本發(fā)明涉及一種鑄造方法，具體涉及一種鐵路機(jī)車(chē)用泵體的鑄造方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

泵體是鐵路機(jī)車(chē)的重要零部件之一，其外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、圖2所示，其材質(zhì)為HT200，輪廓尺寸為163mm×149mm×113mm，質(zhì)量為5.3Kg，屬于灰鐵小件產(chǎn)品。因?yàn)閷儆谛〖a(chǎn)品，鑄件型腔較小，以往傳統(tǒng)工藝常采用桐油砂做內(nèi)腔芯，樹(shù)脂砂做外型的多種配砂混合使用的工藝，配砂工藝復(fù)雜；由于需單獨(dú)下內(nèi)腔芯，傳統(tǒng)工藝常采用平鑄平澆的方式，砂箱中鑄件數(shù)量較少，一般只有4件，并且得由具有長(zhǎng)時(shí)間手工造型經(jīng)驗(yàn)的鑄工才能完成。這種方法對(duì)人工依賴性大，砂鐵比高，生產(chǎn)效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種鐵路機(jī)車(chē)用泵體的鑄造方法，提高鐵路機(jī)車(chē)用泵體的鑄造效率，降低鑄造該泵體對(duì)人工的依賴性，減少用砂量，降低砂鐵比，達(dá)到降本增效的目的。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為采用一種鐵路機(jī)車(chē)用泵體的鑄造方法，它采用串聯(lián)澆注工藝方案和3D打印技術(shù)的結(jié)合，3D打印得到一次可澆注10件以上鐵路機(jī)車(chē)用泵體鑄件的砂型模具。

進(jìn)一步的，所述砂型模具一次可澆注30件鐵路機(jī)車(chē)用泵體鑄件。

進(jìn)一步的，所述3D打印的材料為樹(shù)脂和固化劑。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的一種鐵路機(jī)車(chē)用泵體的鑄造方法，具體包括以下步驟：

(1)建立鑄件三維模型：用三維建模軟件根據(jù)鑄件的二維圖紙建立鑄件的三維模型；

(2)確定鑄造工藝方案：根據(jù)得到的三維模型，選取鑄件底座和油道端面的筋板中間線為分型面，采用串聯(lián)澆注工藝方案，根據(jù)砂箱的大小來(lái)確定鑄件的數(shù)量和排列方式；

(3)設(shè)計(jì)三維串聯(lián)鑄造工藝圖：澆注系統(tǒng)采用底入式和開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，冒口采用出氣冒口，在三維建模軟件中繪制出相應(yīng)的澆注系統(tǒng)和冒口，應(yīng)用鑄造模擬軟件對(duì)上述設(shè)計(jì)的工藝進(jìn)行充型和模擬凝固，驗(yàn)證合格后即為設(shè)計(jì)的三維串聯(lián)鑄造工藝圖；

(4)在三維建模軟件中根據(jù)設(shè)計(jì)的三維串聯(lián)鑄造工藝圖逆求出砂型模具圖，根據(jù)鑄造工藝方案確定的分型面對(duì)砂型模具進(jìn)行切分得到不同的砂芯；

(5)3D打印機(jī)根據(jù)步驟(4)確定的砂型模具圖和切分位置打印出不同的砂芯，工人按照?qǐng)D紙將砂芯進(jìn)行組芯緊固后即得砂型模具。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中鑄件的數(shù)量為30件，排列方式為兩層五排，每排6件。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)中三維鑄造工藝圖的吃砂量應(yīng)大于70mm。

進(jìn)一步的，所述步驟(4)中砂型模具的切分還包括對(duì)于砂型模具中不便于清除散沙的死角部分應(yīng)分割出清砂活塊砂芯。

進(jìn)一步的，所述步驟(4)中對(duì)于切分好的砂芯之間應(yīng)留1mm型芯間隙。

采用3D打印造型技術(shù)可以將原有小內(nèi)腔芯由外模型帶出實(shí)現(xiàn)并模塊化造型，實(shí)現(xiàn)無(wú)模整體造型；串聯(lián)澆注是針對(duì)形狀簡(jiǎn)單、重量不大和外形尺寸較小的鑄件而采取的一種普遍鑄造方法，能在一個(gè)砂箱中實(shí)現(xiàn)多件澆注，增加生產(chǎn)效率。

本發(fā)明通過(guò)在原有3D打印造型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)下，引入傳統(tǒng)鑄造中常用的串聯(lián)澆注鑄造方法，簡(jiǎn)化了配砂工藝，控制住了設(shè)備投入成本，為以后采用3D打印造型技術(shù)的批量化小件鑄件的鑄造工藝設(shè)計(jì)提供了新思路；增加了單個(gè)砂箱中鑄件的數(shù)量，,從一箱4件增加到一箱30件，提高了砂箱利用率和生產(chǎn)效率，同時(shí)降低人工技能要求，降低了對(duì)人工依賴性，便于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，減少了用砂量，降低了砂鐵比，達(dá)到了降本增效的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為泵體鑄件三維立體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為泵體鑄件三維立體結(jié)構(gòu)圖；

圖3為泵體鑄件三維串聯(lián)鑄造工藝圖；

圖4為由三維串聯(lián)工藝圖逆求出的砂型模具圖；

圖5為切分為砂芯的砂型模具圖；

圖6為帶出內(nèi)腔芯和油管芯的砂芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為完成組芯的砂型模具圖。

