一種大型垂直分型自硬砂型的制備方法與流程

本發明屬于鑄造技術領域，具體涉及一種大型垂直分箱自硬砂型的制備方法，特別是應用于鋁合金低壓鑄造的自硬砂型的制備方法。

背景技術：

在應用于航空、航天領域的鑄件產品中，往往對產品尺寸精度和內部質量有著較高的要求。為滿足復雜鋁合金產品的相關要求，一般采取縫隙澆道低壓鑄造工藝進行生產。對于常見的筒體類鑄件來說，采用傳統的外形模樣制備的鑄型，往往由于拔模需要存在拔模斜度。同時，采用傳統水平分型多箱造型，鑄型尺寸精度受限于砂箱的定位誤差，生產效率也較低。上述因素均使得鑄件外形尺寸精度無法滿足要求，另一方面也對鑄件的內部質量控制造成影響。

綜合產品的使用要求、結構特點以及工藝要求，結合近年來自硬砂技術領域的快速發展與應用，探索一種具有高尺寸精度和高制備效率的自硬砂型制備方法，是解決上述問題的關鍵所在。

技術實現要素：

本發明的目的是為了提供一種大型垂直分型自硬砂型的制備方法。

本發明是采用如下技術解決方案來實現上述目的，一種大型垂直分型自硬砂型的制備方法，根據鑄件外形選取鑄件截面作為垂直分型面，將鑄型分為左、右兩部分，根據鑄件分型面結構設計出帶有定位裝置的左、右造型模板，通過造型模板及砂箱，對左、右砂型進行快速造型，通過造型完成后左、右砂型上留有的造型模板定位裝置相應的砂型裝配定位機構，將成型的左、右砂型進行合箱緊固形成所需的鑄造型腔。左、右砂型完成后具有與造型模板定位裝置相適應的砂型裝配定位機構，通過砂型裝配定位機構，左、右砂型能夠精確定位結合形成鑄造型腔。

選取鑄件截面的最大截面為垂直分型面。

造型模板成型面上設有防跑火結構。

其中一造型模板上的定位裝置為定位銷，與其對應的另一造型模板上的定位裝置為定位孔，或根據鑄件形狀進行芯頭結構定位。

防跑火結構設計為凹凸式防跑火結構或折角結構。

防跑火凹凸結構寬度為10mm～50mm，采用間隙配合，配合間隙為0.5mm～1mm。

防跑火折角結構折角高度為10mm～20mm。

造型模板上設有側板、定位板、模底板和耐磨板，側板位于模底板對稱兩端，定位板位于模底板另外兩對稱端。

耐磨板設置在造型模板分型面的四角上，且在定位板與側板的內端，并高出模底板成型面0.5mm～1mm。

側板利用定位板以及模底板共同定位，側板與砂箱端面間隙為0.5mm～1mm。

本發明采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是：

1、本發明能夠有效地解決鑄型尺寸精度不高、鑄件質量不穩定的問題。

2、采用垂直分型造型和合理的定位設計，一次性定位裝配組裝，可以有效地解決原有方法逐箱檢驗與調整鑄型與砂芯間的間隙。

3、本發明同時能夠有效提高鑄型的制備效率，有效降低對工人操作技術水平的依賴，適用于鑄件的批量化生產。

附圖說明

圖1是本發明所述的部分大型自硬樹脂砂型的水平截面圖(略去砂芯)；

圖2為本發明所述的鑄型定位裝配結構；

圖3為本發明所述的用于制備右側鑄型的造型模板；

圖4為本發明所述的耐磨板定位結構放大圖；

圖5為本發明所述的防跑火結構放大圖；

圖6是本發明所述的造型過程砂箱與造型模板裝配圖的俯視圖；

圖7是本發明所述的造型過程砂箱與造型模板裝配圖的右視剖面圖；

圖8是本發明所述的砂箱裝配示意圖；

其中，1-左側鑄型，2-右側鑄型，3-垂直分型面，4-芯頭，5-側板，6-定位板，7-模底板，8-防跑火結構，9-耐磨板，10-螺釘，11-鑄型分型面，12-凹凸式防跑火結構，13-砂箱，14-左砂箱，15-右砂箱，16-緊固裝置，17鑄型裝配導向裝置，18-造型模板。

