專利名稱：型體造型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬造型工藝，鑄型等型體的造型方法。
公知的型體的造型方法可分三類(1)先加工模具，再用模具將型料翻造成型體，如鑄型等;(2)機(jī)械或手工切削、琢磨型料工序等成型。(3)將可塑性型料擠壓、軋制成型。一般都需幾道工序，耗用較多設(shè)備、材料、人工、時間等，較難造形狀復(fù)雜的型體，較難提高自動化程度。
本發(fā)明目的在于引用另一種造型原理，不用加工模具將型料翻造成型體，簡化造型工藝。
本發(fā)明引用幾何學(xué)近似原理一個幾何形體在不少場合可以用一個由大量的足夠小的微元體組合成的極近似的形體近似代替，只要兩者面積(或體積)差足夠小。本發(fā)明應(yīng)用于型體造型方法，微元體組合成一個所需型體。本方法由下列步驟組成本方法先將型體材料和填空材料分別壓制成尺寸很小的型料微元體和填料微元體，其體積一般至少小于型體體積十分之一。如果是松散狀型料(如型砂等)需均勻地拌入至少萬分之一的相應(yīng)的粘結(jié)劑，壓制成微元體。應(yīng)視有利于壓制、布置等操作過程，及型體表面質(zhì)量要求選擇微元體形狀和尺寸。形狀可選立方體、長方體、多面體、曲面體等幾何形體，尺寸常取0.05～30毫米。對于一個型體，一般都選擇同樣形狀和尺寸的型料微元體和填料微元體來組合。
構(gòu)成同一個型體用的大量微元體，各個微元體形狀和尺寸可以不相同，因為往往數(shù)種不同形狀和尺寸的微元體也能緊密地組合成一個所需型體。
其次，為使最終組合成型體時，微元體相互結(jié)實地粘結(jié)成牢固的型體，必須在布置前使型料微元體表面上沾附粘結(jié)劑。松散性型料已拌入粘結(jié)劑，壓制的微元體表面一般有足夠粘結(jié)力;不然在微元體表面浸浴或噴涂很薄一層粘結(jié)劑。用作粘結(jié)劑的材料很多，只要有粘性、不與型料發(fā)生使型料微元體變形明顯化學(xué)反應(yīng)的皆可用。常用粘土、膠水、漿糊、樹脂等。
其三，布置型料和填料微元體。在一個用做型箱的箱內(nèi)空間，將許許多多個型料和填料微元體有序地整齊地布置在箱內(nèi)各自的指定位置，直至使型料微元體組合成一個所需的型體。填料與型料一起布置，并填在型料微元體構(gòu)成型體時，型箱內(nèi)或型體內(nèi)部形成的空腔內(nèi)。一種型箱內(nèi)微元體都是同樣形狀和尺寸的基本布置順序為沿箱底邊緣，先一個挨一個地布置成條，再緊鄰著第二條，…，最終成一微薄面體，其上層層疊加，直至指定高度。每個微元體都必須以指定狀態(tài)(正歪度)被布置在指定位置。
有的機(jī)構(gòu)，為了更便于布置，可以用不同的形狀和尺寸的同材料微元體去構(gòu)成一個型體。這時，布置順序就應(yīng)相應(yīng)編制，從而，使幾種微元體互不干擾地緊密地布置在指定位置，構(gòu)成一個型體。一般布置順序由輸入計算機(jī)的程序決定，該編制程序已考慮了各微元體形狀和尺寸及所要布置的位置，確定正確的布置順序。
本方法布置時，必須用填料微元體填充型料微元體在組合成型體時所留出的空腔的大部分空腔。因為，要使每個微元體能有支承物，必須疊壓在下一層之上。然而，型體內(nèi)空腔頂部區(qū)域的型料微元體，則只能疊在基本填滿空腔的填料微元體之上。填料微元體基本填滿型體內(nèi)部和型箱內(nèi)部的空腔。所選填料必須不與型料、粘結(jié)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終能與型體基本分離。所布填料量應(yīng)助所有微元體都能按要求布置就位。
其四，布置成型的型體，初成型時，因型料微元體相互之間留有布置時造成的很小間隙，這時型體還沒粘結(jié)緊密。因而，每布置了若干層后，趁粘結(jié)劑未干透前，用一適當(dāng)方法均勻地壓緊實。最終得一致密、結(jié)實、堅固的型體。壓實后，原來微元體之間的微間隙消失，而使型體總體形狀和尺寸變動，一般僅有極小變動。壓實方法可用其上非常均勻施加靜壓力或沖擊壓力的、施壓面與型箱內(nèi)外露層表面完全一致的壓板(平面壓板或曲面壓板)，或振動、或離心等機(jī)械方式施加壓力的方法。主要是使所有型料微元體均勻壓實，以免箱內(nèi)微元體之間錯位、塌落，以致?lián)p壞型體。壓力一般可取在1.0×104～1.0×107N/M2。
