CN112676538A - 一种层叠组芯工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属型铸造技术领域，具体涉及一种层叠组芯工艺方法。以解决现有的组芯工艺存在的砂芯稳定性差、定位精度低及生产效率低的问题。主要包括制备基准芯与各个子砂芯、制备基准芯定位孔与子砂芯定位端及组芯的步骤，根据物体的空间自由度理论，通过减少砂芯的自由度，进行砂芯结构及定位方式设计，无需使用辅助工装，即可实现砂芯的精准、稳定及高效组合，达到铸件质量与生产效率双提升的目的。

Description

一种层叠组芯工艺方法

技术领域

本发明属于金属型铸造技术领域，具体涉及一种层叠组芯工艺方法。

背景技术

在金属型铸造工艺中，壳体的复杂内腔一般均须通过组芯工艺实现，这就要求砂芯与砂芯、砂芯与模具的连接精准且稳定，最终保证铸件的尺寸精度要求。

以某壳体为例，其砂芯组合允许偏摆量0.5mm，如图1a、图1b及图1c所示，每个子砂芯具有1个或2个芯头，芯头为圆形定位台结构。从图2a及图2b可以看出子砂芯b通过圆形定位台与子砂芯a的定位孔孔轴配合相互连接，由于圆形定位台的直径不足5mm，子砂芯a与子砂芯b连接处接触面积较小，且每个子砂芯只有1个定位端，导致其连接稳定性差。为了提高砂芯与砂芯及砂芯与模具的连接稳定性，该砂芯在组装时需要专用组合工装08，如图2a及图2b所示，子砂芯b与子砂芯a通过圆形定位台与定位孔相互连接后，依靠组合工装A结构与组合工装B结构进行限位，但是仅靠组合工装的单边限位(图中C处为砂芯与工装的接触边(防止砂芯继续张开，起限位作用))，子砂芯a仍可以向远离组合工装A结构的方向即沿图中箭头方向旋转，子砂芯b仍可以向远离组合工装B结构的方向即沿图中箭头方向旋转，自由度没有得到完全限制。因此，在组装时，就需要操作工人手扶砂芯，等待其粘结剂起作用后(并没有达到完全粘合)，人手离开砂芯，将砂芯连同组合工装置于红外灯下加热，加快固化，最后子砂芯会粘结成为一个整体，用于铸造生产。该过程中，人手的扶持会不可控，组合误差大；并且利用红外灯加热凝结固化剂时，由于不同部位固化速率不一致，砂芯也会变形，失去精准定位，如图3a与图3b所示，其中图3a为固化前的示意图，图3b为固化后的示意图，位置D处存在间隙。同时，因上述组芯过程较为复杂，据统计，通过上述方法组合一套砂芯需要5min，耗时较长，生产效率较低。

综上，现有的组芯工艺存在以下三个问题：

1)砂芯中芯头定位台尺寸小，砂芯与模具的连接处接触面积小，稳定性差。

2)砂芯中芯头数量少，造成砂芯的角向约束不够，组合时精度控制难度大，生产效率低。

3)红外灯加热导致不同部位固化速率不一致，砂芯易变形，定位精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种层叠组芯工艺方法，以解决现有的组芯工艺存在的砂芯稳定性差、定位精度低及生产效率低的问题。本发明根据物体的空间自由度理论，通过减少砂芯的自由度，进行砂芯结构及定位方式设计，无需使用辅助工装，即可实现砂芯的精准、稳定及高效组合，达到铸件质量与生产效率双提升的目的。

本发明的技术方案是：

一种层叠组芯工艺方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、制备基准芯与各个子砂芯；

步骤1.1、根据铸件内腔结构、砂芯开模需求、顶出需求及组芯操作等设计基准芯结构及砂芯的结构；

步骤1.2、根据砂芯的结构，设计合理的组芯顺序；

将砂芯划分为n个子砂芯，根据砂芯的结构，确定n个子砂芯的组芯顺序；其中n为大于等于2的自然数；

步骤1.3、制备符合设计要求的基准芯与n个子砂芯；

步骤2、制备基准芯定位孔与子砂芯定位端；

步骤2.1、根据子砂芯数量n、组芯顺序及各个子砂芯的自由度，确定各个子砂芯的定位端数量及位置，并确定基准芯定位孔数量及位置；

a、确定各个子砂芯的定位端数量：

子砂芯的定位端包括下定位端与上定位端，第一子砂芯至第n子砂芯的下定位端的数量均为i，i为大于等于3的自然数；第一子砂芯至第n子砂芯的上定位端的数量分别为j1、j2……jn，其中j1、j2……jn均为整数；

