CN115255284A - 一种机床铸件用组合砂芯及铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机床铸件用组合砂芯，包括底板和砂芯，所述底板上设置有凹槽，所述凹槽中设置有由树脂砂填充造型后形成的树脂砂层；若干砂芯设置于所述凹槽中，所述砂芯和所述树脂砂层形成所述机床类铸件的型腔。本发明还公开一种铸造方法，使用机床铸件用组合砂芯。所述本发明公开的机床铸件用组合砂芯，采用底板造型，组合若干砂芯完成整体造型、组芯，整个过程减少了砂芯使用数量，操作简单，下芯准确，提高机床等复杂结构铸件的铸造质量；本发明公开的机床铸件用组合砂芯，节约模具成本，降低3D打印用砂，防止反复翻转砂芯造成的砂芯损坏，极大节约生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种机床铸件用组合砂芯及使用该组合砂芯的铸造方法。
背景技术
采用传统手工造型方式生产铸件，使用上、下部模样造型后形成型腔，在型腔中设置砂芯并浇铸制成铸件结构。机床铸件结构复杂，型腔中所需砂芯数量多，下芯过程中易发生错偏影响铸件质量；上、下部模样及芯盒制作周期长，砂型、砂芯组芯合箱时间长，生产效率低。
采用3D打印砂芯组芯方式生产铸件，需要打底造型并在浇注系统部分位置放置瓷管，打底、设置瓷管过程中需要多次翻转多个砂芯，砂芯在翻转过程中易损坏，增加生产成本；大型机床铸件的打底过程中通常使用多个砂芯打底，容易造成打底错偏，下芯基准改变导致下芯难以到位，影响铸件质量，增加现场操作难度。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题提供一种造型简单、下芯准确的机床铸件用组合砂芯及铸造方法。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
本发明实施例公开一种机床铸件用组合砂芯，包括底板和砂芯，所述底板上设置有凹槽，所述凹槽中设置有由树脂砂填充造型后形成的树脂砂层；若干砂芯设置于所述凹槽中，所述砂芯和所述树脂砂层形成所述机床类铸件的型腔。
在其中一种实施例中，所述机床铸件用组合砂芯，还包括浇注系统，所述浇注系统包括浇注系统上部和浇注系统下部，所述浇注系统上部设置于所述砂芯，所述浇注系统下部设置于所述底板。
在其中一种实施例中，所述浇注系统下部设置有过滤网座。
在其中一种实施例中，所述砂芯由3D打印机打印而成。
在其中一种实施例中，所述凹槽的顶部高于所述砂芯和所述树脂砂层的分型面100mm～150mm。
在其中一种实施例中，所述机床铸件用组合砂芯，还包括定位组件，所述定位组件包括定位凹槽和定位凸台，所述底板设置有所述定位凸台，所述砂芯设置有所述定位凹槽，所述定位凸台与所述定位凹槽相匹配。
在其中一种实施例中，所述定位凸台设置有第一斜面，所述第一斜面使所述定位凸台的横截面沿所述底板朝向所述砂芯方向逐渐减小；所述定位凹槽设置有与所述第一斜面相匹配的第二斜面。
在其中一种实施例中，所述定位组件还包括定位标识，所述定位标识设置于所述底板和所述砂芯上，且所述底板上的定位标识与所述砂芯上的定位标识相对应。
在其中一种实施例中，所述机床铸件用组合砂芯，还包括密封件，所述密封件设置于所述砂芯之间和/或所述底板与所述砂芯的分型面。
本发明实施例还公开一种铸造方法，使用上述任意所述的机床铸件用组合砂芯。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开的机床铸件用组合砂芯，采用底板造型，组合若干砂芯完成整体造型、组芯，整个过程减少了砂芯使用数量，操作简单，下芯准确，提高机床等复杂结构铸件的铸造质量；本发明公开的机床铸件用组合砂芯，节约模具成本，降低3D打印用砂，防止反复翻转砂芯造成的砂芯损坏，极大节约生产成本。
附图说明
图1为床身的结构示意图；
图2为底板的结构示意图；
图3为砂芯的结构示意图；
图4为图1床身用组合砂芯的结构示意图；
附图标记说明：
100-底板，110-凹槽，120-树脂砂层；
200-砂芯，
310-浇注系统下部，320-浇注系统上部，330-浇注系统定位件，
410-定位凸台，420-定位凹槽，430-定位标识。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例公开一种机床铸件用组合砂芯，下面以如图1所示的机床床身为例进行说明，使用本发明公开的机床铸件用组合砂芯进行浇铸，形成图1所示床身，该床身结构复杂且体积大。
本发明实施例公开的组合砂芯，如图2至图4所示，包括底板100和砂芯200，底板100可以是金属底板，也可以是木质底板。底板100上设置有凹槽110，在凹槽110中设置有由树脂砂填充造型后形成的树脂砂层120。若干砂芯200下芯至凹槽110中，与底板100组合完成整体组合砂芯的造型、组芯，砂芯200和树脂砂层120共同形成浇铸机床床身所需的型腔。本发明公开的组合砂芯，砂芯200可以采用3D打印机打印而成，在不超过打印尺寸限制的条件下，砂芯200的尺寸可以尽可能大，以减少砂芯200的数量，降低组芯错位的风险。
进一步地，砂芯200与树脂砂层120间隙配合，优选地，配合间隙≤1.5mm。
需要说明的是，组芯完成后，可以在砂芯200外侧设置与底板100配合的砂箱；也可以在外侧砂芯上设置与底板配合的连接部；当然，还可以在砂芯200上放置压芯部件，只要防止浇铸过程中漂芯的发生即可，本发明实施例对此不做具体限制。
