型，使用模具成形时，由于填砂紧实、射砂成形困难，模腔内成形不良，此类砂芯制作困难；目前由于增材制造的技术日趋成熟，这些砂芯逐渐转为使用增材制造的方法成形；基于3DP原理的3D打印技术，可以以相对较低成本大批量生产此类砂芯，但是其生产的砂芯最高强度也不能满足长距离运输此类砂芯；且增材设备生产出的薄弱、细小砂芯难以长距离运输，往往需要复杂的包装方式来保护砂芯不在运输途中损坏，目前的运输包装方式，砂芯废品率居高不下，造成生产周期长；另外，一些3D打印的砂芯质量小，数量多，不方便生产管理。因此，亟需提出一种可以保护砂芯长距离运输、不需要复杂包装方案即可将特别薄弱的砂芯进行转运及方便管理的运输方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于包装砂芯的砂壳，解决现有技术中由于砂芯结构薄弱、细小无法长距离运输的问题，同时设计砂盒和砂芯支撑结构，可明显减轻或者消除由于运输路途中颠簸导致散砂紧实产生的作用力，以保护砂芯。

一种用于包装砂芯的砂壳，所述砂壳包括砂盒、砂芯、砂芯支撑结构，所述砂芯和所述砂芯支撑结构置于所述砂盒内部，所述砂芯与所述砂芯支撑结构相匹配，且配合连接，所述砂芯支撑结构与所述砂盒固定连接。

作为本发明进一步的方案，所述砂芯支撑结构为镂空结构。

作为本发明进一步的方案，所述砂芯支撑结构包括砂盘，所述砂盘上间隔设置有支柱组，所述支柱组包括两件支柱、若干支托，两件所述支柱之间间隔设置若干所述支托；所述支柱组用于支撑砂芯；所述砂芯布置在所述砂盘的上方20mm～50mm位置。

作为本发明进一步的方案，所述支柱的直径为

用以固定所述砂芯，防止砂芯在运输过程中由于颠簸，散砂被紧实而受力。

作为本发明进一步的方案，所述支托的直径为

所述支托的结构设计为蘑菇状结构，所述蘑菇状结构顶部设置凹槽，所述凹槽与所述砂芯的轮廓随形，用于支撑所述砂芯最薄弱的部位，将所述砂芯放置在所述蘑菇状支托上时保证存在1mm～2mm间隙。

作为本发明进一步的方案，所述砂盘置于砂盒底部，所述砂盘与所述砂盒为一体式结构；所述砂盘的厚度为10mm～50mm。

作为本发明进一步的方案，所述砂芯的结构为细长结构，所述砂芯的长度与直径的比值为15～60。

作为本发明进一步的方案，所述砂盒为封闭式结构，且顶部外周设置切割槽，所述切割槽的宽度为3mm～10mm，深度为2mm～5mm；所述砂芯运输至目的地后，通过切割槽切开所述砂壳，取出所述砂芯；不使用敲击的开箱方式，避免敲击时的冲击使砂芯受力被破坏。

作为本发明进一步的方案，所述砂盒底部设置有加强筋，所述加强筋的宽度为15mm～30mm，高度为15mm～30mm；设置加强筋时，沿所述砂盒的长度方向的砂盒的两端底部预留50mm～100mm范围不设置加强筋，作为搬运时的操作空间。

作为本发明进一步的方案，所述砂芯一体成型，且所述砂盒与所述砂芯一体成型。采用3D打印技术将所述砂盒与所述砂芯一体成型制成；若所述砂芯包括吊柄，则所述吊柄漏出所述砂盒外部，即砂盒不能将所述吊柄包裹在内，这样可以通过所述吊柄转运或者翻转砂芯。

作为本发明进一步的方案，所述砂芯包括多个细长结构部、方门、吊柄，所述细长结构部和所述方门置于所述砂盒内部，所述吊柄漏出所述砂盒外部。

作为本发明进一步的方案，所述砂盒与所述砂芯之间的空隙用散砂进行填充紧实。

作为本发明进一步的方案，所述砂盒的壁厚为5mm～50mm；所述砂盒厚度太厚去除困难，太薄保护砂芯作用强度不够。

作为本发明进一步的方案，上述采用3D打印一体成型时，确保打印成形时按照设计的增材方向成形，确保砂芯性能最佳，并且在砂壳侧面标记打印方向。

作为本发明进一步的方案，在所述砂盒的顶面标记敲击去除砂盒时的起始位置，所述起始位置的内部散砂厚度较大，敲击去除此部分时不会给砂芯型腔内结构造成冲击并破坏砂芯结构。

