一种壳体铸件砂型的造型方法技术

本发明专利技术涉及一种壳体铸件砂型的造型方法，包括如下过程：在三维软件中建模铸件的三维模型，以铸件上下贯通的方向为浇注方向分别设计浇注系统和冒口系统，继续通过三维软件建模型芯一体的整体砂型；所述整体砂型包括形成中心贯通内腔轮廓的型芯、形成外腔轮廓的外部砂型、形成冒口内腔和浇注系统内腔的集成的整体砂型；根据整体砂型的高度和铸件结构，确定整体砂型分型面的位置，对整体砂型进行辅助工艺结构的设计和分型；将分型后的砂型的三维数据分别导入3D打印机，进行3D打印、清砂、施涂、烘干、组型。本发明专利技术实现3D打印与组芯工艺相结合的方法造型铸件砂型，极大的减化造型工艺，提高砂型质量及铸件产品的质量。

A Moulding Method of Sand Mould for Shell Castings

The invention relates to a molding method for sand mould of shell castings, which includes the following processes: modeling three-dimensional model of castings in three-dimensional software, designing gating system and riser system respectively in the direction of top and bottom penetration of castings, and continuing to model integral sand mould with core integrated by three-dimensional software; the integral sand mould includes forming core with center penetrating inner cavity outline and forming outer part. The external sand mould of the cavity outline, the integrated integral sand mould forming riser cavity and the inner cavity of the casting system, the position of the parting surface of the integral sand mould is determined according to the height of the integral sand mould and the casting structure, and the auxiliary technological structure of the integral sand mould is designed and partitioned. The three-dimensional data of the partitioned sand mould are imported into the 3D printer for 3D printing, cleaning, coating, drying and grouping respectively. \u3002 The invention realizes the method of combining 3D printing with core assembly technology to shape sand mold of castings, greatly reduces the molding technology, and improves the quality of sand mold and castings products.

