一種製作u型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用方法

2023-12-03 10:42:51 2

一種製作u型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用方法
【專利摘要】一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，屬於精密鑄造【技術領域】。它包括模座、水溶芯、第一活塊、主芯、下模塊、中芯和曲面模座，所述曲面模座設置在模座的中部，模座的邊側由下至上依次放置有側模板、上模板和上蓋，模座、側模板、上模板和上蓋圍成能容納水溶芯、第一活塊、下模塊、主芯和中芯的空腔，模座、曲面模座、水溶芯、第一活塊、主芯、下模塊和中芯均同軸心布置。使用該模具製備蠟件的方法包括製備水溶芯、組裝模具、射蠟和取蠟件等操作步驟。本發明的模具採用多個複雜三維活快和多個複雜三維水溶芯複合成型技術，設計合理，定位準確；使用本發明的鑄造模具可製作出尺寸精確的具有複雜的U型螺旋環繞水道的擴散器蠟件。
【專利說明】一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鑄造模具及其模具的使用方法，尤其是一種用於擴散器蠟件製作的精密鑄造模具和使用模具進行蠟件製備的方法，屬於精密鑄造工藝【技術領域】。

【背景技術】
[0002]U型超高壓螺旋增壓擴散器，材料為奧氏體鑄造不鏽鋼，是超高壓U型多級螺旋增壓裝置的最為核心的產品，它是通過U型多級螺旋環繞逐漸壓縮而產生高壓的一種新型高壓大流量泵。與一般的高壓隔膜泵、柱塞泵不同，為適應這種高壓大流量泵的使用需要，U型螺旋增壓擴散器的產品結構設計獨特，參見圖1-圖3。產品的工作壓力大於3000Psi，葉輪葉片為該產品最核心的技術，葉輪為多條厚2_的U型環狀螺旋環繞葉片，擴散器內具有多條壁厚2_的U型螺旋環繞組成的特殊的密閉水道，擴散器中心設置有中心孔。由於產品的形狀複雜、結構特殊，整體尺寸精度需要控制在IT5-6級，採用熔模精密鑄造來實現擴散器鑄件的生產時，鑄件蠟件的製作是首要步驟。但對具有U型螺旋環繞水道的於擴散器鑄件來說，技術的複雜程度使U型螺旋環繞水道擴散器蠟件的製造很難實現，內部型腔在依靠使用水溶芯形成時，模具設計製造困難，製造周期長，並且水溶芯在墨跡中無法定位，厚度僅為2mm的水溶芯強度嚴重不足，在射蠟過程中容易造成葉片斷裂，蠟件的形狀、精度和質量難以達到使用要求，廢品率高。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在於提供一種上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用模具製作蠟件的方法，模具的定位準確；使用模具製作的擴散器蠟件形狀尺寸精確，提高了生產效率，降低了生產成本。
[0004]本發明所述問題是以下述技術方案實現的:
一種上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，它包括模座、曲面模座、第一活塊、下模塊、主芯和中芯，所述模座為由豎放的兩側板和一平放的底板組成的凹形塊，底板的中心開設凹槽，所述曲面模座嵌裝在凹槽內，曲面模座的中心設置通孔，所述通孔中插接用於形成擴散器蠟件中心孔的階梯軸狀的中芯，曲面模座的上端面圓周均布開設多個階梯槽，所述階梯槽由中心向外發散呈螺旋狀環繞布置。
[0005]所述下模塊的形狀與擴散器鑄件的葉片形狀相對應，所述第一活塊設置多塊，其中一塊第一活塊分別靠接在下模塊一葉片的側端，下模塊和第一活塊均插設在階梯槽的中部，第一活塊的上部設置由多塊水溶蠟組合而成的水溶芯，所述水溶芯的初始端插接在階梯槽外緣，水溶芯的末端形成規則的鋸齒圓，所述主芯為一倒扣在水溶芯上部的帶凸臺的法蘭盤，主芯中心設置孔徑大於中芯外徑的圓孔，所述凸臺的下端面開設多個圓周均布的螺旋槽，所述螺旋槽內嵌裝多個第二活塊，第二活塊的末端在凸臺的外周形成與水溶芯末端相對配合的鋸齒面。
[0006]所述底板的上部由下至上依次放置有側模板、上模板和上蓋，所述側模板、上模板和上蓋兩端與兩側板相抵接，側模板和上模板中部設置有容納第一活塊、下模塊、主芯和中芯的空腔。