b、确定基准芯定位孔数量：

基准芯定位孔数量为m，其中m≥i+n-1；

c、确定各个子砂芯的定位端位置与基准芯定位孔位置：

基准芯定位孔位置与各个子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；各子砂芯上定位端位置与相应子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；

其中第一子砂芯中的i个下定位端分别与基准芯中的i个基准芯定位孔一一配合；

第二子砂芯中的至少1个下定位端与基准芯中的至少1个基准芯定位孔配合，第二子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中上定位端一一配合；

以此类推，

第n子砂芯中的至少1个下定位端与基准芯中的至少1个基准芯定位孔配合，第n子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中的上定位端、第二子砂芯中的上定位端……和/或第n-1子砂芯中的上定位端一一配合；

步骤2.2、按照上述确定的各个子砂芯的定位端数量及位置，在各个子砂芯的相应位置处设置定位端；按照上述确定的基准芯定位孔数量及位置，在基准芯相应位置处设置基准芯定位孔；

步骤3、组芯；

步骤3.1、将第一子砂芯、第二子砂芯……第n子砂芯依次层叠安插在基准芯上，其中第一子砂芯的i个下定位端分别安插在基准芯中的i个基准芯定位孔内；第二子砂芯中的至少1个下定位端安插在基准芯中的至少1个基准芯定位孔内，第二子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中上定位端配合；以此类推，第n子砂芯中的至少1个下定位端安插在基准芯中的至少1个基准芯定位孔内，第n子砂芯中的其余下定位端分别一一与第一子砂芯中的上定位端、第二子砂芯中的上定位端……和/或第n-1子砂芯中的上定位端配合；

步骤3.2、在各个定位端处涂抹粘结剂，实现快速精准组芯。

进一步地，为了便于固定，第一砂芯下定位端为与基准芯定位孔相适配的圆形定位台；第一砂芯上定位端与位于其上的各个砂芯的下定位端孔轴配合。

进一步地，为了简化组芯过程，m＝i+n-1；

步骤2.1中确定各个砂芯的定位端位置与基准芯定位孔位置时：

第二砂芯中的1个下定位端与基准芯中的1个基准芯定位孔配合；

第n砂芯中的1个下定位端与基准芯中的1个基准芯定位孔配合；

步骤3.1中：

第二砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内；

第n砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内。

进一步地，n＝3，i＝3。

进一步地，步骤2.1确定各个砂芯的定位端数量及位置，并确定基准芯定位孔数量及位置时：

第一砂芯包括三个上定位端，其中两个上定位端为圆形定位台，另外一个上定位端为定位孔；

第二砂芯的三个下定位端，其中一个为圆形定位台，与基准芯定位孔配合，另外两个为定位孔，与第一砂芯的两个圆形定位台状上定位端配合；第二砂芯包括一个上定位端，为定位孔；

第三砂芯的三个下定位端，均为圆形定位台，其中一个与基准芯定位孔配合，另外两个分别与第一砂芯定位孔状上定位端及第二砂芯上定位端配合。

步骤3.1中：

将第一砂芯、第二砂芯、第三砂芯依次层叠安插在基准芯上，其中第一砂芯的3个下定位端分别安插在基准芯中的3个基准芯定位孔内；第二砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内，第二砂芯中的另外两个下定位端内分别安插有一个第一砂芯圆形定位台状的上定位端；第三砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内，第三砂芯中的另外两个下定位端分别安插在第一砂芯定位孔状上定位端与第二砂芯中的上定位端内。

进一步地，为了方便组芯操作、提高组芯的稳定性，第一砂芯还可包括另外一个圆形定位台状上定位端，与此同时第二砂芯还可包括另外一个圆形定位台状下定位端，该下定位端与第一砂芯中所述的另外一个圆形定位台状上定位端端面接触配合。

