[发明专利]一种数字化无模砂型挤压成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字化无模砂型挤压成形方法，属于铸造与快速成形的交叉技术领域。

背景技术

铸造是制造业的基础，也是国民经济的基础产业，各行各业都离不开铸件。铸造是较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的制件，铸造更能显示出经济性，如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。对于一些难以切削的零部件，如镍合金零件不用铸造方法无法成形。同时，铸造的零部件尺寸和重量的适应性很宽，金属种类几乎不受限制，近年来，随着国民经济的高速发展，我国铸造业也迅猛发展，各类铸件的产量持续增长。

在各类铸造工艺里，砂型铸造由于其所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来一直是铸造生产中的基本工艺。而砂型铸造中砂型的制备尤为主要，它直接决定了铸件的质量水平、生产成本、生产效率及环境污染程度。现有的砂型造型方法分手工造型和机械造型两种，实质都是紧砂和起模，但对于小批量、形状复杂的砂型，造型机的模具制造和加工则会产生巨大的损失，尤其是单件砂型制备时，模具的使用即为一次性，成本较高，同时更换模具亦会占据整个造型流过程中的大量时间。

本发明提出一种数字化无模砂型挤压成形方法，可提高砂型近形性，减少后期加工工序，同时挤压平台具有自适应性，解决了小批量、形状复杂的砂型制备成本高、耗时长的问题。

发明内容

本发明主要是提供一种数字化无模砂型挤压成形方法，该造型方法利用挤压平台的自适应性制造出近形性较好的砂型，同时挤压阵列的损耗集中在某一个或几个挤压头处，这些挤压头可拆卸和更换，延长了模具的使用寿命。

⒈  一种数字化无模砂型挤压成形方法，其特征在于，具体步骤如下：

①  根据砂型形状建立CAD模型；

②  根据CAD模型建立砂型的近似模型；

③  根据砂型近似模型编写挤压阵列的控制代码；

④  通过CAD驱动控制挤压阵列中各挤压头（4）生成砂型近似形状；

⑤  根据砂型尺寸要求，选取大小合适的砂箱（3）安装并固定在工作台上；

⑥  根据砂型要求，选取合适的造型材料导入砂箱（3），进行造型；

⑦  通过CAD驱动控制挤压头（4）恢复初始位置，卸除砂箱（3），取出砂型预成形件；

⑧  将造型后得到的砂型预成形件进行数字化铣削加工。

⒉  根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的挤压头（4）可以是模具钢、45#钢及其他高性能材料，挤压头（4）截面可为正方形、三角形或六边形。

⒊  根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的挤压阵列可以是截面等大小的挤压头（4）均匀密布的阵列，也可以是截面尺寸不一的挤压头（4）无间隙组合排布的阵列。

⒋  根据权利要求1所述的数字化无模砂型挤压成形方法，所述的根据砂型近似模型生成砂型近似形状，控制各挤压头（4）组成挤压阵列时不应与砂型近似模型曲面相交，应预留1mm～3mm的加工余量。

⒌  根据权利要求4所述的根据砂型近似模型生成砂型近似形状，生成砂型近似形状后锁紧各挤压头（4）位置。

⒍  根据权利要求1所述的挤压阵列可在造型过程中对造型材料进行加热。

本发明有益的效果是：

⒈  设备自动化水平高，制备过程可控，可以依据制件规格要求进行小批量、外形结构复杂砂型的加工。

⒉  制件近形性好，后期切削工艺简单、快捷。

⒊  挤压平台的损耗集中在单个或多个挤压头处，只需更换部分挤压头，极大的节省了成本，实现了低成本、高效率的砂型制造。

附图说明

图1 为本发明挤压成形示意图；

图2 为造型后砂型预成形件示意图；

图3 为铣削加工后砂型示意图；

图4 为本发明流程示意图。

附图标记：

1—电机 ；     2—压板；      3—砂箱；       4—挤压头；       5—传动设备。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的说明。

本发明数字化无模砂型挤压成形方法具体步骤如下：

A、      根据砂型形状建立CAD模型；

B、      根据CAD模型建立砂型的近似模型；

C、      根据砂型的近似模型编写挤压阵列控制代码；