一种熔模铸造用封闭式叶轮分体生产工装的制作方法

1.本实用新型属于叶轮模具生产设备技术领域，尤其涉及一种熔模铸造用封闭式叶轮分体生产工装。


背景技术：

2.精密铸造行业生产的铸件通常为内腔窄小或形状复杂的产品，且由于其内腔窄小或形状复杂因此制作用于成产如封闭式叶轮等精密铸件的蜡模也较为困难。现有技术中是使用水溶芯或陶芯来辅助制作蜡模，这种方式是在蜡模压制阶段使用水溶芯或陶芯形成封闭式叶轮的流道部分，最终制作成蜡模。使用水溶芯或陶芯的好处是产品内腔形状容易控制，水溶芯或陶芯的尺寸控制精度决定了内腔的流道质量。缺点是水溶芯工艺所要求的操作环境以及操作技能的标准较高且废品率也较高。目前行业内使用的水溶芯工艺，一般是由尿素、白糖高温溶解后形成液体，然后倒入水溶芯模具中，待模具冷却后取出，放置在叶轮、导叶模具中压制蜡模，然后将附带水溶芯的蜡模放置在水中，待水溶芯融化，形成蜡模，然后再进行修蜡工序，用修蜡刀、油纹水等工具修整水溶芯形成的流道表面，从而得到符合生产标准的蜡模。但是水溶芯工艺的材料需要使用高温溶解，一般是使用电阻炉和铁盒，材料在溶解过程中会挥发刺激性的气体，铁盒的温度高，操作工人的身体健康有一定影响，并且会消耗大量的电能。而且在后续在融化带水溶芯的蜡模时，处理后的水中含有尿素和白糖，直接排放会影响环境，需要企业增加水处理设备，环保性能较低且处理成本较高。另外，由于部分内腔是不规则的形状，在使用常规的修蜡工具处理时，一些拐角和底部工序无法触及，导致一些缺陷无去除，最终生产的封闭式叶轮也有一些缺陷，甚至报废。
3.针对以上的问题，目前行业内采用了新的生产工艺，即将封闭式的蜡模结构分为两部分，分别使用模具形成，压制成型后对两部分蜡模进行修整，合格后粘接在一起，形成完成的蜡模。但这种新的生产工艺主要是纯手工操作，分别成型的两部分蜡模之间粘接时不好定位，且粘接后的流道部分尺寸不稳定，导致最终生产的产品不符合图纸要求，无法使用。
4.由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种熔模铸造用封闭式叶轮分体生产工装，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。
6.本实用新型所采用的技术方案为：
7.本实用新型提供了一种熔模铸造用封闭式叶轮分体生产工装，包括模具组件，所述模具组件包括盖板模具组件和本体模具组件，所述盖板模具组件包括第一模板和第一基座，所述第一模板与所述第一基座之间围有第一成型腔，所述第一成型腔用于成型盖板蜡模；所述本体模具组件包括第二模板和第二基座，所述第二模板与第二基座之间围有第二成型腔，所述第二成型腔用于成型本体蜡模；辅助组件，所述辅助组件包括压板和底座，所
述压板和底座之间设置有矫正腔，所述压板和所述底座二者之一设置有限位槽，二者之另一设置有限位部，所述限位部与所述限位槽配合，以使得所述矫正腔沿轴向的最小高度不小于蜡模沿轴向的高度。
8.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一模板具有第一成型部，所述第一基座具有与所述第一成型部相对应的第一配合部；所述第二模板具有第二成型部，所述第二基座具有与所述第二成型部相对应的第二配合部；所述第一成型部用于成型所述盖板蜡模朝向所述本体蜡模的一侧，所述第二成型不部用于成型所述本体蜡模朝向所述盖板蜡模的一侧。
9.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一模板与所述第一基座二者之一设置有第一定位孔，二者之另一设置有第一定位凸起；所述第二模板与所述第二基座二者之二设置有第二定位孔，二者之另二设置有第二定位凸起。
10.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一成型部设置有凹槽成型部，所述第二成型部设置有与所述凹槽成型部相对应的凸起成型部；所述凹槽成型部和所述凸起成型部分别用于在所述盖板蜡模和所述本体蜡模上成型定位凹槽和定位凸起，所述定位凹槽与所述定位凸起能够定位配合。
11.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述压板和底座设置有冷却腔，所述冷却腔内设置有冷却介质。
12.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述矫正腔内壁具有光滑的表面。
13.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一基座、所述第二基座以及所述底座均设置有称重件，所述称重件用于称量所述第一基座、所述第二基座以及所述底座所承载的重量。
14.作为本实用新型的一种优选实施方式，还包括装配架，所述第一模板、所述第一基座、所述第二基座和所述第二模板沿竖直方向由上到下依次设置在所述装配架上；所述第一基座和所述第二基座之间还设置有定位件，以使得所述第一基座与所述第二基座在竖直方向上同轴设置。