[0007]上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進一步改進在於，所述曲面模座的通孔中插設連接套，所述連接套的外端面與下模塊的葉片的內邊緣相抵，連接套的內孔插接中芯。
[0008]上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進一步改進在於，模座的兩側板以中心為分界面，兩邊厚度不同，兩側板的相同厚度相對放置，形成兩邊寬度不相等的空腔。
[0009]上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進一步改進在於，側模板包括大小不一的第一側模板和第二側模板，所述第一側模板和第二側模板分別對應放置在側板形成的空腔內，第一側模板和第二側模板通過橫穿設置的壓緊螺栓固定連接。
[0010]上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進一步改進在於，上模板包括大小不一的第一上模板和第二上模板，所述第一上模板和第二上模板分別對應放置在側板形成的空腔內，第一上模板和第二上模板通過橫穿設置的壓緊螺栓固定連接。
[0011]上述製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進一步改進在於，所述主芯的凸臺下端面每個螺旋槽的外端均設置一凹坑，所述凹坑內放置用於固定第二活塊的磁鐵。
[0012]一種使用上述模具製作蠟件的方法，它包括以下步驟:
步驟a:製備水溶芯:利用水溶芯模具製造多個水溶芯3 ；
步驟b:組裝模具:首先在模座I內放置曲面模座15，將第一活塊5和下模塊10分別放置到曲面模座15的階梯槽中；固定好第一側模板2和第二側模板17 ;在曲面模座15的通孔中插裝連接套14，將步驟a製得的水溶芯3組合放置在曲面模座15的階梯槽外緣，固定第一上模板4和第二上模板16 ;將帶有磁鐵7和第二活塊8的主芯9倒扣裝入後,最後蓋好上蓋鎖緊，模具組裝完成；
步驟c:射蠟:將組裝完成的模具移至射蠟機進行射蠟；
步驟d:取蠟件:射蠟完成後，打開模具，取出擴散器蠟件，抽出所有第一活塊和第二活塊，然後將擴散器蠟件放到水中溶解水溶芯；
擴散器蠟件製備完成，所述擴散器蠟件內具有多條壁厚2_的U型螺旋環繞組成的特殊的密閉水道，擴散器蠟件中心設置有階梯中心孔。
[0013]本發明的有益效果在於:
本發明提供的鑄造模具設計科學，定位準確；採用了多個複雜三維活塊和多個複雜三維水溶芯複合成型的技術，設計合理。使用該鑄造模具技術可製作出具有複雜的U型螺旋環繞水道的擴散器蠟件。由於採用了多個複雜三維活快和多個複雜三維水溶芯複合定位成型技術，不但解決了水溶芯的製造和定位困難的問題，同時還縮短了水溶性芯的製造和蠟件的溶芯時間，完成了複雜密閉的U型螺旋環繞水道的成型以及擴散器蠟件的製造，保證了產品的U型螺旋環繞水道的位置精度，確保產品的鑄造精度，減少了水溶芯溶解的廢物排放，有利於環境保護。
[0014]本發明首先使用水溶芯模具製造水溶芯，將第一活塊和下模塊放置到曲面模座中，合上第一側模板和第二側模板進行定位壓緊，之後裝入連接套和水溶芯，裝入第一上模板和第二上模板並壓緊定位，插入主芯使其和水溶性芯精確定位，最後裝入中芯，蓋上上蓋鎖緊，移入到射蠟機進行擴散器蠟件的製造。通過裝配組裝各個零部件後，方便快速的製作擴散器蠟件，提高了生產效率，減輕了勞動強度，降低了生產成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0016]圖1為U型螺旋增壓擴散器的結構示意圖；
圖2為圖1的側視圖；
圖3為圖1的A向視圖；
圖4為本發明的鑄造模具的結構示意圖；
圖5為第一側模板和第二側模板的俯視圖。
[0017]圖中各標號清單為:1、模座，2、第一側模板,3、水溶芯,4、第一上模板,5、第一活塊，6、上蓋，7、磁鐵，8、第二活塊，9、主芯，10、下模塊，11、定位銷，12、定位套，13、中芯，14、連接套，15、曲面模座，16、第二上模板，17、第二側模板，18、壓緊螺栓。

【具體實施方式】
[0018]一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，結構參見圖4和圖5，它包括模座1、水溶芯3、第一活塊5、主芯9、下模塊10、中芯13和曲面模座15。所述曲面模座15設置在模座I的中部，模座I的邊側由下至上依次放置有側模板、上模板和上蓋6，模座1、側模板、上模板和上蓋6圍成能容納水溶芯3、第一活塊5、下模塊10、主芯9和中芯13的空腔。模座
