專利名稱：一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備，屬于鑄造和數(shù)控加工的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鑄造可以制造出復(fù)雜零件，是金屬成形的一種最主要加工方法。隨著市場全球化以及競 爭的不斷加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，單件、小批量鑄件的需求越來越多，單件、 小批量尤其是大型鑄件的砂型制造工藝生產(chǎn)要求生產(chǎn)周期短，制造成本低。然而我國絕大部 分廠家仍沿用傳統(tǒng)的木模翻砂工藝，不僅制造周期長，生產(chǎn)成本高，而且資源消耗大。為了 解決這一問題，提出了一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備。
目前，鑄型的生產(chǎn)方式有三種傳統(tǒng)砂型制造、快速成形砂型制造和基于普通數(shù)控機(jī)床 的砂型加工。傳統(tǒng)砂型制造需要根據(jù)鑄件加工木模，再進(jìn)行砂箱翻砂得到鑄造砂型。快速成 形砂型制造應(yīng)用的是基于離散-堆積成形原理，其基本過程如下首先將砂型的數(shù)字模型按Z 向分層形成一系列的層片；再根據(jù)層片輪廓信息，每鋪一層型砂選擇性的噴射黏結(jié)劑或者進(jìn) 行激光燒結(jié)；層層堆積，形成三維砂型。基于普通數(shù)控機(jī)床的砂型加工就是采用數(shù)控機(jī)床根 據(jù)NC編程進(jìn)行砂塊的數(shù)控切削并最終得到砂型。
傳統(tǒng)木模砂型制造適于大批量鑄件的生產(chǎn)，由于木模加工周期長、成本高，難以制造出 高精度、表面質(zhì)量好的鑄型，不能滿足單件、小批量的加工要求。利用快速成形技術(shù)制造砂 型存在以下不足逐層加工，加工效率低，不適于大型鑄型的加工；粘結(jié)劑或激光燒結(jié)將砂 粒粘結(jié)在一起形成內(nèi)表面密實(shí)的鑄型，透氣性差，鑄件容易產(chǎn)生缺陷；分層加工，在加工一 些復(fù)雜面時會產(chǎn)生臺階效應(yīng)。采用普通數(shù)控機(jī)床進(jìn)行砂型切削存在以下不足砂型切削加工 會產(chǎn)生大量的廢砂需要及時清理，而普通機(jī)床不具清砂設(shè)備；切削加工過程中產(chǎn)生飛砂，普 通機(jī)床置于加工砂坯下方或附近的部分導(dǎo)軌、絲杠等精密運(yùn)動部件需嚴(yán)密保護(hù)。
針對現(xiàn)有鑄型制造技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出了一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備， 采用該設(shè)備可以完全不用模具，制造出各種形狀的鑄件砂型，提高加工范圍，縮短生產(chǎn)周期， 解決普通數(shù)控機(jī)床切削鑄型的排砂問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備，為解決砂型制造問題提供了更加先進(jìn)、更加靈活的手段，尤其適用于單件、小批量、大中型鑄件的砂型制造。
本實(shí)用新型，其特征在于該設(shè)備包括一鏤空網(wǎng)格狀的加工平臺(1)，置于加工平臺下 方的廢砂收集裝置(2)，固定于床身上方的X軸(3)， X軸(3)上有可以沿X方向滑動的滑 塊(4)，固定于X軸滑塊上的Y軸(5)， Y軸(5)上有可沿Y方向滑動的滑塊(6)，固定于 Y軸滑塊(6)上的Z軸(7)，固定于Z軸滑塊(8)上的電主軸(9)，裝夾在電主軸(9)上 的刀具(IO)，固定于Z軸(9)上且置于刀頭附近的噴嘴(11)，與噴嘴13相連的氣管(12)， 與氣管(12)相連控制氣體開斷的電磁閥(11)以及通過氣管與電磁閥相連的氣源(14)。
所述的大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備中的加工平臺可以加工出用于安裝裝夾工具的定位 孔，加工平臺下方有可以安裝小輪移動的廢砂收集裝置，以方便廢砂的取出。
所述的大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備中的加工刀具為陶瓷銑刀或鑲片金剛石銑刀或表面 金剛石鍍層銑刀或表面鍍層硬質(zhì)合金銑刀。
所述的大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備中的X軸、Y軸可以是絲杠傳動也可以是同步帶或 者其他裝置傳動。
所述的大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備中的氣源包括氣瓶和氣泵。