【技术实现步骤摘要】
一种壳体铸件砂型的造型方法
本专利技术涉及铸造砂型制造
，特别涉及一种壳体铸件砂型的造型方法。
技术介绍
现有技术中壳体类铸件在制造业较为常见，其中有一种壳体铸件的主体结构具有上下贯通的空腔，主体壁厚均匀，外部具有散热筋、加强筋、地脚板等结构。如图1所示的电机壳的主体结构为回转体，外部具有复杂的散热筋板，该类电机壳是防爆电机等电动机或者小型发电机的外壳，材质主要为铸铁或铸铝或者铸镁。由于电机运转过程中产生大量的热量，需要快速散热，所以电机壳外部有很多刀片状散热筋板5，该散热筋板厚度通常只有2-6mm，高度15-40mm。电机壳散热筋板通常是沿电机壳中心的径向或者沿着水平和垂直方向均布。铸造时，电机壳的浇注位置和浇注方向一般沿回转中心轴竖直方向布置，造型时，壳体外侧的结构通常采用多个模具活块造型，内腔采用组芯法造型，砂型结构复杂，活块和芯块数量多，砂型组装合型操作困难，经常出现铸件的半成品质量控制不好，铸件的外观不够美观。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中外型结构复杂的壳体类铸件砂型的结构复杂，组型难度大，铸件质量差的问题，提供一种采用3D打印与组芯工艺相结合的方法成型整体砂型结构，极大的减化造型工艺，提高砂型质量及铸件产品的质量。本专利技术的目的是这样实现的，一种壳体铸件砂型的造型方法，包括如下过程：首先进行整体砂型设计：在三维软件中建模铸件的三维模型，以铸件上下贯通的方向为浇注方向分别设计浇注系统和冒口系统，继续通过三维软件中以铸件、浇注系统和冒口系统的模型为刀具与一砂坯求差，建模型芯一体的整体砂型；所述整体砂型包括形成中心贯通内腔轮廓的型芯、形成外腔轮廓的外部砂型、形成冒口内腔和浇注系统内腔的集成的整体砂型；根据整体砂型的高度和铸件结构，确定整体砂型分型面的位置，对整体砂型进行辅助工艺结构的设计，再根据3D打印和清砂处理的分型；将分型后的砂型的三维数据分别导入3D打印机，进行3D打印、清砂、施涂、烘干、组型。本专利技术的壳体铸件砂型的造型方法，借助3D打印和组芯造型的方案，将复杂外形结构的壳体铸件的砂型设计为型芯一体的整体结构砂型，极大的简化了砂型的设计，制造过程，整体砂型内不但成形铸件的内腔结构，而且也包括了冒口、浇注系统，在整体砂型铸造工艺结构设计和分型方案设置时，在浇注系统只需考虑3D打印的可行性和打印后便于清砂的要求，砂型数量明显减少，打印成型后的砂型后续处理工艺明显简化，生产效率显著提高。为便于冒口的设置及清砂，设置冒口系统时，在铸件顶部轮廓的周向设置若干个与型腔竖直连通的球形冒口，各冒口的顶部分别设有向上延伸至整体砂型顶端的柱形延伸段，所述延伸段的直径为冒口水平方向直径的00.3～1倍。本专利技术中，冒口集中设置在型腔顶部，并通过冒口顶部的延伸段与外部连通，便于打印后冒口通道的清砂，同时也便于与冒口连通的型腔内部的清砂。为便于减小砂型尺寸，设置浇注系统时，在铸件贯通的轴向方向对应的型芯的中心设置从上向下延伸的直浇道，所述直浇道中下段或底部设有与型腔连通的内浇道，直浇道的上部设有浇口盆。本专利技术中，根据贯通壳体铸件的结构及3D打印成型便捷性，将浇注系统设置在贯通内腔对应的型芯内，从砂型顶部将浇注液从顶部引入型腔底部进液或中下部侧向进液，使整体砂型尺寸偏小，节省产品的3D打印工作量，提高型砂利用率。作为本专利技术的进一步改进，通过三维软件建模型芯一体的整体砂型的方法为：在三维软件中，建模砂坯体，砂坯体的最大三维尺寸沿Z轴方向的最大外形尺寸大于带浇注系统和冒口系统的铸件的三维模型对应的最大三维尺寸，并预留吃砂量和吊装结构的砂层厚度；继续在三维软件中以铸件、浇注系统和冒口系统作为刀具，与砂坏体求差，得到型芯一体的整体砂型。为便于砂型打印后的清砂及施涂处理，本专利技术的一种优选的分型方案为：所述整体砂型的分型面与铸件贯通孔对应的底面平齐，分型面下侧配设有型板，分型面上侧的整体砂型内包含铸件所有的内腔轮廓、外形轮廓、冒口系统、浇注系统及砂型铺助工艺结构；所述整体砂型的型芯向上延伸至冒口上侧并向外周过渡与外部砂型连接为一体，所述型芯与外部砂型之间形成的铸件型腔向下延伸至型板；所述直浇道沿型芯的中心垂直设置，直浇道的顶部伸延至整体砂型上侧与浇口盆连通，直浇道的下部延伸至分型面，并且分型面上方对应的直浇道底部设有横向尺寸台阶式外增的集渣包，集渣包底部外周设有若干与型腔连通的内浇道。本专利技术的上述整体砂型的分型方法，铸件的所有内腔轮廓、冒口系统和浇注系统都包含在整体砂型内，分型面位于型腔底部，直接与一平面结构的型板配合，实现合型；砂型完成3D打印后通过分型面对应的型腔开口部位可以实现内腔主体部位的清砂，再通过顶部的冒口和浇口通道进行冒口和浇注系统的清砂。为便于局部难清砂部位的彻底清砂，在三维软件中进行铺助工艺结构设置时，在整体砂型外部对应复杂难清砂的型腔部位开设有若干清砂孔，所述清砂孔在清砂完成后通过适配的砂堵封堵。作为本专利技术第二种整体砂型的分型方案：所述整体砂型分型面包括上分型面和下分型面，所述上分型面和下分型面分别与铸件的顶面和底面平齐，所述整体砂型沿下分型面分型为上砂型和下砂型，所述上砂型包括外部砂型及铸件顶部的冒口系统和浇注系统，所述型芯上侧与上分型面平齐，型芯下侧与下分型面平齐或沿下分型面与下砂型连为一体，所述直浇道中下部与型腔对应的型芯内设有若干条连通直浇道与型腔的纵向缝隙，各纵向缝隙的间隔角度相等。本专利技术的上述分型方法，上砂型包含了铸件外侧的型腔轮廓并与顶部的冒口系统和浇注系统砂型连为一个整体砂型，形成一个下部敞开的砂型结构，便于3D打印成形后的清砂、施涂等操作。分型时，型芯可以与下砂型做为一个整体砂型，也可以分型为一个独立的型芯，经过上述分型后的砂型，既方便砂型的3D打印成型，也方便后续的清砂、施涂及合型等操作。作为本专利技术第三种整体砂型的分型方案：所述整体砂型分型面包括上分型面和下分型面，所述上分型面和下分型面分别与铸件的顶面和底面平齐，所述整体砂型沿上分型面分型为上砂型和下砂型，所述上砂型内形成冒口系统和浇注系统的直浇道上方的浇口盆，所述下砂型沿上分型面形成敞开式中空结构，包括外部砂型和下分型面下侧的底部砂型，所述底部砂型对应型芯底侧的部位设有与直浇道连通的底注式浇注系统的进液流道，所述进液流道包括与直浇道垂直的水平方向对称设置横浇道，每个横浇道外端设有弧形流道，所述弧形流道上设有若干与型腔底侧连通的内浇道；所述型芯的上侧与上分型面平齐或沿上分型面与上砂型连为一体，所述型芯的下侧向下凸出下分型面并与底注式浇注系统的进液流道的空腔密封配合。经上述分型方法，上砂型内包含冒口系统和浇注系统的浇口部份，浇注系统的直浇道从型芯中心贯穿至底部与底部砂型的底注式浇注系统连接，下砂型包含了铸件型腔及底浇式浇注系统底部的进液流道，型腔的全部外部轮廓及顶面和底面轮廓全部敞开，底注式浇注系统的腔道也是敞开的，方便3D打印成型后对复杂的外腔轮廓的清砂和施涂处理。为便于砂型的合型，第二种和第三种分型方案中，所述下砂型与上砂型配合的分型面上设有芯头，所述芯头侧向与铸件侧向通孔对应的孔型芯相连。为便于砂型的吊运及合型后的紧固，所述上砂型和下砂型通过配合设置的拉杆和螺母紧固连接，上砂型和下砂型的外侧设有便于吊装的吊耳。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳体铸件砂型的造型方法，包括如下过程：整体砂型设计：在三维软件中建模铸件的三维模型，以铸件上下贯通的方向为浇注方向分别设计浇注系统和冒口系统，继续通过三维软件中以铸件、浇注系统和冒口系统的模型为刀具与一砂坯求差，建模型芯一体的整体砂型；所述整体砂型包括形成中心贯通内腔轮廓的型芯、形成外腔轮廓的外部砂型、形成冒口内腔和浇注系统内腔的集成的整体砂型；根据整体砂型的高度和铸件结构，确定整体砂型分型面的位置，对整体砂型进行辅助工艺结构的设计和分型；将分型后的砂型的三维数据分别导入3D打印机，进行3D打印、清砂、施涂、烘干、组型。

