基于v法鑄造冰箱內(nèi)膽模具鑄坯的金屬型工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于V法鑄造冰箱內(nèi)膽模具鑄坯的金屬型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]家電內(nèi)膽模具是真空吸塑成型模的一種，產(chǎn)品對模具成型面的光潔度要求很高。模具成型面的質(zhì)量直接影響到內(nèi)膽成形后的表面質(zhì)量和成品率，因此對于內(nèi)膽成型模具，其成型面粗糙度要求不大于Ra = 0.8 μ m，且表面平整、光滑、無砂眼、無氣孔。
[0003]目前，一般采用砂型工藝鑄造家電內(nèi)膽模具，但是對于外形輪廓尺寸大，內(nèi)型腔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且需要鋪設(shè)冷卻水管的內(nèi)膽模具，使用全砂型鑄造時型腔不容易修整，且容易塌型。砂型傳熱系數(shù)較小，在型腔中金屬溶液溫度處于液相線以上時間較長，所以金屬合金在凝固過程中易形成粗大晶粒、組織縮松，在一定程度上決定了鑄件后處理的表面粗糙度較高。同時，鑄件產(chǎn)品中容易出現(xiàn)縮孔和氣孔，鑄件表面易產(chǎn)生砂眼和粘砂，因此采用砂型鑄造內(nèi)膽模具成品率較低。
[0004]為了細(xì)化鑄件內(nèi)部粗大晶粒組織，消除鑄件表面的鑄造缺陷，可以采用全金屬型工藝鑄造模具，但是全金屬型制造成本高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，金屬型加工費時、費力，生產(chǎn)大型鑄件較困難。金屬型鑄造特別適合于批量較大、中小型鑄件，而內(nèi)膽模具一般是單件生產(chǎn)，無批量件，且鑄件尺寸較大，所以使用金屬型生產(chǎn)模具能夠達到模具表面質(zhì)量要求，但是生產(chǎn)成本高，周期長。從經(jīng)濟成本和技術(shù)難度上考慮，全金屬型工藝不適合內(nèi)膽模具鑄坯的制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種機械化程度較高，降低勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量的基于V法鑄造冰箱內(nèi)膽模具鑄坯的金屬型工藝。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種基于V法鑄造冰箱內(nèi)膽模具鑄坯的金屬型工藝，包括如下工藝步驟:
[0008]a)基于計算機輔助設(shè)計軟件完成內(nèi)膽產(chǎn)品的三維模型設(shè)計，根據(jù)內(nèi)膽鑄件二維圖對內(nèi)膽產(chǎn)品三維模型進行預(yù)處理，其內(nèi)容包括:鑄件加工余量的添加，以及鑄造工藝的設(shè)計;
[0009]b)基于計算機輔助設(shè)計軟件的內(nèi)外凹凸模分型及其它澆注系統(tǒng)的設(shè)計，具體包括:直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道、冒口等尺寸大小和位置，排氣孔以及預(yù)埋水管管槽的設(shè)計，同時對模型進行工藝處理，如增加拔模角度，設(shè)計拼接模式，并加工兩個凸模模型；
[0010]c)模型合箱及擺放，根據(jù)砂箱尺寸大小，選擇適量的凸模模型，模型的選擇要遵循形狀相似，拉伸比相近的原則，尤其不能把高度相差太大的模型放在一起，將凸模定位擺放至同一型板上；
[0011]d)制作一次性凹模:用擺放好的凸模蓋上砂箱，制作一次性凹模，然后將模型主體取出，然后再將模型的活塊破損后取出，不能破壞砂型的形狀及薄膜。這樣就制作了一個一次性的凹模；
[0012]e)冷鐵塊的設(shè)計及擺放，鑄鐵冷鐵的蓄熱系數(shù)較大，可以吸收較多的熱量，有比較強的激冷能力，同時鑄鐵冷鐵制作方便、成本低廉、應(yīng)用廣泛，所以在該鑄造工藝中選擇灰鑄鐵作為冷鐵塊材料；
[0013]內(nèi)膽模具鑄件輪廓一般為規(guī)則的多邊形，因此常用冷鐵塊設(shè)計為矩形塊，其工作表面積大小設(shè)計為三種類型:
[0014]I 號規(guī)格 200mm X 400mm ；
[0015]2 號規(guī)格 10mmX 150mm ;
[0016]3 號規(guī)格 50mmX 100mm ;
