一种铸造3D打印砂型输送用卡紧方法与流程

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种铸造3d打印砂型输送用卡紧方法。

背景技术

现有的3d打印砂型的吊耳都采用方型结构，配以方型卡爪，这种配合形式：首先是对定位精度要求严苛，使用方型吊耳的砂型，与方型卡爪之间没有误差补偿功能，对砂型的定位精度要求非常高，需要配置高精度的砂型输送设备；第二是脱离困难，方型卡爪与方型吊耳之间没有脱模斜度，经常出现卡爪松开时无法脱离吊耳，拖动砂型运动，造成砂型破损。

图1为卡爪的三维结构；图2为小砂型吊耳的三维结构；图3为大吊耳的三维结构；图4为卡爪抓取小砂型时的三维配合形式，因为卡爪和吊耳都是平直的结构，所以抓取时没有间隙，导致对砂型及卡爪的定位精度要求非常高，需要配套高精度的输送设备；图5为卡爪抓取大砂型时的三维配合形式，为了使大小砂型能够通用一个卡爪，需要把大砂型吊耳做出t型结构的凹槽，而这样就导致了卡爪与吊耳配合面增多，使卡爪的加紧和松开动作更难以实现，位置稍一错位，则难以夹紧。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有铸造技术中3d打印砂型的吊耳与吊具配合面较多，定位精度要求严苛，砂型吊耳与方型卡爪之间没有误差补偿功能，使卡爪的加紧和松开动作难以实现，容易出现难以夹紧或者损坏砂型的问题，提供一种可快速实现装卡，卡爪和吊耳之间易于分离的铸造3d打印砂型输送用

卡紧方法。

为解决上述问题，本发明提供一种铸造3d打印砂型输送用卡紧方法，卡紧装置包括砂型吊耳与起吊卡爪，其中砂型吊耳凸出于砂型主体，并与砂型主体打印为一体；其中起吊卡爪凸出于吊具主体，并与吊具主体连接为一体，其中吊耳与卡爪的装卡配合面的截面均为角度相同的梯形斜面。

由于吊耳与卡爪的配合面均为梯形斜面，装配过程中可以对砂型的定位精度进行很好的补偿。

其中吊耳配装起吊卡爪，起吊卡爪与吊具主体连接为一体，其特征在于所述起吊卡爪是横截面为正方形的方锥结构，所述吊耳与卡爪的装卡配合面的截面均为梯形斜面，斜面角度相同，其中卡爪方锥结构的最大正方形横截面边长大于所装配的吊耳梯形结构的最小正方形横截面边长2mm以上。

作为本发明的进一步改进，砂型吊耳是横截面为正方形的方锥体梯形结构，用以卡压起吊卡爪的各装配面为梯形斜面。

当所吊运砂型重量较轻、尺寸较小时，吊耳与卡爪优先考虑方锥形结构的梯形配合面，在吊具与吊耳未实现中心对准时，即可开始装卡，方锥形装配斜面将引导吊耳快速进入局卡爪完成中心对准，从而快速达到完全装卡，而且卡爪和吊耳之间形成脱模斜度，易于分离。

作为本发明的一种优选，其中卡爪方锥结构的最大正方形横截面边长大于所装配的吊耳梯形结构的最小正方形横截面边长20mm。梯形吊耳的大径为180mm,小径为140mm,即小径与大径端面间距为90mm。

此实施例中，如果前面的工序导致卡爪和吊耳位置发生偏移，即使各自偏移量达到10mm，由于夹紧间隙的存在，可以采用配置普通电机的吊具输送设备，并可实现快速装卡，且卡爪和吊耳之间快速脱离，不损坏砂型。吊耳的大径与小径尺寸保证吊耳的强度，并以此配制卡爪的尺寸，满足配合间隙要求。

作为本发明的又一种改进，其中吊耳用于装夹的部位形状为梯形环槽，为了强度的需要，输送大砂型时在原来小砂型吊耳的基础上，外圈增加了一个环形的梯型吊耳，结构上与卡爪相互配合，在增加吊耳强度的基础上又能够与前述第一种优先方式共用一个卡爪。

作为本发明的又一种优选，梯形环槽的大径为240mm,槽底部直径为190mm,小径为140mm,小径与环槽底部间距为90mm。尺寸效果与前一种优选方案相同。

作为本发明的更近一步改进，所述卡爪与吊具主体通过旋转轴连接。在吊运过程中，为避免吊具在吊运砂型过程中卡顿，吊运过程更加快捷。

附图说明

图1为现有技术中适用小砂型输送的卡爪三维结构；

图2为现有技术中小砂型的吊耳三维结构；

图3为现有技术图1小砂型卡爪与图2小砂型吊耳装卡配合三维图；

图4为现有技术中适用于大砂型的吊耳三维结构；

图5为现有技术中大砂型卡爪大砂型吊耳装卡配合三维图；

图6为本发明的卡爪三维结构；

图7为本发明中小砂型输送优先考虑的吊耳三维结构；

图8为本发明中图6卡爪与图7吊耳装卡配合三维图；

图9为本发明中图6卡爪与图7吊耳完全紧密装配效果图；

图10为本发明中第一种优先实施方式示意图；

图11为本发明中图6卡爪与图大砂型输送优先考虑的吊耳装卡配合效果图；

图12为本发明中第二种优先实施方式示意图。

具体实施方式

本发明给出了一种铸造3d打印砂型输送用卡紧方法，图6至图9示出了第一种实施方式。如图9所示，输送的砂型整体由砂型主体1和凸出于砂型主体之外的吊耳2打印为一体，砂型输送时被装卡部位为吊耳1。如图9所示，吊具整体由吊具主体3与凸台式卡爪4连接为一体，其中吊耳与卡爪的装卡配合面的截面均为梯形(5、6)。