具體實施方式

下面結合附圖并以實施例的方式對本發明作進一步詳細描述。

一種大型垂直分型自硬砂型的制備方法，根據鑄件外形選取鑄件截面作為垂直分型面3，一般選取鑄件的最大截面作為垂直分型面3，容易分型，將鑄型分為左、右兩部分，根據鑄件分型面結構設計出帶有定位裝置的造型模板18，通過造型模板18及砂箱13，對左、右砂型進行快速造型，通過造型完成后左、右砂型上留有的造型模板定位裝置相應的砂型裝配定位機構，將成型的左、右砂型進行合箱緊固形成所需的鑄造型腔。此處所述帶有定位裝置的造型模板18上的定位裝置可以是定位銷或定位孔，也可如圖2所示，根據鑄件本身的特殊結構進行定位即芯頭4定位。由于在鑄造砂型時受到造型模板18上定位裝置的影響，砂型形成了與造型模板定位裝置相適應的砂型裝配定位機構，從而能精準的進行左、右砂型的裝配。

造型模板成型面上設有防跑火結構8，防止鑄造時鋁液從分型面出溢出，發生跑火問題。其原理是金屬在流動過程中由于折角的出現，流動阻力增大，避免了液態金屬的進一步流動。防跑火結構8可以是凹凸式防跑火結構12或折角結構。

防跑火凹凸結構12寬度為10mm～50mm，采用間隙配合，配合間隙為0.5mm～1mm。

防跑火折角結構折角高度為10mm～20mm。

一些結構復雜的砂型鑄造還需要底箱和蓋箱，左右砂型組合后，上、下表面由于還需與蓋箱和底箱裝配，所以也要求互相平行，并且與垂直分型面保持垂直。因此在造型模板18上設置側板5、定位板6、模底板7，側板5位于模底板7對稱兩端，定位板6位于模底板7另外兩對稱端，定位板6的作用就是為了保證側板5保持垂直和水平。定位板6、側板5與砂箱13均不接觸，側板5依靠定位板6和模底板7定位(側板的定位凸臺與模底板的定位槽定位)，側板5與砂箱13端面間隙為0.5mm～1mm。耐磨板9設置在造型模板18分型面的四角上，且在定位板6與側板5的內端，并高出模底板7成型面0.5mm～1mm，耐磨板9用于抬起砂箱13，使砂面略高于砂箱面，左右鑄型裝配時依靠砂面配合。

制作的左、右鑄型處理后，利用鑄型定位裝配結構準確定位，砂箱上設有鑄型裝配導向裝置17用于鑄型組合時的裝配引導，其在造型時可與模底板7進行定位，實現砂箱13位置的準確放置。砂箱與底箱、蓋箱等合箱緊固即可準備澆注。

下面是圖1所示的砂型的制備方法，如下：

步驟1根據鑄件結構的結構特點，首先確定鑄型的垂直分型面3。垂直分型面3一般選取鑄型最大截面處，保證左右鑄型的脫模方便。選取外圓弧最大截面處作為左右鑄型的分型面。為減少砂芯的數目，內圓成型面均布置在左側鑄型上，如圖1。

步驟2，根據步驟1所確定的分型面位置，分析鑄型的結構特點，合理設計鑄型的裝配定位結構如芯頭4定位，如圖2所示。

步驟3，根據步驟2所確定的鑄型結構，合理設計造型模板18，造型模板18由側板5、定位板6、模底板7(澆冒口模樣等)、耐磨板9以及其它輔助結構等組成，如圖3所示。耐磨板9布置在模底板7的四角上，采用螺釘固定在模底板7上，上端面高出分型面0.5mm，如圖4所示。防跑火結構8布置在模底板成型面兩側的分型面上，本例采用凹凸式結構，最大寬度為20mm，采用間隙配合，配合間隙為0.5mm，如圖5所示。

步驟4，根據步驟3所確定的鑄型結構、造型模板18，砂箱13，將砂箱13定位并緊固在模底板7上，將側板5利用定位板6和模底板7定位并緊固，此時，側板5與砂箱13端面間存在0.5mm的間隙。往砂箱13填入自硬型樹脂砂并緊實，待自硬砂固化后起模即可，具體如圖6-7所示。

步驟5、將步驟4所制作的左右鑄型處理后，利用鑄型定位裝配結構準確定位，砂箱13與底箱、蓋箱等合箱緊固即可準備澆注。

本發明并不局限于上述實施方式，任何本領域技術人員都可做多種修改和變化，在不脫離本發明的精神下，都在本發明所要求保護范圍。