CN105598385A - 一种螺旋桨铸造成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋桨铸造成型方法，包括以下步骤：制作桨钢模具；制砂芯；组装成型螺旋桨砂芯；制作浇口钢模具，制作浇口砂芯；制作坭芯；制作砂箱；制造过程；浇注；取件；锯冒口，打磨成型。本发明螺旋桨铸造成型方法可操作性强，工艺性好，可改善提高螺旋桨质量，提高生产效率，节约生产成本，产品质量满足客户对产品的需求，为企业创造新的利润增长点。
Description
技术领域
本发明属于船舶技术领域，更具体地说，涉及一种螺旋桨铸造成型方法。
背景技术
传统的船舶螺旋桨铸造成型工艺方案主要采用基准面螺距面刮板+外螺距三角板+补砂板+假叶片等，相比此次发明的船舶螺旋桨铸造成型方法有如下缺点：1、对造型工操作准确度要求高。螺旋桨桨叶各点的螺距值靠刮板和坐标尺控制，准确度受工具精度的影响，导致桨叶厚度加大，加重后续打磨工作量，延长工期；2、造型工劳动强大，工序多，劳动条件差；3、单件制作时间长，由于工序多，劳动强度大，导致效率低，制作时间长，制约了船舶螺旋桨质量和效率的提高，迫使我们采取更加适应市场的新工艺、新方法生产船舶螺旋桨。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种可改善提高螺旋桨质量，提高生产效率，节约生产成本的螺旋桨铸造成型方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种一种螺旋桨铸造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)依据该船舶螺旋桨图纸制作桨钢模具；
2)制砂芯，将所述桨钢模具安装在壳型机上，对准壳型机喷砂口，控制砂喷入模具腔内，加热13～17分钟左右固化，取出砂芯；
3)螺旋桨砂芯由多个独立叶片砂芯组装构成，重复步骤2)操作，制作多个砂芯组装成螺旋桨砂芯备用；
4)按浇口砂芯形状尺寸制作浇口钢模具，在模具内填砂，加热固化后取出浇口砂芯备用；
5)制作坭芯；
6)制作砂箱，砂箱尺寸满足放置螺旋桨砂芯的要求，强度满足浇注过程涨箱力要求；
7)将制作好的螺旋桨砂芯放置在造型平板上，底箱将螺旋桨砂芯包含在内，并使底箱对角中心和螺旋桨砂芯中心重合，瓦瓣浇口砂芯放置在螺旋桨砂芯上，放于螺旋桨砂芯中心，并使瓦瓣砂芯浇口对准螺旋桨砂芯型腔口，向底箱内填树脂砂，并舂实；
8)舂好后，将底箱翻转180度，将冒口的木模放置在螺旋桨砂芯上，并使木模中心和螺旋桨砂芯中心重合，放置盖箱将冒口木模包含在内，并使盖箱对角中心和冒口木模中心重合，向盖箱内填树脂砂，并舂实；
9)完成后取出木模形成空腔。底箱将盖箱合箱固定，待浇注；
10)浇注完成10～15分钟后开箱，取出螺旋桨铸件毛坯；
11)锯冒口，打磨成型。
为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：
所述桨钢模具包括动模和定模两部分，所述动模安装在壳型机动板上，所述定模安装在壳型机定板上，所述壳型机动板在气缸作用下，带动所述动模运动，实现所述动模与定模的开合运动。
在所述动模和定模上均预留有加热孔，需将加热管插入动模和定模预留加热孔内，提前加热至190℃～210℃再制砂芯。
所述浇口砂芯为具有多个引流通道的瓦瓣浇口砂芯，所述引流通道分别通向各砂芯，所述浇口钢模具为瓦瓣浇口刚模具。
所述瓦瓣浇口钢模具上设有加热孔，使用前将加热管插入加热孔内预热到190℃～210℃。
所述瓦瓣浇口砂芯、螺旋桨砂芯、冒口、坭芯均采用覆膜砂成型。
在所述螺旋桨砂芯侧边设有连通各个叶片型腔的抽气通道，在浇注之前通过控制抽气泵对各型腔抽真空处理。
在浇注过程中采用压力泵控制液体金属充型压力。
