CN102069152B - 一种大尺寸环类结构铸件的造型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种造型方法，尤其是涉及一种大尺寸环类结构铸件的造型方法，其特征是：该方法包括如下步骤：制作模具、造型、开箱和合箱；本发明对于以往环类单独造型方案的改进，大大提高了生产效率，使模具强度提高，模具制作、造型、熔炼成本大大降低。

Description

一种大尺寸环类结构铸件的造型方法

技术领域

本发明涉及一种造型方法，尤其是涉及一种大尺寸环类结构铸件的造型方法。

背景技术

目前大尺寸圆环、半环类铸钢件，其结构特点是直径大、薄壁，结构复杂。对于此类铸件国内常用造型方案为单件铸造。以尺寸φ4170×617mm、φ5740×465mm的100万千瓦核电用低压第二级隔板外环，以下简称二级环和低压第五级隔板外环以下简称五级环为例，其现有铸造方案主要有以下几方面的弊端：

1）模具制作成本高，二级环模具需要16方木材，人工工时2050H，五级环模具需要18方木材，人工工时2100H; 两种环类铸件模具制作总计需要木料34方，耗费3150人工工时，模具制作效率较低、成本较高。

2）单件整环造型砂铁比高，分别达到4.5:1和6.1:1，型砂用量分别为48t和85t。工人工作量大，单独完成二级、五级环造型均需要7天时间；砂箱使用率低，需要两套砂箱，耗费钢结构材料共计129吨，总体生产成本较高；

3）单件熔炼成本较高，二级环熔炼经费投入约为10万元，需要人工工时1560H；五级环熔炼经费投入约为15万元，人工工时1560H；总计熔炼成本需25万元，耗费人工工时3120H。且单独熔炼由于所熔钢液量相对较少，不利于大型熔炼设备的充分利用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺方法独特、大大提高了生产效率，使模具强度提高，模具制作、造型、熔炼成本大大降低能确保铸件质量、提高生产效率、节约成本的一种大尺寸环类结构铸件的造型方法。

为了实现发明目的，本发明通过如下方式实现：

一种大尺寸环类结构铸件的造型方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

a. 制作模具：应用五轴数控加工中心，采用实心实木制作模具，突出的腰带部位做成活料，采用燕尾槽和插销定位，其余模具做成整体，芯盒的上箱采用吊胎结构，制作内浇口定位、焊接吊鼻定位等；

b. 造型：采用组合式砂箱三箱实体造型，造型时先将模具放于造型平台之上造中圈，待中圈型砂符合造型硬度要求后刷分型剂，然后造下箱，在造下箱时需要铺设浇注系统等，最后下箱、中箱一起翻箱造上箱吊胎；

c. 开箱：首先拔出冒口模具，开上箱后直接从上面起模吊走模具，然后提走中箱，取出腰带活料，利用模具自重及其与坐胎的摩擦力，在开上圈砂箱时坐胎就可以留在中、下箱；

d. 合箱：先合中箱，再下六个主芯和隔板芯，最后合上箱，合箱过程预先铺泥条进行验箱，并采用金属箱锥定位，确保合箱尺寸精度；                                                                                                               

所述造型用砂为树脂自硬砂，面砂采用铬铁矿砂，背砂采用硅砂。

本发明有如下效果：

1）工艺方法独特：本发明提供的方法应用计算机二维和三维制图技术设计总体造型方案，尺寸较大的五级环和尺寸较小的二级环在同一套砂箱内造型。分箱方案由原来的两箱改为三箱，在中箱处槽子做活料，主体模具不分开的原则。铸件槽子里侧采用隔砂冷铁，防止粘砂。防止铸件变形，工艺采取在槽子内侧放置小方台，防止铸件槽子下沉变形。为了保证二级、五级两种铸件的壁厚，砂芯采用芯头定位方式。同时为后序造型和加工方便操作考虑，合理设计拔模斜度和加工量，防变形拉筋。

2）模具制作过程独特：模具制作应用五轴数控加工中心，采用实心实木制作，突出的腰带部位做成活料，采用燕尾槽和插销定位。其余模具做成整体，保证模具强度。在芯盒结构方面，为了保证二级环模具取料方便，上箱采用吊胎结构。在在模具制作过程中，考虑工艺的需要和造型操作的方便，制作内浇口定位、焊接吊鼻定位等。

