CN105665643B - 一种3d打印斜床身铸件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种3D打印斜床身铸件的制造方法，包括：步骤a，充型位置设置，根据浇注位置设置原则，铸件导轨设置在浇注方向的底部；步骤b，浇注***形式设计，采用开放式浇注***；步骤c，采用垂直分芯，按照长度方向上每一档内腔进行分芯，分芯数量比内腔数多一个；步骤d，砂芯结构设计，分芯后，对砂芯进行削减随形，然后在每一块砂芯底部设置能够独立定位的定位结构；步骤e，组芯定位设计，在生产组芯前，砂胎上浇注***及其周边刷涂铸造用涂料并沿周放置泥条，待涂料干燥后，在定位砂胎上放置过滤网，进行最后的流砂、浇注、打箱。本发明的有益效果是：有效的降低了斜床身铸件的3D打印用砂量、生产成本和导轨缺陷发生率；提高了生产效率。

Description

一种3D打印斜床身铸件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种运用3D打印技术来制造斜床身铸件的浇铸方法，具体的涉及一种3D打印斜床身铸件的制造方法，属于工业机械加工类领域。
背景技术
在工业生产中，机床被广泛用于仪器仪表、电子、轻工、标准件、轴承业、汽配行业等零部件的加工。其中，斜床身铸件是高精密加工机床的主要零部件。在传统铸造业中，采用纯手工制造，此种方案的生产效率低，质量不稳定。随着3D打印技术的发展和推广，对斜床身采用3D打印技术铸造。3D打印组芯造型属无模铸造，省去造型和制芯两大工序，很大程度的提高了生产效率且质量稳定。根据斜床身特有结构及3D打印分芯原则（分芯数量少且方便清砂流涂），对其采用垂直分芯，即在水平方向上砂芯相对独立。每一块砂芯内包括铸件轮廓、浇冒***以及其它辅助结构，为确保铸件精度，需借助其它工装进行定位组芯。
斜床身结构表现为长度较长，且壁薄。为了实现浇注过程中铁水均匀、平稳、快速充型，传统工艺浇注***一般为：横浇道采用“U”型（如图1所示），内浇道底返导轨、多点式进流。然而，砂芯设计须包含浇注***并确保一定吃砂量，大大增加了3D打印用砂量，砂铁比增高。据计算统计，浇注***用砂体积一般占总体积的10%-20%。为了使3D打印生产效率更高、成本更低，有必要降低这部分用砂量。为此，如何提供一种高效、低成本的斜床身铸件制造方法，是本发明研究的目的所在。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种3D打印斜床身铸件的制造方法，通过对浇铸***的改进，降低3D打印砂铁比，从而能够降低斜床身的3D打印用砂量，提高生产效率，降低生产成本，从而提高产品质量。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种3D打印斜床身铸件的制造方法，包括以下步骤：
步骤a，充型位置设置，根据浇注位置设置原则，铸件导轨设置在浇注方向的底部；
步骤b，浇注***形式设计，根据浇注***设计原则，采用开放式浇注***，所述的开放式浇铸***的截面积比为1:1.5-2:2-4，所述的浇注***的直浇道设置在铸件长度方向端头，横浇道设在铸件底部，过道片搭接在横浇道上部，内浇道底返导轨进流，铁水经过过滤网后通过内浇道平稳进入中间导轨，在所述的过滤网上部设置集渣包，从中间导轨向两侧引流，所述的引流片截面确保三条导轨液面能够同时上升；
步骤c，砂芯分块，采用垂直分芯，按照长度方向上每一档内腔进行分芯，分芯数量比内腔数多一个；
步骤d，砂芯结构设计，分芯后，在保证吃砂量与整体强度前提下对砂芯进行削减随形，砂芯与砂胎分界面为横浇道顶部平面，如此砂芯结构不包含横浇道及底部吃砂量，然后在每一块砂芯底部设置能够独立定位的定位结构；
步骤e，组芯定位设计，垂直分芯，在水平方向上表现为相对独立，需进行定位，采用砂胎定位，通过模具形成能够与砂芯定位完美配合的砂型，所述的砂型包括定位结构及浇注***，每一个砂芯设置2-3个定位台；在生产组芯前，砂胎上浇注***及其周边刷涂铸造用涂料并沿周放置泥条，防止跑火，待涂料干燥后，在定位砂胎上放置过滤网，随后将砂芯按照顺序通过下芯定位依次放在定位砂胎上，进行最后的流砂、浇注、打箱后即得到所述的斜床身铸件。
进一步的，在步骤b中，所述的横浇道距离铸件导轨的最小距离不低于100mm。
进一步的，在步骤d中，所述的砂芯结构包括铸件轮廓、浇冒***、吊运结构、定位结构、卡紧结构。
本发明的有益效果是：有效的降低了斜床身铸件的3D打印用砂量、生产成本和导轨缺陷发生率；提高了生产效率。
附图说明
图1是斜床身铸件改进后浇注***示意图。
图2是斜床身铸件传统浇注***示意图。
图3是斜床身铸件3D打印组芯造型过程示意图。
图4是两种浇注***砂芯对比图。
其中：铸件轮廓1、砂芯2、U型横浇道3、过滤网片4、内浇道5、横浇道6、过道片7、集渣包8、引流片9、砂芯定位结构10、定位砂胎11、砂胎定位配合结构12。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下面结合附图1-4对本发明做进一步分析。
本发明的一种3D打印斜床身铸件的制造方法是通过对浇注***的改进，来降低3D打印砂铁比：横浇道设置在铸件下部，内浇道底返导轨进流，取消浇注***占用空间；本发明技术方案描述依次包括以下五个步骤：a、充型位置设置；b、浇注***形式设计；c、砂芯分块；d、砂芯具体结构设计；e、组芯定位设计，如下述：
步骤a，充型位置设置，根据浇注位置设置原则（重要结构尽量设置在浇注方向下部），导轨属铸重要结构，应设置在浇注方向的底部。
步骤b，浇注***形式设计，根据浇注***设计原则（快—快速浇注、稳—平稳浇注、活—多点进流且内浇道尽量避免直冲砂芯），采用开放式浇注***的截面积比1:1.5-2:2-4，直浇道设置在铸件长度方向端头，横浇道设在铸件底部（距导轨最小距离不低于100mm），过道片搭接在横浇道上部，内浇道底返导轨进流，铁水经过过滤网后通过内浇道平稳进入中间导轨，在过滤网上部设置集渣包，能够浮渣且不至于堵塞过滤网；为实现平稳充型，从中间导轨向两侧引流，引流片截面需通过计算或模拟确保三条导轨液面能够同时上升，避免出现紊流。
步骤c，砂芯分块，斜床身铸件结构在长度方向上的每一档内腔相对独立，侧壁筋板多为一个平面，宜采用垂直分芯，按照长度方向上每一档内腔进行分芯，分芯数量比内腔数多一个。
步骤d，砂芯具体结构设计，分芯后，在保证吃砂量与整体强度前提下对砂芯进行削减随形。如图2所示，砂芯与砂胎分界面为横浇道顶部平面，如此砂芯结构不包含横浇道及底部吃砂量，有效的减少了3D用砂量；如图1所示的传统浇注***则做不到。 最后在每一块砂芯底部设置能够独立定位的定位结构。设计后的砂芯应当包含铸件轮廓、浇冒***、吊运结构、定位结构、卡紧结构等等。
步骤e，组芯定位设计，垂直分芯，在水平方向上表现为相对独立，需进行定位。
如图3所示，本技术方案采用砂胎定位，即通过模具形成能够与砂芯定位完美配合的砂型，砂型包括定位结构及浇注***，每一个砂芯设置2-3个定位台即可；在生产组芯前，砂胎上浇注***及其周边刷涂铸造用涂料并沿周设置泥条，防止跑火。待涂料干燥后，在相应位置放置过滤网，随后将砂芯按照顺序通过下芯定位依次放在定位胎上；最后流砂、浇注、打箱后即可得到所需的斜床身铸件。
如图4所示，有效降低此类产品3D打印用砂10%-20%（图4阴影部分所示），大幅度提高了生产效率、降低了生产成本；斜床身铸件采用以上浇注***，有效降低了导轨缺陷发生率。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (3)