本发明的有益效果是：

1、本发明方法实现了精准、稳定地砂芯组合；

本发明独特地将物体的空间自由度理论应用到了砂芯组合工艺中，对于芯头定位台直径不足5mm的砂芯，通过增加定位端数量，约束砂芯自由度，提高组芯稳定性，实现了砂芯稳定定位；并通过设计基准芯，在基准芯上设计与各个砂芯配合的定位孔，确保各个砂芯均与基准芯有直接连接配合，有效降低工艺过程中的误差累计，砂芯偏摆量完全控制在0.5mm，保证了精度要求。

2、组芯效率高；

本发明各个砂芯类似于“叠罗汉”依次安插在基准芯上，无需辅助工具，工艺操作简单，能够实现高效组芯生产需求。

3、应用效果显著；

某壳体采用层叠组芯工艺方法后，消除了由于组芯尺寸问题造成的壳体铸件报废现象，壳体合格率由30％提高到了85％，同时组芯时间缩短了70％。

附图说明

图1a为现有技术中子砂芯a的结构示意图；

图1b为现有技术中子砂芯b的结构示意图；

图1c为现有技术中子砂芯c的结构示意图；

图2a为现有技术中组芯过程示意图；

图2b为现有技术中组合后工装定位原理图；

图3a为现有技术中组芯固化前的结构示意图；

图3b为现有技术中组芯固化后的结构示意图；

图4为空间任一未受约束的自由物体六个自由度示意图；

图5a为具有1个芯头(下定位端)的子砂芯结构示意图；

图5b为具有2个芯头的子砂芯结构示意图；

图5c为具有3个芯头的子砂芯结构示意图；

图6为本发明各子砂芯与基准芯的连接关系示意图；

图7为现有技术中各子砂芯与组合工装的连接关系示意图；

图8为本发明组芯工艺过程示意图；

图9为本发明其中一个实施例中基准芯的结构示意图；

图10为本发明其中一个实施例中第一砂芯的结构示意图；

图11为本发明其中一个实施例中第二砂芯的结构示意图；

图12为本发明其中一个实施例中第三砂芯的结构示意图；

图中图标记为：

1-子砂芯，111-上定位端，112-下定位端；

01-第一子砂芯，02-第二子砂芯，03-第三子砂芯，04-基准芯，05-基准芯与第一子砂芯接触面，06-基准芯与第二子砂芯接触面，07-基准芯与第三子砂芯接触面，08-组合工装；

41-第一基准芯定位孔，42-第二基准芯定位孔，43-第三基准芯定位孔，44-第四基准芯定位孔，45-第五基准芯定位孔。

具体实施方式

金属型铸造技术中模具用于形成零件的外观形状，砂芯用于形成零件的内腔形状，一般砂芯是需要安装在模具上，并且两者的配合精度要高，才能生产出形状、尺寸满足产品图纸要求的零件。本发明为了提高精准定位，设计了基准砂芯辅助定位，以便实现高精度配合，满足生产要求。

具体通过下述过程实现组芯：

步骤1、制备基准芯与各个子砂芯；

步骤1.1、根据铸件内腔结构、砂芯开模需求、顶出需求、组芯操作等设计基准芯结构及砂芯的结构，该步骤采用现有常规方法即可实现。

步骤1.2、根据砂芯的结构，设计合理的组芯顺序；

将砂芯划分为n个子砂芯，根据砂芯的结构，确定n个子砂芯的组芯顺序，即确定各个砂芯的位置关系，如第一子砂芯、第二子砂芯……第n子砂芯依次从下至上叠放或从上至下叠放，叠放后形成砂芯；其中n为大于等于2的自然数。

步骤1.3、制备符合设计要求的基准芯与n个子砂芯。

步骤2、制备基准芯定位孔与子砂芯定位端；

步骤2.1、根据子砂芯数量n、组芯顺序及各个子砂芯的自由度，确定各个子砂芯的定位端数量及位置，并确定基准芯定位孔数量及位置；此处定位端指各子砂芯相互间及各子砂芯与基准芯相互连接的部位，一般通过孔轴配合连接，如在第一子砂芯与第二子砂芯的连接处，第一子砂芯可以是轴端，第二子砂芯为孔端，也可以是第一子砂芯为孔端，第二子砂芯为轴端，具体结构可根据实际需求确定。

