预应力砂芯制造技术

本发明专利技术提供了利用预应力砂芯来取代对铸件钻孔作业的方法。该方法被用来在冷型芯盒工艺中制造长柱状的砂芯。聚氨酯砂芯被置于压缩状态，以增大砂芯在被搬运过程中、以及在被放入到铸模中时的强度。预应力的聚氨酯砂芯被放入到铸模中，从而在铸模中形成空腔。熔融金属被浇注进去，以便于在铸件中形成空腔。在铸造过程中，预应力聚氨酯砂芯可保持其最初的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及对使用聚氨酯砂芯的方法的改进，并能达到更高的质量，同时还利于聚氨酯砂芯的制造过程。本专利技术还涉及对制造工艺的改进，其利用铸造取代了深孔钻操作，从而改善了制造工艺过程的工作周期。
技术介绍
迄今为止，人们已采用了多种制造方法来加工金属、塑料以及陶瓷。现已广泛地采用铸造工艺，以其作为机械加工的一部分，用以对金属进行制作。喷射铸造法已被广泛地用来制造模制塑料件或陶瓷件。对于上述材料的这些制造工艺，一般使用金属型芯(非崩解性的)或崩解性型芯来制造那些具有中空部分和/或底切部分的物体。前者的金属芯只能被用在下列的情况中型芯可被从铸模中直接取出，或者在制出的物体变形后从铸模中取出。因而，金属型芯的使用被限定在特定的有限范围内。后者的崩解性型芯通常是由型砂制成的，因而存在如下的缺点砂芯难于被制成预定的形状，且存在易于碎裂的趋势，由此使其难于被搬运。另外，砂芯无法满足如下的相互矛盾的要求在加工制造过程中，需要具有耐压性，而在完成制造之后，需要具有易碎裂特性。在此方面，在金属铸造领域中，近来已有人提出了如下的建议采用表面被涂覆了特定涂覆材料的砂芯，以此来提高铸造过程中的耐压性。被涂覆后的砂芯被用在铸模中。但是，即使采用这样的涂覆砂芯也存在如下的困难(1)需要在砂芯上形成多层涂覆材料，由此使得涂覆层难于形成。这种费事的操作会增加工艺流程的步骤数目，同时会增大制造过程的工时和成本。(2)在铸造之后，难于完全清除掉作为涂覆材料和砂芯的组成成分的粘接剂。通常通过对型芯的型砂进行燃烧或加热来清除粘接剂。燃烧步骤增加了工艺流程的步骤数目，同时增加制造过程的工时和成本。(3)砂芯难于被制成，且在制造过程中需要复杂的设备和相当的步骤。另外，砂芯易于碎裂，因而难于进行搬运，从而增加了生产过程的步骤数目，同时降低了铸造生产的产量。(4)在铸造过程中，需要执行复杂的压力调控，以防止砂芯出现碎裂。另外，在铸造之后，难于使砂芯完全碎裂。上述的情况就要求增设砂芯热处理步骤、除砂步骤、以及用于从制成铸件(产品)中去除型砂的检查步骤，这会增加生产过程的步骤数目，从而增大了制造过程的工时和成本。(5)在铸造过程中，会出现熔融金属透入到砂芯的砂粒之间、且砂芯的成分渗透到铸件(产品)中的情况。这些现象趋于在铸件上形成小孔或空腔，从而降低了铸件(产品)的产量和生产率。(6)在铸造之后难于将砂芯的型砂完全去除掉，从而会有型砂附着在铸件(产品)上，由此造成铸件(产品)的磨损和损坏。(7)制造复杂和/或大型的铸件是困难的，或者是基本不可能的。这就将采用砂芯的铸造方法限制到了非常狭窄的应用范围内，进而为铸件的设计和制造带来了不便。(8)由于砂芯中含有难于完全清除掉的涂覆材料和粘接剂，所以难于重复使用砂芯的型砂。为了重复使用砂芯的型砂，需要在制造过程中增加另外的步骤，由此会增加制造过程的工时和成本。(9)采用砂芯和深孔钻的铸造方法通常要由如下的步骤来完成，这些步骤需要增加工时和成本(a)形成砂芯；(b)对砂芯进行涂覆；(c)对砂芯进行干燥；(d)形成铸模；(e)倾注熔融金属以完成铸造操作；(f)从铸件(产品)中去除型砂；(g)对铸件(产品)上的型砂进行热处理；(h)检查除砂工作是否完成；(i)去除铸件(产品)上的毛刺；(j)将铸件产品送到机加工生产线；(k)钻出机加工孔以对铸件(产品)进行调整；(l)在铸件(产品)中钻出必要的孔；(m)获得完成的铸件(产品)。可以理解用于铸造铁和镁的模制方法(采用砂芯)同样会遇到铸造方法所存在的上述问题。对于取代深孔钻的现有技术的描述迄今为止，人们已经采用了多种钻孔方法来对金属进行加工。人们广泛地采用机加工方法来加工金属。在连续生产线过程中，要使用CNC机床中的高速机加工刀具以及标准的碳化物深孔钻头。对于深孔钻方法而言，需要很大的资金来建造深孔钻工作台，并需要进行维护，以维持机加工过程的正常进行。采用这些方法存在如下的缺点(1)难于对冷却剂流进行调控，造成深孔钻头发生断裂。(2)深孔钻头的使用超过其预期寿命，同样会造成深孔钻头的断裂。(3)停下生产线以更换深孔钻头会减小机加工生产线的循环时间；(4)对深孔钻工作台的维护保养和部件更换工作包括加衬、夹紧等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的、通过使用预应力砂芯来制造物品的方法及该方法所制造的物品，本专利技术克服了现有类似方法和物品所存在的缺陷。本专利技术的另一目的是提供一种改进的、通过使用预应力砂芯来制造物品的方法及该方法所制造的物品，利用该方法能获得高质量的物品，同时，即使物品为中空的形状，也能减少制造过程中砂芯的破损数目。