CN115319024A - 一种3d打印砂型的抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印砂型的抓取方法，尤其涉及桁架自动抓取3D打印砂型组芯吊运结构，铸件从下至上包括下部砂箱、中部砂箱和上部砂箱，下部砂箱包括底部砂型，中部砂箱包括中间砂型，上部砂箱包括上部砂型，依次在底部砂型、中间砂型和上部砂型上分别设置吊运抓取结构，吊运抓取结构为长度h的柱体，依次将各吊运抓取结构的长度h进行增加，从而使砂箱的吊运抓取结构呈倒阶梯式以实现桁架的抓取。本发明克服了在3D打印砂型在清砂以及组芯合箱时砂型对桁架的限制，同时有效降低砂芯/型的高度，降低砂铁比以达到降低成本的目的。

Description

一种3D打印砂型的抓取方法

技术领域

本发明涉及自动组芯的3D打印砂型，尤其涉及桁架自动组芯抓取3D打印砂型组芯吊运结构。

背景技术

铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。在砂型前期清砂以及组芯过程中，由于桁架自身机构限制，不得不提高砂型的高度，以解除砂型对桁架的限制。提高了铸件的砂铁比，对树脂，固化剂以及清洗剂等原材料造成浪费，因此解除砂型对桁架的限制对，降低成本有至关重要的意义。

3D打印型芯，是采用3D打印技术生产的型芯，即使用3D打印机分层加工、叠加成型的方式逐层增加材料来生产3D实体，3D打印不受形状限制，可以打印除封闭空腔的任何形状，可以说越复杂的产品越适合采用3D打印生产。但是3D打印的砂型在清砂以及组芯时，砂型对桁架容易产生限制。目前采取的措施，增加砂型高度，以解除砂型对桁架的限制，这种方法有个弊端：提高砂型高度，增加了砂铁比，无形中增加了成本。

发明内容

本发明克服了现有技术在3D打印砂型在清砂以及组芯合箱时砂型对桁架的限制，提供了一种3D打印砂芯的抓取方法，所述方法通过采用阶梯式的吊运结构，解决了桁架抓取3D打印砂芯时砂芯/型对桁架的限制，同时，有效降低砂芯/型的高度，降低砂铁比以达到降低成本的目的。

基于此，本发明提供如下技术方案：

一种3D打印砂型的抓取方法，铸件从下至上包括下部砂箱、中部砂箱和上部砂箱，下部砂箱包括底部砂型，中部砂箱包括中间砂型，上部砂箱包括上部砂型，包括如下步骤：

依次在底部砂型、中间砂型和上部砂型上分别设置吊运抓取结构，吊运抓取结构为长度h的柱体，

依次将各吊运抓取结构的长度h进行增加，

从而使砂箱的吊运抓取结构呈倒阶梯式以实现桁架的抓取。

在其中一个实施例中，吊运抓取结构沿砂型长度方向进行设置。

在其中一个实施例中，吊运抓取结构与砂型接触的位置进行倒R10圆角。

在其中一个实施例中，底部砂型设置长度为h1的吊运抓取结构一，吊运抓取结构增加长度为δ；增加长度δ大于等于吊运抓取结构一长度h1。

在其中一个实施例中，中间砂型设置长度为h2的吊运抓取结构二，吊运抓取结构二长度h2为吊运抓取结构一长度h1与增加长度δ的和。

在其中一个实施例中，上部砂型设置长度为h3的吊运抓取结构三，吊运抓取结构三长度h3为吊运抓取结构一长度h1与2倍的增加长度δ的和。

本发明技术方案的有益效果主要体现在通过在砂型结构结构上设置阶梯式的吊运抓取结构并确定了阶梯长度之间的关系，从而降低砂型的高度，实现有效降低砂铁比，节约成本；通过阶梯式的吊运抓取结构，解除了砂型对桁架的限制；解决了由于砂型太矮无法组芯的问题。

附图说明

图1为在砂型上设置吊运抓取结构图；

图2为A-A纵向示意图；

图3为铸件砂型组芯后示意图；

图4为C部分的放大图。

附图标记说明：

吊运抓取结构-100，吊运抓取结构一-110，吊运抓取机构二-120，吊运抓取结构-130，砂型-200，底部砂型-210，中间砂型-220，上部砂型-230，托盘-300，分型面-400

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。

一种铸件产品的生产，砂芯采用3D打印方式进行生产，砂芯在组芯或过程中需要通过桁架进行抓取，但由于桁架抓取时卡爪的限制，桁架抓手与砂芯或砂型的底部会产生干涉，本发明提供了一种3D打印砂型的抓取方法。参考图1和图2，铸件生产过程中，根据产品的加工、工艺和质量要求，确定铸件的浇注方向和位置并根据铸件的结构设置分型面400，将铸件分成若干砂型200。在砂型200上对称位置设置吊运抓取结构100，吊运抓取结构100设置在砂型200的长度方向，且吊运抓取结构100与砂型200的质量中心在同一轴线，其中，最下方靠近托盘300的吊运抓取结构100的中心到托盘顶面的距离L不小于125mm，该距离因桁架的卡爪所限，根据卡爪进行高度方向上的调整。结合图1和图2，设置在砂型上的吊运抓取结构100为柱体结构，从横切面可以看出，吊运抓取结构100与砂型接触的地方，即吊运抓取结构100的根部倒R10圆角，从而减小吊运抓取结构100与砂型之间的剪切力，确保在砂型抓取过程中不易受到损坏。