确定各个子砂芯的定位端数量：

子砂芯的定位端包括下定位端与上定位端，第一子砂芯至第n子砂芯的下定位端的数量均为i，i为大于等于3的自然数；第一子砂芯至第n子砂芯的上定位端的数量分别为j1、j2……jn，其中j1、j2……jn均为整数；相比于现有技术，本发明增加了定位端(相当于现有技术中芯头)的数量，能够提高砂芯的稳定性，若i等于3，则每个子砂芯相当于具有3个支点，(例如相机的三脚架)，砂芯组装具有很强的稳定性。

确定基准芯定位孔数量：

为了消除组芯的系统误差，保证精度要求，基准芯定位孔数量为m，其中m≥i+n-1，确保每个子砂芯能够均与基准芯连接。

确定各个子砂芯的定位端位置与基准芯定位孔位置：

基准芯定位孔位置与各个子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；各子砂芯上定位端位置与相应子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；

其中第一子砂芯中的i个下定位端分别与基准芯中的i个基准芯定位孔一一配合；配合完成后，可将第一子砂芯与基准芯视为一体件。

第二子砂芯中的至少1个下定位端与基准芯中的至少1个基准芯定位孔配合，第二子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中上定位端一一配合；为了消除第二子砂芯与第一子砂芯的安装误差，将第一子砂芯与基准芯一体件作为基准芯，第二子砂芯的至少1个下定位端必须要与基准芯定位孔配合。当m＝i+n-1时，第二子砂芯的只有1个下定位端与基准芯定位孔配合，当m＞i+n-1时，第二子砂芯的可以有多个下定位端与基准芯定位孔配合，但是要确保剩余基准芯定位孔的数量能够满足与其余子砂芯至少1个下定位端配合的要求。

以此类推，

第n子砂芯中的至少1个下定位端与基准芯中的至少1个基准芯定位孔配合，第n子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中的上定位端、第二子砂芯中的上定位端……和/或第n-1子砂芯中的上定位端一一配合；如此设计，即可消除相邻两个子砂芯之间的安装误差。当m＝i+n-1时，第n子砂芯的也有1个下定位端与基准芯定位孔配合。

步骤2.2、按照上述确定的各个子砂芯的定位端数量及位置，在各个子砂芯的相应位置处设置定位端，一般是在子砂芯的可加工位置处设置；按照上述确定的基准芯定位孔数量及位置，在基准芯相应位置处设置基准芯定位孔。

步骤3、组芯；

步骤3.1、将第一子砂芯、第二子砂芯……第n子砂芯依次层叠安插在基准芯上，其中第一子砂芯的i个下定位端分别安插在基准芯中的i个基准芯定位孔内；将第一子砂芯与基准芯一体件作为基准芯，第二子砂芯中的至少1个下定位端安插在基准芯中的至少1个基准芯定位孔内，第二子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中上定位端配合；当m＝i+n-1时，第二子砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内；以此类推，将第一子砂芯、第n-1子砂芯与基准芯一体件作为基准芯，第n子砂芯中的至少1个下定位端安插在基准芯中的至少1个基准芯定位孔内，第n子砂芯中的其余下定位端分别一一与第一子砂芯中的上定位端、第二子砂芯中的上定位端……和/或第n-1子砂芯中的上定位端配合；当m＝i+n-1时，第n子砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内。

步骤3.2、在各个定位端处涂抹粘结剂，实现快速精准组芯。

本发明的设计原理为：

一个自由的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动的可能，其三个是移动，三个是转动，习惯上把这种活动的可能性称为自由度，因此空间任一未受约束的自由物体共有六个自由度：分别为沿X、Y、Z轴的移动以及沿X、Y、Z轴的转动，如图4示。为使刚体在空间具有确定的位置，就必须限制其六个自由度。在研究砂芯定位时，可以把砂芯看作刚体，砂芯的组合定位过程就是约束其自由度的过程。

