本發(fā)明涉及砂芯制作技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)、裝卡方法及裝卡的砂芯。

背景技術(shù)：

隨著3D打印技術(shù)的推廣與應(yīng)用，目前使用3D打印砂芯進(jìn)行鑄造生產(chǎn)的方法已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)逐漸應(yīng)用，其鑄造流程包括砂芯打印、流涂烘干、砂芯組裝及澆注，最終得到所需鑄件。該方法不用制作模具，無(wú)需考慮傳統(tǒng)工藝的起模和撤料問題，可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)砂芯的一次性高精度打印，非常適合于試驗(yàn)件或小批量鑄件的鑄造。

一般情況下，生產(chǎn)時(shí)將組裝完成的3D打印砂芯放入鋼制砂箱中，外圍填埋樹脂砂，以獲得足夠的外圍強(qiáng)度。但采用這種方法容易造成砂芯在吊運(yùn)轉(zhuǎn)移過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)位、蹭砂等問題，給鑄件生產(chǎn)帶來(lái)隱患。同時(shí)，因?yàn)樯跋潆y以匹配，生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的樹脂砂，生產(chǎn)成本高昂，無(wú)法滿足多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。所以，在中小型鑄件的3D打印砂芯生產(chǎn)過(guò)程中，如何消除砂芯的埋箱，同時(shí)保證砂芯整體有足夠剛度抵抗鐵水充型過(guò)程中的浮力，以防止砂芯因整體剛度不足而在澆注過(guò)程中產(chǎn)生漲型和漂芯，是提高3D打印砂芯質(zhì)量的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中3D 打印砂芯組芯拼裝工藝存在問題，提供一種3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)，以提高拼裝后的砂芯整體剛度，實(shí)現(xiàn)砂芯拼裝后無(wú)需埋箱直接進(jìn)行澆注。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)，包括用于砂芯拼裝的組芯底板,所述組芯底板上滑動(dòng)卡裝有若干用于裝卡砂芯的卡桿機(jī)構(gòu),所述組芯底板上相對(duì)中心向外周的不同徑向方向設(shè)有若干導(dǎo)向槽，所述卡桿機(jī)構(gòu)的下部設(shè)有與導(dǎo)向槽滑動(dòng)卡裝的雙橫桿結(jié)構(gòu)，所述卡桿機(jī)構(gòu)的上部設(shè)有用于壓緊待拼裝砂芯的螺母壓板結(jié)構(gòu)。

采用本發(fā)明的砂芯裝卡系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)拼裝后的3D打印砂芯連同裝卡系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)運(yùn)和裸芯澆注，省去了砂芯背砂的工藝成本，并且降低砂芯轉(zhuǎn)動(dòng)造成錯(cuò)型的風(fēng)險(xiǎn)，減少砂芯在澆注過(guò)程中出現(xiàn)漲型和漂芯問題。

為便于砂芯與裝卡系統(tǒng)組裝固定后整體的叉裝和吊運(yùn)，所述組芯底板的底側(cè)中芯設(shè)有支撐座一，相對(duì)底側(cè)中心外周的組芯底板的底側(cè)設(shè)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(shè)有若干便于吊掛的吊耳。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，支撐座一和支撐座二將組芯底板支撐平置于組芯平臺(tái)上，并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于叉車前叉伸入叉裝轉(zhuǎn)運(yùn)組芯平臺(tái)。

為便于卡桿機(jī)構(gòu)的安裝，所述組芯底板上各導(dǎo)向槽相對(duì)中心等角度均勻分布，所述導(dǎo)向槽的槽深貫穿板厚的方向。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，等角度均勻分布的導(dǎo)向槽可供不同尺寸和結(jié)構(gòu)的砂芯拼裝時(shí)選用，提高組芯底板的通用性。

