一种砂芯紧固结构、制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种铸造用砂芯紧固结构、制备方法及其应用。所述砂芯紧固结构含有至少两个相互接触的砂芯，所述砂芯相互接触的表面形成分模面，以分模面为中心在砂芯之间设置紧固卡槽，所述紧固卡槽的形状为宽度两边大、中间小的工字紧固卡槽；设置工字锁芯装置，该锁芯装置与工字紧固卡槽相互配合以锁紧相互接触的砂芯。采用本发明提供的铸造用砂芯紧固结构改善现有的紧固方式所存在的劣势，解决砂芯紧固问题，该紧固方法不仅制作结构简单、方便，还便于回收利用；增强了紧固可靠性，提高了铸件的尺寸精度。
【专利说明】-种砂芯紧固结构、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铸造用砂芯紧固结构、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002] 砂芯铸造是铸造工艺中的一种，铸造行业的80%以上的产品都是砂芯铸造完成 的，因此我们通常所讲的铸造一般就是指砂铸，即砂芯铸造。紧固砂芯/型是整个铸造工 艺流程中必不可少的重要环节，砂芯/型固定不牢靠，将导致铸件的结构等精确度不高，合 格率降低。紧固砂芯/型在这个铸造过程非常关键。
[0003] 现有铸造生产流水线上砂芯/型装配的紧固方法主要包括：粘胶/热熔胶粘合和 螺杆紧固。目前，国内先进的铸造生产流水线，生产节拍均在60型/h以上，为了适应高速 生产节拍的需要，螺杆紧固得以广泛应用。而螺杆紧固方法在实际应用中主要存在以下不 足：所要使用的螺杆必须与相应尺寸的螺帽、垫片来配合使用，从而导致在生产过程中投入 成本就比较高；螺杆多次使用容易变形，且螺杆和螺帽上的螺纹容易生锈，影响使用；紧固 过程中需要用扳手等工具，较为麻烦。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种铸造用砂芯紧固结构、制备方法及其应用。改善现有的 紧固方式所存在的劣势，解决砂芯紧固问题，该紧固方法不仅结构简单、制作方便，还便于 回收利用。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种砂芯紧固结构，所述砂芯紧 固结构含有至少两个相互接触的砂芯，所述砂芯相互接触的表面形成分模面，以分模面为 中心在砂芯内部设置紧固卡槽，所述紧固卡槽的形状为宽度两边大、中间小的工字紧固卡 槽；设置工字锁芯装置，该锁芯装置与工字紧固卡槽相互配合以锁紧相互接触的砂芯。
[0006] 优选的，所述工字锁芯装置以分模面为中心对称设置，并且工字锁芯装置结构上 设置有中间部和边部，所述中间部位于两侧的边部之间，所述中间部以弧形角度连接边部， 所述弧形角度为90° -120°。
[0007] 优选的，所述弧形角度为120°。
[0008] 优选的，所述中间部的平均宽度为t，中间部的高度值的一半为L1，所述边部的高 度为L2,所述边部的平均宽度超过中间部的平均宽度的部分的一半为L3 ;并且LI>L2 = L3,0. 5t彡L2彡t，其中t、Ll、L2、L3所述尺寸结构如图4中所示。
[0009] 优选的，所述工字锁芯装置的抗拉强度彡1. 2MPa。
[0010] 优选的，所述工字锁芯装置为采用3D打印技术制作或者用芯盒作为模子制作。
[0011] 本申请还提供第二方面的技术方案，即前述任一所述的砂芯紧固结构的制备方 法，在相互接触的至少两个砂芯的分模面上，以分模面为中心在砂芯之间设置紧固卡槽，所 述紧固卡槽的形状为宽度两边大、中间小的工字紧固卡槽；设置工字锁芯装置，将工字锁芯 装置沿垂直于分模面的方向插入相互接触的砂芯内部设置的工字紧固卡槽内，以利用工字 锁芯装置与工字紧固卡槽相互配合以锁紧相互接触的砂芯。
[0012] 本申请还提供第三方面的技术方案即前述任一所述的砂芯紧固结构在3D打印中 的应用。
[0013] 本发明的首要改进之处为用工字锁芯装置替代螺杆对相互接触的砂芯进行紧固。 砂芯相互接触的表面形成分模面，将所述工字锁芯装置沿垂直于分模面的方向插入砂芯中 预留的工字紧固卡槽里，起到锁紧砂芯的作用。
[0014] 本申请所述的工字紧固卡槽采用特定的设置后，其锁紧效果更佳；例如工字锁芯 装置以分模面为中心对称设置，并且工字锁芯装置结构上设置有中间部和边部，所述中间 部位于两侧的边部之间，所述中间部以弧形角度连接边部，所述弧形角度为90° -120°。 所述中间部的平均宽度为t，中间部的高度值的一半为L1，所述边部的高度为L2,所述边部 的平均宽度超过中间部的平均宽度的部分的一半为L3 ;并且LI>L2 =L3,0. 5t<L2 <t。
[0015] 本发明的有益效果是：
[0016] 用于紧固的工字锁芯装置与砂芯材质相同，用3D打印设备制造砂芯时可同时打 印砂芯，制作方便，效率高；
[0017] 用于紧固的工字锁芯装置，其结构简单，体积小，在3D打印过程中可以放置于打 印工作箱的间隙中，提高3D打印工作箱的空间利用率；
