一种基于3D打印的砂芯制作工艺及其吊运工装

摘要

本发明涉及一种基于3D打印的砂芯吊运工装，吊运工装呈工字型，包括吊杆把、连接杆和吊杆挡板；吊杆把通过连接杆与吊杆挡板固定连接，吊杆把与吊杆挡板在同一水平面上。一种基于3D打印的砂芯吊运工装配合的砂芯制作工艺：是在砂芯两侧设有预留孔，并保证吊杆把与砂芯预留孔开口垂直；预留孔设置有：结构Ⅰ、结构Ⅱ和结构Ⅲ；吊运工装通过结构Ⅰ放入至底部，结构Ⅰ设置深度为砂芯高度的一半，结构Ⅱ直径与结构Ⅰ的长边相同；结构Ⅲ尺寸与吊运工装所述的吊杆挡板相配合，结构Ⅲ为吊杆挡板定位槽。本发明的有益效果是：解决3D打印砂芯无芯鼻的吊运难题，操作简单、使用方便，提高了砂芯吊运的安全系数和节约了生产成本。

权利要求

1.一种基于3D打印的砂芯吊运工装配合的砂芯制作方法，其特征在于：

在砂芯两侧设有预留孔，吊运工装放入预留孔中至底部进行90°旋转，并保证吊杆把与砂芯预留孔开口垂直，其中，所述的吊杆把通过连接杆与吊杆挡板固定连接，所述的工装为一次成形，用于吊运的所述吊杆把呈“一”字型，并且所述的吊杆把侧面设置有防吊带脱落结构，所述防吊带脱落结构包括与吊杆把侧面连接的向下倾斜的突出部；

所述的预留孔设置有三个结构：结构Ⅰ、结构Ⅱ和结构Ⅲ，其中，所述的结构Ⅰ为砂实心；

所述的结构Ⅲ为内切圆柱空心；所述的结构Ⅱ为结构Ⅰ近内侧与结构Ⅲ近外侧相交的预留孔开口面；所述的吊运工装通过结构Ⅰ放入至底部，所述的结构Ⅰ设置深度为砂芯高度的一半，最大深度小于或等于300mm；所述的结构Ⅱ直径与结构Ⅰ的长边相同；所述的结构Ⅲ尺寸与吊运工装所述的吊杆挡板相配合，所述的结构Ⅲ为吊杆挡板定位槽；所述的结构Ⅱ尺寸大于或等于吊杆挡板；结构Ⅱ用于实现吊杆的自由旋转，在取芯前先清理预留孔中的散沙，确保吊杆能够顺利放入预留孔中至底部并进行90°旋转，吊运时，缓慢吊起并微调吊杆角度，以便吊杆挡板恰好进入结构Ⅲ，进行有效定位，防止吊运时脱落。

说明书

一种基于3D打印的砂芯制作工艺及其吊运工装

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铸件中砂芯的结构设计方法及无吊运芯鼻砂芯的取芯、转运、流涂、组芯过程的吊运工装，具体的涉及一种基于3D打印的砂芯制作工艺及其吊运工装，属于工业铸造领域。

背景技术

[0002] 当前传统工业铸件中，砂芯与上、下砂型共同形成铸件轮廓，内腔芯需下在下砂型，然后合上砂型，浇注金属液后即可形成铸件。传统木模工艺中，砂芯顶面设置可吊运的芯鼻，即将吊运芯鼻预埋在树脂砂中，待硬化后即可实现吊运。芯鼻一般包括取芯（翻芯）芯鼻和下芯芯鼻，在取芯、转运、流凃、组芯等工序中均需用到。

[0003] 随着技术的不断创新，可运用3D技术直接打印出所需砂芯，无需合箱操作。但基于3DP技术的3D打印机打印出来的砂芯无法放置芯鼻，一般在需要吊运的3D打印砂芯上设置工艺吊把，但此类工艺吊把在内腔芯下芯过程中与下砂型干涉，无法实现全流程吊运，并且在使用过程中需要将其磨掉，影响生产效率。