本发明公开的实施例中，所公开的组合砂芯还可以包括浇注系统，浇铸时为保证金属液充型平稳，采用低返式浇注系统。浇注系统包括浇注系统上部320和浇注系统下部310，浇注系统上部320设置于砂芯200中，若干个砂芯200中的浇注系统拼接组成整个浇注系统上部320；浇注系统下部310设置于底板100和/或树脂砂层120中。
进一步地，浇注系统还可以包括浇注系统定位件330，可以在底板100上放置砂箱，通过若干个浇注系统定位件330确定浇道瓷管的布线轨迹，并将浇道瓷管、过滤网座等浇注系统下部310部件布置于凹槽110中。选择床身导轨底下的大面作为分型面，将分型面以下的床身模具放置在砂箱中后，向砂箱中流入树脂砂并压实、刮平，待树脂砂硬化后起模、卸除砂箱，完成底板100的造型。
需要说明的是，如果凹槽110的深度足够，可以不使用砂箱，本发明实施例对此不做具体限制。
本发明公开的实施例中，根据床身轮廓大小和外侧砂芯所需要的吃砂量，凹槽110的顶部可以高于分型面100mm～150mm。
本发明公开的实施例中，组合砂芯还包括定位组件，组芯时起定位作用。定位组件包括定位凹槽420和定位凸台410，凹槽110侧面沿周设置有若干定位凸台410，对应地，砂芯200上设置有与定位凸台410相匹配的定位凹槽420。
进一步地，定位凹槽420与定位凸台410间隙配合。
进一步地，定位凸台410外侧面设置有第一斜面，使定位凸台410的横截面沿底板100朝向砂芯200方向铸件减小。第一斜面可以是一个侧面，也可以是多个侧面，本发明实施例对此不做具体限制。对应地，定位凹槽420设置有与第一斜面相匹配的第二斜面。
本发明公开的实施例中，为了下芯过程及下芯后直观观察组芯偏差，在底板100顶面和砂芯200对应位置均设置有相互对应的定位标识430，配合定位组件在各个方向均实现准确定位。
本发明公开的实施例中，可以在各个砂芯200之间的结合部、砂芯200与树脂砂层120的结合部设置相互对应的凹、凸台作为密封结构，以防止散沙进入铸件型腔和浇铸时跑火。当然，也可以在该结合部设密封件，例如泥条等。
第二方面，本发明实施例还公开一种铸造方法，使用上述任意所述的机床铸件用组合砂芯。
具体地，本发明实施例公开的铸造方法，包括如下步骤：
底板造型，在底板100上放置砂箱，将浇注系统下部310和分型面以下的床身模具放置于凹槽110中，向砂箱中流入树脂砂并压实、刮平，待树脂砂硬化后形成树脂砂层120，起模、卸除砂箱。
制芯，采用3D打印机打印砂芯200。
需要说明的是，砂芯200可以自带浇注系统上部320、定位凹槽420和定位标识430。
组芯，将若干砂芯200依次下芯至凹槽110中，在下芯过程中，使用定位组件作为下芯基准，结合下芯标识430使砂芯200在三维方向均准确定位，并将砂芯200之间以及砂芯200和树脂砂层120之间密封。
可选地，连接砂芯200与底板100。连接方式可以是设置砂箱、压芯或卡接砂芯200与底板100等，本发明实施例对此不做具体限制。
浇铸，通过浇注系统将金属液注入砂芯200和树脂砂层120形成的铸件型腔，待金属液凝固后形成铸件。
打箱、清砂，将浇注系统下部310和底板100回收再次利用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种机床铸件用组合砂芯，其特征在于，包括底板和砂芯，所述底板上设置有凹槽，所述凹槽中设置有由树脂砂填充造型后形成的树脂砂层；若干砂芯设置于所述凹槽中，所述砂芯和所述树脂砂层形成所述机床类铸件的型腔。
2.根据权利要求1所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，还包括浇注系统，所述浇注系统包括浇注系统上部和浇注系统下部，所述浇注系统上部设置于所述砂芯，所述浇注系统下部设置于所述底板。
3.根据权利要求2所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，所述浇注系统下部设置有过滤网座。
4.根据权利要求2所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，所述砂芯由3D打印机打印而成。
5.根据权利要求1所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，所述凹槽的顶部高于所述砂芯和所述树脂砂层的分型面100mm～150mm。
6.根据权利要求1所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，还包括定位组件，所述定位组件包括定位凹槽和定位凸台，所述底板设置有所述定位凸台，所述砂芯设置有所述定位凹槽，所述定位凸台与所述定位凹槽相匹配。
7.根据权利要求6所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，所述定位凸台设置有第一斜面，所述第一斜面使所述定位凸台的横截面沿所述底板朝向所述砂芯方向逐渐减小；所述定位凹槽设置有与所述第一斜面相匹配的第二斜面。
8.根据权利要求6所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，所述定位组件还包括定位标识，所述定位标识设置于所述底板和所述砂芯上，且所述底板上的定位标识与所述砂芯上的定位标识相对应。
9.根据权利要求1所述的机床铸件用组合砂芯，其特征在于，还包括密封件，所述密封件设置于所述砂芯之间和/或所述底板与所述砂芯的分型面。
10.一种铸造方法，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的机床铸件用组合砂芯。
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