船舶的左右螺旋桨各对应设有一副桨钢模具。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：一、简化了制作工艺，提高了船舶螺旋桨毛坯螺距精度，减少桨叶厚度和桨毂直径尺寸，桨叶和桨毂只留打磨抛光余量，大大减少后续打磨工工作量。二、减少造型工劳动强度，改善造型工劳动条件。三、提高劳动效率，毛坯数量由原来的两天一件提高到一天四件。此工艺方案能够保质保量完成生产任务，克服以前船舶螺旋桨制作过程中的缺点，产品质量满足客户对产品的需求，为企业创造新的利润增长点，同时实用性可操作性强，工艺性好。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为浇注系统结构示意图；
图2为砂箱底箱俯视图；
图3为砂箱底箱主视图；
图4为砂箱箱盖俯视图；
图5为砂箱箱盖主视图；
图6为本发明砂芯俯视图；
图7为本发明砂芯左视图。
图中标记为：1、瓦瓣浇口砂芯，2、螺旋桨砂芯，3、冒口，4、坭芯，5、底箱，51、底箱箱壁，52、底箱箱耳，53、底箱手柄，6、箱盖，61、箱盖箱壁，52、箱盖箱耳，53、箱盖手柄。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明螺旋桨铸造成型方法，采用的螺旋浆铸造浇注系统，如图1所示，包括螺旋桨砂芯2，坭芯4垂直穿过螺旋桨砂芯2中心，与螺旋桨砂芯2形成设于螺旋桨砂芯2内用于成型螺旋桨的型腔，螺旋桨砂芯2上端连接冒口3，下端连接起引流作用的瓦瓣浇口砂芯1。本发明中，螺旋桨砂芯2为多个独立的叶片砂芯组装而成。
制作叶片砂芯时，将桨钢模具安装在壳型机上，对准壳型机喷砂口，控制砂喷入模具腔内，加热13～17分钟左右固化，取出叶片砂芯。重复多次操作，将多个叶片砂芯组装构成螺旋桨砂芯备用。单个叶片砂芯工艺简单，便于制作成型，提高砂芯的造型精度，可提高船舶螺旋桨毛坯螺距精度。
该浇注系统还包括砂箱，砂箱包括底箱5和盖箱6，螺旋桨砂芯2置于底箱5内。底箱5对角中心和螺旋桨砂芯2中心重合，瓦瓣浇口砂芯1与螺旋桨砂芯2中心位于同一直线上，且瓦瓣浇口砂芯1的浇口对准螺旋桨砂芯2的型腔口。冒口3中心和螺旋桨砂芯2中心重合。
本发明中，如图2、3所示，砂箱的底箱5由底箱侧壁51围成，在底箱侧壁51上设有底箱箱耳52和底箱手柄53；如图4、5所示，盖箱6由盖箱侧壁61围成，在盖箱侧壁61上设有盖箱箱耳62和盖箱手柄63。底箱手柄53对称设在底箱侧壁51相对的两侧壁上，相对的另两侧壁上设有对称布置的底箱箱耳52；盖箱手柄63对称设在盖箱侧壁61相对的两侧壁上，相对的另两侧壁上设有对称布置的盖箱箱耳62；底箱箱耳52和盖箱箱耳62上下向对应布置，且箱耳上设有对应布置的连接孔，通过螺栓穿过连接孔，螺母拧紧实现固定连接。
本发明中，瓦瓣浇口砂芯1、螺旋桨砂芯2、冒口3、坭芯4均采用覆膜砂成型。该砂特点是砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜，因此可以在一定温度下固化，可通过加热迅速固化定型；流动性好，制出的砂芯轮廓清晰，组织致密；涣散性好，铸件容易清理。
浇注系统中，瓦瓣浇口砂芯1和螺旋桨砂芯2均采用钢模具内加热成型。成型效果好，可相应的提高工作效率，改善工作条件。
本发明浇注系统中，在每个叶片砂芯的一侧均设有连通其型腔的通道，通道的外侧连接至抽气泵，在浇注前可对每个砂芯型腔进行抽真处理，便于金属流液顺利的浇注至型腔内，铸件成型好。
螺旋桨铸造成型方法，包括以下步骤：
1)依据该船舶螺旋桨图纸制作桨钢模具；
2)制砂芯，将所述桨钢模具安装在壳型机上，对准壳型机喷砂口，控制砂喷入模具腔内，加热13～17分钟左右固化，取出砂芯；
3)螺旋桨砂芯由多个独立叶片砂芯组装构成，重复步骤2)操作，制作多个砂芯组装成螺旋桨砂芯备用；