1、曲面模座15、水溶芯3、第一活塊5、主芯9、下模塊10和中芯13均同軸心布置。
[0019]所述模座I包括兩塊側板和一塊底板，所述兩側板豎直放置，底板平躺放置，由側板和底板組成凹形。模座的兩塊側板的橫截面為L形，即側板以中心為分界面，兩邊的厚度不同，兩塊側板的相同厚度同向相對放置，形成兩邊寬度不相等的空腔。所述側模板包括大小不一的第一側模板2和第二側模板17,第一側模板2和第二側模板17分別對應放置在側板形成的空腔內，第一側模板2和第二側模板17的兩端與兩側板相抵接，第一側模板2和第二側模板17的相接面與側板厚度的分界線相重合，位於側板的中心。第一側模板2和第二側模板17通過橫穿設置的壓緊螺栓18固定連接。所述上模板包括大小不一的第一上模板4和第二上模板16,所述第一上模板4和第二上模板16分別對應放置在側板形成的空腔內，第一上模板4對應設置在第一上模板4上；第二上模板16對應設置在第二上模板16上。第一上模板4和第二上模板16的兩端與兩側板相抵接,第一上模板4和第二上模板16的相接面與側板厚度的分界線相重合，位於側板的中心。第一上模板4和第二上模板16通過橫穿設置的壓緊螺栓18固定連接。所述上蓋6設置在第一上模板4和第二上模板16上，上蓋6的兩端與兩側板相抵接。上蓋6、上模板和側模板上對應設置一用於穿裝定位銷11的銷孔，模座的底板設置定位套12，所述上蓋6、上模板、側模板和模座通過定位銷和定位套固定相接。
[0020]模座I的底板中心開設凹槽，所述曲面模座15嵌裝在凹槽內。曲面模座15的中心設置通孔，所述通孔中插接中芯13，所述中芯13為階梯軸狀，用於形成擴散器蠟件的中心孔。曲面模座15的上端面圓周均布開設多個階梯槽，所述階梯槽由中心向外發散呈螺旋狀環繞布置，階梯槽用於定位放置下模塊10、第一活塊5和水溶芯3。
[0021]所述下模塊10的形狀與擴散器鑄件的葉片形狀相對應，所述第一活塊5設置多塊，第一活塊5的形狀與每片葉片的形狀相對應，其中一塊第一活塊5分別靠接在下模塊10一葉片的側端。所述下模塊10和第一活塊5均插設在曲面模座15的階梯槽的中部。下模塊10和第一活塊5的外周邊緣上部設置水溶芯3，所述水溶芯3由多塊水溶蠟芯組合而成，水溶蠟芯為一扭轉而成的多維立體結構，水溶蠟芯的橫截面為等腰梯形。水溶蠟芯的初始端插接在階梯槽的外緣，組合成的水溶芯3的末端形成一規則的鋸齒圓。所述主芯9為一倒扣在水溶芯3上部的帶凸臺的法蘭盤，主芯9中心設置孔徑大於中芯13外徑的圓孔，所述凸臺的下端面開設多個圓周均布的螺旋槽，所述螺旋槽內嵌裝多個第二活塊8，多個第二活塊8的組合結構與葉片形狀相對應，在每個螺旋槽的外端均設置一凹坑，每個凹坑內放置一磁鐵7，用於固定第二活塊8。第二活塊8的外邊緣末端在凸臺的外周形成鋸齒面，鋸齒面與水溶芯3末端的鋸齒圓相對配合。
[0022]為保證中芯13與曲面模座15間的同軸度，所述曲面模座15的通孔中插設連接套14，所述連接套14的外端面與下模塊的葉片的內邊緣相抵，連接套14的內孔插接中芯13。
[0023]使用本發明的鑄造模具製作蠟件的方法包括以下步驟:
步驟a:製備水溶芯:首先使用水溶芯模具製造多個備用的水溶芯3 ；
步驟b:組裝模具:將曲面模座15放置到模座I內，第一活塊5和下模塊10放置到曲面模座中，合上第一側模板2和第二側模板17，穿裝壓緊螺栓18進行定位壓緊，之後裝入連接套14，並將水溶芯組合放置好，裝入第一上模板4和第二上模板16並通過壓緊螺栓壓緊定位後，插入帶有磁鐵7和第二活塊8的主芯9，並保證主芯與水溶性芯精確定位，最後將中芯13裝入，蓋好上蓋6，通過定位銷11和定位套12鎖緊；
步驟c:射蠟:移入到射蠟機進行射蠟。
[0024]步驟d:取蠟件:射蠟完成後，打開模具，將擴散器蠟件整體取出，抽出所有第一活塊和第二活塊，將擴散器蠟件放到水中，間斷的翻轉擴散器蠟件使水溶芯快速溶解後，完成擴散器蠟件的製造。製得的擴散器蠟件內具有多條壁厚2_的U型螺旋環繞組成的特殊的密閉水道，擴散器蠟件中心設置有階梯中心孔。
【權利要求】
