CN103537623A - 一种大型铸钢件消失模模具的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消失模模具的生产方法，尤其是涉及一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，该方法依次为确定消失模模具的制作材料、制作消失模模具、表面处理和造型及过程中尺寸控制步骤；本发明降低生产成本、缩短制造周期、提高生产效率、能实现一套消失模模具多次造型生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种消失模模具的生产方法，尤其是涉及一种大型铸钢件消失模模具的制造方法。
背景技术
消失模铸造是用可发性泡沫塑料如聚苯乙烯做模具，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造因其铸件尺寸精度高、设计灵活、绿色环保、生产成本低等特点，近几年发展较快，应用越来越普遍。
现有技术流程：按EPC工艺先制成泡塑模型，涂刷特制涂料，干燥后置于特制砂箱中，填入干砂，三维振动紧实，抽真空状态下浇注，模型气化消失，金属液置换模型，复制出与泡塑模一样的铸件，冷凝后释放真空，从松散的砂中取出铸件，进行下一个循环，现有技术有以下特点及局限性难以克服：1）采用干砂即原砂填充、抽真空的办法来固定型砂，设备要求高，考虑相应设备的使用范围如振实台，砂箱，易在浇注过程中发生型腔坍塌；2）一套泡塑模具只能使用一次；3）不适合单件小批量订单生产；4）遇到结构上有狭窄的内腔通道或夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验，才能投入生产，生产成本大，制造周期长；5）消失模模具对铸件材质的适用性顺序大致是：灰铸铁--非铁合金--普通碳素钢--球墨铸铁--低碳钢和合金钢，由此可见，铸钢件不适用消失模模具。
到目前为止，还没有一种克服上述缺陷的方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种降低生产成本、缩短制造周期、提高生产效率、能实现一套消失模模具多次造型生产的一种大型铸钢件消失模模具的制造方法。
本发明通过如下方式实现：
一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，该方法依次为确定消失模模具的制作材料、制作消失模模具、表面处理和造型及过程中尺寸控制步骤，其特征在于：上述制作消失模模具包括如下过程：
a、三维建模：根据铸造工艺图建立三维模型，主体部分为整体实体，局部采购消失模活块，整个模具外表面加反变形量补偿变形，每个面的反变形量+3mm；
b、设计保证强度的内部随形方钢支撑骨架，其尺寸规格要求：当轮廓尺寸＜2000mm，方钢支撑骨架尺寸为40mm*40mm；当2000mm≤轮廓尺寸≤3000mm，方钢支撑骨架尺寸为60mm*60mm；当轮廓尺寸＞3000m，方钢支撑骨架尺寸为80mm*80mm；
c、设计起模吊运装置：至少四点吊运，吊运中心点与起模受力矢量线重合，起吊吊耳焊接在内部支撑骨架上；
d、用粘结剂粘接大料拼料，接缝间隙小于1mm；
e、用五轴联动数控机床加工模具；
f、主骨架嵌入组装加工好的消失模模具内部；
所述失模模具的制作材料：当轮廓尺寸＜2000mm，材料密度：30Kg/m3；2000mm≤轮廓尺寸≤3000mm，材料密度：35Kg/m3；轮廓尺寸＞3000m，材料密度：40Kg/m3；
所述表面处理为在加工组装完的模具表面刮一层腻子，厚度为1mm，自然晾干后打磨至表面光滑，粗糙度控制在Ra12.5以内，然后喷两层刚玉水基涂料，厚度控制在0.8mm～1mm之间，待自然晾干后在涂料表面封镀一层塑料膜；