[0018] 铸件浇注完成后，用于紧固的工字锁芯装置与砂芯一同进入砂处理系统进行回收 再利用。降低了砂芯/型报废造成的材料损失；
[0019] 提高砂芯紧固的成功率，增强紧固可靠性，提高了铸件的尺寸精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为现有砂芯紧固方法的被紧固砂芯和螺杆的紧固结构示意图；
[0021] 图2为根据本发明的砂芯紧固结构的工字锁芯装置正视图；
[0022] 图3为图2的左视结构示意图；
[0023] 图4为本发明砂芯紧固结构的被紧固砂芯和工字锁芯装置的紧固结构示意图；
[0024] 图5为图4的左视结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 本发明是用工字锁芯装置替代螺杆对相互接触的砂芯进行紧固即通过所述工字 锁芯装置1将相互接触的砂芯2、3固定到一起。
[0027] 实施例1 一现有砂芯紧固结构
[0028] 现有组芯铸造紧固方法是使用螺杆8将被紧固砂芯6、7固定到一起，如图1所示。 螺杆8紧固方法是在相互接触的砂芯6、7上按一定间隔内加工螺纹孔或螺栓固定孔来固 定的方法，通常包括模具分型面上固定和模板背面固定两种方法。所述螺杆8配合相应尺 寸的螺帽5、垫片4来使用，根据实际情况，选择适当的螺杆紧固方向，采用手动扳手实现紧 固。
[0029] 实施例2-本发明砂芯紧固结构
[0030] 本申请砂芯紧固结构含有至少两个相互接触的砂芯2、3,所述砂芯2、3相互接触 的表面形成分模面，以分模面为中心在砂芯之间设置紧固卡槽，所述紧固卡槽的形状为宽 度两边大、中间小的工字紧固卡槽；设置工字锁芯装置1，该锁芯装置1与工字紧固卡槽相 互配合以锁紧相互接触的砂芯。所述工字锁芯装置以分模面为中心对称设置，并且工字锁 芯装置结构上设置有中间部和边部，所述中间部位于两侧的边部之间，所述中间部以弧形 角度连接边部，所述弧形角度为90° -120°。所述中间部的平均宽度为t，中间部的高度值 的一半为L1，所述边部的高度为L2,所述边部的平均宽度超过中间部的平均宽度的部分的 一半为L3 ;并且L1彡L2 =L3,0. 5t彡L2彡t。
[0031] 其制备方法为：在相互接触的至少两个砂芯2、3的分模面上，以分模面为中心在 砂芯2、3之间设置紧固卡槽，所述紧固卡槽为宽度两边大、中间小的工字型紧固卡槽；设置 工字锁芯装置1，将工字锁芯装置1沿垂直于分模面的方向插入相互接触的砂芯2、3内部设 置的工字紧固卡槽内，以利用工字锁芯装置1与工字紧固卡槽相互配合以锁紧相互接触的 砂芯。
[0032] 具体详细的步骤参考以下内容：
[0033] (1)制作所述需要紧固的砂芯
[0034] 首先确定所述需要使用的砂芯的型号和数量，通过实验得出砂芯与砂芯型号之间 的关系如下表1所不：
[0035] 表1 一砂芯承受:拉力与砂芯型号的关系表
[0036]
【权利要求】
1. 一种砂芯紧固结构，其特征在于：所述砂芯紧固结构含有至少两个相互接触的砂 芯，所述砂芯相互接触的表面形成分模面，以分模面为中心在砂芯内部设置紧固卡槽，所述 紧固卡槽的形状为宽度两边大、中间小的工字紧固卡槽；设置工字锁芯装置，该锁芯装置与 工字紧固卡槽相互配合以锁紧相互接触的砂芯。
2. 根据权利要求1所述的砂芯紧固结构，其特征在于：所述工字锁芯装置以分模面为 中心对称设置，并且工字锁芯装置结构上设置有中间部和边部，所述中间部位于两侧的边 部之间，所述中间部以弧形角度连接边部，所述弧形角度为90° -120°。
3. 根据权利要求1所述的砂芯紧固结构，其特征在于：所述弧形角度为120°。
4. 根据权利要求1所述的砂芯紧固结构，其特征在于：所述中间部的平均宽度为t，中 间部的高度值的一半为L1，所述边部的高度为L2,所述边部的平均宽度超过中间部的平均 宽度的部分的一半为L3 ;并且L1彡L2 = L3,0. 5t彡L2彡t。
5. 根据权利要求1所述的砂芯紧固结构，其特征在于：所述工字锁芯装置的抗拉强度 彡 1. 2MPa。
6. 根据权利要求1所述的砂芯紧固结构，其特征在于：所述工字锁芯装置为采用3D打 印技术制作或者用芯盒作为模子制作。
7. 前述任一权利要求所述的砂芯紧固结构的制备方法，其特征在于：在相互接触的至 少两个砂芯的分模面上，以分模面为中心在砂芯内部设置紧固卡槽，所述紧固卡槽的形状 为宽度两边大、中间小的工字紧固卡槽；设置工字锁芯装置，将工字锁芯装置沿垂直于分模 面的方向插入相互接触的砂芯内部设置的工字紧固卡槽内，以利用工字锁芯装置与工字紧 固卡槽相互配合以锁紧相互接触的砂芯。
8. 权利要求1-7所述的砂芯紧固结构在3D打印中的应用。
【文档编号】B22C9/10GK104439089SQ201410640409
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】唐昆贵, 刘方宝, 付龙, 孟庆文, 潘建平, 孙兴勇, 邱茂林, 陈勇 申请人:四川南车共享铸造有限公司