V法造型用的模样的制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103658529 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103658529 A (21)申请号 201310746930.7 (22)申请日 2013.12.30 B22C 9/03(2006.01) B22C 1/02(2006.01) B22C 9/12(2006.01) (71)申请人 机械科学研究总院先进制造技术研 究中心 地址 100083 北京市海淀区学清路18号1号 楼三层 306 室 (72)发明人 单忠德 王振楠 王永威 戎文娟 战丽 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 吴贵明 张永明 (54。

2、) 发明名称 V 法造型用的模样的制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种 V 法造型用的模样的制备 方法。该 V 法造型用的模样的制备方法包括以下 步骤 ： 按照预定配比制备石膏浆料 ； 以及利用制 备好的石膏浆料得到 V 法造型用的模样。本发明 的技术方案可以节约资源并简化制备工艺。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103658529 A CN 103658529 A 1/1 页 2 1. 一种 V 法造型用的模样的制备方法。

3、， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 按照预定配比制备石膏浆料 ； 以及 利用制备好的石膏浆料得到 V 法造型用的模样。 2.根据权利要求1所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述石膏浆料的 组成成分包括石膏粉、 添加剂以及溶剂。 3.根据权利要求2所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述石膏粉包括 烟气脱硫石膏、 磷石膏以及天然石膏中的至少一种。 4.根据权利要求2所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述添加剂的组 成成分包括减水剂、 消泡剂以及凝胶时间控制剂。 5.根据权利要求2所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述溶剂为水或 硅溶胶。

4、水溶液。 6.根据权利要求1所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述利用制备好 的石膏浆料得到 V 法造型用的模样包括以下步骤 ： 将制备好的所述石膏浆料倒入型腔中 ； 烘干所述石膏浆料得到石膏模毛坯 ； 以及 将所述石膏模毛坯加工成 V 法造型用的模样。 7.根据权利要求6所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述型腔中预埋 有金属针， 所述烘干所述石膏浆料得到石膏模毛坯之前还包括以下步骤 ： 在所述石膏浆料初凝时， 将所述金属针拔出。 8.根据权利要求6所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 所述将所述石膏 模毛坯加工成 V 法造型用的模样包括以下步骤 。

5、： 根据所述模样的三维 CAD 模型生成数控加工代码 ； 将所述石膏模毛坯置于加工设备上， 根据所述数控加工代码对所述石膏模毛坯进行切 削加工得到石膏模 ； 以及 对加工完成的所述石膏模表面进行清扫， 得到所述 V 法造型用的模样。 9.根据权利要求8所述的V法造型用的模样的制备方法， 其特征在于， 切削加工的参数 包括 ： 主轴转速为 2000 至 20000 转 / 分钟 ； 切削速度为小于或等于 200 毫米 / 秒 ； 切削深度为小于或等于 10 毫米 ； 以及 切削宽度为加工刀具直径的 30% 至 80%。 10. 根据权利要求 6 所述的 V 法造型用的模样的制备方法， 其特征在于。

6、， 烘干石膏浆料 得到石膏模毛坯包括以下步骤 ： 将所述石膏浆料在空气中自然阴干 20 至 30 小时 ； 以及 将阴干后的所述石膏浆料放入鼓风干燥箱中烘至恒重得到所述石膏模毛坯， 其中烘干 温度小于或等于 60。 权 利 要 求 书 CN 103658529 A 2 1/4 页 3 V 法造型用的模样的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及模型制造领域， 具体而言， 涉及一种 V 法造型用的模样的制备方法。 背景技术 0002 20世纪70年代兴起的V法造型， 利用塑料薄膜抽真空使干砂成型。 由于成型过程 中不使用粘结剂， 落砂简便， 使造型材料的耗量降到最低限度， 减少了废砂， 提高了铸。

7、件表 面质量和精度， 降低了铸件的生产耗能， 是一种前景广阔的铸造工艺。但是， V 法造型所用 模样大多是木模， 不仅消耗了大量不可再生的木材资源， 而且制模周期长， 工艺难度大。 发明内容 0003 本发明旨在提供一种 V 法造型用的模样的制备方法， 可以节约资源并简化制备工 艺。 0004 为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种 V 法造型用的模样的制 备方法， 包括以下步骤 ： 按照预定配比制备石膏浆料 ； 以及利用制备好的石膏浆料得到 V 法 造型用的模样。 0005 进一步地， 所述石膏浆料的组成成分包括石膏粉、 添加剂以及溶剂。 0006 进一步地， 所述石膏粉包括。

