一种复合砂型铸造模具的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合砂型铸造模具的制造方法，具体步骤如下：1)根据回转体模型结构，制作三维外模模型、砂芯模型；2)根据步骤1)的三维外模模型、砂芯模型制作托板模型和托板芯盒，并制作木制托板模型和木制托板芯盒；3)用托板模型制作外模，应用刮板造型技术和自硬树脂砂快速硬化技术，制作木质与自硬树脂砂复合外模模具；4)造型、制芯；造型过程中，利用复合外模模具成型铸造型腔，出模；利用托板芯盒刮板制芯方法直接形成砂芯；5)最后通过下芯、合箱、浇注、清理，最终获得了符合要求的铸件。其结构设计合理，铸造模具制作速度快、节省成本、缩短产品研制周期。
【专利说明】一种复合砂型铸造模具的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于加工制造【技术领域】，具体涉及一种用于回转体结构的复合砂型铸造模具的制造方法。
【背景技术】
[0002]在航空、航天系统中有许多回转体底座或类似于回转体的产品铸件。铸件尺寸大，单件生产、研制时间紧，故对模具的设计、加工、模具成本和制作进度提出了更高的要求。
[0003]在以往类似铸件模具的设计与制作中，外模和芯盒为整体制作，一方面是整体全部用木头或金属做成，增加制作时间，延长研制周期；另一方面是也增加了加工工时，不符合单件铸件生产成本控制要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种复合砂型铸造模具的制造方法，克服了现有技术的上述缺点，其结构设计合理，铸造模具制作速度快、节省成本、缩短产品研制周期。
[0005]为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种复合砂型铸造模具的制造方法，具体步骤如下:
[0007]I)根据回转体模型结构，制作三维外模模型、砂芯模型；
[0008]2)根据步骤I)的三维外模模型、砂芯模型制作托板模型和托板芯盒，并制作木制托板模型和木制托板芯盒；
[0009]3)用托板模型制作外模，应用刮板造型技术和自硬树脂砂快速硬化技术，制作木质与自硬树脂砂复合外模模具；
[0010]4)造型、制芯；造型过程中，利用复合外模模具成型铸造型腔，出模；利用托板芯盒刮板制芯方法直接形成砂芯；
[0011]5)最后通过下芯、合箱、浇注、清理，最终获得了符合要求的铸件。
[0012]优选地，所述托板芯盒的制作过程是:
[0013]首先根据尺寸制作芯头板、底板，其中芯头板单边留5mm斜度，形成芯头，芯头板固定在底板上；
[0014]第二步分别制作侧板、骨架，组合在芯头板上；
[0015]第三步按照回转体母线制作芯盒刮板，卡在骨架上，用于形成回转体曲面。
[0016]优选地，所述托板模型的制作过程是:
[0017]首先制作芯头，芯头单边留5mm斜度；
[0018]第二步制作支撑板、板，将支持板固定在板上；
[0019]第三步按照回转体母线制作外模刮板，卡在支撑板上，用于形成外模回转体曲面。
[0020]优选地，所述外模模具的制作过程是:将树脂砂填入托板模型的支撑板之间，通过旋转外模刮板，形成外模回转体曲面；然后移除刮板，最终形成木制和自硬树脂砂的复合型外模。
[0021]优选地，所述制芯过程中，将树脂自硬砂填入步骤2)制作的托板芯盒中，利用芯盒刮板制出砂芯曲面，然后移除芯盒刮板、侧板、芯头板、骨架，形成砂芯。
[0022]本发明所述的复合砂型铸造模具的制造方法的有益效果是:采用刮板方式快速、高效生产出一种复合砂型铸造模具，包括托板外模、托板芯盒。它要解决的技术问题是提出了一种快速、高效、精确复合砂型铸造模具的设计及其制作方法，制作过程采用了木制和树脂砂复合外模和刮板造型的巧妙设计思路，借用树脂砂快速硬化的原理，对快速制作铸造模具、节省成本、缩短产品研制周期起到了积极作用。
[0023]本发明的创造性设计形式解决了类似铸件模具设计方法，采用刮板结构，不仅节省了材料，降低模具制作成本，而且模具制作方便；该模具制作方案巧妙应用了刮板造型技术和自硬树脂砂快速硬化的特点，创新制作出木质与树脂砂复合模具，避免了单件铸件的复杂曲面芯盒与大型木质外模的制作，节省了模具制作成本，加快铸件生产速度。
[0024]本发明的复合铸造模具能够应用于具有回转结构的铸件，该模具既能够应用于铝合金铸造，又应用于各种黑色金属铸造。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明实施例所述的底座铸件的主视图；
[0026]图2是本发明实施例所述的底座铸件的俯视图；
[0027]图3是本发明实施例所述的底座铸件的A向视图；
[0028]图4是图3的A-A视图；
[0029]图5是本发明实施例所述的底座铸件的外模模具的主视图；
[0030]图6是本发明实施例所述的底座铸件的外模模具的俯视图；
[0031]图7是本发明实施例所述的底座铸件的外模模具的左视图；
[0032]图8是本发明实施例所述的底座铸件的砂芯模具的主视图；
[0033]图9是本发明实施例所述的底座铸件的砂芯模具的俯视图；
[0034]图10是本发明实施例所述的底座铸件的托板芯盒模具的主视图；
[0035]图11是本发明实施例所述的底座铸件的托板芯盒模具的俯视图；
[0036]图12是图11的A-A视图；
[0037]图13是本发明实施例所述的底座铸件的托板模型模具的主视图；
[0038]图14是本发明实施例所述的底座铸件的托板模型模具的俯视图；