為便于組芯底板連同其上拼裝的砂芯產(chǎn)品吊運(yùn)，所述吊耳為從組芯底板外周向內(nèi)部剪切部分凹口形成的。

為便于吊運(yùn)時(shí)的連接件的鉤持固定，所述吊耳沿組芯底板的平面經(jīng)剪切后呈“T”字形。

為便于卡桿機(jī)構(gòu)與組芯底板活動(dòng)連接及卡桿機(jī)構(gòu)對(duì)砂芯的卡固，所述卡桿機(jī)構(gòu)包括豎桿，所述豎桿的下部設(shè)置所述雙橫桿機(jī)構(gòu)，所述雙橫桿機(jī)構(gòu)包括垂直連接于豎桿下端部的橫桿一，所述橫桿一上側(cè)固定連接有與橫桿一平行的橫桿二，所述橫桿二與橫桿一之間的間距用于沿厚度方向間隙卡裝組芯底板，所述橫桿二下側(cè)的豎桿及橫桿一的外徑均小于導(dǎo)向槽的槽寬，所述豎桿的上部設(shè)有外螺紋段，所述外螺紋段上配合設(shè)有鎖緊螺母和用于壓固砂芯的壓板，所述豎桿的中部位置設(shè)有手扶桿，所述手扶桿的方向垂直于豎桿和橫桿一。

為便于卡桿機(jī)構(gòu)與組芯底板卡裝連接后沿導(dǎo)向槽平衡移動(dòng)，所述橫桿一和橫桿二相對(duì)豎桿的中心線對(duì)稱設(shè)置于豎桿的底部。

為防止卡桿機(jī)構(gòu)卡固砂芯后受外力作用而串動(dòng)，各所述卡桿機(jī)構(gòu)從砂芯的外側(cè)卡固砂芯，所述砂芯外側(cè)對(duì)應(yīng)卡桿機(jī)構(gòu)的位置分別設(shè)有用于嵌入豎桿的縱向凹槽一，所述砂芯與組芯底板接觸的部位對(duì)應(yīng)于橫桿二的位置對(duì)應(yīng)設(shè)有用于內(nèi)嵌橫桿二的凹槽二。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的以便于拼裝出可裸芯澆注的砂芯，本發(fā)明還提供一種采用上述裝卡系統(tǒng)進(jìn)行3D打印砂芯拼裝的裝卡方法，包括如下步驟：

1）進(jìn)行3D打印砂芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)砂芯的結(jié)構(gòu)尺寸確定各卡桿機(jī)構(gòu)在砂芯外側(cè)的裝卡位置，卡桿機(jī)構(gòu)的數(shù)量、尺寸和組芯底板的尺寸；并在3D打印砂芯的各裝卡位置設(shè)置用于對(duì)應(yīng)嵌裝豎桿和橫桿二的凹槽一和凹槽二；

2）根據(jù)砂芯尺寸在組芯底板上劃線確定砂芯的拼裝位置，并使砂芯上用于安裝卡桿機(jī)構(gòu)的各凹槽一與組芯底板上的導(dǎo)向槽的位置一一對(duì)應(yīng)；

3）在組芯底板上根據(jù)劃線位置拼裝砂芯的各組成部位，在需要安裝卡桿機(jī)構(gòu)的各導(dǎo)向槽位置，將卡桿機(jī)構(gòu)的橫桿一轉(zhuǎn)至與導(dǎo)向槽平行并從組芯底板的上側(cè)向下插入導(dǎo)向槽再?gòu)慕M芯底板底部伸出，然后將卡桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°，使手扶桿垂直向外，并使橫桿一和橫桿二夾卡在組芯底板的上側(cè)和下側(cè)，然后將卡桿機(jī)構(gòu)沿導(dǎo)向槽推至靠近砂芯直至豎桿嵌入砂芯對(duì)應(yīng)的凹槽一內(nèi)，橫桿二嵌入砂芯對(duì)應(yīng)的凹槽二內(nèi)，然后從豎桿的上部壓緊壓板并通過(guò)鎖緊螺母旋壓壓板，以固定卡桿機(jī)構(gòu)，依次將全部的卡桿機(jī)構(gòu)卡裝在砂芯的各對(duì)應(yīng)位置完成砂芯的拼裝。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種無(wú)需埋砂可直接澆注的裸芯砂芯，該砂芯通過(guò)上述裝卡方法拼裝卡固后無(wú)需填砂埋箱，直接進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)澆注。