8、烟气脱硫石膏、 磷石膏以及天然石膏中的至少一种。 0007 进一步地， 所述添加剂的组成成分包括减水剂、 消泡剂以及凝胶时间控制剂。 0008 进一步地， 所述溶剂为水或硅溶胶水溶液。 0009 进一步地， 所述利用制备好的石膏浆料得到 V 法造型用的模样包括以下步骤 ： 将 制备好的所述石膏浆料倒入型腔中 ； 烘干所述石膏浆料得到石膏模毛坯 ； 以及将所述石膏 模毛坯加工成 V 法造型用的模样。 0010 进一步地， 所述型腔中预埋有金属针， 所述烘干所述石膏浆料得到石膏模毛坯之 前还包括以下步骤 ： 在所述石膏浆料初凝时， 将所述金属针拔出。 0011 进一步地， 所述将所述石膏模毛坯加工。

9、成 V 法造型用的模样包括以下步骤 ： 根据 所述模样的三维 CAD 模型生成数控加工代码 ； 将所述石膏模毛坯置于加工设备上， 根据所 述数控加工代码对所述石膏模毛坯进行切削加工得到石膏模 ； 以及对加工完成的所述石膏 模表面进行清扫， 得到所述 V 法造型用的模样。 0012 进一步地， 切削加工的参数包括 ： 主轴转速为2000至20000转/分钟 ； 切削速度为 小于或等于 200 毫米 / 秒 ； 切削深度为小于或等于 10 毫米 ； 以及切削宽度为加工刀具直径 的 30% 至 80%。 0013 进一步地， 烘干石膏浆料得到石膏模毛坯包括以下步骤 ： 将所述石膏浆料在空气 中自然阴。

10、干 20 至 30 小时 ； 以及将阴干后的所述石膏浆料放入鼓风干燥箱中烘至恒重得到 所述石膏模毛坯， 其中烘干温度小于或等于 60。 0014 应用本发明的技术方案， 采用石膏浆料代替木材制备 V 法造型用的模样， 可以节 约木材资源， 降低成本， 且采用石膏浆料制作的石膏模相较于木模更容易加工， 简化了工 说 明 书 CN 103658529 A 3 2/4 页 4 艺， 降低生产周期， 石膏模的表面精度相较于木模也有较大幅度提升。 附图说明 0015 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。。

11、在附图中 ： 0016 图 1 示出了根据本发明的实施例的制备方法的流程示意图 ； 以及 0017 图 2 示出了根据本发明的实施例的制备方法的最佳实施例的流程示意图。 具体实施方式 0018 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是， 在不冲突的情 况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 0019 如图 1 所示， 根据本发明的实施例， 提供了一种 V 法造型用的模样的制备方法， 包 括以下步骤 ： 0020 S100、 按照预定配比制备石膏浆料 ； 以及 0021 S200、 利用制备好的石膏浆料得到 V 法造型用的模样。 0022 本发明利用石膏作为原材料。

12、替代木材或金属制备 V 法造型用的模样， 避免了对木 材资源的浪费， 且石膏模的制作和加工相较于木模或金属模更加简单方便。 0023 结合参见图2， 其中S200、 利用制备好的石膏浆料得到V法造型用的模样具体包括 以下步骤 ： 0024 首先将制备好的石膏浆料搅拌均匀后缓慢倒入模具的型腔中， 型腔中预埋有金属 针， 金属针直径不大于 2 毫米， 间距不大于 50 毫米 ； 0025 然后在石膏浆料初凝时迅速将金属针拔出， 在石膏浆料上形成通气孔 ； 0026 接着将石膏浆料在空气中阴干 20 至 30 小时， 放入鼓风干燥箱里在小于或等于 60的条件下烘干至恒重， 得到石膏模毛坯 ； 002。