[0017]冷鐵塊一邊進行邊導(dǎo)圓，圓角大小可根據(jù)需要進行加工制作，冷鐵塊表面粗糙度在Ral2.5左右；在澆注輕合金時，冷鐵厚度δ = (1.0?2.0)D，D是鑄件隨形壁厚；家電內(nèi)膽模具壁厚一般為15_左右，所以冷鐵塊厚度取為25_，當(dāng)模具局部外形較復(fù)雜時需要單獨設(shè)計制造出冷鐵塊，方便造型，確保型腔尺寸和形狀的精確；
[0018]在凹模的內(nèi)壁隨形擺放冷鐵塊構(gòu)造鑄型凸模外形，冷鐵塊緊貼一次性凹模內(nèi)輪廓，保證鑄件尺寸精度，在冷鐵塊之間的縫隙處用干砂填補，每次完成一個局部的構(gòu)造后用砂填緊冷鐵塊，并緊實砂型防止冷鐵塊移位，在冷鐵背面焊接有T形掛鉤，加強冷鐵塊與砂型的連接強度，整個冷鐵金屬型腔不會錯位脫落；
[0019]凸模內(nèi)部布好冷鐵和干砂后，整個砂箱放振實臺振實，然后將上箱抽真空，并將一次性凹模的成型薄膜粘貼到上箱上，下箱取消真空負(fù)壓，然后下箱解體，此時獲得帶有冷鐵的凸模；
[0020]f)凹模的制作，凹模的制作相較于凸模較為簡單，首先將相應(yīng)的模型按照對稱的結(jié)構(gòu)擺放在型板上，定位要準(zhǔn)確，然后對模型進行覆膜抽真空，覆膜完成后和凸模一樣，選用合適的冷鐵緊貼模型的周圍，然后填砂緊實，抽真空，取出模型即可；
[0021]g)鋁合金的熔煉，鋁合金熔煉時要合理的控制好鋁液溫度，一般鋁液溫度達到690°C時進行除渣，變質(zhì)處理的溫度在700-750°C左右，吹氣精煉的溫度在700-750°C，精煉后的鋁液靜置一段時間后扒渣，最后鋁液澆注溫度控制在700-750°C左右。
[0022]h)鑄件自然冷卻后開箱取出鑄件，在此工藝下生產(chǎn)的鑄件產(chǎn)品經(jīng)過后續(xù)加工處理后表面光潔度高，無砂眼、針孔的存在，從而對成型后的內(nèi)膽產(chǎn)品合格率大幅提高。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]I)采用了真空鑄造的方式，機械化程度較高，降低勞動強度。傳統(tǒng)翻砂鑄造采用人工作業(yè)，而此發(fā)明建立在機械化真空鑄造的基礎(chǔ)上，勞動強度低，適合現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)需求。
[0025]2)降低了鑄件的鑄造缺陷，鑄件產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和合格率大大提高，此項發(fā)明將冷鐵冷卻工藝和真空鑄造工藝結(jié)合起來，因為外型腔采用冷鐵塊構(gòu)造的金屬型，鋁合金充滿型腔后鑄件表面在冷鐵激冷作用下順序凝固，鑄件表面凝固速度加快，枝晶來不及長大，所以得到的是細(xì)小、致密的結(jié)晶組織。
[0026]3) 二次造型工藝實現(xiàn)了復(fù)雜形狀的造型，一般復(fù)雜形狀因為無法脫模的問題而無法實現(xiàn)，此項發(fā)明利用了二次造型，分解一次性型腔的方法，實現(xiàn)了復(fù)雜型腔的造型。
[0027]4)采用真空鑄造工藝可以提高鑄件精度，減少了預(yù)留加工量，因為真空鑄造相較于手工鑄造的穩(wěn)定性較高，相較于傳統(tǒng)的4_加工余量，模型采用的是數(shù)控成型工藝，余量減少至2mm以內(nèi)，實現(xiàn)了減少鑄坯加工重量達50 %左右。
[0028]5)由于真空鑄造采用的是干砂鑄造，砂中不含水分，可以大大的減少因為水汽而造成的砂眼、氣泡等質(zhì)量問題。
[0029]6)真空鑄造不需要使用大量的油漆，以及樹脂膠等化學(xué)品，減少了大量的氣體污染。
[0030]7)利用真空鑄造生產(chǎn)產(chǎn)品，在澆注的過程中，把有害氣體都抽到排氣管道中，大大改善了車間的工作環(huán)境，減少污染。
【具體實施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0032]①基于計算機輔助設(shè)計軟件CAD建模模塊完成內(nèi)膽產(chǎn)品的三維模型設(shè)計。根據(jù)內(nèi)膽鑄件二維圖利用偏置面命令將加工面偏置加厚，快速自動的添加鑄件的加工余量及其他必要尺寸，然后利用聚氨酯泡沫材料加工出設(shè)計好的凹模及凸模模型。
[0033]②先將凹模模型固定在定位型板上，然后再模型的外形上擺放合適尺寸的冷鐵，冷鐵之間留有一定的間隙，方便抽真空的時候負(fù)壓抽氣，邊擺放冷鐵邊加砂，方便固定冷鐵位置。