由于吊耳2与卡爪4的配合面均为梯形截面，装配过程中可以对砂型的定位精度进行很好的补偿。

其中吊耳配装起吊卡爪，起吊卡爪与吊具主体连接为一体，起吊卡爪是横截面为正方形的方锥结构，吊耳与卡爪的装卡配合面的截面均为梯形斜面，斜面角度相同，其中卡爪方锥结构的最大正方形横截面边长大于所装配的吊耳梯形结构的最小正方形横截面边长2mm以上。

当所吊运砂型重量较轻、尺寸较小时，吊耳与卡爪优先考虑方锥形结构的梯形配合面，在吊具与吊耳未实现中心对准时，即可开始装卡，当吊耳和卡爪在预备夹紧时，移动吊具将如图6所示吊耳外端面7与图7所示卡爪外端面8中心接近重合，当两端面中心位置偏差大于1mm时，吊耳与卡爪配合面任一位置的配合间隙大于1mm，方锥形装配斜面将引导吊耳快速进入局卡爪完成中心对准，沿梯形面（5,6）方向，继续将吊耳沿梯形面角度的方向装入卡爪，完成吊耳与卡爪完全的紧密的配合，如图9所示完全紧密装配效果图。

由于较大的吊耳与卡爪的配合间隙，如果前面的工序导致卡爪和吊耳位置发生偏移，由于较大夹紧间隙的存在，也可以抓取砂型，这是配置普通电机的输送设备可以到达的精度，而传统方式的方型卡爪是直进直出，误差不能大于1mm，吊具需要配置具有高精度的伺服电机或步进电机的输送设备。

图10示出其中一种实施例，卡爪方锥结构的最大正方形横截面边长大于所装配的吊耳梯形结构的最小正方形横截面边长20mm，梯形吊耳的大径为180mm,小径为140mm,即小径与大径端面间距为90mm。图9为卡爪抓取大砂型的动作刚开始时的二维图。如果开始卡紧前的操作工序导致卡爪和吊耳位置发生偏移，即使各自偏移量达到10mm，由于凸出的吊耳梯形面和凹下的卡爪梯形面都是梯形斜面，所以开始加紧时两者有20mm的间隙，此间隙即为位置补偿量，可以分别补偿砂型和卡爪10mm的位置误差；由于夹紧间隙的存在，吊具可采用配置普通电机的输送设备，并可实现快速装卡。图9为卡爪抓取小砂型的动作刚结束时的三维图，从图纸可以看出，由于吊耳和卡爪拥有梯型的斜面作为脱模斜度，当松开时卡爪和吊耳之间快速脱离，不损坏砂型。吊耳的大径与小径尺寸保证吊耳的强度，并据此配制卡爪的尺寸，满足夹紧配合间隙要求。

图11至图12作为本发明的又一种改进，其中吊耳2用于装夹的部位形状为梯形环槽9，当所吊运砂型重量较大、尺寸较大时，吊耳优先为环槽结构的梯形配合面。如图11所示，吊耳与卡爪的其他结构与第一种实施方式相同。

梯形环槽的吊耳结构可提供更大的夹紧力，保证安全，并适用方锥形吊耳使用的卡爪结构。同样可以实现吊耳及卡爪为方锥形结构时的快速装卡及易于分离，并通用第一种实施方式使用的卡爪结构与尺寸。此外，此结构充分利用了3d打印技术可以同样的效率和工艺实现打印高复杂度的结构的的优势，在不改变吊具结构的情况下，随时根据砂型具体产品的需要，将吊耳结构调整为梯形环槽。

图12示出了另一种实施方式，梯形环槽的大径为240mm,槽底部直径为190mm,小径为140mm,小径与环槽底部间距为90mm。图11为卡爪抓取大砂型的动作刚开始时的二维图，从图纸可以看出，与小砂型类似，由于凸出的吊耳面和凹下的卡爪面都拥有梯型的斜面，所以开始加紧时两者有20mm的间隙，此间隙便是位置补偿量，可以分别补偿砂型和卡爪10mm的位置误差，为了强度的需要，大砂型在原来小砂型吊耳的基础上外圈增加了一个环形的梯型吊耳，结构上与卡爪相互配合。由于吊耳和卡爪拥有梯型的斜面作为脱模斜度，当松开时卡爪和吊耳之间快速脱离，不损坏砂型。

同时，在增加吊耳强度的基础上又与装卡小砂型所用吊具通用，可节约成本和提升操作效率。

在吊运过程中，为避免吊具在吊运砂型过程中卡顿，吊运过程更加快快捷，可以选择将卡爪2与吊具主体3通过旋转轴连接。此连接方式可以用于但并不局限于本发明的第一实施方式和第二种实施方式中的吊具结构。