1.一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特徵是，它包括模座(I)、曲面模座(15)、第一活塊(5)、下模塊(10)、主芯(9)和中芯(13)，所述模座(I)為由豎放的兩側板和一平放的底板組成的凹形塊，底板的中心開設凹槽，所述曲面模座(15)嵌裝在凹槽內，曲面模座(15)的中心設置通孔，所述通孔中插接用於形成擴散器蠟件中心孔的階梯軸狀的中芯(13)，曲面模座(15)的上端面圓周均布開設多個階梯槽，所述階梯槽由中心向外發散呈螺旋狀環繞布置， 所述下模塊(10)的形狀與擴散器鑄件的葉片形狀相對應，所述第一活塊(5)設置多塊，其中一塊第一活塊(5)分別靠接在下模塊(10) —葉片的側端,下模塊(10)和第一活塊(5)均插設在階梯槽的中部，第一活塊(5)的上部設置由多塊水溶蠟組合而成的水溶芯(3)，所述水溶芯(3)的初始端插接在階梯槽外緣，水溶芯(3)的末端形成規則的鋸齒圓，所述主芯(9)為一倒扣在水溶芯(3)上部的帶凸臺的法蘭盤，主芯(9)中心設置孔徑大於中芯(13)外徑的圓孔，所述凸臺的下端面開設多個圓周均布的螺旋槽，所述螺旋槽內嵌裝多個第二活塊(8)，第二活塊(8)的末端在凸臺的外周形成與水溶芯(3)末端相對配合的鋸齒面， 所述底板的上部由下至上依次放置有側模板、上模板和上蓋(6)，所述側模板、上模板和上蓋兩端與兩側板相抵接，側模板和上模板中部設置有容納第一活塊(5)、下模塊(10)、主芯(9)和中芯(13)的空腔。
2.根據權利要求1所述的一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特徵是，所述曲面模座(15)的通孔中插設連接套(14)，所述連接套(14)的外端面與下模塊的葉片的內邊緣相抵，連接套(14)的內孔插接中芯(13)。
3.根據權利要求1所述的一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特徵是，模座的兩側板以中心為分界面，兩邊厚度不同，兩側板的相同厚度相對放置，形成兩邊寬度不相等的空腔。
4.根據權利要求3所述的一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特徵是，側模板包括大小不一的第一側模板(2 )和第二側模板(17 ),所述第一側模板(2 )和第二側模板(17)分別對應放置在側板形成的空腔內，第一側模板(2)和第二側模板(17)通過橫穿設置的壓緊螺栓(18)固定連接。
5.根據權利要求3所述的一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特徵是，上模板包括大小不一的第一上模板(4)和第二上模板(16),所述第一上模板(4)和第二上模板(16)分別對應放置在側板形成的空腔內，第一上模板(4)和第二上模板(16)通過橫穿設置的壓緊螺栓(18)固定連接。
6.根據權利要求1所述的一種製作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特徵是，所述主芯(9)的凸臺下端面每個螺旋槽的外端均設置一凹坑，所述凹坑內放置用於固定第二活塊(8)的磁鐵(7)。
7.一種使用權利要求1?6所述的模具製作蠟件的方法，其特徵是，它包括以下步驟: 步驟a:製備水溶芯:利用水溶芯模具製造多個水溶芯3 ； 步驟b:組裝模具:首先在模座I內放置曲面模座15，將第一活塊5和下模塊10分別放置到曲面模座15的階梯槽中；固定好第一側模板2和第二側模板17 ;在曲面模座15的通孔中插裝連接套14，將步驟a製得的水溶芯3組合放置在曲面模座15的階梯槽外緣，固定第一上模板4和第二上模板16 ;將帶有磁鐵7和第二活塊8的主芯9倒扣裝入後,最後蓋好上蓋鎖緊，模具組裝完成； 步驟c:射蠟:將組裝完成的模具移至射蠟機進行射蠟； 步驟d:取蠟件:射蠟完成後，打開模具，取出擴散器蠟件，抽出所有第一活塊和第二活塊，然後將擴散器蠟件放到水中溶解水溶芯； 擴散器蠟件製備完成，所述擴散器蠟件內具有多條壁厚2_的U型螺旋環繞組成的特殊的密閉水道，擴散器蠟件中心設置有階梯中心孔。
【文檔編號】B22C7/02GK104368750SQ201410621934
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】範修謙, 李雪興, 袁建強, 景海燕, 顏召雷 申請人:保定風帆精密鑄造製品有限公司