一种砂型多级柔性挤压成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112045149A(43)申请公布日2020.12.08(21)申请号202010751214.8(22)申请日2020.07.30(71)申请人北京机科国创轻量化科学研究院有限公司地址100083北京市海淀区学清路18号申请人机械科学研究总院集团有限公司(72)发明人单忠德姜二彪战丽宋亚星顾兆现(51)Int.Cl.B22C9/02(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图2页(54)发明名称一种砂型多级柔性挤压成形方法(57)摘要本发明属于铸造和快速成形交叉领域，公开一种砂型多级柔性挤压成形方法。该方法在铸造用树脂砂型的成形过程中，采用多级触头进行型腔的逼近，可以得到近似轮廓更高的近成形砂型或模样，减小了近成形砂型体积，从而节约铸造用砂，缩短后续切削净成形时间。该方法首先通过升降一级触头1进行型腔逼近，然后升降次级触头2进行补充填型，不但提升了型腔3逼近精度，而且解决了单一小触头升降时容易弯曲变形的问题；在生产单件小批量铸造砂型时可以显著提高砂型成形效率。CN112045149ACN112045149A权利要求书1/2页1.一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，该方法具有以下步骤：①为了得到近成形砂型，采用计算机对砂型CAD三维模型进行离散处理，将CAD三维模型离散处理为n个截面积为s,高为的规则体，规则体组成柔性触头阵列，生成坐标文件；②由坐标文件驱动一级和各次级柔性阵列触头升降对砂型型腔进行形状逼近，获得砂型近成形柔性模样和柔性砂箱；③将混合好的树脂自硬砂填入柔性砂箱中；④在柔性砂箱上方施加压力对砂型压实；柔性阵列触头平台6整体补升；⑤保压固化一定时间，依次降柔性阵列触头脱模获得近成形砂型。2.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，所述的n个规则体，其截面为三边形、四边形、六边形等规则截面，满足平面密铺；阵列排布形状亦为多边形阵列、圆形阵列。3.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，所述坐标文件由公式求出。其中f(x,y,z)为逼近型腔的曲面函数，由CAD三维模型获取；x，y，z，分别为曲面函数上的点坐标；λ为各规则体截面积s最大值；为截面积s区域内z值的最小值。4.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，所述多级柔性阵列级数大于等于二级，次级触头截面积总和与上一级触头截面积总和相等，次级触头数量大于等于两个；所述各级柔性阵列触头升降逼近型腔的方法，能够避免采用单一小触头逼近成形的过程中小触头易弯曲现象。5.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，所述一级触头1可以带动次级触头2自由升降，次级触头2亦可自由升降；多级柔性阵列触头驱动方式包括电机驱动、液压驱动、气压驱动等多种驱动方式，驱动过程可采用一拖多方式驱动触头阵列，也可采用单独驱动方式。6.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，当逼近型腔为水平时，坐标文件无需继续升起次级触头，直接由一级触头逼近成形。7.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，所述柔性阵列触头组成的平台6可整体补升挤压，提升砂型表面紧实度。8.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，采用多级柔性阵列触头逼近型腔近似程度比单独采用一级触头逼近型腔近似程度高，减小了近成形砂型体积，从而节约型砂用量，减少了后续净成形切削量，提高切削效率。9.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，保压固化时间范围10min-2h，压力范围为0.1Mpa-5Mpa。10.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，通过控制触头的进给速度和逼近高度，可以实现砂型不同空间位置具有不同孔隙率和紧实度，从而成形具有梯度效果的砂型。11.根据权力要求1所述的一种砂型多级柔性挤压成形方法，其特征在于，所述多级触头材料包括铁、铝、铜、镍、钛等金属及其合金材料；还包括ABS、聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯2CN112045149A权利要求书2/2页及环氧树脂、酚醛树脂、氨基化合物等组成的热塑热固性材料。3CN112045149A说明书1/3页一种砂型多级柔性挤压成形方法技术领域[0001]本发明属于铸造和快速成形交叉领域，具体涉及一种砂型多级柔性挤压成形方法。背景技术[0002]铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，历史悠久。传统砂型铸造工艺复杂，模样、芯盒等模具的设计和加工是一个多环节复杂费时的过程。随着科学技术的发展，铸造技术和铸造效率得到了极大的提高。无模数字化精密成形技术集CAD技术、铸造技术、数控技术、切削技术等为一体，在铸造生产中无需模具，通