一種3D列印砂芯的裝卡系統的製作方法

2023-04-29 19:32:47 2

本實用新型涉及砂芯製作技術領域，特別涉及一種3D列印砂芯的裝卡系統。

背景技術：

隨著3D列印技術的推廣與應用，目前使用3D列印砂芯進行鑄造生產的方法已經在行業內逐漸應用，其鑄造流程包括砂芯列印、流塗烘乾、砂芯組裝及澆注，最終得到所需鑄件。該方法不用製作模具，無需考慮傳統工藝的起模和撤料問題，可實現各種複雜結構砂芯的一次性高精度列印，非常適合於試驗件或小批量鑄件的鑄造。

一般情況下，生產時將組裝完成的3D列印砂芯放入鋼製砂箱中，外圍填埋樹脂砂，以獲得足夠的外圍強度。但採用這種方法容易造成砂芯在吊運轉移過程中出現錯位、蹭砂等問題，給鑄件生產帶來隱患。同時，因為砂箱難以匹配，生產過程中需要消耗大量的樹脂砂，生產成本高昂，無法滿足多品種產品的生產需要。所以，在中小型鑄件的3D列印砂芯生產過程中，如何消除砂芯的埋箱，同時保證砂芯整體有足夠剛度抵抗鐵水充型過程中的浮力，以防止砂芯因整體剛度不足而在澆注過程中產生漲型和漂芯，是提高3D列印砂芯質量的關鍵。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術中3D 列印砂芯組芯拼裝工藝存在問題，提供一種3D列印砂芯的裝卡系統，以提高拼裝後的砂芯整體剛度，實現砂芯拼裝後無需埋箱直接進行澆注。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種3D列印砂芯的裝卡系統，包括用於砂芯拼裝的組芯底板,所述組芯底板上滑動卡裝有若干用於裝卡砂芯的卡杆機構,所述組芯底板上相對中心向外周的不同徑向方向設有若干導向槽，所述卡杆機構的下部設有與導向槽滑動卡裝的雙橫杆結構，所述卡杆機構的上部設有用於壓緊待拼裝砂芯的螺母壓板結構。

採用本實用新型的砂芯裝卡系統可以將拼裝好的砂芯從外周的不同位置將砂芯與組芯底板固定為一體，使砂芯整體鋼度大大提高，可以實現拼裝後的3D列印砂芯連同裝卡系統的整體轉運和裸芯澆注，省去了砂芯背砂的工藝成本，並且降低砂芯轉動造成錯型的風險，減少砂芯在澆注過程中出現漲型和漂芯問題。

為便於砂芯與裝卡系統組裝固定後整體的叉裝和吊運，所述組芯底板的底側中芯設有支撐座一，相對底側中心外周的組芯底板的底側設有若干與支撐座一同高度的支撐座二，所述組芯底板的外周邊緣設有若干便於吊掛的吊耳。本實用新型的結構中，支撐座一和支撐座二將組芯底板支撐平置於組芯平臺上，並且支撐座一和支撐座二之間的組芯底板的底部各空檔間距用於叉車前叉伸入叉裝轉運組芯平臺。

為便於卡杆機構的安裝，所述組芯底板上各導向槽相對中心等角度均勻分布，所述導向槽的槽深貫穿板厚的方向。本實用新型的結構，等角度均勻分布的導向槽可供不同尺寸和結構的砂芯拼裝時選用，提高組芯底板的通用性。

為便於組芯底板連同其上拼裝的砂芯產品吊運，所述吊耳為從組芯底板外周向內部剪切部分凹口形成的。

為便於吊運時的連接件的鉤持固定，所述吊耳沿組芯底板的平面經剪切後呈「T」字形。

為便於卡杆機構與組芯底板活動連接及卡杆機構對砂芯的卡固，所述卡杆機構包括豎杆，所述豎杆的下部設置所述雙橫杆機構，所述雙橫杆機構包括垂直連接於豎杆下端部的橫杆一，所述橫杆一上側固定連接有與橫杆一平行的橫杆二，所述橫杆二與橫杆一之間的間距用於沿厚度方向間隙卡裝組芯底板，所述橫杆二下側的豎杆及橫杆一的外徑均小於導向槽的槽寬，所述豎杆的上部設有外螺紋段，所述外螺紋段上配合設有鎖緊螺母和用於壓固砂芯的壓板，所述豎杆的中部位置設有手扶杆，所述手扶杆的方向垂直於豎杆和橫杆一。