子砂芯结构是否合理，约束条件是否得到满足，即各个子砂芯组装旋转自由度和平动自由度是否有效限制，直接影响砂芯的组装结果。

子砂芯定位端的数量直接影响砂芯的定位。如图5a为芯头(下定位端112)等于1的子砂芯1，芯头数量为1时，理论上讲，组合时该子砂芯可以沿Z轴上下移动和绕Z轴旋转，当与基准芯或其他子砂芯配合接触后，沿Z轴的移动被限制，然而砂芯仍然可以绕Z轴转动，即砂芯的

自由度不受限制，砂芯组合时空间位置无法完全得到限制，砂芯欠定位，不能实现精准组合。图5b为芯头等于2的子砂芯1，芯头数量为2时，理论上讲，由于多了一个芯头限制，砂芯不存在绕某个芯头轴向旋转的情况，但是由于芯头部位均存在配合间隙，在实际操作中会发现，2个芯头的砂芯会沿芯头连线(图5b①②连线)偏摆，砂芯组合时空间位置无法完全得到限制，砂芯欠定位，不能实现精准组合。图5c为芯头等于3的子砂芯1，芯头数量为3时，相对于2个芯头，砂芯多了一个支撑点，可以避免偏摆发生，这样就约束了砂芯的6个自由度，实现了砂芯精准组合。

如图6，以三个子砂芯为例，本发明每一个子砂芯(第一子砂芯01，第二子砂芯02，第三子砂芯03)均与基准芯04有接触面，图中附图标记05为基准芯与第一子砂芯接触面，06为基准芯与第二子砂芯接触面，07为基准芯与第三子砂芯接触面。组合时3个子砂芯有共同的尺寸基准(基准芯)，有利于减少组合误差，提高产品精度。采用该方法后，彻底消除了由于内腔尺寸问题造成的零件报废。如图7，如果第一子砂芯01安装在基准芯，第二子砂芯02安装在第一子砂芯01上，而不与基准芯接触。假设第一子砂芯01与第二子砂芯02组合接触的误差为0.1mm，则采用本发明的方法组芯后，误差为0.1mm。而采用图7所示的组芯方式，误差为0.2mm，当有3个砂芯时，即使采用了组合工装08，其误差也会达到0.3mm。显然本方案设计基准芯，使得每一个砂芯均与基准芯有接触面可以有效消除误差，提高组合精度。

如图8所示，本发明的组芯方法只需要层层叠加，第一子砂芯01叠加在基准芯上，第二子砂芯02叠加在第一子砂芯01与基准芯的一体件上，第三子砂芯03叠加在第一子砂芯01、第二子砂芯02与基准芯的一体件上。组合好后不需要手扶持，减少了等待时间，效率快，组合1套砂芯需要1.5min。另外由于定位点多，约束多，砂芯组合不变形。

以下结合具体实施例对本发明做进一步地描述。

本实施例中砂芯由3个子砂芯组合而成，且每个子砂芯中均具有3个下定位端。

具体通过下述方式实现组芯：

步骤1、制备基准芯与各个子砂芯；

步骤1.1、根据铸件内腔结构、砂芯开模需求、顶出需求、组芯操作等设计基准芯结构及砂芯的结构；

步骤1.2、根据砂芯的结构，设计合理的组芯顺序；

将砂芯划分为3个子砂芯，根据砂芯的结构，确定3个子砂芯的组芯顺序；本实施例第一子砂芯、第二子砂芯及第三子砂芯依次从下至上叠放。

步骤1.3、制备符合设计要求的基准芯与3个子砂芯。

步骤2、制备基准芯定位孔与子砂芯定位端；

步骤2.1、根据子砂芯数量、组芯顺序及各个子砂芯的自由度，确定各个子砂芯的定位端数量及位置，并确定基准芯定位孔数量及位置；

a、确定各个子砂芯的定位端数量：

子砂芯的定位端包括下定位端与上定位端，如图10图11及图12所示，第一子砂芯01至第三子砂芯03的下定位端112的数量均为3；第一子砂芯01至第三子砂芯03的上定位端111的数量分别为3、1、0；

b、确定基准芯定位孔数量：

如图9所示，基准芯定位孔数量为5，分别为第一基准芯定位孔41，第二基准芯定位孔42，第三基准芯定位孔43，第四基准芯定位孔44及第五基准芯定位孔45；

c、确定各个子砂芯的定位端位置与基准芯定位孔位置：

基准芯定位孔位置与各个子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；各子砂芯上定位端位置与相应子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；

