[发明专利]一种用于大型铸件的3D打印砂芯的自锁型定位结构

说明书

技术领域

本发明属于3D打印砂芯的领域，尤其涉及一种大型铸件3D打印砂芯的下芯定位结构。

背景技术

目前，通用的3D打印无模铸造方法将砂型分为上、下两层，分别经过3D打印机打印完成后，组装在一起形成铸件轮廓，并最终通过合箱操作进行浇注金属液形成铸件。但是，对于长度尺寸超过2500mm的大型铸件，尤其是大型回转体类产品，如果采用现有技术的成型方法，由于受到3D打印机的工作箱尺寸的限制，需要将其下层砂型分为多个适合打印机尺寸的小砂芯。其中，这些小砂芯通过制作模板下箱锥的方式进行单维度定位组芯，采用人工测量控制砂芯尺寸。所以，这样的组芯方式操作繁琐，产生的尺寸误差大，导致铸件的尺寸精度无法得到保证。因此，如何设计出一种组芯精度高、适用于大型铸件的砂芯定位结构，成为目前急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于大型铸件的3D打印砂芯的自锁型定位结构，通过对砂芯在X、Y轴方向提供了限位，将现有技术中的单维度定位变为双维度定位，定位结构通过与砂芯工艺配合实现，避免砂芯在转运、埋箱过程中出现位移，防止由此产生的尺寸偏差，适用于大型铸件的3D打印砂芯，有效解决此类产品使用3D打印砂芯进行组芯时难度高、精度难以控制的问题，并且，可直接通过3D打印机同砂芯一起打印出来，无需提前准备工装，降低了生产成本，简化了操作，规范了操作流程，降低了操作难度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种用于大型铸件的3D打印砂芯的自锁型定位结构，所述3D打印砂芯由多块小砂芯组芯形成，其特征在于，所述定位结构为子母扣结构，包括子扣和母扣，每个所述小砂芯的X轴方向的分芯面上设有至少一个子扣和/或母扣，每个所述小砂芯的Y轴方向的分芯面上设有至少一个子扣和/或母扣，相邻的两块所述小砂芯上的子扣和母扣配套设置，用于在砂芯下芯时将子扣嵌入母扣，来实现砂芯的双维度定位。

进一步的，所述子母扣结构呈贯通式梯形形状，其横截面尺寸比例为：a=1.1c,b=1.4a,c=d/8,其中，上底为a，下底为b，高为c，砂芯宽度为d。

进一步的，所述子母扣结构的横截面尺寸中高c为：50mm≤c≤100mm。

进一步的，所述子母扣配合的棱角处设置为圆角；所述子母扣之间预留间隙。

进一步的，所述子母扣结构的横截面中，所述子母扣结构的间隙为0.5mm。

进一步的，所述子母扣结构的横截面中，所述子母扣结构的斜度为100°。

进一步的，所述子扣和母扣与小砂芯为一体结构，直接通过3D打印机打印成型。

同时，本发明还提供了一种用于大型铸件的3D打印砂芯的自锁型定位结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据产品的尺寸以及3D打印工作箱的尺寸将砂型进行分块处理，制作成若干块小砂芯；

（2）在每两块相邻小砂芯的分芯面上设计定位结构：根据每两块相邻小砂芯的分芯面的长度，在所述分芯面上分别设计不同数量的子母扣结构，所述子母扣结构呈贯通式梯形形状，分别在每两块小相邻砂芯的分芯面上以子扣和母扣的形式进行配套设置；

（3）依次下芯，先将边缘上的小砂芯进行下芯，然后再靠紧子母扣结构对其相邻小砂芯的分芯面下芯，如此反复，直到依次完成组芯；

（4）组芯完成后， 每块小砂芯通过与其相邻的其他小砂芯的分芯面上的子母扣结构来限制其X、Y轴方向的自由度，实现全部砂芯的双维度自锁定位。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明提供了一种基于3D打印砂芯的自锁型定位结构，通过对砂芯在X、Y轴方向提供了限位，将现有技术中的单维度定位变为双维度定位，有效解决此类产品使用3D打印砂芯进行组芯时难度高、精度难以控制的问题，定位结构通过与砂芯工艺配合实现，避免砂芯在转运、埋箱过程中出现位移，防止由此产生的尺寸偏差。

（2）本发明提供了一种基于3D打印砂芯的自锁型定位结构，适用于大型铸件的3D打印砂芯，有效解决此类产品使用3D打印砂芯的组芯精度差的问题，并且，可直接通过3D打印机同砂芯一起打印出来，无需提前准备工装，降低了生产成本，简化了操作，规范了操作流程，降低了操作难度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的定位结构示意图。

其中，1、母扣，2、砂芯，3、子扣，4、砂型，5、子母扣结构。

具体实施方式