13、7 根据预设的石膏模样的三维 CAD 模型进行分型处理， 利用 CAM 软件生成数控加工 代码 ； 0028 再将石膏模毛坯放置到加工设备上， 根据该数控加工代码对石膏模毛坯进行切削 加工， 得到石膏模 ； 0029 最后对加工完成的石膏模表面和通气孔进行清扫， 得到 V 法造型用的模样。 0030 优选地， 石膏浆料的组成成分包括石膏粉、 添加剂以及溶剂， 其中石膏粉包括烟气 脱硫石膏、 磷石膏或天然石膏中的至少一种， 添加剂的组成成分包括减水剂、 消泡剂以及凝 胶时间控制剂， 溶剂为水或硅溶胶水溶液， 所用硅溶胶水溶液为市售常见种类， 硅溶胶水溶 液中水 ： 硅溶胶 =（3-4） ： 1。。

14、石膏粉与溶剂 （例如水） 的比例参照国家标准进行测定。 0031 目前， 大型火电厂在发电过程中产生的脱硫石膏和磷复肥生产过程中产生的副产 物磷石膏固体废弃物中， 一部分用于建筑石膏， 剩余的部分都被抛弃， 造成环境污染以及资 源的浪费， 所以本实施例旨在将这部分被浪费的石膏原材料利用起来， 节约资源。 0032 由于石膏模样要反复使用， 所以对于石膏模样的强度、 耐磨性等要求较高， 为了实 现这一目的， 加入减水剂可以减少石膏标稠用水量 ； 凝胶时间控制剂可以是缓凝剂或促凝 集， 用于控制石膏浆料的初凝时间， 方便预埋针的及时拔出。 说 明 书 CN 103658529 A 4 3/4 页 。

15、5 0033 优选地， 加工设备的切削加工参数包括 ： 主轴转速为2000至20000转/分钟 ； 切削 速度为小于或等于 200 毫米 / 秒 ； 切削深度为小于或等于 10 毫米 ； 以及切削宽度为加工刀 具直径的 30% 至 80%。 0034 优选地， 加工刀具选自陶瓷铣刀、 金刚石铣刀、 镶片金刚石铣刀、 表面金刚石镀层 铣刀、 表面镀层硬质合金铣刀或立方氮化硼铣刀中的一种。 0035 下面结合优选实施例对本方案进行详细说明。 0036 实施例 1 0037 V 法造型用的模样的制备方法包括以下步骤 ： 0038 步骤 1、 将 100 重量份的烟气脱硫石膏、 51 重量份的水、 0。

16、.3 重量份的减水剂、 0.01 重量份的缓凝剂以及 0.3 重量份的消泡剂进行配比得到石膏浆料， 所用减水剂为德国巴斯 夫BASF公司生产的MELMENT F15G密胺型磺酸化三聚氰氨缩聚物， 缓凝剂为柠檬酸， 消泡剂 为德国 MUNZING-GHEMIE 公司生产的 AGITAN P8850 型粉末消泡剂。 0039 步骤 2、 将配好的石膏浆料搅拌均匀后倒入预埋有金属针的模具型腔中， 金属针的 直径 0.5 毫米， 间距 10 毫米。 0040 步骤 3、 在石膏浆料初凝时迅速拔出金属针， 形成通气孔， 在空气中自然阴干 24 小 时后放入鼓风干燥箱里烘干至恒重， 烘干温度为 60， 得。

17、到石膏模毛坯。 0041 步骤 4、 对预设的石膏模样的三维 CAD 模型进行分型处理， 利用 CAM 软件生成数控 加工代码。 0042 步骤 5、 将步骤 4 得到的石膏模毛坯放置到加工设备上， 根据数控加工代码对石膏 模毛坯进行切削加工， 得到石膏模， 所用的加工刀具为 M16 的直柄双刃聚晶金刚石立铣刀， 粗加工的切削深度为 1 毫米， 切削宽度为 8 毫米， 精加工的切削深度为 0.2 毫米， 切削宽度 为 1 毫米， 主轴转速为 7020 转 / 分钟， 粗加工的切削速度为 60 毫米 / 秒， 精加工的切削速 度为 50 毫米 / 秒。 0043 步骤 6、 清理得到的石膏模表面。

18、和通气孔， 得到 V 法造型用的模样。 0044 实施例 2 0045 V 法造型用的模样的制备方法包括以下步骤 ： 0046 步骤 1、 将 100 重量份的磷石膏、 53 重量份的硅溶胶水溶液、 0.3 重量份的减水剂、 0.01 重量份的缓凝剂以及 0.3 重量份的消泡剂进行配比得到石膏浆料， 所用减水剂为德国 巴斯夫BASF公司生产的MELMENT F15G密胺型磺酸化三聚氰氨缩聚物， 缓凝剂为柠檬酸， 消 泡剂为德国 MUNZING-GHEMIE 公司生产的 AGITAN P8850 型粉末消泡剂。 0047 步骤 2、 将配好的石膏浆料搅拌均匀后倒入预埋有金属针的模具型腔中， 金属。