与现有技术相比，本发明提供的用于包装砂芯的砂壳，可将多个薄弱砂芯放在同一个砂壳内，通过设计的砂盘、支柱组进行保护，防止砂芯的薄弱部位受力，这样设置使得砂芯长距离运输时，薄弱砂芯被砂壳内部的空腔的散砂保护，无明显震动；并且可将大型砂芯局部型腔用砂壳进行保护，采用3D打印技术将砂盒和砂芯一体成型，使得投入成形砂芯的材料大幅减少，成形砂芯的材料包括树脂砂和散砂。

附图说明

附图1是实施例一的砂盒与砂芯支撑结构示意图；

附图2是实施例一的砂壳的拉筋和切割槽布置示意图；

附图3是实施例一的砂芯支撑结构示意图；

附图4是实施例一的砂壳的标记字体示意图；

附图5是实施例二的砂芯结构示意图；

附图6是实施例二的砂壳示意图；

图中:10-砂壳、20-砂芯一、30-砂芯二、50-标记字体、11-砂盒、12-砂芯支撑结构、13-切割槽、14-加强筋、21-细长结构部、22-方门、23-吊柄、120-砂盘、121-支柱组、1211-支柱、1212-支托。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

某零件包括若干狭长油道结构，采用砂芯铸造工艺生产，油道结构可以通过油道砂芯制成，油道芯长度与直径的比值15～60，为典型的细长杆状结构，质量较小。油道砂芯通过下述方案中提供的用于包装砂芯的砂壳运输，油道砂芯以下用砂芯二代替，具体如下：

一种用于包装砂芯的砂壳，请参见附图1至4所示，砂壳10包括砂盒11、砂芯二30、砂芯支撑结构12，砂芯二30和砂芯支撑结构12置于砂盒11内部，砂芯二30与砂芯支撑结构12相匹配，且配合连接，砂芯支撑结构12与砂盒11固定连接；砂芯支撑结构12为镂空结构。

具体地，砂芯二30的结构为细长结构，砂芯二30的长度与直径的比值为15～60。砂芯支撑结构12包括砂盘11，砂盘11上间隔设置有支柱组121，支柱组121包括两件支柱1211、若干支托1212，两件支柱1211之间间隔设置若干支托1212；支柱组121用于支撑砂芯二30；两件支柱1211分别支撑砂芯二30的两端，砂芯二30布置在砂盘11的上方20mm～50mm位置。支托1212的直径为

支托1212的结构设计为蘑菇状结构，蘑菇状结构顶部设置凹槽，凹槽与砂芯二30的轮廓随形，用于支撑砂芯二30最薄弱的部位，将砂芯二30放置在蘑菇状支托1212上时保证存在1mm～2mm间隙。

砂盘11置于砂盒11底部，砂盘11与砂盒11为一体式结构；砂盘11的厚度选择为10mm～50mm。

砂盒11为封闭式结构，砂盒11的顶部外周设置切割槽13，切割槽13的宽度为3mm～10mm，深度为2mm～5mm；砂芯二30运输至目的地后，通过切割槽13切开砂壳10，取出砂芯二30；不使用敲击的开箱方式，避免敲击时的冲击使砂芯二30受力被破坏。

砂盒11底部设置有切割槽14，切割槽14的宽度为15mm～30mm，高度为15mm～30mm；在砂盒11底部的长、宽方向分别各设置2条切割槽14，以加强砂盒11底部的强度；进一步地，设置切割槽14时，沿砂盒11的长度方向的砂盒11的两端底部预留50mm～100mm范围不设置切割槽14，作为搬运时的操作空间。

砂盒11的壁厚为5mm～50mm；砂盒11厚度太厚去除困难，太薄保护砂芯作用强度不够。

在砂盒11的顶面标记敲击去除砂盒11时的起始位置，起始位置的内部散砂厚度较大，敲击去除此部分时不会给砂芯型腔内结构造成冲击并破坏砂芯结构。进一步地，标记字体50采用“黑体”字形，字体大小为30mm～50mm，相对于砂盒11的顶面突出或者下凹1mm～5mm。

