[发明专利]一种干型粘土砂铸型的无模具制造方法

说明书

一种干型粘土砂铸型的无模具制造方法，根据需要铸造的铸件形状，进行三维建模，完成铸造工艺、铸型、铸型分型设计，将铸型分型后的砂型砂芯分别设计加工程序。砂坯制作，根据砂型砂芯尺寸预制好一个或几个砂箱备用，将水、粘结剂、附加物和型砂等按照一定比例，用混砂机进行充分搅拌混合后，将混合后的湿砂置于砂箱中，使用杵砂工具将湿砂杵实并使用刮板刮平后，放入烘干设备中进行烘干，烘干后得到一个或几个砂坯。使用无模铸造精密成形机加工成形，加工过程包括砂坯铣平、型腔铣、剩余铣和等高轮廓铣。如果需要多面加工，可以使用五轴无模铸造精密成形机进行定轴加工和五轴加工，通过翻转砂块进行多面加工。可以实现干型粘土铸型的无模具制造。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，涉及一种干型粘土砂铸型的无模具制造方法。

背景技术

目前，干型粘土砂铸型采用先使用模具造型后进行烘干的方法进行制造，主要用于重型铸铁件和某些铸钢件，铸型一般可分为砂型和砂芯。这种制造方法需要使用模具，费用高，制造周期长，不适合小批量铸件产品的制造。这种制造方法在烘干过程中砂型往往会变形，致使铸造精度降低。干型粘土砂铸型由于铸造精度较低，已大部分被化学粘结的自硬砂铸型所取代，近年来干砂型已渐趋于淘汰。但是自硬砂铸型也有自身的缺点，增加了原材料成本和铸型发气量，铸型发气量的增加会导致铸件中形成气孔缺陷。

· 国家知识产权局2019.02.15公布的发明专利申请“一种冷冻粘土砂的无模铸造成形方法”， 申请日：2018.10.23，专利申请号：2018112344164，申请公布号：CN109332578A；分类号：B22C1/18(2006.01)I,；公开了一种冷冻粘土砂的无模铸造成形方法，该方法将原砂与粘土粘结剂均匀混合，制成型砂并放置到砂箱中进行紧实，制成粘土砂坯，然后置于-15℃— -40℃的低温环境中充分冷冻，在粘土砂的强度和表面硬度达到指标后制成待用砂坯，由零件模型生成加工程序，驱动无模成形机对冷冻砂坯进行切削并组装砂型，然后在常温或低温环境下对砂型进行浇铸。这种方法制造出的湿型粘土砂型含水量高，且制造过程需要昂贵的冷冻装置，存在制造成本高、存放成本高、铸型强度低和发气量高等缺点。

因此，提供一种能够克服以上不足的干型粘土砂铸型无模制造方法是完全必要的。

发明内容

针对上述模具制造干型粘土砂型和自硬砂铸型存在的问题，本发明的目的在于提出一种干型粘土砂铸型无模制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下所述技术方案：

一种干型粘土砂铸型的无模具制造方法，其具体步骤如下：

【1】.加工设计：根据需要铸造的铸件形状，进行三维建模，在铸件三维模型基础上按照材料收缩率进行模型的缩放，计算浇冒口尺寸，根据铸件形状特征设计浇冒口的大小和位置，设计冷铁、出气口其他铸造工艺特征，完成铸造工艺设计，通过对铸件、浇冒口模型进行反求，得到铸型三维模型，完成铸型设计，通过对铸型进行拆分、求和和求差，得到铸型分部件砂型和砂芯，完成铸型分型设计，将铸型分型后的砂型砂芯分别设计加工程序，完成砂型和砂芯的加工设计；优选的，加工程序包括铣平、型腔铣、剩余铣和等高轮廓铣，铣平、型腔铣和剩余铣用于砂型和砂芯的粗加工，等高轮廓铣用于砂型和砂芯的精加工；

【2】.完成混砂：根据砂型砂芯尺寸预制至少一个砂箱备用，将水、粘结剂、附加物和型砂按照一定比例，用混砂机进行充分搅拌混合后，将混合后的湿砂置于砂箱中；其中粘结剂包含高岭土和膨润土，附加物有糊精、纸浆和木屑，型砂材料有石英砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英砂；几种主要组分的质量配比为粘结剂5-20%，水5-10%，型砂70-90%；

【3】.砂坯制作：使用杵砂工具将湿砂杵实并使用刮板刮平后，放入烘干设备中进行烘干，烘干后至少得到一个砂坯；优选的，烘干设备可使用烘房、烘干炉，烘干时间为1-48小时，烘干温度50-150℃；