最后，去除填料。填在型體外部的填料主要用敲擊、振動、剝落、鏟離等機(jī)械方式去除。填在型體內(nèi)腔的填料，主要去除方法是在型體中預(yù)設(shè)泄流孔道(或利用澆口)，熔化、氣化、溶解填料、與填料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)成氣體或液體的物理或化學(xué)方法，從流道中排出填料，而不損壞型體。
本方法以上述步驟可制得所需的結(jié)實、牢固的型體。
優(yōu)點和積極效果與公知型體造型方法相比，本發(fā)明不需專門制造模具、翻造型體，也不需專用設(shè)備擠壓、軋制、切削等較多工藝手段，及耗費相應(yīng)材料、設(shè)備、人工、時間等。僅僅改變微元體布置順序，就可得所需的形狀和尺寸的型體。特別是對于單件小批量、及形狀較復(fù)雜的型體有突出便利。簡化造型工藝，便于計算機(jī)控制，本方法可提高造型設(shè)備的通用性，可提高自動化程度。提高成型質(zhì)量。
實施例制造一個鑄造用型腔，型腔為直徑約D＝50毫米，長度L＝70毫米，近似圓柱體。如圖所示。填料用石蠟;型料為石英砂、膨潤土等混合的型砂，再拌入1～5%膠水。分別壓制成1×1×1毫米立方體的微元體。型箱為300×110×80毫米(1)。微元體有序地整齊地布置成如圖所示的鑄型，單個→細(xì)條→薄面→鑄型(3)。石蠟填滿型腔及澆冒口(2)。每布置20層微元體后外露是一平面，用一長方形平面壓板，長＝
、寬
毫米，以3.0×106N/M2壓力壓實。圖中微元體(4)。
本例中的填料(石蠟)待燒熾熱鐵水時排出。
權(quán)利要求
1.一種型體造型方法，其特征在于經(jīng)過下列幾個步驟獲得的型體①將型料和填料分別壓制成大量的獨立形狀和尺寸的微元體；②在型料微元體表面涂粘結(jié)劑；③布置型料和填料微元體在箱內(nèi)空間，將其中型料微元體布置成所需型體；④使型料微元體相互粘連，成為至少是完整的型體；⑤去除填料，本方法是將型料壓制成微元體，與填料微元體一起布置，布置型料微元體組合成型體，將布好的所有型料微元體粘結(jié)牢，只要相應(yīng)地改變布置順序，就可制得一個所需形狀和尺寸的型體。
2.根據(jù)權(quán)項1所述的壓制微元體方法，其特征在于將型料和填料分別壓制成體積比型體體積至少小十分之一的大量的獨立形狀和尺寸微元體，形狀是多面體或曲面體。
3.根據(jù)權(quán)項2所述的壓制微元體方法，其特征在于松散狀型料中拌入至少萬分之一的粘結(jié)劑后壓制成微元體。
4.根據(jù)權(quán)項1所述的布置方法，其特征在于按一個將至少一種形狀和尺寸的型料微元體正好布置成同一型體、至少一種形狀和尺寸的填料微元體足以幫助型料微元體成型地基本填滿空腔的布置順序，有序地將微元體一個個以指定狀態(tài)布置在型箱內(nèi)各個指定位置。
5.按權(quán)項1所述粘連方法，其特征是下列方法中至少選一種①調(diào)整布置時型料微元體之間產(chǎn)生的間隙至足夠小，使相鄰型料微元體能粘連;②利用外部壓力壓實已布好的型料微元體之間隙，使相鄰型料微元體能粘連。
6.根據(jù)權(quán)項5所述的壓實方法，其特征在于每布置了至少一層后，整個外露層表面上用壓板均勻施加壓力，壓力1.0×104～1.0×108N/M2。
7.根據(jù)權(quán)項5所述壓實方法，其特征在于振動型箱壓實緊密已布好的所有微元體。
8.根據(jù)權(quán)項5所述壓實方法，其特征在于用離心力壓實緊密已布好的所有微元體。
9.根據(jù)權(quán)項1所述的方法，其特征在于用機(jī)械方式清除填料微元體。
10.根據(jù)權(quán)項1所述的方法，其特征在于使填料微元體轉(zhuǎn)化成為流體，再從流道中排出。
全文摘要
本發(fā)明屬造型工藝，型體的造型方法。公知造型方法，須經(jīng)制模和翻造、或切削、或擠壓等較多工藝才能成型，工序多，工藝復(fù)雜，難制形狀較復(fù)雜的型體，更不利于提高自動化程度。本方法是將型體材料和填空材料，壓制成尺寸極小的微元體，在型料微元體表面涂粘結(jié)劑。將二種微元體特定的順序布置，使所有型料微元體組合成所需型體，再經(jīng)壓實粘結(jié)緊密，去掉填料。簡化造型工藝，便于計算機(jī)控制成型，提高自動化程度，提高生產(chǎn)率。
文檔編號B22C7/00GK1041896SQ8810559
公開日1990年5月9日 申請日期1988年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月10日
發(fā)明者高波 申請人:高波