3）造型特殊：采用组合式砂箱三箱实体造型，造型用砂为树脂自硬砂，面砂采用铬铁矿砂，背砂采用硅砂。造型时先将模具放于造型平台之上造中圈，待中圈型砂符合造型硬度要求后刷分型剂，然后造下箱。在造下箱时需要铺设浇注系统等。最后下箱、中箱一起翻箱造上箱吊胎。

4）开箱、合箱开箱过程：首先拔出冒口模具，开上箱后直接从上面起模吊走模具；然后提走中箱，取出腰带活料。利用模具自重及其与坐胎的摩擦力，在开上圈砂箱时坐胎就可以留在中、下箱。合箱过程：先合中箱，再下六个主芯和隔板芯，最后合上箱。合箱过程预先铺泥条进行验箱，并采用金属箱锥定位，确保合箱尺寸精度。

5）本发明对于以往环类单独造型方案的改进，大大提高了生产效率，使模具强度提高，模具制作、造型、熔炼成本大大降低：首先将两套模具合为一套，模具强度得到加强，模具使用寿命提高约50%；二级、五级环合成一体，模具制作需要木材19方，木材使用量降低了44%，制作工时需要2458H，比原方案缩短了41%；其次二五环同箱造型，砂铁比降低至3.1:1，型砂使用量约为80t，型砂用量降低了40%；砂箱投入由原来两套砂箱改为现在一套砂箱，耗费钢结构材料71吨，砂箱成本降低了45%；同时两套铸件的造型时间和工作量均降低约了50%；而且熔炼浇注次数和时间均减少一半，操作者工作量降低，两件同时熔炼，总成本约为20万元，比单件分开熔炼投入费用降低了20%，同时有利于大型熔炼设备的充分利用。

具体实施方式

一种大尺寸环类结构铸件的造型方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

a. 制作模具：应用五轴数控加工中心，采用实心实木制作模具，突出的腰带部位做成活料，采用燕尾槽和插销定位，其余模具做成整体，芯盒的上箱采用吊胎结构，制作内浇口定位、焊接吊鼻定位等；

b. 造型：采用组合式砂箱三箱实体造型，造型时先将模具放于造型平台之上造中圈，待中圈型砂符合造型硬度要求后刷分型剂，然后造下箱，在造下箱时需要铺设浇注系统等，最后下箱、中箱一起翻箱造上箱吊胎；

c. 开箱：首先拔出冒口模具，开上箱后直接从上面起模吊走模具，然后提走中箱，取出腰带活料，利用模具自重及其与坐胎的摩擦力，在开上圈砂箱时坐胎就可以留在中、下箱；

d. 合箱：先合中箱，再下六个主芯和隔板芯，最后合上箱，合箱过程预先铺泥条进行验箱，并采用金属箱锥定位，确保合箱尺寸精度。                                                                                                                

上述造型用砂为树脂自硬砂，面砂采用铬铁矿砂，背砂采用硅砂。

Claims (2)

1.一种大尺寸环形结构铸件的造型方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

a. 制作模具：应用五轴数控加工中心，采用实心实木制作模具，突出的腰带部位做成活料，采用燕尾槽和插销定位，其余模具做成整体，芯盒的上箱采用吊胎结构，制作内浇口定位、焊接吊鼻定位；

b. 造型：采用组合式砂箱三箱实体造型，造型时先将模具放于造型平台之上造中箱，待中箱型砂符合造型硬度要求后刷分型剂，然后造下箱，在造下箱时需要铺设浇注系统，最后下箱、中箱一起翻箱造上箱吊胎；

c. 开箱：首先拔出冒口模具，开上箱后直接从上面起模吊走模具，然后提走中箱，取出腰带活料，利用模具自重及其与坐胎的摩擦力，在开上箱时坐胎就可以留在中、下箱；

d. 合箱：先合中箱，再下六个主芯和隔板芯，最后合上箱，合箱过程预先铺泥条进行验箱，并采用金属箱锥定位，确保合箱尺寸精度。

2.如权利要求1所述的一种大尺寸环形结构铸件的造型方法，其特征是：所述造型用砂为树脂自硬砂，面砂采用铬铁矿砂，背砂采用硅砂。