所述造型及过程中尺寸控制为如下步骤：
a、造型紧实：填砂过程中操作者不能踩在模具上，树脂砂不能直接流在模具表面；
b、吊胎或芯骨焊接：焊接吊胎、芯骨前需在模具表面铺设石棉布后方可进行；
c、开箱起模具、尺寸控制：开箱前模具上需要安装专用支撑，防止开箱时模具变形损坏，开箱后模具第一时间处理；
d、涂刷：白刚玉水基涂料，波美度控制在85左右，第一遍刷涂，第二遍喷涂，第三遍喷涂，总涂层厚度控制在0.8mm～1mm；
e、合箱；
f、压箱；
g、烘箱；
在所述加工组装完的模具表面刮一层石膏粉腻子。
本发明有如下效果：
1）能实现一套消失模模具多次造型生产：本发明提供的方法依次为确定消失模模具的制作材料、制作消失模模具、表面处理和造型及过程中尺寸控制步骤，其特征在于：上述制作消失模模具包括如下过程：三维建模、设计保证强度的内部随形方钢支撑骨架、设计起模吊运装置、大料拼料粘接、主骨架嵌入组装加工好的消失模模具内部；所述表面处理为加工组装完的模具表面刮一层腻子，厚度为1mm，自然晾干后打磨表面光滑，粗糙度控制在Ra12.5以内，然后喷两层刚玉水基涂料，厚度控制在0.8mm～1mm之间，待自然晾干后再涂料表面封镀一层塑料膜；造型及过程中尺寸控制为如下步骤：造型紧实、吊胎或芯骨焊接、开箱起模具、尺寸控制、涂刷、合箱、压箱和烘箱；本发明通过研究改进消失模模具的制作材料、制造方法，研究消失模模具在有粘结剂的树脂砂、非真空条件下的造型方法、施涂方法即型芯表面处理，在大型铸钢件上实现一套消失模模具多次造型生产的方法。
2）本发明提供的方法实现了大型铸钢件用树脂砂+消失模模具单件小批量生产，一套模具可以使用5～8次，有效的解决了传统消失模模具在铸钢件结构上有狭窄的内腔通道或夹层的情况下铸造难以生产的技术难题。
3）误差小：本发明提供的方法造型后铸型及铸件尺寸控制误差：轮廓尺寸＜2000mm，误差＜1mm；轮廓尺寸≥2000mm，1mm≤误差≤3mm。
4）降低生产成本、缩短制造周期：本发明提供的方法从已生产的四套消失模模具成本对比上看，较木模成本节约73%。较传统消失模工艺相比，不需要每件产品使用消耗一套模具，且无需使用任何特殊设备如抽真空设备、震动台、密封砂箱等，大大降低生产成本。
5）提高生产效率：本发明提供的方法生产的四套消失模模具的生产周期较木模节约78%，从而提高生产效率。
附图说明
图1为本发明三维模型结构示意图；
图2为本发明钢木支撑骨架结构示意图。
具体实施方式
一种大型铸钢件的消失模模具的制造方法，该方法依次为确定消失模模具的制作材料、制作消失模模具、表面处理和造型及过程中尺寸控制步骤，其特征在于：上述制作消失模模具包括如下过程：
a、三维建模：根据铸造工艺图建立三维模型，如图1所示：主体部分为整体实体1，局部采购消失模活块2，整个外模表面加反变形量补偿变形，每个面+3mm；
b、如图2所示：设计保证强度的内部随形方钢支撑骨架3，其尺寸规格要求：轮廓尺寸＜2000mm，方钢支撑骨架尺寸：40mm*40mm；2000mm≤轮廓尺寸≤3000mm，方钢支撑骨架尺寸：60mm*60mm；轮廓尺寸＞3000m，方钢支撑骨架尺寸：80mm*80mm；
c、设计起模吊运装置4：至少四点吊运，吊运中心点与起模受力矢量线重合；起吊吊耳必须焊接在内部支撑骨架上；
d、用粘结剂粘接大料拼料，接缝间隙小于1mm；
e、用五轴联动数控机床加工模具；
f、主骨架嵌入组装加工好的消失模模具内部。
所述失模模具的制作材料：当轮廓尺寸＜2000mm，材料密度：30Kg/m3；2000mm≤轮廓尺寸≤3000mm，材料密度：35Kg/m3；轮廓尺寸＞3000m，材料密度：40Kg/m3；