為便於卡杆機構與組芯底板卡裝連接後沿導向槽平衡移動，所述橫杆一和橫杆二相對豎杆的中心線對稱設置於豎杆的底部。

為防止卡杆機構卡固砂芯後受外力作用而串動，各所述卡杆機構從砂芯的外側卡固砂芯，所述砂芯外側對應卡杆機構的位置分別設有用於嵌入豎杆的縱向凹槽一，所述砂芯與組芯底板接觸的部位對應於橫杆二的位置對應設有用於內嵌橫杆二的凹槽二。

為進一步實現本實用新型的目的以便於拼裝出可裸芯澆注的砂芯，本實用新型還提供一種採用上述裝卡系統進行3D列印砂芯拼裝的裝卡方法，包括如下步驟：

1）進行3D列印砂芯的結構設計時，根據砂芯的結構尺寸確定各卡杆機構在砂芯外側的裝卡位置，卡杆機構的數量、尺寸和組芯底板的尺寸；並在3D列印砂芯的各裝卡位置設置用於對應嵌裝豎杆和橫杆二的凹槽一和凹槽二；

2）根據砂芯尺寸在組芯底板上劃線確定砂芯的拼裝位置，並使砂芯上用於安裝卡杆機構的各凹槽一與組芯底板上的導向槽的位置一一對應；

3）在組芯底板上根據劃線位置拼裝砂芯的各組成部位，在需要安裝卡杆機構的各導向槽位置，將卡杆機構的橫杆一轉至與導向槽平行並從組芯底板的上側向下插入導向槽再從組芯底板底部伸出，然後將卡杆機構旋轉90°，使手扶杆垂直向外，並使橫杆一和橫杆二夾卡在組芯底板的上側和下側，然後將卡杆機構沿導向槽推至靠近砂芯直至豎杆嵌入砂芯對應的凹槽一內，橫杆二嵌入砂芯對應的凹槽二內，然後從豎杆的上部壓緊壓板並通過鎖緊螺母旋壓壓板，以固定卡杆機構，依次將全部的卡杆機構卡裝在砂芯的各對應位置完成砂芯的拼裝。

本實用新型的第三個目的是提供一種無需埋砂可直接澆注的裸芯砂芯，該砂芯通過上述裝卡方法拼裝卡固後無需填砂埋箱，直接進行轉運澆注。

附圖說明

圖1為實用新型的3D列印砂芯的裝卡系統結構示意圖。

圖2為組芯底板的上面的示意圖。

圖3為組芯底板的底面的示意圖。

圖4為卡杆機構的結構示意圖。

其中，1組芯底板；101導向槽；102吊耳；103支撐座一；104支撐座二；2砂芯；201凹槽一；3卡杆機構；301豎杆；302橫杆一；303橫杆二；304手扶杆；305壓板；306鎖緊螺母。

具體實施方式

實施例1

如圖1—4所示為本實用新型的3D列印砂芯的裝卡系統，包括用於砂芯拼裝的組芯底板1,該組芯底板1上滑動卡裝有若干用於裝卡砂芯2的卡杆機構3,組芯底板1上相對中心向外周的不同徑向方向設有若干導向槽101，卡杆機構3的下部設有與導向槽101滑動卡裝的雙橫杆結構，卡杆機構3的上部設有用於壓緊待拼裝的砂芯2的螺母壓板結構。

為便於砂芯與裝卡系統組裝固定後整體的叉裝和吊運，本實用新型的組芯底板1的底側中芯設有支撐座一103，相對底側中心外周的組芯底板1的底側設有若干與支撐座一103同高度的支撐座二104。本實施例中，支撐座一103呈十字交叉的厚筋板結構，與組芯底板1固定連接；支撐座二104為板厚加工而且並與組芯底板1固定連接。組芯底板1的外周邊緣設有若干便於吊掛的吊耳102。為使組芯底板1具有足夠的支撐鋼度和平整度，本實施例的組芯底1板選用厚度大於等於20mm的鋼板，鋼板表面的平整度應符合組芯所需的表面平整度，一般鋼板的平面度須小於5mm。採用本實用新型的組芯底板結構，支撐座一103和支撐座二104將組芯底板1支撐平置於組芯平臺上，並且支撐座一103和支撐座二104之間的組芯底板1底部的各空檔間距用於叉車的前叉伸入叉裝轉運組芯底板；也可以通過吊具吊鉤吊耳轉運組芯底板及固定其上的砂芯。

為便於卡杆機構的安裝，本實用新型組芯底板1上各導向槽101相對中心等角度均勻分布，導向槽101的槽深貫穿板厚的方向。本實用新型的結構，等角度均勻分布的導向槽101可供不同尺寸和結構的砂芯拼裝時選用，提高組芯底板1的通用性。