附圖說(shuō)明

圖1為發(fā)明的3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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為卡桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1組芯底板；101導(dǎo)向槽；102吊耳；103支撐座一；104支撐座二；2砂芯；201凹槽一；3卡桿機(jī)構(gòu)；301豎桿；302橫桿一；303橫桿二；304手扶桿；305壓板；306鎖緊螺母。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1—4所示為本發(fā)明的3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)，包括用于砂芯拼裝的組芯底板1,該組芯底板1上滑動(dòng)卡裝有若干用于裝卡砂芯2的卡桿機(jī)構(gòu)3,組芯底板1上相對(duì)中心向外周的不同徑向方向設(shè)有若干導(dǎo)向槽101，卡桿機(jī)構(gòu)3的下部設(shè)有與導(dǎo)向槽101滑動(dòng)卡裝的雙橫桿結(jié)構(gòu)，卡桿機(jī)構(gòu)3的上部設(shè)有用于壓緊待拼裝的砂芯2的螺母壓板結(jié)構(gòu)。

為便于砂芯與裝卡系統(tǒng)組裝固定后整體的叉裝和吊運(yùn)，本發(fā)明的組芯底板1的底側(cè)中芯設(shè)有支撐座一103，相對(duì)底側(cè)中心外周的組芯底板1的底側(cè)設(shè)有若干與支撐座一103同高度的支撐座二104。本實(shí)施例中，支撐座一103呈十字交叉的厚筋板結(jié)構(gòu)，與組芯底板1固定連接；支撐座二104為板厚加工而且并與組芯底板1固定連接。組芯底板1的外周邊緣設(shè)有若干便于吊掛的吊耳102。為使組芯底板1具有足夠的支撐鋼度和平整度，本實(shí)施例的組芯底1板選用厚度大于等于20mm的鋼板，鋼板表面的平整度應(yīng)符合組芯所需的表面平整度，一般鋼板的平面度須小于5mm。采用本發(fā)明的組芯底板結(jié)構(gòu)，支撐座一103和支撐座二104將組芯底板1支撐平置于組芯平臺(tái)上，并且支撐座一103和支撐座二104之間的組芯底板1底部的各空檔間距用于叉車的前叉伸入叉裝轉(zhuǎn)運(yùn)組芯底板；也可以通過(guò)吊具吊鉤吊耳轉(zhuǎn)運(yùn)組芯底板及固定其上的砂芯。

為便于卡桿機(jī)構(gòu)的安裝，本發(fā)明組芯底板1上各導(dǎo)向槽101相對(duì)中心等角度均勻分布，導(dǎo)向槽101的槽深貫穿板厚的方向。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，等角度均勻分布的導(dǎo)向槽101可供不同尺寸和結(jié)構(gòu)的砂芯拼裝時(shí)選用，提高組芯底板1的通用性。

為便于組芯底板連同其上拼裝的砂芯產(chǎn)品的吊運(yùn)，吊耳為從組芯底板1外周向內(nèi)部剪切部分凹口形成的T”字形吊耳。

為便于卡桿機(jī)構(gòu)與組芯底板活動(dòng)連接及卡桿機(jī)構(gòu)對(duì)砂芯的卡固，本發(fā)明的卡桿機(jī)構(gòu)1包括豎桿101，豎桿101的下部設(shè)置雙橫桿機(jī)構(gòu)。其中，雙橫桿機(jī)構(gòu)包括垂直連接于豎桿101下端部的橫桿一302，橫桿一302上側(cè)固定連接有與橫桿一302平行的橫桿二303，橫桿二303與橫桿一302之間的間距略大于組芯底板厚度3—5mm,以便于雙橫桿機(jī)構(gòu)沿厚度方向間隙卡裝組芯底板1；為方便橫桿一302從導(dǎo)向槽101上側(cè)順著導(dǎo)向槽101的厚度方向插入組芯底板1的下側(cè)，橫桿二303下側(cè)的豎桿301及橫桿一302的外徑均小于導(dǎo)向槽101的槽寬，豎桿301的上部設(shè)有外螺紋段，該外螺紋段上配合設(shè)有鎖緊螺母306和用于壓固砂芯2的壓板305；為便于操縱卡桿機(jī)構(gòu)，豎桿301的中部位置設(shè)有手扶桿304，該手扶桿304的方向垂直于豎桿301和橫桿一302。

為方便卡桿機(jī)構(gòu)3與組芯底板1卡裝連接后沿導(dǎo)向槽101平衡移動(dòng)，橫桿一302和橫桿二303相對(duì)豎桿301的中心線對(duì)稱設(shè)置于豎桿301的底部，如圖4所示。