15.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述装配架还包括装配支柱，所述装配装配支柱上设置有多个连接座，所述连接座分别与所述第一模板、所述第一基座、所述第二基座和所述第二模板连接。
16.作为本实用新型的一种优选实施方式，还包括驱动件，所述驱动件分别于所述第一模板、所述第一基座、所述第二基座和所述第二模板连接，所述驱动件用于驱动所述第一模板、所述第一基座、所述第二基座和所述第二模板连接沿竖直方向相对所述装配架移动。
17.由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：
18.1.作为本技术的一种优选实施方式，盖板蜡模和本体蜡模分别成型，降低了蜡模制作的难度且有利于提升蜡模的制作精度，进而有利于保证最终利用蜡模所生产的封闭式叶轮产品的质量。
19.2.作为本技术的一种优选实施方式，辅助组件及矫正腔的设置大大提升了盖板蜡模和本体蜡模的配合精度，且压板和底座设置的冷却腔有利于蜡模的冷却定型，避免蜡模在矫正腔内承压后由于冷却速度慢结构强度不足而变形受损。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为模具组件的结构示意图；
22.图2为模具组件的正视爆照结构示意图；
23.图3为模具组件的斜俯视爆炸结构示意图；
24.图4为模具组件的斜仰视爆炸结构示意图；
25.图5为蜡模的结构示意图；
26.图6为盖板蜡模的结构示意图；
27.图7为本体蜡模的结构示意图；
28.图8为辅助组件的结构示意图。
29.其中，
30.11第一模板，111第一成型部，112第一定位凸起，113凹槽成型部，12第二模板，121第二成型部，122第二定位凸起，13第一基座，131第一配合部，132第一定位孔，14第二基座，141第二配合部，142第二定位孔，15装配架，151装配支柱，152连接座；
31.21压板，211限位部，22底座，221限位槽，23矫正腔；
32.3定位件；
33.4蜡模，41盖板蜡模，411定位凹槽，42本体蜡模，421定位凸起。
具体实施方式
34.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
36.另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的
至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.如图1-8所示，本实用新型提供了一种熔模铸造用封闭式叶轮分体生产工装，包括模具组件，模具组件包括盖板模具组件和本体模具组件，盖板模具组件包括第一模板11和第一基座13，第一模板11与第一基座13之间围有第一成型腔，所示第一成型腔用于成型盖板蜡模41；本体模具组件包括第二模板12和第二基座14，第二模板12与第二基座14之间围有第二成型腔，第二成型腔用于成型本体蜡模42；以及辅助组件，辅助组件包括压板21和底座22，压板21和底座22之间设置有矫正腔23，压板21和底座22二者之一设置有限位槽221，二者之另一设置有限位部211，限位部211与限位槽221配合，以使得矫正腔23沿轴向的最小高度不小于蜡模4沿轴向的高度。
40.利用第一模板11、第一基座13制作盖板蜡模41，利用第二模板12和第二基座14制作本体蜡模42，这种制作方式大大降低了蜡模制作的难度且有利于提升蜡模4制作的精度，进而有利于提升最终利用蜡模4所生产的封闭式叶轮产品的精度，提升产品质量。而且，辅助组件的设置有利于提升盖板蜡模41和本体蜡模42的组合效率，且限位槽221和限位部211的设置有利于压板21和底座22的定位配合，从而有利于盖板蜡模41和本体蜡模42的定位组合，进一步提升盖板蜡模41和本体蜡模42的组合精度。另外，限位部211与限位槽221的设置还能够避免蜡模4过度承压而受损。
41.进一步地，参照图3及图4所示，第一模板11具有第一成型部111，第一基座13具有与第一成型部111相对应的第一配合部131；第二模板12具有第二成型部121，第二基座14具有与第二成型部121相对应的第二配合部141；第一成型部111用于成型盖板蜡模41朝向本体蜡模42的一侧，第二成型不部用于成型本体蜡模42朝向盖板蜡模41的一侧。第一成型部111、第一配合部131、第二成型部121以及第二配合部141均具有与其待成型蜡模4部分的形状相同的表面。
42.作为本技术的一种优选实施方式，参照图3及图4所示，第一模板11与第一基座13二者之一设置有第一定位孔132，二者之另一设置有第一定位凸起112；第二模板12与第二基座14二者之二设置有第二定位孔142，二者之另二设置有第二定位凸起122。在一个示例中，第一模板11设置有第一定位凸起112，第一基座13设置有第一定位孔132，第二模板12设置有第二定位凸起122，第二基座14设置有第二定位孔142。装配时，第一定位凸起112与第一定位孔132定位配合，第二定位凸起122与第二定位孔142定位配合，从而使得第一成型部111与第一配合部131精准定位，第二成型部121和第二配合部141精准定位，进而有利于提升所成型的盖板蜡模41和本体蜡模42的初始精度，方便后续的矫正组合。