如图9所示，第一基准芯定位孔41与第二子砂芯02配合，第二基准芯定位孔42、第四基准芯定位孔44、第五基准芯定位孔45与第一子砂芯01配合，第三基准芯定位孔43与第三子砂芯03配合。第一子砂芯01、第二子砂芯02、第三子砂芯03均与基准芯04有直接连接配合，有效消除了组芯的系统误差，保证了精度要求。

如图10所示，第一砂芯01包括三个上定位端111，其中两个上定位端111为圆形定位台，另外一个上定位端111为定位孔。

如图11所示，第二砂芯的三个下定位端112，其中一个为圆形定位台，与基准芯04定位孔配合，另外两个为定位孔，与第一砂芯01的两个圆形定位台状上定位端配合；第二砂芯02包括一个上定位端111，为定位孔；第一砂芯01还可包括另外一个圆形定位台状上定位端，与此同时第二砂芯还可包括另外一个圆形定位台状下定位端，该下定位端与第一砂芯中所述的另外一个圆形定位台状上定位端端面接触配合。

如图12所示，第三砂芯的三个下定位端112，均为圆形定位台，其中一个与基准芯04定位孔配合，另外两个分别与第一砂芯定位孔状上定位端及第二砂芯上定位端配合。

步骤2.2、按照上述确定的各个子砂芯的定位端数量及位置，在各个子砂芯的相应位置处设置定位端；按照上述确定的基准芯定位孔数量及位置，在基准芯相应位置处设置基准芯定位孔。

步骤3、组芯；

步骤3.1、如图8所示，将第一砂芯01、第二砂芯02、第三砂芯03依次层叠安插在基准芯04上，其中第一砂芯01的3个下定位端112分别安插在基准芯04中的3个基准芯定位孔内；第二砂芯02中的1个下定位端112安插在基准芯04中的1个基准芯定位孔内，第二砂芯02中的另外两个下定位端112内分别安插有一个第一砂芯圆形定位台状的上定位端111；第三砂芯03中的1个下定位端112安插在基准芯04中的1个基准芯定位孔内，第三砂芯03中的另外两个下定位端112分别安插在第一砂芯定位孔状上定位端与第二砂芯中的上定位端内。

步骤3.2、在各个定位端处涂抹粘结剂，实现快速精准组芯。

本发明通过设计3个定位芯头约束了砂芯自由度，提高了组芯稳定性，适用于芯头直径5mm左右或更小尺寸的砂芯；通过设计基准芯，降低了系统误差，砂芯偏移量控制在了0.5mm；层叠组芯方法科学、操作简单、便于观察。试验验证过程中，某壳体采用层叠组芯工艺方法后，消除了由于组芯尺寸问题造成的壳体铸件报废现象，壳体合格率提升了由30％提高到了85％，同时组芯时间缩短了70％。

Claims (6)

1.一种层叠组芯工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备基准芯与各个子砂芯；

步骤1.1、根据铸件内腔结构、砂芯开模需求、顶出需求及组芯操作设计基准芯结构及砂芯的结构；

步骤1.2、根据砂芯的结构，设计合理的组芯顺序；

将砂芯划分为n个子砂芯，根据砂芯的结构，确定n个子砂芯的组芯顺序；其中n为大于等于2的自然数；

步骤1.3、制备符合设计要求的基准芯与n个子砂芯；

步骤2、制备基准芯定位孔与子砂芯定位端；

步骤2.1、根据子砂芯数量n、组芯顺序及各个子砂芯的自由度，确定各个子砂芯的定位端数量及位置，并确定基准芯定位孔数量及位置；

a、确定各个子砂芯的定位端数量：

子砂芯的定位端包括下定位端与上定位端，第一子砂芯至第n子砂芯的下定位端的数量均为i，i为大于等于3的自然数；第一子砂芯至第n子砂芯的上定位端的数量分别为j1、j2……jn，其中j1、j2……jn均为整数；

b、确定基准芯定位孔数量：

基准芯定位孔数量为m，其中m≥i+n-1；

c、确定各个子砂芯的定位端位置与基准芯定位孔位置：

基准芯定位孔位置与各个子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；各子砂芯上定位端位置与相应子砂芯与其配合的下定位端位置一一对应；

