蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法与流程

本发明属于铸造技术领域，特别涉及蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法。

背景技术：

铸件铸造过程中为了节约模具成型成本，消失模模具使用日益广泛，但铸钢件模具特点形状复杂，轮廓尺寸大，尤其是蒸汽轮机外缸属于空心薄壁结构，模具成型难度大，现有消失模铸造技术是通过机床加工出与铸件形状，尺寸相似的模具，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。采用这种方法,造型后消失模模具不需起出,浇入液态金属后聚苯乙烯在高温下分子裂解而让出空间充满金属液,凝固后形成铸件。采用传统的铸造方式，存在以下缺陷：模具只能使用一次，浪费成本，并且污染环境。

技术实现要素：

本发明提供蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法，将消失模模具分段进行起模设计，造型前，在消失模模具上安装起型装置，使消失模模具顺利从砂型中取出，避免起模时损坏消失模模具，使消失模模具可以多次使用，降低模具成型成本及维修量。

蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法，该方法包括以下步骤：

s01，利用三维绘图软件建立铸钢件的模样数模，所述模样数模的结构与所述铸钢件的实体模样结构相同；

s02，将所述模样数模分成若干模样段，并对各所述模样段进行起模设计；根据所述模样段的结构在结合面法兰处选择起型部位，若所述起型部位的截面厚度小于130mm时，在所述起型部位上设计起型台，所述起型台与所述起型部位为一体式结构；

s03，根据所述步骤s03设计所得的各所述模样段制作对应的消失模模具段；

s04，在各所述消失模模具段的所述起型部位和所述起型台上安装起型装置；且在各所述消失模模具段的外壁紧贴安装若干起型带；所述起型装置与所述起型绷带固定连接；组合各所述消失模模具段形成消失模模具；

s05，根据各所述消失模模具段制作与其内腔结构匹配支撑胎；所述支撑胎用于支顶消失模模具段；

s06，造型、开箱；

s07，取出消失模模具的内腔砂芯，使消失模模具内腔敞口向上，分段将所述消失模模具从砂型中取出。

进一步地，所述步骤02中，根据机床加工消失模模具的行程范围值及数模的结构和起模难度进行模样数模分段；其中模样数模分段的长度小于或等于1800mm，即消失模模具段的长度小于或等于1800mm，当消失模模具段的长度过长时起模难度增大，不易起模。

进一步地，所述步骤s02中，所述起型台的截面厚度为150mm～250mm，且起模斜度为3°～5°，便于起模操作。其中所述起型部位的截面厚度小于130mm时，根据数模制成的消失模模具的结合面法兰处的强度低，不能达到起模要求，因此需要设置所述起型台，所述起型台尺寸选择适宜于工艺要求，过大不便于起模后填砂操作，过小达不到起模强度要求。

进一步地，所述步骤s04中，所述起型带根据所述消失模模具段的结构交叉设置，防止所述起型带滑落。其中安装所述起型带用于在起模时使所述消失模模具各个部位受力均匀，避免薄壁部位拉损或拉断。所述起型带采用木螺丝固定在所述消失模模具外壁上，所述木螺丝长度为30mm～50mm，所述木螺丝之间的间距为200mm～250mm。

进一步地，所述起型带的厚度为1mm～2mm，宽度为30mm～50mm。其中所述起型带选择弹力小的材质，且宽度不能太窄，避免起模时由于受力不均或强度过低消失模模具受力被拉断。

进一步地，所述步骤s06中，采用整体造型，造型时先将支撑胎置于匹配的所述消失模模具段内腔内，流砂造型所述消失模模具的外壁，然后翻箱，取出所述支撑胎，造型所述消失模模具的内腔。

造型时将支撑胎置于消失模模具段内腔内，防止流砂造型消失模模具的外壁时消失模模具出现下榻变形现象。

进一步地，所述步骤s07中，起模各所述消失模模具段之前，在所述消失模模具段内腔放置与其匹配的模具支撑胎。且采用天车起吊消失模模具时，在吊具上增设调平杆支撑，使起吊夹角变为垂直起吊，保证顺利无损取出消失模模具。

在起模前将支撑胎放置于消失模模具段内腔内，防止起模时消失模模具向内收缩变形。

进一步地，本发明还提供一种专用于上述蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法的起型装置，所述起型装置包括起型板、通丝螺杆、螺母、垫板，所述通丝螺杆的一端固定在所述起型板上，另一端安装所述垫板与所述螺母。

进一步地，所述起型部位设置有通孔，所述起型板通过所述通丝螺杆贯穿通孔设置在所述起型部位结合面的背面上，所述起型部位的结合面设置凹陷，安装所述垫板，然后安装所述螺母，使所述通丝螺杆的端部留出与吊运装置连接的位置。

本发明提供的蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法，与现有技术相比有益效果如下：

消失模模具增加起型装置，并在结合面法兰处选择起型部位，在薄壁的起型部位处设置起型台，增加起型台的厚度，提高消失模模具的起模强度，使消失模模具可以无损起模，降低模具成本，提高生产效率；当消失模模具为薄壁空心结构时，可以在其外壁增加起型带，使消失模模具整体起模，致使消失模模具可以重复利用；在进行起模操作时，将支撑胎放置于消失模模具内腔内，避免消失模模具起模时向内收缩或变形，降低消失模模具起模损坏率，减小由于此类操作造成模具损坏的维修量。