43.进一步地，参照图3及图4所示，第一成型部111设置有凹槽成型部113，第二成型部121设置有与凹槽成型部113相对应的凸起成型部(图中未示出)；凹槽成型部113和凸起成型部分别用于在盖板蜡模41和本体蜡模42上成型定位凹槽411和定位凸起421，定位凹槽411与定位凸起421能够定位配合。从而在后续的矫正组合过程中，方便盖板蜡模41与本体蜡模42通过定位凹槽411和定位凸起421进行定位组合，进一步提升蜡模4的制作精度。作为本技术的一种优选实施方式，参照图6和图7所示，定位凸起421设置在本体蜡模42叶片的上部，且定位凸起421的高度为1mm，定位凹槽411对应设置在盖板蜡模41的相应位置上，且定
位凹槽411的深度为1.5mm，定位凹槽411深度大于定位凸起421的高度以利于减少定位凸起421与定位凹槽411配合给蜡模4整体轴向高度所带来的影响，有利于保证蜡模4整体在轴向高度的上的制作精度。当然，上述举例仅为本技术的一个优选的实施方式，本技术对于定位凸起421和定位凹槽411的具体结构以及设置方式并不做具体限定，本技术对于盖板蜡模41与本体蜡模42之间的定位方式也不做具体限定，其也可以采用其他不同的定位结构和定位方式。
44.作为本技术的一种优选实施方式，参照图8所示，本技术辅助组件中的压板21和底座22均设置有冷却腔，且冷却腔内填充有冷却介质。蜡模4的主要材料为蜡，而蜡具有低温下定型变硬，高温下融化变软的特性，通过设置冷却腔和冷却介质使得蜡模4在矫正过程中快速冷却定型，实现矫形定型的同步进行，提升蜡模4的制作效率，且蜡模4在矫正过程中不断变硬，结构强度变大，也有利于避免蜡模4过度承压而而变形受损，影响后续封闭式叶轮产品的生产。需要说明的是，本技术对于压板21和底座22的结构并不做具体限定，其可以采用上述举例中的结构，也可以采用其他的结构形式，或者另设冷却装置对辅助组件和蜡模4整体进行冷却降温。
45.同样需要说明的是，本技术对于压板21和底座22的材料也也不做具体限定，作为本技术的一种优选实施方式，当所制作的盖板蜡模41的厚度大于15mm时，蜡模4的变形量较大，需要压板21有足够的自重来压动蜡模4实现矫形，此时压板21可选用铜合金制成；当所制作的盖板蜡模41的厚度小于15mm时，蜡模4的变形量较小，所需压板21的自重较小，此时压板21可选用优质锻铝制成。当然，也可以另设其他施力装置或施力结构压动压板21对蜡模4实现矫形，本技术对此也不做具体限定。
46.进一步地，本技术中矫正腔23内壁具有光滑的表面。作为本技术的一种优选实施方式，矫正腔23内壁表面的表面粗糙度在ra0.8μm以上，从而避免辅助组件的使用划伤蜡模4表面，保证蜡模4的制作精度。当然，矫正腔23内壁表面的粗糙度也可以根据实际加工要求做适应性调整，本技术对比不做具体限定。
47.进一步地，参照图3及图4所示，第一基座13、第二基座14以及底座22均设置有称重件(图中未示出)，称重件用于称量第一基座13、第二基座14以及底座22所承载的重量。通过第一基座13、第二基座14以及底座22所承载重量的变化和差异，可以准确的得出用于制作盖板蜡模41和本体蜡模42所消耗的材料质量，并通过材料的密度体积公式计算，判断蜡模4内部是否出现气孔等缺陷，有利于保证蜡模4的制作精度。
48.进一步地，参照图1所示，本技术中的熔模铸造用封闭式叶轮分体生产工装还包括装配架15，且装配架15还包括装配支柱151，装配装配支柱151上设置有多个连接座152，连接座152分别与第一模板11、第一基座13、第二基座14和第二模板12连接；第一模板11、第一基座13、第二基座14和第二模板12沿竖直方向由上到下依次设置在装配架15上；第一基座13和第二基座14之间还设置有定位件3，以使得第一基座13与第二基座14在竖直方向上同轴设置。在一个优选的示例中，还包括驱动件(图中未示出)，驱动件分别于第一模板11、第一基座13、第二基座14和第二模板12连接，驱动件用于驱动第一模板11、第一基座13、第二基座14和第二模板12连接沿竖直方向相对装配架15移动。
49.装配架15以及装配支柱151的设置方便了模具组件的装配，有利于提升模具组件的装配效率且有利于提升模具组件的装配精度。驱动件的设置则有利于提升设备的自动化
程度，降低劳动强度，提升生产效率。
50.本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
51.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
52.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。