一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具的製作方法
2023-04-27 09:18:06 1
專利名稱:一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具的製作方法
技術領域：
本發明屬於熔模鑄造領域，具體涉及一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具。
背景技術：
單晶渦輪葉片是制約航空發動機推重比的重要零部件，是我國大飛機自主研製必須突破的瓶頸。想要獲得合格的單晶葉片，必然要通過螺旋選晶器來進行選晶。
螺旋選晶器系統非常複雜，包括引晶段、螺旋段和過渡段，與普通的「彈簧」的形狀存在很大的差異，另外，其不同部件不同部位的壁厚差異很大，且螺紋的直徑在3_左右，因此，如果壓型模具的結構及分型面、分型線設計不合理，則會出現螺旋選晶器蠟模取不出、變形及表面光潔度不好等問題。
公開號為CN102205391A的中國專利公開了一種用於高溫合金單晶生長的螺旋選晶器的製備裝置及方法，其中具體描述了一種包括金屬外模和金屬內鑲塊的模具，其金屬外模為水平分型結構，四個金屬內鑲塊設置於金屬外模內部四個頂角，之間設有用於澆注選晶器的螺旋段，該螺旋段以螺旋旋轉中心為法線方向十字剖開的四個鑲塊組成的空間螺旋結構，保證了選晶器三部分的一次整體成型。但是這樣額外在模具中設置金屬內鑲塊，增加了模具的設計成本和難度，需要額外設置多個連接銷，而且在起模時還需要將內鑲塊按規定角度進行旋轉取出，造成了起模時的操作難度大，在機械加工領域，越多的連接銷，越多的裝配結構，就意味著裝配精度的下降，造成模具不易脫落等問題。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明提供一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具，目的是使脫模過程變得簡單高效，同時提高螺旋選晶器的尺寸精度和表面光潔度。
本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具整體是長方體結構，包括上模和下模，上模和下模組成了螺旋選晶器型腔和與型腔相連的注蠟嘴，所述的螺旋選晶器型腔由引晶段、螺旋段和過渡段組成，其中引晶段和過渡段所在的模具分型面是平面，螺旋段所在的模具分型面是曲面；所述的上模和下模還包括對稱設置在模具四角的四個定位孔，上模和下模的側面各設有兩個手扣槽，在下模分型面的四個頂角處設有四個撬口，上模和下模通過位於設置在四個定位孔上的定位銷固定連接。
所述曲面分型面上的分型線平行於平面分型面上的分型線，且與螺旋段相應位置沿模具高度方向的截面相交，得到兩個交點，以這兩個交點為切點沿模具高度方向作截面的切線，曲面分型面上的分型線與該切線相垂直。
與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是
與藉助於金屬外模和金屬內鑲塊的螺旋選晶器模具相比，本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具是上模和下模整體分型結構，並且運用了平面和曲面相結合的複合式分型面，分型面上的分型線水平且與引晶段側面的法向方向重合，將螺旋選晶器的引晶段、螺旋段、過渡段一次成形，簡化了螺旋選晶器的製備工藝，降低了操作人員勞動強度，使脫模過程變得簡單高效；
本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具的上模和下模簡單地通過四個定位銷連接，大大提高了模具的裝配精度，提高了螺旋選晶器的尺寸精度及表面光潔度；
本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具的加工方法直接通過三維軟體設計模具結構，供工具機加工編程使用，縮短了模具的製造周期且解決了螺旋選晶器金屬模具型腔結構的加工困難問題。
圖I是本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具結構的左視圖；
圖2是本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具結構的主視圖；
圖3是本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具結構的俯視圖；
圖4是本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具的上模的結構示意圖；
圖5是本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具的下模的結構示意圖；
其中，I :上模；2 :下模；3 :手扣槽；4 :撬口 ；5 :注蠟嘴；6 :定位銷；7 :過渡段；8 :螺旋段；9:引晶段；10:定位孔。
具體實施方式
本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具由45號鋼製成，其結構如圖I-圖5所示，本發明的壓型模具整體是長方體結構，包括上模I和下模2，上模I和下模2組成了螺旋選晶器型腔和與型腔相連的注蠟嘴5，所述的螺旋選晶器型腔由過渡段7、螺旋段8和引晶段9組成，其中過渡段7和引晶段9所在的模具分型面是平面，螺旋段8所在的模具分型面是曲面；
上模I和下模2還包括對稱設置在模具四角的四個定位孔10，上模I和下模2的側面各設有兩個手扣槽3，在下模分型面的四個頂角處設有四個撬口 4，上模I和下模2通過位於設置在四個定位孔10上的定位銷6固定連接。
曲面分型面上的分型線平行於平面分型面上的分型線，且與螺旋段8相應位置沿模具高度方向的截面相交，得到兩個交點，以這兩個交點為切點沿模具高度方向作截面的切線，曲面分型面上的分型線與該切線相垂直。
採用本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具注蠟壓型的步驟是
將組合好的螺旋選晶器模具預熱到3(T35°C後，分離上模I和下模2，此時在上、下模型的螺旋選晶器型腔內分別刷分型劑，然後將組合好的模具放在美國產50噸MPI壓蠟機工作檯上，模具的注蠟嘴對準設備的注蠟嘴5，將蠟料加熱到(65 72) °C，在的壓力下進行注蠟，其中壓注壓力為(O. 3 O. 7)MPa，合模力為5 MPa，保壓(30 50) s後，用工具分別撬動四個撬口 4，然後雙手握住上模I的手扣槽3將上模I取出，然後用壓縮空氣輕吹螺旋選晶器型腔，並將螺旋選選晶器蠟件取下放在搪瓷盤的海綿上。
其中所述的分型劑為甲基矽油。
權利要求
1.一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具，整體是長方體結構，包括上模和下模，其特徵在於上模和下模組成了螺旋選晶器型腔和與型腔相連的注蠟嘴，所述的螺旋選晶器型腔由引晶段、螺旋段和過渡段組成，其中引晶段和過渡段所在的模具分型面是平面，螺旋段所在的模具分型面是曲面；所述的上模和下模還包括對稱設置在模具四角的四個定位孔，上模和下模的側面各設有兩個手扣槽，在下模分型面的四個頂角處設有四個撬口，上模和下模通過位於設置在四個定位孔上的定位銷固定連接。
2.根據權利要求
I所述的一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具，其特徵在於所述曲面分型面上的分型線平行於平面分型面上的分型線，且與螺旋段相應位置沿模具高度方向的截面相交，得到兩個交點，以這兩個交點為切點沿模具高度方向作截面的切線，曲面分型面上的分型線與該切線相垂直。
專利摘要
本發明屬於熔模鑄造領域，具體涉及一種單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具。本發明的單晶葉片螺旋選晶器的壓型模具，是長方體結構，包括上模和下模，上模和下模組成了螺旋選晶器型腔和與型腔相連的注蠟嘴，螺旋選晶器型腔由引晶段、螺旋段和過渡段組成，引晶段和過渡段所在的模具分型面是平面，螺旋段所在的模具分型面是曲面；上模和下模還包括對稱設置在模具四角的四個定位孔，上模和下模的側面各設有兩個手扣槽，在下模分型面的四個頂角處設有四個撬口，上模和下模通過位於設置在四個定位孔上的定位銷固定連接。本發明的壓型模具將螺旋選晶器的引晶段、螺旋段、過渡段一次成形，簡化了螺旋選晶器的製備工藝，降低了操作人員勞動強度，使脫模過程變得簡單高效。
文檔編號B22C9/04GKCN102794402SQ201210298181
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月21日
發明者孫長波, 張澤海, 周君華, 尚偉, 李波 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan