一种大型铸钢件铸造净成型技术的制作方法

本发明涉及铸造净成型技术领域，具体涉及一种大型铸钢件铸造净成型技术。

背景技术：

铸造是将熔融的高温金属液注入与铸件尺寸形状相似的模型型腔中，经冷却凝固后获得所需形状和性能的铸件，由于工艺及其工件结构的特殊性，传统铸造工艺对于大型低碳合金钢铸件的生产来说还存在一些不足：铸件表观质量差、加工量大、灵活性差生产周期长，大大的制约了企业的快速发展，而且随着各行各业的快速发展，铸件需求呈现“品种多样性、结构复杂化、更新换代快”等特点，对企业的快速优质生产能力提出了更高的要求，因此也就迫切需要一种快速成型的方法来解决面临的这些问题，降低成本，提高产品质量，降低后续加工工时，进而提高在市场的竞争力，因此，我们提出了这种大型铸钢件铸造净成型技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大型铸钢件铸造净成型技术，通过出砂口内部上侧滚筒的喷头a精确喷射高强度雾状树脂，使每一粒陶粒砂都能与树脂充分混合，将充分混合后的陶粒砂输送至出口喷头b处，然后与喷头b对应位置的喷头c喷出的雾状固化粘结剂接触充分混合，通过3d成型设备喷头a喷出的陶粒砂在树脂与固化粘结剂的作用下，相互挤压在一起，陶粒砂各珠粒表面接触，占据各自的空隙面，最后经固话后得到内表面光滑的高强度铸型型腔，而其热膨胀率低，由陶粒砂打印形成的铸型型腔不会受高温影响而膨胀变形，所以钢液经铸型内凝固冷却生成尺寸精度高、表观光洁的铸件，同时对后续的加工清理工作量也大有改善；通过活动杆一端活动轴的转动可以带动固定杆使喷头b在平面上前后左右运行，在很短的时间内，将完全混合但是又未固化的陶粒砂按设定的流砂量逐层铺砂，这样做出的陶粒砂型腔耐远低于型腔陶粒砂耐火极限，钢液与与铸型表面接触，也不会产生烧结现象，解决了铸钢件粘砂问题，同时耐破碎性好、强度高、表面光滑，无凹凸脉纹；通过冷却管对切割冒口时降温可以降低锯切摩擦产生的高温防止钢锯变形，保证了钢锯的切割直线准确性，得到尺寸精确光洁平整的端面；将铸件本体置于操作平台上端通过水刀切割连接面较长但是壁厚较薄的工艺附件，水刀切割操作自由、灵活、效率高、而且切割面光滑精度高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种大型铸钢件铸造净成型技术，包括包括建立模样三维模型—计算机软件逐层切片、3d打印铸件模样—埋箱、浇注、落箱吊件—锯床切割冒口—水刀切割其他工艺附件—抛丸喷砂、产成品工艺步骤，具体步骤如下：

（1）建立模样三维模型：用电脑设计出型腔的三维模型；

（2）计算机软件逐层切片、3d打印铸件模样的步骤如下；

①将储砂斗里的树陶粒砂通过给料加砂器运输至出砂口；

②通过出砂口内部上侧滚筒的喷头a精确喷射高强度雾状树脂，使每一粒陶粒砂都能与树脂充分混合；

③将充分混合后的陶粒砂输送至出口喷嘴b处，然后与喷嘴b对应位置的喷头c喷出的雾状固化粘结剂接触充分混合；

④依据已生成的三维浇注系统模型数据，在电控系统的控制下，喷嘴b在连杆机构的作用下在平面上前后左右运行，在很短的时间内，将完全混合但是又未固化的陶粒砂按设定的流砂量逐层铺砂，使陶粒砂交错挤压堆积在一起，与空气充分接触后，树脂与固化粘结剂充分反应完全固化形成一层致密的高强度砂层；

⑤调整升降平台高度，铺砂器系统再一次铺砂，喷嘴与喷头再一次重复之前的操作，循环往复，直至所有的砂层按模型打印完成。

（3）埋箱、浇注、落箱吊件：将铸型型腔放入砂箱，转运至浇注工位等待浇注，翻箱后的铸件降至室温。

（4）锯床切割冒口：通过锯床去除冒口；

（5）水刀切割其他工艺附件：利用水刀对工艺附件进行切除，最后得到双端面光滑的铸件；

（6）抛丸喷砂、产成品：后经抛丸喷砂，即可得到成品。

本发明的进一步改进方案在于：步骤（2）所述固化完一层后升降平台下降0.1-0.5mm。

本发明的进一步改进方案在于：步骤（2）所述的经3d设备打印成型的陶粒砂型腔耐火温度为1580℃。

本发明的进一步改进方案在于：步骤（2）所述的储砂斗包括储砂斗主体，所述储砂斗主体的内部设置有滚筒，所述储砂斗主体的一端滚筒的一侧设置有喷头a，所述储砂斗主体的内部靠近滚筒的下方设置有出砂口，所述储砂斗主体的一端靠近出砂口的下方设置有喷头c，所述储砂斗主体的下端设置有喷头b，所述储砂斗主体的另一端设置有固定杆，所述固定杆的一端设置有活动轴，所述活动轴的一端设置有活动杆，所述活动杆的一端设置有升降平台，所述升降平台的下端设置有固定柱；

所述固定柱的前端外表面设置有控制面板，所述控制面板与固定柱之间设置有六角螺丝，所述控制面板通过六角螺丝与固定柱固定连接，所述控制面板的输入端口与储砂斗主体的输出端口电性连接，所述活动轴的输入端口与储砂斗主体的输出端口电性连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述滚筒与储砂斗主体之间设置有转槽，转槽与储砂斗主体固定连接，所述滚筒通过转槽与储砂斗主体活动连接，所述喷头a、出砂口、喷头c的输入端口与储砂斗主体的输出端口电性连接，所述喷头a与储砂斗主体固定连接，所述喷头c的数量为两组，且喷头c关于储砂斗主体的中心线轴对称。

本发明的进一步改进方案在于：所述固定杆与储砂斗主体固定连接，所述活动轴与储砂斗主体活动连接，所述活动杆与活动轴活动连接，所述升降平台与活动杆固定连接，所述升降平台与固定柱之间设置有滑槽，所述升降平台通过滑槽与固定柱活动连接，所述升降平台的输入端口与储砂斗主体的输出端口电性连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述控制面板的一端设置有锯床，所述锯床上方设置有铸件本体，所述铸件本体的一端设置有冒口，所述冒口与铸件本体固定连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述锯床的上端靠近铸件本体的一侧设置有钢锯，所述锯床的输入端口与储砂斗主体的输出端口电性连接，钢锯与锯床之间设置有冷却管，所述冷却管的一端锯床固定连接，所述冷却管的另一端与钢锯活动连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述储砂斗主体的外表面涂有防腐涂层，所述锯床的内部设置有冷却液。

本发明的进一步改进方案在于：所述锯床的上端靠近铸件本体的一侧设置有支撑杆，所述支撑杆的一端设置有水刀，所述锯床的上端水刀的下方设置有操作平台，所述操作平台与锯床活动连接，所述水刀的输入端口与锯床的输出端口电性连接。

本发明的有益效果：

（1）通过出砂口内部上侧滚筒的喷头a精确喷射高强度雾状树脂，使每一粒陶粒砂都能与树脂充分混合，将充分混合后的陶粒砂输送至出口喷头b处，然后与喷头b对应位置的喷头c喷出的雾状固化粘结剂接触充分混合，通过3d成型设备喷头a喷出的陶粒砂在树脂与固化粘结剂的作用下，相互挤压在一起，陶粒砂各珠粒表面接触，占据各自的空隙面，最后经固话后得到内表面光滑的高强度铸型型腔，而其热膨胀率低，由陶粒砂打印形成的铸型型腔不会受高温影响而膨胀变形，所以钢液经铸型内凝固冷却生成尺寸精度高、表观光洁的铸件，同时对后续的加工清理工作量也大有改善。

（2）通过活动杆一端活动轴的转动可以带动固定杆使喷头b在平面上前后左右运行，在很短的时间内，将完全混合但是又未固化的陶粒砂按设定的流砂量逐层铺砂，这样做出的陶粒砂型腔耐远低于型腔陶粒砂耐火极限，钢液与与铸型表面接触，也不会产生烧结现象，解决了铸钢件粘砂问题，同时耐破碎性好、强度高、表面光滑，无凹凸脉纹。

（3）通过冷却管对切割冒口时降温可以降低锯切摩擦产生的高温防止钢锯变形，保证了钢锯的切割直线准确性，得到尺寸精确光洁平整的端面。

（4）将铸件本体置于操作平台上端通过水刀切割连接面较长但是壁厚较薄的工艺附件，水刀切割操作自由、灵活、效率高、而且切割面光滑精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种大型铸钢件铸造净成型技术流程图。

图2为本发明一种大型铸钢件铸造净成型技术中渗碳箱的结构示意图。

图3为本发明一种大型铸钢件铸造净成型技术中渗碳箱的结构示意图。

图4为本发明一种大型铸钢件铸造净成型技术中支撑装置的结构示意图。

图5为本发明一种大型铸钢件铸造净成型技术中固定箍的结构示意图。

图6为本发明一种大型铸钢件铸造净成型技术中三棱刀的结构示意图。

图2-6附图标注：1、储砂斗主体；2、滚筒；3、喷头a；4、出砂口；5、喷头c；6、喷头b；7、升降平台；8、固定柱；9、控制面板；10、锯床；11、铸件本体；12、冒口；13、冷却管；14、固定杆；15、活动轴；16、活动杆；17、支撑杆；18、水刀；19、操作平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种大型铸钢件铸造净成型技术，包括包括建立模样三维模型—计算机软件逐层切片、3d打印铸件模样—埋箱、浇注、落箱吊件—锯床切割冒口—水刀切割其他工艺附件—抛丸喷砂、产成品工艺步骤，具体步骤如下：

（1）建立模样三维模型：用电脑设计出型腔的三维模型；

（2）计算机软件逐层切片、3d打印铸件模样的步骤如下；

①将储砂斗里的树陶粒砂通过给料加砂器运输至出砂口；

②通过出砂口内部上侧滚筒的喷头a精确喷射高强度雾状树脂，使每一粒陶粒砂都能与树脂充分混合；

③将充分混合后的陶粒砂输送至出口喷嘴b处，然后与喷嘴b对应位置的喷头c喷出的雾状固化粘结剂接触充分混合；

④依据已生成的三维浇注系统模型数据，在电控系统的控制下，喷嘴b在连杆机构的作用下在平面上前后左右运行，在很短的时间内，将完全混合但是又未固化的陶粒砂按设定的流砂量逐层铺砂，使陶粒砂交错挤压堆积在一起，与空气充分接触后，树脂与固化粘结剂充分反应完全固化形成一层致密的高强度砂层；

⑤调整升降平台高度，铺砂器系统再一次铺砂，喷嘴与喷头再一次重复之前的操作，循环往复，直至所有的砂层按模型打印完成。

（3）埋箱、浇注、落箱吊件：将铸型型腔放入砂箱，转运至浇注工位等待浇注，翻箱后的铸件降至室温。

（4）锯床切割冒口：通过锯床去除冒口；

（5）水刀切割其他工艺附件：利用水刀对工艺附件进行切除，最后得到双端面光滑的铸件；

（6）抛丸喷砂、产成品：后经抛丸喷砂，即可得到成品。

实施例2

如图2-6所示，储砂斗包括储砂斗主体1，所述储砂斗主体1的内部设置有滚筒2，所述储砂斗主体1的一端滚筒2的一侧设置有喷头a3，所述储砂斗主体1的内部靠近滚筒2的下方设置有出砂口4，所述储砂斗主体1的一端靠近出砂口4的下方设置有喷头c5，所述储砂斗主体1的下端设置有喷头b6，所述储砂斗主体1的另一端设置有固定杆14，所述固定杆14的一端设置有活动轴15，所述活动轴15的一端设置有活动杆16，所述活动杆16的一端设置有升降平台7，所述升降平台7的下端设置有固定柱8；

所述固定柱8的前端外表面设置有控制面板9，所述控制面板9与固定柱8之间设置有六角螺丝，所述控制面板9通过六角螺丝与固定柱8固定连接，所述控制面板9的输入端口与储砂斗主体1的输出端口电性连接，所述活动轴15的输入端口与储砂斗主体1的输出端口电性连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述滚筒2与储砂斗主体1之间设置有转槽，转槽与储砂斗主体1固定连接，所述滚筒2通过转槽与储砂斗主体1活动连接，所述喷头a3、出砂口4、喷头c5的输入端口与储砂斗主体1的输出端口电性连接，所述喷头a3与储砂斗主体1固定连接，所述喷头c5的数量为两组，且喷头c5关于储砂斗主体1的中心线轴对称。

