CN105328130A - 3d打印砂芯卡紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印砂芯卡紧装置，包括延伸穿过上砂芯以及下砂芯的砂芯装卡孔；以及设置在砂芯装卡孔中的导向螺杆，导向螺杆两端固定至砂芯装卡孔，以将上砂芯和下砂芯固定连接。本发明的目的在于减少了砂芯埋箱时的背砂用量，有利于抵抗铁水充型过程中的浮力，解决了因刚度不足的涨型和漂芯问题。

Description

3D打印砂芯卡紧装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印砂芯卡紧装置。

背景技术

随着3D打印技术在铸造生产领域的推广与应用，现已形成一套以砂芯打印、流涂烘干、砂芯组装、埋箱浇注的铸造方法，此处简称3D组芯法。

由于3D打印砂芯的尺寸偏差为±0.2mm,比传统手工造型、制芯所得砂芯的尺寸精度高出许多，并不会导致铸件的尺寸偏差。所以3D组芯法生产铸件的尺寸偏差主要来源于砂芯组装偏差。组装偏差分为两类：第一类是组芯过程由于人工吊运晃动和人眼视觉误差导致的砂芯组合偏差；第二类是组芯完成后转运过程(砂芯需使用叉车转运至浇注地点)由于颠簸震动造成的砂芯位移偏差。两者综合，可能导致砂芯组装出现较大的尺寸偏差。

为节约成本，我们希望尽量减少砂芯埋箱时的背砂用量，同时要保证砂芯整体有足够刚度抵抗铁水充型过程中的浮力，这就需要提高砂芯整体刚度。前期组芯过程使用砂型胶进行砂芯粘接固定，砂芯整体刚度不足，容易在浇注过程中产生涨型和漂芯，导致铸件报废。

发明内容

本发明提供一种3D打印砂芯卡紧装置，解决现有技术中砂芯整体刚度不足，容易在浇注过程中产生涨型和漂芯，导致铸件报废的问题。

本发明提供一种3D打印砂芯卡紧装置，包括：延伸穿过上砂芯以及下砂芯的砂芯装卡孔；以及设置在砂芯装卡孔中的导向螺杆，导向螺杆两端固定至砂芯装卡孔，以将上砂芯和下砂芯固定连接。

根据本发明，导向螺杆包括中间光滑段以及位于中间光滑段两端的螺纹端，螺纹端通过螺纹紧固件固定至砂芯装卡孔。

根据本发明，螺纹端分别通过螺母固定至砂芯装卡孔，螺母与砂芯装卡孔之间设置有垫片。

根据本发明，导向螺杆的与上砂芯固定的螺纹端通过焊接有垫片的定位螺母固定至砂芯装卡孔，导向螺杆的与下砂芯固定的螺纹端通过垫设有垫片的普通螺母固定至砂芯装卡孔。

根据本发明，在上砂芯和下砂芯的设有砂芯装卡孔的位置分别设置有定位突台和可容纳定位突台的定位凹槽。

根据本发明，上砂芯和下砂芯固定连接的表面构造成装卡面，砂芯装卡孔垂直于装卡面设置。

根据本发明，导向螺杆的两端部构造成导向台，导向台的外侧壁朝向导向螺杆的轴线倾斜。

根据本发明，定位螺母的垫片内嵌在上砂芯背向于装卡面的表面中，下砂芯背向于装卡面的表面设置有朝向下砂芯内部凹陷的装卡预留槽，普通螺母以及与普通螺母连接的垫片设置在装卡预留槽中。

根据本发明，卡紧装置包括延伸穿过上砂芯以及下砂芯的至少两个砂芯装卡孔，以及与砂芯装卡孔的数量和位置一一对应的导向螺杆。

根据本发明，定位螺母和普通螺母为M30钢制六角螺母。

本发明的有益效果在于：

本发明的3D打印砂芯卡紧装置，通过在上砂芯和下砂芯设置砂芯装卡孔以及与砂芯装卡孔配合的导向螺杆，砂芯装卡孔贯穿上砂芯和下砂芯，且导向螺杆两端固定，从而减少了砂芯埋箱时的背砂用量，有利于抵抗铁水充型过程中的浮力，解决了因刚度不足的涨型和漂芯问题。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的3D打印砂芯卡紧装置的实施例的装配示意图；