【技术特征摘要】
1.一种壳体铸件砂型的造型方法，包括如下过程：整体砂型设计：在三维软件中建模铸件的三维模型，以铸件上下贯通的方向为浇注方向分别设计浇注系统和冒口系统，继续通过三维软件中以铸件、浇注系统和冒口系统的模型为刀具与一砂坯求差，建模型芯一体的整体砂型；所述整体砂型包括形成中心贯通内腔轮廓的型芯、形成外腔轮廓的外部砂型、形成冒口内腔和浇注系统内腔的集成的整体砂型；根据整体砂型的高度和铸件结构，确定整体砂型分型面的位置，对整体砂型进行辅助工艺结构的设计和分型；将分型后的砂型的三维数据分别导入3D打印机，进行3D打印、清砂、施涂、烘干、组型。2.根据权利要求1所述的壳体铸件砂型的造型方法，其特征在于，设置冒口系统时，在铸件顶部轮廓的周向设置若干个与型腔竖直连通的球形冒口，各冒口的顶部分别设有向上延伸至整体砂型顶端的柱形延伸段，所述延伸段的直径为冒口水平方向直径的0.3～1倍。3.根据权利要求1所述的壳体铸件砂型的造型方法，其特征在于，设置浇注系统时，在铸件贯通的轴向方向对应的型芯的中心设置从上向下延伸的直浇道，所述直浇道中下段或底部设有与型腔连通的内浇道，直浇道的上部设有浇口盆。4.根据权利要求1所述的壳体铸件砂型的造型方法，其特征在于，通过三维软件建模型芯一体的整体砂型的方法为：在三维软件中，建模砂坯体，砂坯体的最大三维尺寸沿Z轴方向的最大外形尺寸大于带浇注系统和冒口系统的铸件的三维模型对应的最大三维尺寸，并预留吃砂量和吊装结构的砂层厚度；继续在三维软件中以铸件、浇注系统和冒口系统作为刀具，与砂坏体求差，得到型芯一体的整体砂型。5.根据权利要求4所述的壳体铸件砂型的造型方法，其特征在于，所述整体砂型的分型面与铸件贯通孔对应的底面平齐，分型面下侧配设有型板，分型面上侧的整体砂型内包含铸件所有的内腔轮廓、外形轮廓、冒口系统、浇注系统及砂型铺助工艺结构；所述整体砂型的型芯向上延伸至冒口上侧并向外周过渡与外部砂型连接为一体，所述型芯与外部砂型之间形成的铸件型腔向下延伸至型板；所述直浇道沿型芯的中心垂直设置，直浇道的顶部伸延至整体砂型上侧与浇口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋，李朝东，
申请(专利权)人：共享智能铸造产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64