本发明的进一步改进方案在于：所述固定杆14与储砂斗主体1固定连接，所述活动轴15与储砂斗主体1活动连接，所述活动杆16与活动轴15活动连接，所述升降平台7与活动杆16固定连接，所述升降平台7与固定柱8之间设置有滑槽，所述升降平台7通过滑槽与固定柱8活动连接，所述升降平台7的输入端口与储砂斗主体1的输出端口电性连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述控制面板9的一端设置有锯床10，所述锯床10上方设置有铸件本体11，所述铸件本体11的一端设置有冒口12，所述冒口12与铸件本体11固定连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述锯床10的上端靠近铸件本体11的一侧设置有钢锯，所述锯床10的输入端口与储砂斗主体1的输出端口电性连接，钢锯与锯床10之间设置有冷却管13，所述冷却管13的一端锯床10固定连接，所述冷却管13的另一端与钢锯活动连接。

本发明的进一步改进方案在于：所述储砂斗主体1的外表面涂有防腐涂层，所述锯床10的内部设置有冷却液。

实施例3

如图6所示，所述锯床10的上端靠近铸件本体11的一侧设置有支撑杆17，所述支撑杆17的一端设置有水刀18，所述锯床10的上端水刀18的下方设置有操作平台19，所述操作平台19与锯床10活动连接，所述水刀18的输入端口与锯床10的输出端口电性连接。

本模具加工工艺中渗碳箱的工作原理：通过控制面板（型号为：优弧86型）操作3d打印设备，通过出砂口内部上侧滚筒的喷头a精确喷射高强度雾状树脂，使每一粒陶粒砂都能与树脂充分混合，将充分混合后的陶粒砂输送至出口喷头b处，然后与喷头b对应位置的喷头c喷出的雾状固化粘结剂接触充分混合，通过活动杆一端活动轴的转动可以带动固定杆使喷头b在平面上前后左右运行，通过升降平台将设备下降0.1-0.5mm，铺砂器系统再一次铺砂，喷嘴与喷头再一次重复之前的操作，循环往复，直至所有的砂层按模型打印完成，将铸造好的铸型型腔放入砂箱，转运至浇注工位等待浇注，然后将铸件本体放在锯床的上端，将铸件本体与冒口的连接处与钢锯对齐，将冷却管放在切割处的上方，可以降低锯切摩擦产生的高温防止钢锯变形，然后将铸件本体置于操作平台上端通过水刀切割连接面较长但是壁厚较薄的工艺附件，水刀切割操作自由、灵活、效率高、而且切割面光滑精度高，后经抛丸喷砂，即可得到成品。

本发明通过出砂口内部上侧滚筒的喷头a精确喷射高强度雾状树脂，使每一粒陶粒砂都能与树脂充分混合，将充分混合后的陶粒砂输送至出口喷头b处，然后与喷头b对应位置的喷头c喷出的雾状固化粘结剂接触充分混合，通过3d成型设备喷头a喷出的陶粒砂在树脂与固化粘结剂的作用下，相互挤压在一起，陶粒砂各珠粒表面接触，占据各自的空隙面，最后经固话后得到内表面光滑的高强度铸型型腔，而其热膨胀率低，由陶粒砂打印形成的铸型型腔不会受高温影响而膨胀变形，所以钢液经铸型内凝固冷却生成尺寸精度高、表观光洁的铸件，同时对后续的加工清理工作量也大有改善；通过活动杆一端活动轴的转动可以带动固定杆使喷头b在平面上前后左右运行，在很短的时间内，将完全混合但是又未固化的陶粒砂按设定的流砂量逐层铺砂，这样做出的陶粒砂型腔耐远低于型腔陶粒砂耐火极限，钢液与与铸型表面接触，也不会产生烧结现象，解决了铸钢件粘砂问题，同时耐破碎性好、强度高、表面光滑，无凹凸脉纹；通过冷却管对切割冒口时降温可以降低锯切摩擦产生的高温防止钢锯变形，保证了钢锯的切割直线准确性，得到尺寸精确光洁平整的端面；将铸件本体置于操作平台上端通过水刀切割连接面较长但是壁厚较薄的工艺附件，水刀切割操作自由、灵活、效率高、而且切割面光滑精度高。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。