CN113182493A - 一种机床铸件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床铸件的制造方法，包括如下步骤：依据产品铸件的结构进行区域划分，并依据区域划分，制备出相应形状的金属模具；熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型；将多个泡沫模型按照产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型；利用型砂刮出平面，得到型砂面，之后涂刷酒精涂料至型砂面，然后放入铸件模型；用真空泵将砂箱抽成真空，依靠大气压力与铸件模型内压力之差将砂粒粘结在一起；浇注金属液至砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件，以此提升铸件质量，缩短铸件制造周期。
Description
技术领域
本发明涉及铸造设备技术领域，尤其涉及一种机床铸件的制造方法。
背景技术
大型机床大多都是针对特定的客户设计的特定产品，一般都是单件小批量，其配套零件一般尺寸较大，重量较重，由于成本因素，产品设计者往往为了减重，将铸件内腔设计的较为复杂，但此方式制备出的铸件质量效果不佳，鉴于此本发明提出一种消失模的方法进行铸件铸造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机床铸件的制造方法，旨在解决现有技术中的制备铸件质量效果不佳的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种机床铸件的制造方法，包括如下步骤：依据产品铸件的结构进行区域划分，并依据所述区域划分，制备出相应形状的金属模具；
熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型；
将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型；
利用型砂刮出平面，得到型砂面，之后涂刷酒精涂料至所述型砂面，然后放入所述铸件模型；
将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动，所述砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将所述砂箱抽成真空，依靠大气压力与所述铸件模型内压力之差将砂粒粘结在一起；
浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件。
其中，熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型，包括：
选用所述可发性聚苯乙烯树脂珠；
对所述可发性聚苯乙烯树脂珠进行预发泡；
之后对所述发性聚苯乙烯树脂珠进行熟化，将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型。
其中，将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型的步骤中：
在多个所述泡沫模型拼接时，利用胶带封住相邻两个所述泡沫模型之间的结合面。
其中，将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动的步骤中：
振动时间为70～80s。
其中，在浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件的步骤前，包括：
对所述砂粒和所述铸件模型进行干燥。
其中，所述干燥温度控制在50～60℃，烘干时间为24～48h。
其中，所述砂粒和所述铸件模型进行干燥完成后自然冷却。
本发明的有益效果体现在：通过所述依据产品铸件的结构进行区域划分，并依据所述区域划分，制备出相应形状的金属模具；熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型；将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型；利用型砂刮出平面，得到型砂面，之后涂刷酒精涂料至所述型砂面，然后放入所述铸件模型；将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动，所述砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将所述砂箱抽成真空，依靠大气压力与所述铸件模型内压力之差将砂粒粘结在一起；浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件。利用分箱造型得到多个不同形状的泡沫模型，相对于单个整体的所述泡沫模型来说，避免所述泡沫模型过大舂砂困难，继而有利于舂砂，同时所述铸件还不易变形，此外通过涂刷酒精涂料至所述型砂面，然后放入所述铸件模型，既防止铸件沾砂，又能解决铸件气孔缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的机床铸件的制造方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供了一种机床铸件的制造方法，包括如下步骤：
S1：依据产品铸件的结构进行区域划分，并依据所述区域划分，制备出相应形状的金属模具；
S2：熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型；
S3：将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型；
S4：利用型砂刮出平面，得到型砂面，之后涂刷酒精涂料至所述型砂面，然后放入所述铸件模型；
S5：将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动，所述砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将所述砂箱抽成真空，依靠大气压力与所述铸件模型内压力之差将砂粒粘结在一起；
S6：浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件。
其中，通过现场跟踪发现，发现铸件变形的主要原因是泡沫型过大导致，舂砂困难是因为泡沫型外型面孔小，件高，内腔筋板横竖交错，不便舂砂，本发明利用分箱造型得到多个不同形状的泡沫模型，相对于单个整体的所述泡沫模型来说，避免所述泡沫模型过大舂砂困难，继而有利于舂砂，同时所述铸件还不易变形；
此外通过现场跟踪，发现铸件气孔是由于我们在放置涂刷后的泡沫模具时，为保证泡沫模具不变形，在模具下垫有等高的泡沫条，导致接触面涂料无法干透。因该问题只存在与平面机床铸件(例如工作台)，大平面与泡沫条整体接触导致不易干，所以针对平面机床铸件，我们要求泡沫型的平面不刷涂料，在造型时用型砂刮出一个平面，涂刷酒精涂料(酒精涂料易干)，再放上泡沫模具，既防止铸件粘砂，又能解决气孔缺陷。即通过涂刷酒精涂料至所述型砂面，然后放入所述铸件模型，既防止铸件沾砂，又能解决铸件气孔缺陷。