图2为本发明的3D打印砂芯卡紧装置的实施例的组芯示意图；

图3为本发明的3D打印砂芯卡紧装置的实施例的整体示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明提供一种3D打印砂芯卡紧装置，包括：延伸穿过上砂芯1以及下砂芯2的砂芯装卡孔3；以及设置在砂芯装卡孔3中的导向螺杆4，导向螺杆4两端固定至砂芯装卡孔3，以将上砂芯1和下砂芯2固定连接。3D组芯法生产铸件的尺寸偏差主要来源于砂芯组装偏差。组装偏差可以为组芯过程由于人工吊运晃动和人眼视觉误差导致的砂芯组合偏差，也可以为组芯完成后转运过程(砂芯需使用叉车转运至浇注地点)由于颠簸震动造成的砂芯位移偏差，而两者综合，可能导致砂芯组装出现较大的尺寸偏差。故需设计卡紧装置已消除这种偏差。通过在上砂芯1和下砂芯2设置砂芯装卡孔3以及与砂芯装卡孔3配合的导向螺杆4，砂芯装卡孔4贯穿上砂芯1和下砂芯2，且导向螺杆4两端固定，从而减少了砂芯埋箱时的背砂用量，有利于抵抗铁水充型过程中的浮力，解决了因刚度不足的涨型和漂芯问题。

参照图1，导向螺杆4包括中间光滑段41以及位于中间光滑段41两端的螺纹端42，螺纹端42通过螺纹紧固件5固定至砂芯装卡孔3。具体地，导向螺杆的中间部为光滑直段41，以减小导向过程与砂芯装卡孔3之间的摩擦，两端为螺纹端42，且螺纹端42的端头部向内设有导向台4，以便于导向螺杆进入砂芯装卡孔3。

参照图1，在上砂芯1和下砂芯2的设有砂芯装卡孔3的位置分别设置有定位突台7和可容纳定位突台7的定位凹槽8。具体地，上砂芯1和下砂芯2设有砂芯装卡孔3的位置分别设有相互配合的定位突台7和定位凹槽8，且上砂芯1和下砂芯2通过定位突台7与定位凹槽8配合定位。具体地，砂芯装卡孔3是在砂芯装卡部位设计并打印出的垂直于装卡面的圆形通孔，孔径Φ34mm，上芯1的装卡孔下端为Φ80/Φ100mm定位突台7，高40mm，上端为圆形定位螺母卡槽，直径Φ101mm，深10mm；下芯装卡孔上端为Φ80.5/Φ100.5mm定位凹槽8，深41mm，下端为120*120mm。上砂芯1和下砂芯2通过定位突台7与定位凹槽8配合定位，定位间隙为0.5mm，可将组芯尺寸偏差控制在±0.5mm范围内，同时也可保护导向螺杆不被披缝铁水粘死。为保证砂芯装卡强度，砂芯每500mm*500mm范围内需设计1个装卡孔。

参照图1，上砂芯1和下砂芯2固定连接的表面构造成装卡面9，砂芯装卡孔3垂直于装卡面9设置。

参照图1，定位螺母51的垫片内嵌在上砂芯1背向于装卡面9的表面中，下砂芯2背向于装卡面9的表面设置有朝向下砂芯2内部凹陷的装卡预留槽10，普通螺母以及与普通螺母连接的垫片设置在装卡预留槽10中。定位螺母51为垫片5焊接至普通螺母11的组合式螺母，用于导向螺杆4与上砂芯1定位，保证导向螺杆4的垂直度。具体地，下砂芯2的下表面设有装卡预留槽10，导向螺杆的下端及垫片5和普通螺母11均内嵌在装卡预留槽10中。装卡预留槽10，深50mm，为导向螺杆4装卡提供操作空间。

参照图2，螺纹端42分别通过螺母固定至砂芯装卡孔3，螺母与砂芯装卡孔3之间设置有垫片6。

参照图2和3，导向螺杆4的与上砂芯1固定的螺纹端42通过焊接有垫片的定位螺母51固定至砂芯装卡孔3，导向螺杆4的与下砂芯2固定的螺纹端42通过垫设有垫片5的普通螺母11固定至砂芯装卡孔3。具体地，垫片5内圆与普通螺母11圆孔同心。具体地，垫片5为外径Φ100mm、内径Φ35mm、厚8mm的钢制垫片，用于扩大装卡过程砂芯受力面积。

参照图2，导向螺杆4的两端部构造成导向台43，导向台43的外侧壁朝向导向螺杆的轴线L倾斜。具体地，导向螺杆4为穿入砂芯装卡孔3的实心钢制圆杆，杆径Φ30mm，螺杆端头向内做有导向台43，与其相连100mm直段车M30螺纹，中间段为光滑直段41，以减小导向过程与装卡孔之间的摩擦力，直段根据不同产品的砂芯装卡总高度可制作长度不同的螺杆。