[0034]③因為凸模的模型較為復(fù)雜，直接加工凹形無法造型，而且數(shù)控成型無法加工出復(fù)雜的凹形形狀，所以對于復(fù)雜的箱體鑄件，采用二次造型的方法，直接加工出需要的凸模形狀，然后利用此凸模負(fù)壓造型出一個凹模，然后在凹模上擺放好設(shè)計的澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)要包裹塑料薄膜，同時在凹模的內(nèi)壁上，邊擺放冷鐵邊加砂，同時將負(fù)壓管道放入凹型中，以便增加造型強度，加砂完畢后，放到振實臺振實，然后加壓成型。
[0035]④對上下箱的模型進行噴涂，烘干，然后進行合箱澆注。注意:澆注的時候應(yīng)該加大負(fù)壓度，以免塌型。進行澆注時，鋁合金溶液溫度控制在700°C左右，在規(guī)定時間內(nèi)完成澆注。
[0036]⑤采用該方法生產(chǎn)家電內(nèi)膽模具鑄坯，工藝先進，鑄件成品率高，鑄件表面質(zhì)量達到了前所未有的高度。
[0037]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種基于V法鑄造冰箱內(nèi)膽模具鑄坯的金屬型工藝，其特征在于，包括如下工藝步驟: a)基于計算機輔助設(shè)計軟件完成內(nèi)膽產(chǎn)品的三維模型設(shè)計，根據(jù)內(nèi)膽鑄件二維圖對內(nèi)膽產(chǎn)品三維模型進行預(yù)處理； b)基于計算機輔助設(shè)計軟件的內(nèi)外凹凸模分型及其它澆注系統(tǒng)的設(shè)計，具體包括:直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道、冒口尺寸大小和位置，排氣孔以及預(yù)埋水管管槽的設(shè)計，同時對模型進行工藝處理； c)模型合箱及擺放，根據(jù)砂箱尺寸大小，選擇適量的凸模模型，模型的選擇要遵循形狀相似，拉伸比相近的原則，尤其不能把高度相差太大的模型放在一起，將凸模定位擺放至同一型板上； d)制作一次性凹模:用擺放好的凸模蓋上砂箱，制作一次性凹模，然后將模型主體取出，然后再將模型的活塊破損后取出，不能破壞砂型的形狀及薄膜； e)冷鐵塊的設(shè)計及擺放，鑄鐵冷鐵的蓄熱系數(shù)較大，可以吸收較多的熱量，有比較強的激冷能力；冷鐵塊一邊進行邊導(dǎo)圓，圓角大小可根據(jù)需要進行加工制作； 在凹模的內(nèi)壁隨形擺放冷鐵塊構(gòu)造鑄型凸模外形，冷鐵塊緊貼一次性凹模內(nèi)輪廓，保證鑄件尺寸精度，在冷鐵塊之間的縫隙處用干砂填補，每次完成一個局部的構(gòu)造后用砂填緊冷鐵塊，并緊實砂型防止冷鐵塊移位，在冷鐵背面焊接有T形掛鉤，加強冷鐵塊與砂型的連接強度，整個冷鐵金屬型腔不會錯位脫落； 凸模內(nèi)部布好冷鐵和干砂后，整個砂箱放振實臺振實，然后將上箱抽真空，并將一次性凹模的成型薄膜粘貼到上箱上，下箱取消真空負(fù)壓，然后下箱解體，此時獲得帶有冷鐵的凸模； f)凹模的制作:首先將相應(yīng)的模型按照對稱的結(jié)構(gòu)擺放在型板上，定位要準(zhǔn)確，然后對模型進行覆膜抽真空，覆膜完成后和凸模一樣，選用合適的冷鐵緊貼模型的周圍，然后填砂緊實，抽真空，取出模型即可； g)鋁合金的熔煉，鋁合金熔煉時要合理的控制好鋁液溫度，鋁液溫度達到690°C時進行除渣，變質(zhì)處理的溫度在700-750°C，吹氣精煉的溫度在700-750°C，精煉后的鋁液靜置一段時間后扒渣，最后鋁液澆注溫度控制在700-750°C ； h)鑄件自然冷卻后開箱取出鑄件。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于V法鑄造冰箱內(nèi)膽模具鑄坯的金屬型工藝，是一種以真空鑄造工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合了市場產(chǎn)品特點的新工藝，其目的是為了解決使用砂型鑄造內(nèi)膽模具成品率低下，模具表面容易產(chǎn)生針孔、縮松等各種鑄造缺陷。同時避免了設(shè)計制造全金屬型時工藝設(shè)計難度大，模具制造成本高，生產(chǎn)大型鑄件困難的問題。
【IPC分類】B22C9-03, B22C15-28
【公開號】CN104525855
【申請?zhí)枴緾N201410778854
【發(fā)明人】陳敏, 李健
【申請人】滁州金諾實業(yè)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月15日