本實(shí)用新型所述的一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備用于砂型制造與現(xiàn)有鑄型傳統(tǒng)制造 方法、快速成形制造方法和普通數(shù)控機(jī)床銑削方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1. 高效、快速，與傳統(tǒng)工藝相比，本方法省去了木模制造環(huán)節(jié)；與快速成形機(jī)相比，可 以實(shí)現(xiàn)高速切削。
2. 加工出的鑄型鑄造性能良好。與快速成形相比，加工過程中不存在選擇性粘結(jié)或燒結(jié) 造成的局部過于密實(shí)的問題。
3. 充分考慮廢砂排除。與基于普通機(jī)床的砂型銑削加工方法相比，本發(fā)明加工方法采用 氣動輔助排砂結(jié)合鏤空加工平臺下方的收集裝置收集，充分考慮了廢砂收集和導(dǎo)軌防護(hù)。以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖l、 2為一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖l對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明，但不作為對本實(shí)用新型的限定。 該設(shè)備包括一鏤空網(wǎng)格狀的加工平臺(1)，置于加工平臺下方的廢砂收集裝置(2),固
定于床身上方的X軸(3)， X軸(3)上有可以沿X方向滑動的滑塊(4)，固定于X軸滑塊上 的Y軸(5)， Y軸(5)上有可沿Y方向滑動的滑塊(6)，固定于Y軸滑塊(6)上的Z軸(7)，固定于Z軸滑塊(8)上的電主軸(9)，裝夾在電主軸(9)上的刀具(10)，固定于Z軸(9) 上且置于刀頭附近的噴嘴(11)，與噴嘴(11)相連的氣管(12)，與氣管(12)相連控制氣 體開斷的電磁閥(13)以及通過氣管與電磁閥相連的氣源(14)。
權(quán)利要求1.一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括一鏤空網(wǎng)格狀的加工平臺(1)，置于加工平臺下方的廢砂收集裝置(2)，固定于床身上方的X軸(3)，X軸(3)上有可以沿X方向滑動的滑塊(4)，固定于X軸滑塊上的Y軸(5)，Y軸(5)上有可沿Y方向滑動的滑塊(6)，固定于Y軸滑塊(6)上的Z軸(7)，固定于Z軸滑塊(8)上的電主軸(9)，裝夾在電主軸(9)上的刀具(10)，固定于Z軸(9)上且置于刀頭附近的噴嘴(11)，與噴嘴(11)相連的氣管(12)，與氣管(12)相連控制氣體開斷的電磁閥(13)以及通過氣管與電磁閥相連的氣源(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大中型砂型的數(shù)字化加工方法的設(shè)備，其特征在于，所述的 加工平臺可以加工出用于安裝裝夾工具的定位孔，加工平臺下方有可以安裝小輪移動的廢砂 收集裝置，以方便廢砂的取出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大中型砂型的數(shù)字化加工方法的設(shè)備，其特征在于，所述的 加工刀具為陶瓷銑刀或鑲片金剛石銑刀或表面金剛石鍍層銑刀或表面鍍層硬質(zhì)合金銑刀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大中型砂型的數(shù)字化加工方法的設(shè)備，其特征在于，所述的 氣源包括氣瓶和氣泵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的大中型砂型的數(shù)字化加工方法的設(shè)備，其特征在于，所述的 X軸、Y軸可以是絲杠傳動也可以是同步帶傳動。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大中型砂型的數(shù)字化加工設(shè)備，屬于鑄造和數(shù)控加工的交叉技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型設(shè)備包括空心網(wǎng)格狀的加工平臺，在加工平臺下方的廢砂收集裝置，與定位平臺一體的加工床身，床身上方的XYZ軸運(yùn)動系統(tǒng)，固定于Z軸的電主軸，裝夾于電主軸的刀具以及固定于z軸且置于刀具附近的噴嘴，與噴嘴相連的氣管，與氣管相連的電磁閥以及氣源。與普通數(shù)控機(jī)床相比，本實(shí)用新型充分考慮了砂型非金屬加工切削力小且產(chǎn)生大量廢砂的特點(diǎn)，采用氣體輔助排砂并結(jié)合鏤空的加工平臺及其平臺下的收集裝置進(jìn)行封閉環(huán)境下的廢砂回收，而且所有軸運(yùn)動部件均置于加工砂坯上方，防止廢砂污染。本實(shí)用新型方法特別適用于大中型砂型的單件小批量的加工制造。
文檔編號B22C9/02GK201350492SQ20082018343
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者豐 劉, 單忠德, 麗 戰(zhàn), 李新亞, 王祥磊, 董曉麗 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心