使用上述方法对消失模机床件造型浇注验证，明显的舂砂方便了。同时，变形量也小了，气孔缺陷没有了。由此可见采用消失模铸造技术生产机床中大型铸件可行，尤其是对于单件或小批量机床床身铸件采用此方法生产会获得可观的经济效益。
进一步地，熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型，包括：
选用所述可发性聚苯乙烯树脂珠；
对所述可发性聚苯乙烯树脂珠进行预发泡；
之后对所述发性聚苯乙烯树脂珠进行熟化，将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型。
将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内的步骤之后，还包括：对所述金属模具的型腔内的所述可发性聚苯乙烯树脂珠进行再次加热。
其中，通过对选取的所述可发性聚苯乙烯树脂珠进行预发泡，之后对所述发性聚苯乙烯树脂珠进行熟化，将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，然后对所述金属模具的型腔内的所述可发性聚苯乙烯树脂珠进行再次加热，使得珠粒再次膨胀，填满珠粒间空隙，并使珠粒件相互融合，形成平滑的表面，得到多个不同形状的泡沫模型；以此方法制备出的所述泡沫模型结构更加紧密。
进一步地，将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型的步骤中：
在多个所述泡沫模型拼接时，利用胶带封住相邻两个所述泡沫模型之间的结合面。
其中，通过利用胶带封住结合面，能够防止型砂进入铸件内。有利于提升铸件质量。
进一步地，将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动的步骤中：振动时间为70～80s。
其中，通过控制所述振动时间，能够使得砂粒与所述铸件模型结合更加紧密夯实，利于后续制备出的所述铸件的质量。
进一步地，在浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件的步骤前，包括：
对所述砂粒和所述铸件模型进行干燥。所述干燥温度控制在50～60℃，烘干时间为24～48h。所述砂粒和所述铸件模型进行干燥完成后自然冷却。
在本实施方式中，所述干燥温度优选55℃，烘干时间为优选36h。通过对干燥时间及干燥温度的控制能够保证制备出的所述铸件的质量。
进一步地，浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件的步骤中：在所述金属液浇注时，进行真空抽气，且抽气结束时间控制在浇注完成后的5～8min。浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件的步骤之后：对所述铸件进行风冷，取出落砂和切除所述铸件浇冒口处理。
在本实施方式中，通过在金属液浇注时，进行真空抽气，能够对气体的回收净化，避免气体污染空气，并且抽气结束时间控制在浇注完成后的5～8min，能够使得气体回收净化更加彻底，避免污染环境。
另外所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件，然后对所述铸件进行风冷，取出落砂和切除所述铸件浇冒口处理，以此完成对所述铸件的铸造。
综上所述，本发明采用聚苯乙烯板制作消失模模样要比传统铸造工艺制造木质模样成本低很多，同时制作周期短，简化了造型过程中的制芯、合箱过程，缩短了造型时间，同时也避免了组芯过程中的尺寸偏差。消失模铸造采用塑料泡沫实型模样代替木模进行填砂紧实造型，造好砂型后不取出模样直接浇入金属液，泡沫塑料燃烧气化而消失，金属液取代泡沫塑料模型所占的空间，冷却凝固后获得与泡沫实型模样形状一致的铸件。因其设计灵活、泡沫塑料采用数控机床依据建好的三维模型仿真加工且易于切削,造型过程不取模避免造型下芯配合误差等特点而具有精度高、生产环保、生产成本低等优点而在铸造业界被广泛研究应用。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种机床铸件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
依据产品铸件的结构进行区域划分，并依据所述区域划分，制备出相应形状的金属模具；
熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型；
将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型；
利用型砂刮出平面，得到型砂面，之后涂刷酒精涂料至所述型砂面，然后放入所述铸件模型；
将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动，所述砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵将所述砂箱抽成真空，依靠大气压力与所述铸件模型内压力之差将砂粒粘结在一起；
浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件。
2.如权利要求1所述的机床铸件的制造方法，其特征在于，熟化可发性聚苯乙烯树脂珠，并将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型，包括：
选用所述可发性聚苯乙烯树脂珠；
对所述可发性聚苯乙烯树脂珠进行预发泡；
之后对所述发性聚苯乙烯树脂珠进行熟化，将熟化的所述可发性聚苯乙烯树脂珠填充到相应的所述金属模具的型腔内，得到多个不同形状的泡沫模型。
3.如权利要求1所述的机床铸件的制造方法，其特征在于，将多个所述泡沫模型按照所述产品铸件的结构拼接成相应的铸件模型的步骤中：
在多个所述泡沫模型拼接时，利用胶带封住相邻两个所述泡沫模型之间的结合面。
4.如权利要求1所述的机床铸件的制造方法，其特征在于，将带有抽气室的砂箱放在振动台上并固定，底部放入预设厚度的底砂，振实后，在所述振动台上放置所述铸件模型，并培砂固定，同时施以振动的步骤中：
振动时间为70～80s。
5.如权利要求1所述的机床铸件的制造方法，其特征在于，在浇注金属液至所述砂箱内，所述砂箱内泡沫模样气化消失形成铸件的步骤前，包括：
对所述砂粒和所述铸件模型进行干燥。
6.如权利要求5所述的机床铸件的制造方法，其特征在于，所述干燥温度控制在50～60℃，烘干时间为24～48h。
7.如权利要求6所述的机床铸件的制造方法，其特征在于，所述砂粒和所述铸件模型进行干燥完成后自然冷却。
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