圖例說(shuō)明：

1、分型面；2、直澆道；3、橫澆道；4、內(nèi)澆道；5、泵體鑄件；6、冒口；7、泵體油管芯部分；8、油管芯支撐部分；9、清砂活塊砂芯；10、帶出泵體內(nèi)腔芯部分；11、緊固螺桿；12、緊固螺栓。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供的一種鐵路機(jī)車(chē)用泵體的鑄造方法，它是采用串聯(lián)澆注工藝方案和3D打印技術(shù)的結(jié)合，3D打印得到一次可澆注10件以上鐵路機(jī)車(chē)用泵體鑄件的砂型模具。該3D打印的材料為樹(shù)脂和固化劑。優(yōu)選所述砂型模具一次可澆注30件鐵路機(jī)車(chē)用泵體鑄件。

上述方法具體包括以下步驟：

(1)建立三維產(chǎn)品模型：根據(jù)泵體的二維圖紙要求用三維建模軟件建立正確的三維產(chǎn)品模型，參見(jiàn)圖1、圖2。

(2)確定工藝方案：為了盡可能減小用砂量，增加砂箱鑄件的數(shù)量和澆注重量，從而提高工藝出品率，同時(shí)降低砂鐵比，引入傳統(tǒng)鑄造中常用的串聯(lián)澆注工藝方案，具體方案為：選取鑄件在砂箱中有底座平面朝下放置，金屬液從底部注入型腔；選取泵體底座和油道端面的筋板中間線為分型面，參見(jiàn)圖1、圖2，其中1為分型面；根據(jù)砂箱的空間尺寸大小盡來(lái)確定鑄件數(shù)量，由于標(biāo)準(zhǔn)化砂箱尺寸為1200mm×1000mm×1200mm,因此方案鑄件數(shù)量定為30件：鑄件分兩層5排呈矩陣式排布，每排6件鑄件，參見(jiàn)圖3。

(3)設(shè)計(jì)三維鑄造工藝圖：由于采用的是雙層串聯(lián)的澆注方案，壓頭較大，應(yīng)保證充型平穩(wěn)，減小對(duì)型腔的沖刷力，故采取底入式澆注系統(tǒng)，按澆道截面積比例選為開(kāi)放式澆注系統(tǒng)；冒口采用一般出氣冒口，冒口與直澆道截面比應(yīng)大于二以保證出氣效果，其余除與模具相關(guān)的參數(shù)無(wú)需設(shè)計(jì)外，其余相關(guān)工藝參數(shù)按照傳統(tǒng)鑄造工藝設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)即可，并在三維建模軟件中繪制出相應(yīng)澆注系統(tǒng)和冒口，應(yīng)用鑄造模擬軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的工藝進(jìn)行充型和凝固模擬，驗(yàn)證合格后即為如圖3所示的三維串聯(lián)澆注鑄造工藝圖，其中2為直澆道，3為橫澆道，4為內(nèi)澆道，5為泵體鑄件，6為冒口。

(4)如圖4所示在三維建模軟件中根據(jù)設(shè)計(jì)的三維串聯(lián)鑄造工藝圖逆求出砂型模具圖，然后根據(jù)鑄造工藝方案確定的分型面對(duì)砂型模具進(jìn)行切分得到不同的砂芯。具體的設(shè)計(jì)和切分砂芯參見(jiàn)圖5和圖6所示，其中7為泵體油管芯部分，8為油管芯支撐部分，9為清砂活塊砂芯，10為帶出泵體內(nèi)腔芯部分，具體操作為：在三維建模軟件里繪制一個(gè)簡(jiǎn)單的砂坯覆蓋三維鑄造工藝，將三維鑄造工藝作為刀具，將砂坯逆向切割成一個(gè)整體的砂型，三維鑄造工藝圖的吃砂量保持在70mm以上，將砂坯切割成完整隨形的鑄型，盡量減少吃砂量，使整體砂芯滿足工藝規(guī)范的砂鐵比。按工藝方案確定的分型面對(duì)砂坯進(jìn)行模塊化切分，具體切分過(guò)程為：首先沿所確定的分型面按排分別切分整體砂芯，然后對(duì)于被分型面所切分開(kāi)的內(nèi)腔砂芯應(yīng)重新分割合并到與具有和內(nèi)腔芯相連根部支點(diǎn)的外型上，特別是彎管狀的泵體油管砂芯，應(yīng)切分出相應(yīng)砂芯支點(diǎn)部分保證其強(qiáng)度，最后對(duì)不便于清除散砂的死角部分分割出清砂活塊砂芯，以便清理澆注系統(tǒng)和死角的散砂。切分砂芯時(shí)充分考慮滿足清砂、施涂等后工序操作等因素，對(duì)于切分好的砂芯之間應(yīng)留1mm型芯間隙。

(5)對(duì)于設(shè)計(jì)好的工藝交由生產(chǎn)部門(mén)利用3D打印機(jī)打印出相應(yīng)的砂芯，對(duì)其清砂、施涂、烘干后按照?qǐng)D紙進(jìn)行組芯，然后利用緊固螺桿11和緊固螺栓12對(duì)組好的砂芯進(jìn)行芯包緊固得到最終的砂型模具，參見(jiàn)圖7所示，將得到的砂型模具放入砂箱中覆蓋干砂即可澆注。

本發(fā)明通過(guò)在原有3D打印造型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)下，引入傳統(tǒng)鑄造中常用的串聯(lián)澆注鑄造方法，簡(jiǎn)化了配砂工藝，控制住了設(shè)備投入成本，為以后采用3D打印造型技術(shù)的批量化小件鑄件的鑄造工藝設(shè)計(jì)提供了新思路；增加了單個(gè)砂箱中鑄件的數(shù)量，,從一箱4件增加到一箱30件，提高了砂箱利用率和生產(chǎn)效率，同時(shí)降低人工技能要求，降低了對(duì)人工依賴性，便于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，減少了用砂量，降低了砂鐵比，達(dá)到了降本增效的目的。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。