进一步的，本发明实施例中，参考图3，铸件产品的结构分型后，砂型包括了底部砂型210、中间砂型220和上部砂型230。根据桁架尺寸，底部砂型210上设置了吊运抓取结构一110。吊运抓取结构一110的长度，沿砂型长度方向上为h1，吊运抓取结构一110长度h1，也就是根据桁架卡爪的深度进行确定的。

为确保中间砂型220上设置的吊运结构不干涉桁架的正常组芯时的抓取，在中间砂型220上设置了吊运抓取结构二120，吊运抓取结构二120的长度相比吊运抓取结构一110的长度进行了增加。具体的，吊运抓取结构二120的长度h2，h2的长度为吊运抓取结构一长度h1加上增加长度δ，也就是说h2＝h1+δ。本发明中参数增加长度δ的选择综合进行考虑，上方的吊运抓取结构相对下方的吊运抓取结构进行了长度增加，增加长度δ如果过大，会影响砂型的强度，砂型容易断裂；同时会影响到砂型的质量中心，导致吊运抓取结构的中心与砂型的质量中心不在一条轴线上，也会影响到砂型的强度，更会由于重心失衡的问题引起桁架使用寿命的减少；吊把增加长度δ过大，会提高铸件的砂铁比。若是增加长度δ过小，即δ小于h1是，砂型在组芯过程中，桁架会和下箱的吊运结构产生干涉，无法实现组芯。增加长度δ要求大于等于h1的，增加长度δ可以根据实际的生产情况进行设定，设定范围保持在大于等于h1，小于h1加5厘米时，δ的最优范围h1+5＞δ≥h1即可，抓取时的效果最佳。

进一步的，在上部砂型230上设置了吊运抓取结构三130，为实现抓取时不干涉正常的组芯，吊运抓取结构三130的长度h3也进行了增加，具体的，吊运抓取结构三的长度h3是在吊运结构二120的长度h2的基础上增加了增加长度δ，也就是说h3＝h2+δ＝h1+2δ，此时，吊运抓取结构与桁架之间是互不干涉的，可以有效解除砂型对桁架的限制，从而无须通过增加砂型的高度来完成抓取，同时，上述吊运抓取结构的长度的砂型的砂铁比也进一步降低。

参考图3和图4，整个砂型包括底部砂型210、中间砂型220、上部砂型230进行组芯，上部砂型210上设置长度h1吊运抓取结构一110，中间砂型220上设置长度h2吊运抓取结构二120，上部砂型230上设置长度h3的吊运抓取结构三130，h2在长度h1的基础上增加长度δ，h3在长度h2的基础上增加长度δ，从上至下形成阶梯式的结构。该阶梯式结构解除了砂型对桁架的限制，对于比较矮的砂型也是适用的。而当砂型数量更多时，也可以采用该阶梯式的抓取吊运结构，从下部至上依次对吊运抓取结构的长度进行增加，若有n个砂型，最上方砂芯或砂型的抓取吊运结构的长度hn将等于h1+(n-1)δ。

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。

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 (6)

1.一种3D打印砂型的抓取方法，包括底部砂型、中间砂型和上部砂型，其特征在于，包括如下步骤：

依次在所述底部砂型、所述中间砂型和所述上部砂型上分别设置吊运抓取结构，所述吊运抓取结构为长度h的柱体，

从下至上依次将各所述吊运抓取结构的长度h进行增加，

从而使砂型或砂箱的吊运抓取结构呈倒阶梯式以实现桁架的抓取。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型的抓取方法，其特征在于，所述吊运抓取结构沿砂型长度方向进行设置且在砂型两侧进行对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型的抓取方法，其特征在于，所述吊运抓取结构与砂型接触的位置进行倒圆角。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印砂型的抓取方法，其特征在于，所述底部砂型设置长度为h1的吊运抓取结构一，所述吊运抓取结构增加长度为δ；增加长度δ大于等于所述吊运抓取结构一长度h1。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印砂型的抓取方法，其特征在于，所述中间砂型设置长度为h2的吊运抓取结构二，所述吊运抓取结构二长度h2为所述吊运抓取结构一长度h1与增加长度δ的和。

6.根据权利要求4所述的一种3D打印砂型的抓取方法，其特征在于，所述上部砂型设置长度为h3的吊运抓取结构三，所述吊运抓取结构三长度h3为所述吊运抓取结构一长度h1与2倍的增加长度δ的和。

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