本专利技术的一个方面在于一种制造物品的方法，其包括如下的依次步骤将线材放置到冷的型芯盒中；夹紧线材的端部；所述夹紧件对所述线材施加张紧力；然后将型芯盒闭合，并环绕着线材形成聚氨酯型芯；将型芯盒分开，释放线材中的张紧力，使型芯处于压缩状态，这样就形成了型芯。本专利技术的另一方面在于该型芯被用在制造模具中，该制造模具用于制造具有至少一个中空截面的物品，这样就形成了预应力砂芯。根据本专利技术的原理，可获得如下的有利效果(1)使用不容易碎裂的预应力聚氨酯砂芯有利于在铸模中制造型芯，因此减少了型芯的破损，并简化了生产过程，减少了生产过程中的步骤数，同时减少了制造过程的工时和成本。(2)即使在野蛮搬运的情况下，预应力聚氨酯砂芯也不易于破坏，从而变得易于进行搬运，由此便于对其进行运送和存储。(3)预应力聚氨酯砂芯减少了型芯在铸件中的破损，因而，不会有任何型芯碎片嵌入到铸件(产品)中，由此避免了在铸件(产品)中形成小孔或空腔。这就防止了生产出缺陷产品，从而提高了铸件(产品)的产量和生产率，进而获得了高质量的铸件(产品)。(4)预应力聚氨酯砂芯使得铸件(产品)的中空截面易于成形。(5)该中空截面取代了在铸件(产品)中进行钻孔的工作。(6)从而就将深孔钻工作台从生产流程中去掉。(7)同样也省去了对深孔钻工作台的维护。此外，还提高了强度，因而，不论铸件的尺寸多大，都能制造出具有完整形状和全部尺寸的铸件，从而扩展了铸造工艺的应用范围。线材被放置到型芯盒(固结器[binder])的下部中。将线材的各端锁定并保持就位的夹紧件位于固结器内部。固结器的上半部下降到固结器的下半部分上，并结合到一起。随着固结器的闭合，各端的夹紧件相互远离，从而在线材中造成张紧力，直到夹紧件达到设定的距离为止。混有树脂的型砂被吹入到型芯盒中，然后再将催化剂吹入到附近，以使型砂和树脂包围着线材发生硬化。当完成了催化反应后，将固结器的上下两半分开。由于固结器的两半部分分离开，夹紧件将线材放松。当线材被夹紧件释放时，其开始收缩，从而使砂芯处于压缩状态。处于压缩状态下的聚氨酯砂芯具有很好的工作效果，但是，线材的收缩量连总距离的一小部分也无法达到，其无法收缩到原先的状态。这就使得线材仍然处于张力状态，同时，砂芯仍然处于压缩状态。具体实施例方式根据本专利技术的方法，预应力砂芯被用于形成制造模具，该制造模具采用了宽度尺寸更小、树脂含量更低的砂芯，而现有技术中从未使用过这样的砂芯。此前，预应力砂芯似乎不可能被用作制造模具的型芯。这样形成的、使用了预应力砂芯的制造模具被用来生产铸件(产品)。预应力砂芯尤其适于制造圆筒形状的物品。在制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造砂芯的方法，该方法包括步骤：通过牵拉线材的端部使它们相互分开而向该线材施加处于屈服点之内的张紧力；将型砂－粘接剂混合物施加到线材的周围，以形成预定的形状；使型砂－粘接剂混合物发生硬化；以及释放线材 中的张紧力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-8-25 60/604,6211.一种用于制造砂芯的方法，该方法包括步骤通过牵拉线材的端部使它们相互分开而向该线材施加处于屈服点之内的张紧力；将型砂-粘接剂混合物施加到线材的周围，以形成预定的形状；使型砂-粘接剂混合物发生硬化；以及释放线材中的张紧力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述粘接剂是聚氨酯。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于另外还向型砂-粘接剂混合物中施加了催化剂，其中，该催化剂能加速型砂-粘接剂混合物的硬化。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过将型砂-粘接剂混合物施加到处于型芯盒空洞中的线材上而确定砂芯的形状，其中，型芯盒的空洞具有该预定的形状。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于当线材被放入到型芯盒时向其施加张紧力。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的预定形状是线形的圆柱状。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的预定形状是线形的三角状。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的预定形状是线形的矩形状。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的预定形状是不对称的。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于金属线材...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁佐尔丹，
申请(专利权)人：马丁佐尔丹，
类型：发明
国别省市：US[美国]