所述表面处理为加工组装完的模具表面刮一层腻子，腻子为石膏粉，厚度为1mm，自然晾干后打磨表面光滑，粗糙度控制在Ra12.5以内，然后喷两层刚玉水基涂料，厚度控制在0.8mm～1mm之间，待自然晾干后再涂料表面封镀一层塑料膜。
上述造型及过程中尺寸控制为如下步骤：
a、造型紧实：填砂过程中操作者不能踩在模具上，树脂砂不能直接流在模具表面；
b、吊胎或芯骨焊接：焊接吊胎、芯骨前需在模具表面铺设石棉布后方可进行；
c、开箱起模具、尺寸控制：开箱前模具上需要安装专用支撑5，防止开箱模具变形损坏；开箱后模具第一时间处理；
d、涂刷：白刚玉水基涂料，波美度控制在85左右，第一遍刷涂，第二遍喷涂，第三遍喷涂，总涂层厚度控制0.8mm～1mm；
e、合箱；
f、压箱；
g、烘箱。
Claims (5)
1.一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，该方法依次为确定消失模模具的制作材料、制作消失模模具、表面处理和造型及过程中尺寸控制步骤，其特征在于：上述制作消失模模具包括如下过程：
a、三维建模：根据铸造工艺图建立三维模型，主体部分为整体实体，局部采购消失模活块，整个模具外表面加反变形量补偿变形，每个面的反变形量+3mm；
b、设计保证强度的内部随形方钢支撑骨架，其尺寸规格要求：当轮廓尺寸＜2000mm，方钢支撑骨架尺寸为40mm*40mm；当2000mm≤轮廓尺寸≤3000mm，方钢支撑骨架尺寸为60mm*60mm；当轮廓尺寸＞3000m，方钢支撑骨架尺寸为80mm*80mm；
c、设计起模吊运装置：至少四点吊运，吊运中心点与起模受力矢量线重合，起吊吊耳焊接在内部支撑骨架上；
d、用粘结剂粘接大料拼料，接缝间隙小于1mm；
e、用五轴联动数控机床加工模具；
f、主骨架嵌入组装加工好的消失模模具内部。
2.如权利要求1所述的一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，其特征在于：所述失模模具的制作材料：当轮廓尺寸＜2000mm，材料密度：30Kg/m3；2000mm≤轮廓尺寸≤3000mm，材料密度：35Kg/m3；轮廓尺寸＞3000m，材料密度：40Kg/m3。
3.如权利要求1所述的一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，其特征在于：所述表面处理为，在加工组装完的模具表面刮一层腻子，厚度为1mm，自然晾干后打磨至表面光滑，粗糙度控制在Ra12.5以内，然后喷两层刚玉水基涂料，厚度控制在0.8mm～1mm之间，待自然晾干后在涂料表面封镀一层塑料膜。
4.如权利要求1所述的一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，其特征在于：所述造型及过程中尺寸控制为如下步骤：
a、造型紧实：填砂过程中操作者不能踩在模具上，树脂砂不能直接流在模具表面；
b、吊胎或芯骨焊接：焊接吊胎、芯骨前需在模具表面铺设石棉布后方可进行；
c、开箱起模具、尺寸控制：开箱前模具上需要安装专用支撑，防止开箱时模具变形损坏，开箱后模具第一时间处理；
d、涂刷：白刚玉水基涂料，波美度控制在85左右，第一遍刷涂，第二遍喷涂，第三遍喷涂，总涂层厚度控制在0.8mm～1mm；
e、合箱；
f、压箱；
g、烘箱。
5.如权利要求3所述的一种大型铸钢件消失模模具的制造方法，其特征在于：在所述加工组装完的模具表面刮一层石膏粉腻子。
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