[0004] 为此，如何提供一种高效、便捷的3D打印砂芯吊运工装，以及与其配合砂芯制作工艺，是本发明研究的目的。

发明内容

[0005] 为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种基于3D打印的砂芯制作工艺及其吊运工装，解决3D打印砂芯无芯鼻的吊运难题，尤其解决内腔芯无法设置工艺吊把的吊运问题；实现3D打印砂芯的全流程吊运。

[0006] 为解决现有技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于3D打印的砂芯吊运工装，所述的吊运工装呈工字型，包括吊杆把、连接杆和吊杆挡板；

[0007] 其中，所述的吊杆把通过连接杆与吊杆挡板固定连接，所述的工装为一次成形，[0008] 用于吊运的所述吊杆把呈“一”字型，并且所述的吊杆把侧面设置有防吊带脱落结构，所述防吊带脱落结构包括与吊杆把侧面连接的向下倾斜的突出部，

[0009] 用于连接吊杆把和吊杆挡板并起到主要承力作用的所述连接杆长度保证外露在砂芯外的长度为150-250mm，

[0010] 用于与砂芯结构配合以实现吊运的所述吊杆挡板与吊杆把在同一水平面上。

[0011] 进一步的：所述的吊杆把和连接杆的材料为高强度的Φ20-30圆钢。

[0012] 进一步的：所述的吊杆挡板为厚20mm的钢板。

[0013] 进一步的：所述的吊运工装根据吊运需求设置有杆长规格300mm、400mm和500mm。

[0014] 同时，本发明提供了一种基于3D打印的砂芯吊运工装配合的砂芯制作工艺，其特征在于：

[0015] 在砂芯两侧设有预留孔，吊运工装放入预留孔中至底部进行90°旋转，并保证吊杆把与砂芯预留孔开口垂直；所述的预留孔设置有三个结构：结构Ⅰ、结构Ⅱ和结构Ⅲ；

[0016] 所述的吊运工装通过结构Ⅰ放入至底部，所述的结构Ⅰ设置深度为砂芯高度的一半，最大深度小于或等于300mm；所述的结构Ⅱ直径与结构Ⅰ的长边相同；所述的结构Ⅲ尺寸与吊运工装所述的吊杆挡板相配合，所述的结构Ⅲ为吊杆挡板定位槽；所述的结构Ⅱ尺寸大于或等于吊杆挡板。

[0017] 进一步的，所述的结构Ⅰ为砂实心；所述的结构Ⅲ为内切圆柱空心；所述的结构Ⅱ为结构Ⅰ近内侧与结构Ⅲ近外侧相交的预留孔开口面。

[0018] 进一步的，结构Ⅱ用于实现吊杆的自由旋转，在取芯前先清理预留孔中的散沙，确保吊杆能够顺利放入预留孔中至底部并进行90°旋转，吊运时，缓慢吊起并微调吊杆角度，以便吊杆挡板恰好进入结构Ⅲ，进行有效定位，防止吊运时脱落。

[0019] 本发明的有益效果是：解决3D打印砂芯无芯鼻的吊运难题，操作简单、使用方便，提高了砂芯吊运的安全系数和节约了生产成本。

附图说明

[0020] 图1为本发明的吊运工装示意图。

[0021] 图2为本发明的砂芯结构示意图。

[0022] 图3为本发明的吊运工装配合砂芯使用状态图。

[0023] 其中：吊杆把1、连接杆2、吊杆挡板3、结构Ⅰ4、结构Ⅱ5、结构Ⅲ6。

具体实施方式

[0024] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0025] 下面结合附图1-3对本发明做进一步分析。