為便於組芯底板連同其上拼裝的砂芯產品的吊運，吊耳為從組芯底板1外周向內部剪切部分凹口形成的T」字形吊耳。

為便於卡杆機構與組芯底板活動連接及卡杆機構對砂芯的卡固，本實用新型的卡杆機構1包括豎杆101，豎杆101的下部設置雙橫杆機構。其中，雙橫杆機構包括垂直連接於豎杆101下端部的橫杆一302，橫杆一302上側固定連接有與橫杆一302平行的橫杆二303，橫杆二303與橫杆一302之間的間距略大於組芯底板厚度3—5mm,以便於雙橫杆機構沿厚度方向間隙卡裝組芯底板1；為方便橫杆一302從導向槽101上側順著導向槽101的厚度方向插入組芯底板1的下側，橫杆二303下側的豎杆301及橫杆一302的外徑均小於導向槽101的槽寬，豎杆301的上部設有外螺紋段，該外螺紋段上配合設有鎖緊螺母306和用於壓固砂芯2的壓板305；為便於操縱卡杆機構，豎杆301的中部位置設有手扶杆304，該手扶杆304的方向垂直於豎杆301和橫杆一302。

為方便卡杆機構3與組芯底板1卡裝連接後沿導向槽101平衡移動，橫杆一302和橫杆二303相對豎杆301的中心線對稱設置於豎杆301的底部，如圖4所示。

為防止卡杆機構3卡固砂芯2後受外力作用而串動，本實施例中，各卡杆機構3從砂芯2的外側卡固砂芯，砂芯2外側對應卡杆機構3的位置分別設有用於嵌入豎杆301的縱向凹槽一201，砂芯2與組芯底板1接觸的部位對應於橫杆二303的位置對應設有用於內嵌橫杆二303的凹槽二。當卡杆機構卡裝到位並通過螺母壓板旋緊後，豎杆301嵌入砂芯對應的凹槽一201內，同時橫杆二303對應嵌入凹槽二內，可以防止砂芯卡固後外力作用造成卡杆機構串動。

採用本實用新型的砂芯裝卡系統可以將組芯底板1上拼裝好的砂芯2從外周的不同位置將砂芯2與組芯底板1固定為一體，使砂2芯整體鋼度大大提高，可以實現拼裝後的3D列印砂芯連同裝卡系統的整體轉運和裸芯澆注，省去砂芯背砂的工藝成本，並且降低砂芯轉動造成錯型的風險。

實施例2

本實施例為採用上述實施例1的3D列印砂芯的裝卡系統進行3D列印砂芯拼裝的裝卡方法，具體包括如下步驟：

1）進行3D列印砂芯的結構設計時，根據砂芯2的結構尺寸確定各卡杆機構3在砂芯外側的裝卡位置，卡杆機構3的使用數量、尺寸和組芯底板1的尺寸；並在3D列印砂芯的各裝卡位置設置用於對應嵌裝豎杆301和橫杆二303的凹槽一201和凹槽二；

2）3D列印合格的各砂芯部件流塗烘乾後，進行砂芯拼裝前，根據砂芯尺寸在組芯底板1上劃線確定砂芯的拼裝位置，並使砂芯2上用於安裝卡杆機構豎杆的各凹槽一201與組芯底板1上的導向槽101的位置一一對應；

3）砂芯拼裝時，在組芯底板1上根據劃線位置拼裝砂芯的各組成部位，在需要安裝卡杆機構3的各導向槽101位置，將各卡杆機構的橫杆一302轉至與導向槽101平行並從組芯底板1的上側向下插入導向槽101再從組芯底板1底部伸出，然後將卡杆機構旋轉90°，使手扶杆304垂直向外，並使橫杆一302和橫杆二303活動夾卡在組芯底板1的上側和下側，然後將卡杆機構3沿導向槽101推至靠近砂芯外側直至豎杆301嵌入砂芯對應的凹槽一201內，橫杆二303嵌入砂芯對應的凹槽二內，然後從豎杆301的上部壓緊壓板305並通過鎖緊螺母305旋壓壓板，以固定卡杆機構；並依此方法依次將全部的卡杆機構卡裝在砂芯的各對應位置完成砂芯的拼裝。

實施例3

本實施例為提供一種採用實施例2的3D列印砂芯的裝卡方法拼裝而成的3D列印砂芯，該砂芯與3D列印砂芯的裝卡系統拼裝並卡固後形成一個無需背砂可直接澆注的裸芯砂芯，省去了埋砂的工序和工藝成本。

本實用新型的上述裝卡系統和裝卡方法及裝卡而成的砂芯結構，特別適用中小型鑄件的3D列印砂芯生產過程中，適用於大批量、小批量或單件砂芯的試生產過程中。