19、针的 直径 1 毫米， 间距 15 毫米。 0048 步骤 3、 在石膏浆料初凝时迅速拔出金属针， 形成通气孔， 在空气中自然阴干 20 小 时后放入鼓风干燥箱里烘干至恒重， 烘干温度为 50， 得到石膏模毛坯。 0049 步骤 4、 对预设的石膏模样的三维 CAD 模型进行分型处理， 利用 CAM 软件生成数控 加工代码。 0050 步骤 5、 将步骤 4 得到的石膏模毛坯放置到加工设备上， 根据数控加工代码对石膏 模毛坯进行切削加工， 得到石膏模， 所用的加工刀具为 M16 的直柄双刃聚晶金刚石立铣刀， 粗加工的切削深度为 1 毫米， 切削宽度为 8 毫米， 精加工的切削深度为 0.2 毫。

20、米， 切削宽度 说 明 书 CN 103658529 A 5 4/4 页 6 为 1 毫米， 主轴转速为 7020 转 / 分钟， 粗加工的切削速度为 60 毫米 / 秒， 精加工的切削速 度为 50 毫米 / 秒。 0051 步骤 6、 清理得到的石膏模表面和通气孔， 得到 V 法造型用的模样。 0052 实施例 3 0053 V 法造型用的模样的制备方法包括以下步骤 ： 0054 步骤 1、 将 100 重量份的天然石膏、 40 重量份的水、 0.3 重量份的减水剂、 0.01 重 量份的缓凝剂以及 0.3 重量份的消泡剂进行配比得到石膏浆料， 所用减水剂为德国巴斯夫 BASF 公司生产的。

21、 MELMENT F15G 密胺型磺酸化三聚氰氨缩聚物， 缓凝剂为柠檬酸， 消泡剂为 德国 MUNZING-GHEMIE 公司生产的 AGITAN P8850 型粉末消泡剂。 0055 步骤 2、 将配好的石膏浆料搅拌均匀后倒入预埋有金属针的模具型腔中， 金属针的 直径 0.5 毫米， 间距 10 毫米。 0056 步骤 3、 在石膏浆料初凝时迅速拔出金属针， 形成通气孔， 在空气中自然阴干 24 小 时后放入鼓风干燥箱里烘干至恒重， 烘干温度为 60， 得到石膏模毛坯。 0057 步骤 4、 对预设的石膏模样的三维 CAD 模型进行分型处理， 利用 CAM 软件生成数控 加工代码。 0058。

22、 步骤 5、 将步骤 4 得到的石膏模毛坯放置到加工设备上， 根据数控加工代码对石膏 模毛坯进行切削加工， 得到石膏模， 所用的加工刀具为 M16 的直柄双刃聚晶金刚石立铣刀， 粗加工的切削深度为 1 毫米， 切削宽度为 8 毫米， 精加工的切削深度为 0.2 毫米， 切削宽度 为 1 毫米， 主轴转速为 7020 转 / 分钟， 粗加工的切削速度为 60 毫米 / 秒， 精加工的切削速 度为 50 毫米 / 秒。 0059 步骤 6、 清理得到的石膏模表面和通气孔， 得到 V 法造型用的模样。 0060 从以上的描述中， 可以看出， 本发明上述的实施例实现了如下技术效果 ： 0061 1、 。

23、采用石膏代替木材作为模样的原材料， 将节约大量木材资源， 避免浪费和破坏 环境。 0062 2、 采用预埋的金属针制作通气孔， 将省去在成型的模样上加工通气孔的工序， 使 工艺简化， 省时省力。 0063 3、 采用数控切削的方法制作模样， 避免了金属模或木模的制作， 且不需要翻制硅 橡胶模， 直接对石膏模毛坯进行数字化加工制造成石膏模样， 缩短了铸造流程， 削减了人为 因素的影响， 节省了铸造材料， 能够快速制造出尺寸精度高、 表面光洁度好的石膏模样。 0064 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103658529 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103658529 A 7 。