附图说明

附图1为本发明实施例的第一段消失模模具结构示意图

附图2为本发明实施例的第二段消失模模具结构示意图

附图3为本发明实施例的第一段消失模模具与第二段消失模模具组合后结构示意图

附图4为图3中所示ⅰ的局部剖视放大示意图；

图中:10-第一段消失模模具；20-第二段消失模模具；30-法兰；40-起型台；50-起型装置；60-起型带；70-木螺丝；501-起型板；502-通丝螺杆；503-垫板；504-螺母。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明中的具体含义。

本发明的实施例提供了一种薄壁结构蒸汽轮机外缸铸造用消失模的起模方法，请参见附图1～4所示，该方法包括以下步骤：

步骤s01，利用三维绘图软件建立铸钢件的模样数模，模样数模的结构与铸钢件的实体模样结构相同；模样数模的轮廓尺为寸3835×2550×1387mm，壁厚60～80mm之间。

步骤s02，将模样数模分成若干模样段，并对各模样段进行起模设计；根据模样段的结构在结合面法兰30处选择起型部位，若起型部位的截面厚度小于130mm时，在起型部位上设计起型台40，起型台40与起型部位为一体式结构。

具体地，根据机床加工消失模模具的行程范围值及数模的结构和起模难度进行模样数模分段；其中模样数模分段的长度小于或等于1800mm，即消失模模具段的长度小于或等于1800mm，当消失模模具段的长度过长时起模难度增大，不易起模。起型台40的截面厚度为150mm～250mm，且起模斜度为3°～5°，便于起模操作。其中起型部位的截面厚度小于130mm时，根据数模制成的消失模模具的结合面法兰30处的强度低，不能达到起模要求，因此需要设置起型台40，起型台40尺寸选择适宜于工艺要求，过大不便于起模后填砂操作，过小达不到起模强度要求。

按此薄壁结构蒸汽轮机的机构可以分为第一段模样、第二段模样，第一段模样的截面为锥形，平均壁厚为60mm；第二段模样的截面为圆筒形，平均壁厚为80mm；第一段模样与第二段模样两种结构由于造型时吃砂量不同，起模难度不同，因此需要进行分段起模设计。

其中，第一段模样起模设计包括：在结合面法兰30处选择起型部位，由于起型部位的截面厚度为130mm，强度低，直接安装起型装置50会导致起模过程中消失模模具拉损，不能达到起模要求，因此需要在此起型部位设计起型台40，加强起型部位的截面厚度，提高强度；制作消失模过程中将起型台40与起型部位一起加工为一体式结构，最终起模后用树脂砂填埋起型台40。起型台40尺寸控制在150mm～250mm之间，起型台40的起模斜度为3°～5°，便于起模。

第二段模样起模设计包括：在结合面法兰30处选择起型部位，由于起型部位的截面厚度为250mm，强度满足要求，可直接安装起型装置50。

步骤s03，根据步骤s02设计所得的各模样段制作对应的消失模模具段；根据第一段模样和第二段模样的起模设计结果制作第一段消失模模具10和第二段消失模模具20。

步骤s04，在第一段消失模模具10和第二段消失模模具20的起型部位和起型台40上安装起型装置50；且在第一段消失模模具10和第二段消失模模具20的外壁紧贴安装若干起型带60；起型装置50与起型绷带固定连接；组合第一段消失模模具10和第二段消失模模具20形成消失模模具。

起型带60根据消失模模具段的结构交叉设置，防止起型带60滑落。其中安装起型带60用于在起模时使消失模模具各个部位受力均匀，避免薄壁部位拉损或拉断。起型带60采用木螺丝70固定在消失模模具外壁上，木螺丝70长度为30mm～50mm，木螺丝70之间的间距为200mm～250mm。

起型带60的厚度为1mm～2mm，宽度为30mm～50mm。其中起型带60选择弹力小的材质，且宽度不能太窄，避免起模时由于受力不均或强度过低消失模模具受力被拉断。

具体地，起型装置50包括起型板501、通丝螺杆502、螺母504、垫板503，通丝螺杆502的一端固定在起型板501上，另一端安装垫板503与螺母504。其中，起型板501为10mm～12mm的厚钢板，通丝螺杆502的丝扣为m14～m16，垫板503为8～10mm的垫片，螺母504为m14～m16的螺母504。起型部位设置有通孔，起型板501通过通丝螺杆502贯穿通孔设置在起型部位结合面的背面上，起型部位的结合面设置凹陷，安装垫板503，然后安装螺母504，使通丝螺杆502的端部留出与吊运装置连接的位置。

由于消失模模具本身强度低，以及造型过程紧实树脂砂对消失模模具的挤压力，每段起模时起型装置50部位受力远大于薄壁部位，导致模型拉断，安装起型装置50时需加起型绷带。

步骤s05，根据各消失模模具段制作与其内腔结构匹配支撑胎；支撑胎用于支顶消失模模具段；

步骤s06，造型、开箱；

具体地，采用整体造型，造型时先将支撑胎置于匹配的消失模模具段内腔内，流砂造型消失模模具的外壁，然后翻箱，取出支撑胎，造型消失模模具的内腔。造型时将支撑胎置于消失模模具段内腔内，防止流砂造型消失模模具的外壁时消失模模具出现下榻变形现象。

步骤s07，取出消失模模具的内腔砂芯，使消失模模具内腔敞口向上，分段将消失模模具从砂型中取出。

具体地，起模各消失模模具段之前，在消失模模具段内腔放置与其匹配的模具支撑胎。且采用天车起吊消失模模具时，在吊具上增设调平杆支撑，使起吊夹角变为垂直起吊，保证顺利无损取出消失模模具。

在起模前将支撑胎放置于消失模模具段内腔内，防止起模时消失模模具向内收缩变形。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。