為防止卡桿機(jī)構(gòu)3卡固砂芯2后受外力作用而串動(dòng)，本實(shí)施例中，各卡桿機(jī)構(gòu)3從砂芯2的外側(cè)卡固砂芯，砂芯2外側(cè)對(duì)應(yīng)卡桿機(jī)構(gòu)3的位置分別設(shè)有用于嵌入豎桿301的縱向凹槽一201，砂芯2與組芯底板1接觸的部位對(duì)應(yīng)于橫桿二303的位置對(duì)應(yīng)設(shè)有用于內(nèi)嵌橫桿二303的凹槽二。當(dāng)卡桿機(jī)構(gòu)卡裝到位并通過(guò)螺母壓板旋緊后，豎桿301嵌入砂芯對(duì)應(yīng)的凹槽一201內(nèi)，同時(shí)橫桿二303對(duì)應(yīng)嵌入凹槽二內(nèi)，可以防止砂芯卡固后外力作用造成卡桿機(jī)構(gòu)串動(dòng)。

采用本發(fā)明的砂芯裝卡系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)拼裝后的3D打印砂芯連同裝卡系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)運(yùn)和裸芯澆注，省去砂芯背砂的工藝成本，并且降低砂芯轉(zhuǎn)動(dòng)造成錯(cuò)型的風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例為采用上述實(shí)施例1的3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)進(jìn)行3D打印砂芯拼裝的裝卡方法，具體包括如下步驟：

1）進(jìn)行3D打印砂芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)砂芯2的結(jié)構(gòu)尺寸確定各卡桿機(jī)構(gòu)3在砂芯外側(cè)的裝卡位置，卡桿機(jī)構(gòu)3的使用數(shù)量、尺寸和組芯底板1的尺寸；并在3D打印砂芯的各裝卡位置設(shè)置用于對(duì)應(yīng)嵌裝豎桿301和橫桿二303的凹槽一201和凹槽二；

2）3D打印合格的各砂芯部件流涂烘干后，進(jìn)行砂芯拼裝前，根據(jù)砂芯尺寸在組芯底板1上劃線確定砂芯的拼裝位置，并使砂芯2上用于安裝卡桿機(jī)構(gòu)豎桿的各凹槽一201與組芯底板1上的導(dǎo)向槽101的位置一一對(duì)應(yīng)；

3）砂芯拼裝時(shí)，在組芯底板1上根據(jù)劃線位置拼裝砂芯的各組成部位，在需要安裝卡桿機(jī)構(gòu)3的各導(dǎo)向槽101位置，將各卡桿機(jī)構(gòu)的橫桿一302轉(zhuǎn)至與導(dǎo)向槽101平行并從組芯底板1的上側(cè)向下插入導(dǎo)向槽101再?gòu)慕M芯底板1底部伸出，然后將卡桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°，使手扶桿304垂直向外，并使橫桿一302和橫桿二303活動(dòng)夾卡在組芯底板1的上側(cè)和下側(cè)，然后將卡桿機(jī)構(gòu)3沿導(dǎo)向槽101推至靠近砂芯外側(cè)直至豎桿301嵌入砂芯對(duì)應(yīng)的凹槽一201內(nèi)，橫桿二303嵌入砂芯對(duì)應(yīng)的凹槽二內(nèi)，然后從豎桿301的上部壓緊壓板305并通過(guò)鎖緊螺母305旋壓壓板，以固定卡桿機(jī)構(gòu)；并依此方法依次將全部的卡桿機(jī)構(gòu)卡裝在砂芯的各對(duì)應(yīng)位置完成砂芯的拼裝。

實(shí)施例3

本實(shí)施例為提供一種采用實(shí)施例2的3D打印砂芯的裝卡方法拼裝而成的3D打印砂芯，該砂芯與3D打印砂芯的裝卡系統(tǒng)拼裝并卡固后形成一個(gè)無(wú)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。

本發(fā)明的上述裝卡系統(tǒng)和裝卡方法及裝卡而成的砂芯結(jié)構(gòu)，特別適用中小型鑄件的3D打印砂芯生產(chǎn)過(guò)程中，適用于大批量、小批量或單件砂芯的試生產(chǎn)過(guò)程中。