其中第一子砂芯中的i个下定位端分别与基准芯中的i个基准芯定位孔一一配合；

第二子砂芯中的至少1个下定位端与基准芯中的至少1个基准芯定位孔配合，第二子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中上定位端一一配合；

以此类推，

第n子砂芯中的至少1个下定位端与基准芯中的至少1个基准芯定位孔配合，第n子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中的上定位端、第二子砂芯中的上定位端……和/或第n-1子砂芯中的上定位端一一配合；

步骤2.2、按照上述确定的各个子砂芯的定位端数量及位置，在各个子砂芯的相应位置处设置定位端；按照上述确定的基准芯定位孔数量及位置，在基准芯相应位置处设置基准芯定位孔；

步骤3、组芯；

步骤3.1、将第一子砂芯、第二子砂芯……第n子砂芯依次层叠安插在基准芯上，其中第一子砂芯的i个下定位端分别安插在基准芯中的i个基准芯定位孔内；第二子砂芯中的至少1个下定位端安插在基准芯中的至少1个基准芯定位孔内，第二子砂芯中的其余下定位端分别与第一子砂芯中上定位端配合；以此类推，第n子砂芯中的至少1个下定位端安插在基准芯中的至少1个基准芯定位孔内，第n子砂芯中的其余下定位端分别一一与第一子砂芯中的上定位端、第二子砂芯中的上定位端……和/或第n-1子砂芯中的上定位端配合；

步骤3.2、在各个定位端处涂抹粘结剂，实现组芯。

2.根据权利要求1所述的层叠组芯工艺方法，其特征在于：第一砂芯下定位端为与基准芯定位孔相适配的圆形定位台；第一砂芯上定位端与位于其上的各个砂芯的下定位端孔轴配合。

3.根据权利要求2所述的层叠组芯工艺方法，其特征在于：m＝i+n-1；

步骤2.1中确定各个砂芯的定位端位置与基准芯定位孔位置时：

第二砂芯中的1个下定位端与基准芯中的1个基准芯定位孔配合；

第n砂芯中的1个下定位端与基准芯中的1个基准芯定位孔配合；

步骤3.1中：

第二砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内；

第n砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内。

4.根据权利要求2或3所述的层叠组芯工艺方法，其特征在于：n＝3，i＝3。

5.根据权利要求4所述的层叠组芯工艺方法，其特征在于：步骤2.1确定各个砂芯的定位端数量及位置，并确定基准芯定位孔数量及位置时：

第一砂芯包括三个上定位端，其中两个上定位端为圆形定位台，另外一个上定位端为定位孔；

第二砂芯的三个下定位端，其中一个为圆形定位台，与基准芯定位孔配合，另外两个为定位孔，与第一砂芯的两个圆形定位台状上定位端配合；第二砂芯包括一个上定位端，为定位孔；

第三砂芯的三个下定位端，均为圆形定位台，其中一个与基准芯定位孔配合，另外两个分别与第一砂芯定位孔状上定位端及第二砂芯上定位端配合；

步骤3.1中：

将第一砂芯、第二砂芯、第三砂芯依次层叠安插在基准芯上，其中第一砂芯的3个下定位端分别安插在基准芯中的3个基准芯定位孔内；第二砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内，第二砂芯中的另外两个下定位端内分别安插有一个第一砂芯圆形定位台状的上定位端；第三砂芯中的1个下定位端安插在基准芯中的1个基准芯定位孔内，第三砂芯中的另外两个下定位端分别安插在第一砂芯定位孔状上定位端与第二砂芯中的上定位端内。

6.根据权利要求5所述的层叠组芯工艺方法，其特征在于：第一砂芯包括另外一个圆形定位台状上定位端，第二砂芯包括另外一个圆形定位台状下定位端，该下定位端与第一砂芯中所述的另外一个圆形定位台状上定位端端面接触配合。

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