[0026] 本发明的一种基于3D打印的砂芯吊运工装，适用于全流程吊运3D打印砂芯。有效解决无芯鼻3D打印砂芯的吊运难题，此吊杆通过与砂芯工艺结构配合实现。以下是具体实现过程：如图1所示，吊运工装呈工字型，包括吊杆把1、连接杆2和吊杆挡板3；其中，吊杆把1通过连接杆2与吊杆挡板3固定连接，连接方式优选一次成形，所述的吊杆把1侧面设置为防吊带脱落结构，连接杆2长度保证外露在砂芯外的长度为150-250mm，吊杆把1与吊杆挡板3在同一水平面上。①吊杆把1（材料为强度较高的Φ20-30圆钢），是吊带吊运部位，一般呈“一”字型，侧面为防吊带脱落结构，防止在使用过程中吊带滑动脱落，造成意外伤害或损失；②连接杆2，与吊杆把1原材相同，起连接两端结构作用及主要承力部位，其长度根据砂芯尺寸确定，一般保证外露在砂芯外的长度为150-250mm。③吊杆挡板3，主要的功能结构，与砂芯结构配合实现吊运。考虑到砂芯空间及强度，挡板使用厚20mm钢板；为确保强度，吊杆优选一次成形，若焊接成形，所有焊缝必须为满焊，焊脚高度保证15mm及以上。

[0027] 本发明的一种基于3D打印的砂芯吊运工装配合的砂芯制作工艺：是在砂芯两侧设有预留孔，吊运工装放入预留孔中至底部进行90°旋转，并保证吊杆把1与砂芯预留孔开口垂直；所述的预留孔设置有三个结构：结构Ⅰ4、结构Ⅱ5和结构Ⅲ6；吊运工装通过结构Ⅰ4放入至底部，结构Ⅰ4设置深度为砂芯高度的一半，最大深度小于或等于300mm；结构Ⅱ5直径与结构Ⅰ4的长边相同；结构Ⅲ6尺寸与吊运工装所述的吊杆挡板3相配合，结构Ⅲ6为吊杆挡板3的定位槽；结构Ⅱ5尺寸略大于或等于吊杆挡板3。

[0028] 本发明的砂芯配合结构，主要是3D打印砂芯预留结构，与吊运工装进行有效配合，实现吊运。如图2所示，吊运工装通过结构Ⅰ4放入至底部，深度为砂芯高度的一半，最大不超过300mm；结构Ⅱ5（直径与结构Ⅰ4的长边相同）主要实现吊运工装的自由旋转，在取芯前先清理预留孔中的散沙，确保吊运工装能够顺利放入预留孔中至底部并进行90°旋转。如图3所示，吊运时，缓慢吊起并微调吊运工装角度，以便吊杆挡板3恰好进入结构Ⅲ6（挡板预留定位槽），进行有效定位，防止吊运时脱落。吊运结束后，将吊运工装再进行90°旋转，拿出吊运工装即可存放回收。

[0029] 为确保吊运工装能够全流程、大范围的使用，此处对吊运工装的设计结构及尺寸进行以下几点规定：1、为规范使用，吊杆把与吊杆挡板必须平行，吊运前检查吊运工装是否已进行90°旋转，吊杆把1与砂芯的开口垂直即可；2、吊运工装根据连接杆长度共设有三种规格：①杆长300mm；②杆长400mm；③杆长500mm。能够满足所有砂芯的吊运；3、一个砂芯最多使用三个吊运工装即可，且必须确保吊运点连线或中心与砂芯重心在吊运方向上重合； 4、实施例规定L1=150-200mm，L2=300/400/500mm，L3=90-120mm；结构Ⅲ6深度取30mm，此处规定图中尺寸a=L3+10mm，b、c与钢板宽度相关，给定5-10mm间隙；吊运工装工作时为90垂直于开口孔，此时吊杆把1结构边缘与开口孔边缘夹角为60度。

[0030] 本发明所述的一种基于3D打印的砂芯制作工艺及其吊运工装，解决3D打印砂芯无芯鼻的吊运难题，尤其能够解决内腔芯无法设置工艺吊杆把的吊运问题；实现3D打印砂芯的全流程吊运，满足砂芯使用的各个工序；简化操作，提高砂芯吊运的安全系数，规范操作流程；吊运工装方便回收，即用即取，用完即可回收。

[0031] 以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。