[发明专利]一种混合子母组芯造型工艺

说明书

本发明公开了一种混合子母组芯造型工艺，将3D打印造型和混砂造型工艺相结合，将靠近产品部分结构特征较多的部分采用3D打印，其他结构特征较少的部分采用传统混砂造型工艺方法，从而形成母芯和子芯配合使用的装配式的砂型模具，在原有3D打印造型技术的优势下，引入传统混砂机生产工艺，将两种造型工艺相结合，进而降低了原材料成本和设备投入成本，同时将带出铸件的砂型部分与带出浇注系统、增加强度的吃砂量进行字母分芯组合，为以后多工艺结合扩展了思路；增加了单个砂箱中铸件的数量，提高了砂箱利用率和生产效率，同时降低了对人工依赖性，降低了3D打印原材料成本和设备折旧，同时避免了铁水的浪费，达到了降本增效的目的。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种混合子母组芯造型工艺。

背景技术

以铁路机车的重要零部件调-40泵体为例，其材质为HT200，轮廓尺寸163mm×149mm×113mm，质量为5.3Kg，属于灰铁小件产品。因为属于小件产品，铸件型腔较小，其中需要铸出油管内腔直径只有15mm，砂芯要求较高，以往传统工艺常采用桐油砂做内腔芯且添加芯骨，树脂砂做外型的多种配砂混合使用的工艺；由于需单独下内腔芯，传统工艺常采用平铸平浇的方式，砂箱中铸件数量较少，并且得由手工造型经验丰富的铸工才能完成。这种方法对人工依赖性大，砂铁比高，生产效率低。

采用3D打印造型技术，可以将原有小内腔芯由外模型带出实现并模块化造型，实现无模整体造型；再加上串联浇注的工艺，能在一个砂箱中实现多件浇注，增加生产效率。但是用3D打印造型技术直接进行整块打印，不仅需要打印出带出铸件的砂型，而且也必须打出额外的吃砂量保证砂型强度，由于3D打印的型砂、树脂、固化剂等原材料价格要比传统混砂机造型的原材料价格高很多，因此难以降低生产的成本；同时整块打印砂芯，由于铸件内腔砂芯直径较小，且3D打印造型不能添加芯骨增强砂芯强度，因此在砂芯组芯和转运过程中难免损坏串浇模块砂芯中的个别铸件内腔型，不能更换也不能修补，只能接着浇注，从而造成铁水的浪费，进而增加了废品率，进一步增加了成本，３Ｄ打印串浇的优势也受到了削弱。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中存在的上述问题，提出一种混合子母组芯造型工艺，在原有3D打印造型技术的优势下，引入传统混砂机生产工艺，将两种造型工艺相结合，进而降低了原材料成本和设备投入成本，同时将带出铸件的砂型部分与带出浇注系统、增加强度的吃砂量进行字母分芯组合，为以后多工艺结合扩展了思路；增加了单个砂箱中铸件的数量，提高了砂箱利用率和生产效率，同时降低了对人工依赖性，降低了3D打印原材料成本和设备折旧，同时避免了铁水的浪费，达到了降本增效的目的。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种混合子母组芯造型工艺，将3D打印造型和混砂造型工艺相结合，将靠近产品部分结构特征较多的部分采用3D打印，其他结构特征较少的部分采用传统混砂造型工艺方法，从而形成母芯和子芯配合使用的装配式的砂型模具，具体包括以下步骤：

S1: 产品三维模型的建立：根据铸件的二维图纸要求用三维建模软件建立正确的三维产品模型；

S2:浇注工艺方案的确定：采用串联浇注方案，并呈多层多排矩阵式排布；

S3: 三维铸造工艺图的设计：在三维建模软件中根据S2步骤中的排布方式绘制图形，并且绘制出相应浇注系统和冒口，应用铸造模拟软件对所设计的工艺进行充型和凝固模拟，验证合格后即为设计的三维串联浇注铸造工艺图；