需要说明的是，以上砂芯二30可为易损坏的杆状、环状、薄片状等砂芯，砂盒11的外形轮廓根据砂芯二30的外形轮廓调整，形状可以采用球形、圆柱、椎体、多面体等。

本实施例主要用于将多个薄弱砂芯放在同一个砂壳内，通过设计的砂盘、支柱组进行保护，防止砂芯的薄弱部位受力，这样设置使得砂芯长距离运输时，薄弱砂芯被砂壳内部的空腔的散砂保护，无明显震动；且解决了一些砂芯质量小、数量多，不方便生产管理的问题，即将所有需要运输的砂芯放置在相应的支柱组上，可避免遗漏或者丢失。

实施例二：

某零件包含有多个细长结构部21、方门22、吊柄23，细长结构部21截面尺寸小，截面直径为

长度大于500mm，其中细长结构部21即冷却油道；此零件采用砂型铸造工艺生产，需要一个整体砂芯制作完成。此零件的砂芯通过下述方案中提供的用于包装砂芯的砂壳运输，具体如下：

一种用于包装砂芯的砂壳，请参见附图5和6所示，砂壳10包括砂盒11、砂芯一20、砂芯支撑结构12，砂芯一20和砂芯支撑结构12置于所述砂盒11内部，砂芯一20与砂芯支撑结构12相匹配，且配合连接，砂芯支撑结构12与砂盒11固定连接。砂芯支撑结构12可以为散砂或者其他形状可用于支撑砂芯型腔结构的砂芯块。

砂芯一20包括多个细长结构部21、方门22、吊柄23，细长结构部21和方门22置于砂盒11内部，吊柄23漏出砂盒11外部。

砂盒11与砂芯一20一体成型，采用3D打印技术将砂盒11与砂芯一20一体成型制成；吊柄23漏出砂盒11外部，即砂盒11不能将吊柄23包裹在内，这样可以通过吊柄23转运或者翻转砂芯一20；砂盒11将方门22包裹在内，可防止漏砂。砂盒11的壁厚为5mm～50mm；砂盒11厚度太厚去除困难，太薄保护砂芯一20作用强度不够。

需要说明的是，将砂盒11和砂芯一20一体成型的具体步骤为：首先通过三维建模软件，将砂芯一20的型腔部位设定界线，采用一个虚拟的长方体将其型腔包裹在内，这个虚拟的长方体，沿周比砂芯一20被保护的型腔体积略大，即长、宽、高尺寸均略大1mm～100mm；在虚拟的长方体外侧六个面，均增加5mm～50mm，形成砂盒11，并包住虚拟长方体；进一步地，相当于砂盒11底部与砂芯一20一体成型。砂盒11与砂芯一20之间的空隙用散砂进行填充紧实。

进一步地，上述采用3D打印一体成型时，确保打印成形时按照设计的增材方向成形，确保砂芯一20性能最佳，在砂壳10侧面标记打印方向。并且在砂盒11的顶面标记敲击去除砂盒11时的起始位置，起始位置的内部散砂厚度较大，敲击去除此部分时不会给砂芯一20型腔内结构造成冲击并破坏砂芯一20结构。标记字体50采用“黑体”字形，字体大小为30mm～50mm，相对于砂盒11的顶面突出或者下凹1mm～5mm。

本实施例主要用于将大型砂芯局部型腔用砂壳进行保护，采用3D打印技术将砂盒和砂芯一体成型，使得投入成形砂芯的材料大幅减少，成形砂芯的材料包括树脂砂和散砂。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂壳包括砂盒、砂芯、砂芯支撑结构，所述砂芯和所述砂芯支撑结构置于所述砂盒内部，所述砂芯与所述砂芯支撑结构相匹配，且配合连接，所述砂芯支撑结构与所述砂盒固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂芯支撑结构为镂空结构。

3.根据权利要求2所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂芯支撑结构包括砂盘，所述砂盘上间隔设置有支柱组，所述支柱组包括两件支柱、若干支托，两件所述支柱之间间隔设置若干所述支托。

4.根据权利要求3所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂盘置于砂盒底部，所述砂盘与所述砂盒为一体式结构。

5.根据权利要求2至4任一所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂芯的结构为细长结构，所述砂芯的长度与直径的比值为15～60。

6.根据权利要求5所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂盒为封闭式结构，且顶部外周设置有切割槽。

7.根据权利要求6所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂盒底部设置有加强筋。

8.根据权利要求1所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂芯一体成型，且所述砂盒与所述砂芯一体成型。

9.根据权利要求8所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂芯包括多个细长结构部、方门、吊柄，所述细长结构部和所述方门置于所述砂盒内部，所述吊柄漏出所述砂盒外部。

10.根据权利要求9所述的用于包装砂芯的砂壳，其特征在于，所述砂盒的壁厚为5mm～50mm。