[0039]图15是本发明实施例所述的底座铸件的托板模型模具的左视图。
[0040]图中:1.芯盒刮板；2.侧板I ;3.侧板2 ；4.芯头板；5.底板；6.骨架(包括6块)；
7.外模刮板；8.支撑板(包括3块)；9.板；10.芯头模。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
[0042]本发明实施例所述的复合砂型铸造模具的制造方法，借鉴刮板造型技术，利用树脂砂成形速度快、硬化后强度高的特点，制作木制主体框架与定位结构，填充自硬树脂砂后采用刮板成形复杂回转曲面，待树脂硬化后，木材与自硬树脂砂一起构成外形模模具；采用托板芯盒结构制作砂芯。
[0043]具体步骤如下:
[0044]I)根据回转体模型结构，制作三维外模模型、砂芯模型；
[0045]2)根据步骤I)的三维外模模型、砂芯模型制作托板模型和托板芯盒，并制作木制托板模型和木制托板芯盒；
[0046]3)用托板模型制作外模，应用刮板造型技术和自硬树脂砂快速硬化技术，制作木质与自硬树脂砂复合外模模具；
[0047]4)造型、制芯。造型过程中，利用复合外模模具成型铸造型腔，出模；利用托板芯盒刮板制芯方法直接形成砂芯；
[0048]5)最后通过下芯、合箱、浇注、清理，最终获得了符合要求的铸件。
[0049]实施例1:如图1-4所述底座铸件的制造方法，具体步骤如下:
[0050]I)根据铸件图首先设计出外模、砂芯模型，具体参见图5-7、图8-9所不；
[0051]2)根步骤I)外模、砂芯模型制作托板模型和托板芯盒模具，并制作木制托板模型和托板芯盒，具体参见图10-12、图13-15所示。
[0052]所述托板芯盒的制作是这样实现的:首先根据尺寸制作芯头板4、底板5，其中芯头板单边留5mm斜度，形成芯头，芯头板4固定在底板5上；第二步分别制作侧板I (2)、侧板2(3)、骨架6 (包括6块)，组合在芯头板4上；第三步按照回转体母线制作芯盒刮板1，卡在骨架6上，用于形成回转体曲面。
[0053]所述托板模型的制作是这样实现的:首先制作芯头10，芯头单边留5mm斜度；第二步制作支撑板8 (包括3块)、板9，将支持板固定在板9上；第三步按照回转体母线制作外模刮板7，卡在支撑板8上，用于形成外模回转体曲面。
[0054]3)用托板模型制作外模，应用刮板造型技术和自硬树脂砂快速硬化技术，制作木质与自硬树脂砂复合外模模具，具体参见图5-7所示。
[0055]所述外模模具的制作过程是:将树脂砂填入托板模型的支撑板8 (包括3块)之间，通过旋转外模刮板7，形成外模回转体曲面；然后移除刮板7，最终形成木制和自硬树脂砂的复合型外模。
[0056]4)造型、制芯。造型过程中，利用复合外模模具放入砂箱内成型铸造型腔、出模；用托板芯盒刮板制芯方法直接形成砂芯，具体参见图8、图9所示。
[0057]所述制芯过程中，将树脂自硬砂填入步骤2制作的托板芯盒中，利用芯盒刮板I制出砂芯曲面，然后移除芯盒刮板1、侧板I (2)、侧板2 (3)、芯头板4、骨架(包括6块)6，形成砂芯，如图8-9所不。
[0058]5)最后通过下芯、合箱、浇注、清理，最终获得了符合图纸要求的合格铸件，具体参见图1-4所示。
[0059]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该【技术领域】的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种复合砂型铸造模具的制造方法，其特征在于:具体步骤如下: 1)根据回转体模型结构，制作三维外模模型、砂芯模型； 2)根据步骤I)的三维外模模型、砂芯模型制作托板模型和托板芯盒，并制作木制托板模型和木制托板芯盒； 3)用托板模型制作外模，应用刮板造型技术和自硬树脂砂快速硬化技术，制作木质与自硬树脂砂复合外模模具； 4)造型、制芯；造型过程中，利用复合外模模具成型铸造型腔，出模；利用托板芯盒刮板制芯方法直接形成砂芯； 5)最后通过下芯、合箱、浇注、清理，最终获得了符合要求的铸件。
2.根据权利要求1所述的复合砂型铸造模具的制造方法，其特征在于:所述托板芯盒的制作过程是: 首先根据尺寸制作芯头板、底板，其中芯头板单边留5mm斜度，形成芯头，芯头板固定在底板上； 第二步分别制作侧板、骨架，组合在芯头板上； 第三步按照回转体母线制作芯盒刮板，卡在骨架上，用于形成回转体曲面。
3.根据权利要求1所述的复合砂型铸造模具的制造方法，其特征在于:所述托板模型的制作过程是: 首先制作芯头，芯头单边留5mm斜度； 第二步制作支撑板、板，将支持板固定在板上； 第三步按照回转体母线制作外模刮板，卡在支撑板上，用于形成外模回转体曲面。
4.根据权利要求1所述的复合砂型铸造模具的制造方法，其特征在于:所述外模模具的制作过程是:将树脂砂填入托板模型的支撑板之间，通过旋转外模刮板，形成外模回转体曲面；然后移除刮板，最终形成木制和自硬树脂砂的复合型外模。
5.根据权利要求1所述的复合砂型铸造模具的制造方法，其特征在于:所述制芯过程中，将树脂自硬砂填入步骤2)制作的托板芯盒中，利用芯盒刮板制出砂芯曲面，然后移除芯盒刮板、侧板、芯头板、骨架，形成砂芯。
【文档编号】B22C9/02GK104493085SQ201410720949
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】王目孔, 刘新超, 杨锌, 李作为, 何鹏辉 申请人:北京航星机器制造有限公司