参照图3，卡紧装置包括延伸穿过上砂芯1以及下砂芯2的至少两个砂芯装卡孔3，以及与砂芯装卡孔3的数量和位置一一对应的导向螺杆4。

进一步，定位螺母51和普通螺母11为M30钢制六角螺母，高30mm。

在实际应用中，上砂芯1和下砂芯2可设置多组3D打印砂芯的卡紧装置，以实现减小组装偏差并提高整体刚度的装卡方法。

本发明的3D打印砂芯的卡紧装置的另一实施例，如图1、图2所示，包括砂芯装卡孔3，导向螺杆，垫片12，普通螺母13和定位螺母10。

在本实施例中，砂芯共设置了四组3D打印砂芯的卡紧装置，图3为本发明的3D打印砂芯的卡紧装置的实施例的整体示意图，如图3所示。

本实施例的3D打印砂芯的卡紧装置的有益效果：

发明为组芯过程提供导向，可防止组芯过程由于人工吊运晃动和人眼视觉误差导致的砂芯组合偏差，可将组芯过程尺寸偏差控制在±0.5mm范围内。

发明对砂芯在X、Y、Z方向提供了限位，可防止组芯完成后转运过程由于颠簸震动造成的砂芯位移，防止由此产生的尺寸偏差；

发明通过螺杆装卡紧固可大幅提高砂芯整体刚度，减少了砂芯埋箱时的背砂用量，有利于抵抗铁水充型过程中的浮力，解决了因刚度不足的涨型和漂芯问题；

导向螺杆、普通螺母及垫片均有较好的自身强度，生产过程中不易损坏，可回收再利用，降低了生产成本。

本发明的具体操作过程如下所述：首先，测量砂芯装卡总高度，需保证导向螺杆长度比砂芯装卡总高度多出约100mm，由此确定合适L数值的螺杆；其次，准备2根导向螺杆，将定位螺母拧入导向螺杆距端头约50mm位置，然后将不带定位螺母的一端从上方穿入上砂芯对角位置的装卡孔中，垂直起吊上砂芯后，带有定位螺母的螺杆逐渐向下的方向M滑落，定位螺母最终落入砂芯装卡孔圆形定位螺母卡槽内，使导向螺杆垂直与水平面朝下；再次，将带有导向螺杆的上砂芯吊运至下砂芯上方，然后逐渐降低上砂芯高度，通过手推上砂芯使其在空中进行位移，使导向杆落入下砂芯对应装卡孔中，继续下移砂芯直至上下砂芯完全重合；最后，将垫片和普通螺母旋入下砂芯装卡预留槽中螺杆伸出部分，装卡紧实；将其余装卡孔中穿入螺杆并装卡紧实到位。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，包括：

延伸穿过上砂芯以及下砂芯的砂芯装卡孔；以及

设置在所述砂芯装卡孔中的导向螺杆，所述导向螺杆两端固定至所述砂芯装卡孔，以将所述上砂芯和所述下砂芯固定连接。

2.根据权利要求1所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，所述导向螺杆包括中间光滑段以及位于所述中间光滑段两端的螺纹端，所述螺纹端通过螺纹紧固件固定至所述砂芯装卡孔。

3.根据权利要求2所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述螺纹端分别通过螺母固定至所述砂芯装卡孔，所述螺母与所述砂芯装卡孔之间设置有垫片。

4.根据权利要求2所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述导向螺杆的与所述上砂芯固定的螺纹端通过焊接有垫片的定位螺母固定至所述砂芯装卡孔，所述导向螺杆的与所述下砂芯固定的螺纹端通过垫设有垫片的普通螺母固定至所述砂芯装卡孔。

5.根据权利要求1所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

在所述上砂芯和所述下砂芯的设有所述砂芯装卡孔的位置分别设置有定位突台和可容纳所述定位突台的定位凹槽。

6.根据权利要求4所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述上砂芯和所述下砂芯固定连接的表面构造成装卡面，所述砂芯装卡孔(3)垂直于所述装卡面设置。

7.根据权利要求1所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述导向螺杆的两端部构造成导向台，所述导向台的外侧壁朝向所述导向螺杆的轴线倾斜。

8.根据权利要求6所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述定位螺母的垫片内嵌在所述上砂芯背向于所述装卡面的表面中，所述下砂芯背向于所述装卡面的表面设置有朝向所述下砂芯内部凹陷的装卡预留槽，所述普通螺母以及与所述普通螺母连接的垫片设置在所述装卡预留槽中。

9.根据权利要求1所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述卡紧装置包括延伸穿过所述上砂芯以及所述下砂芯的至少两个砂芯装卡孔，以及与所述砂芯装卡孔的数量和位置一一对应的导向螺杆。

10.根据权利要求4所述的3D打印砂芯卡紧装置，其特征在于，

所述定位螺母和所述普通螺母为M30钢制六角螺母。