1.一种3D打印斜床身铸件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，充型位置设置，根据浇注位置设置原则，铸件导轨设置在浇注方向的底部；
步骤b，浇注***形式设计，根据浇注***设计原则，采用开放式浇注***，所述的开放式浇注***的截面积比为1:1.5-2:2-4，所述的浇注***的直浇道设置在铸件长度方向端头，横浇道设在铸件底部，过道片搭接在横浇道上部，内浇道底返导轨进流，铁水经过过滤网后通过内浇道平稳进入中间导轨，在所述的过滤网上部设置集渣包，从中间导轨向两侧引流，引流片截面确保三条导轨液面能够同时上升；
步骤c，砂芯分块，采用垂直分芯，按照长度方向上每一档内腔进行分芯，分芯数量比内腔数多一个；
步骤d，砂芯结构设计，分芯后，在保证吃砂量与整体强度前提下对砂芯进行削减随形，砂芯与砂胎分界面为横浇道顶部平面，如此砂芯结构不包含横浇道及底部吃砂量，然后在每一块砂芯底部设置能够独立定位的定位结构；
步骤e，组芯定位设计，垂直分芯，在水平方向上表现为相对独立，需进行定位，采用砂胎定位，通过模具形成能够与砂芯定位完美配合的砂型，所述的砂型包括定位结构及浇注***，每一个砂芯设置2-3个定位台；在生产组芯前，砂胎上浇注***及其周边刷涂铸造用涂料并沿周放置泥条，防止跑火，待涂料干燥后，在定位砂胎上放置过滤网，随后将砂芯按照顺序通过下芯定位依次放在定位砂胎上，进行最后的流砂、浇注、打箱后即得到所述的斜床身铸件。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印斜床身铸件的制造方法，其特征在于：在步骤b中，所述的横浇道距离铸件导轨的最小距离不低于100mm。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印斜床身铸件的制造方法，其特征在于：在步骤d中，所述的砂芯结构包括铸件轮廓、浇冒***、吊运结构、定位结构、卡紧结构。
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