4)按浇口砂芯形状尺寸制作浇口钢模具，在模具内填砂，加热固化后取出浇口砂芯备用；
5)制作坭芯；
6)制作砂箱，砂箱尺寸满足放置螺旋桨砂芯的要求，强度满足浇注过程涨箱力要求；
7)将制作好的螺旋桨砂芯放置在造型平板上，底箱将螺旋桨砂芯包含在内，并使底箱对角中心和螺旋桨砂芯中心重合，瓦瓣浇口砂芯放置在螺旋桨砂芯上，放于螺旋桨砂芯中心，并使瓦瓣砂芯浇口对准螺旋桨砂芯型腔口，向底箱内填树脂砂，并舂实；
8)舂好后，将底箱翻转180度，将冒口的木模放置在螺旋桨砂芯上，并使木模中心和螺旋桨砂芯中心重合，放置盖箱将冒口木模包含在内，并使盖箱对角中心和冒口木模中心重合，向盖箱内填树脂砂，并舂实；
9)完成后取出木模形成空腔。底箱将盖箱合箱固定，待浇注；
10)浇注完成10～15分钟后开箱，取出螺旋桨铸件毛坯；
11)锯冒口，打磨成型。
桨钢模具包括动模和定模两部分，动模安装在壳型机动板上，定模安装在壳型机定板上，壳型机动板在气缸作用下，带动动模运动，实现动模与定模的开合运动。在动模和定模上均预留有加热孔，需将加热管插入动模和定模预留加热孔内，提前加热至190℃～210℃再制砂芯。
浇口砂芯为具有多个引流通道的瓦瓣浇口砂芯1，引流通道分别通向各砂芯，金属流液通过瓦瓣浇口进入螺旋桨桨毂，平稳的进入桨叶各部分，减少了造型的工作量，而且也减少了金属液消耗量，使金属液的收得率大大提高。相应的浇口钢模具为瓦瓣浇口钢模具。瓦瓣浇口钢模具上设有加热孔，使用前将加热管插入加热孔内预热到190℃～210℃，以便于砂芯更好的制造成型。
优选的，在螺旋桨砂芯侧边设有连通各个叶片型腔的抽气通道，在浇注之前通过控制抽气泵对各型腔抽真空处理。
优选的，在浇注过程中采用压力泵控制液体金属充型压力。
船舶的左右螺旋桨各对应设有一副桨钢模具。
本发明中，螺旋桨铸造成型方法，具体如下：
一、选择适合该船舶螺旋桨用壳型机，可选用Z956型。
该壳型机具有以下优点：
①垂直分型、可双面射砂；
②射头可以前后移动、自动加砂、射板无需水冷；
③加热方式：电加热或燃气加热；
④采用无触点接近开关，欧姆龙(或三菱)PLC控制。
二、依据该船舶螺旋桨图纸制作桨钢模具，并能在Z956型壳型机上制作螺旋桨砂芯。
桨钢模具内使用尺寸达到桨叶和桨毂只留打磨抛光余量的要求。桨钢模具制作两副，左右旋桨各一副。每幅桨钢模具分动模、定模两部分。动模安装在壳型机动板上，定模安装在壳型机定板上。壳型机动板在气缸作用下，实现与顶板开合运动，带动动模、定模实现开合运动。使用前，需将加热管插入动模、定模预留的加热孔内，提前加热至190℃～210℃。加热到温度后，将模具对准壳型机喷砂口，控制覆膜砂喷入模具腔内。加热15分钟左右固化，开模取出砂芯。重复此操作，多个砂芯组装成一个螺旋桨砂芯2(依据螺旋桨叶片数定)，如图6、7所示。按此方法，每天至少可以完成制作4套螺旋桨砂芯。
制作瓦瓣浇口钢模具，预留加热孔，使用前预热到190℃～210℃。预热好后填覆膜砂，固化后取出瓦瓣浇口砂芯1备用。
制作垂直式坭芯，与瓦瓣浇口组合，便于整个坭芯系统的出气。
三、制作砂箱。砂箱尺寸满足放置螺旋桨砂芯的要求，强度满足浇注过程涨箱力要求。砂箱两端设置棒状手柄，起起吊搬运、底盖箱箱合箱时连接作用，砂箱另两端设置箱耳，起定位底盖箱箱作用。
四、制作过程，将制作好的螺旋桨砂芯2放置在造型平板上，底箱5将螺旋桨砂芯2包含在内，并使底箱5对角中心和螺旋桨砂芯中心重合。瓦瓣浇口砂芯1放置在螺旋桨砂芯2上，放于螺旋桨砂芯2中心，并使瓦瓣砂芯浇口1对准螺旋桨砂芯2型腔口。向底箱5内填树脂砂，并舂实。舂好后，将底箱5翻转180度。将冒口木模放置在螺旋桨砂芯2上，并使木模中心和螺旋桨砂芯2中心重合。放置盖箱6将冒口木模包含在内，并使盖箱6对角中心和冒口木模中心重合。向盖箱6内填树脂砂，并舂实。完成后取出木模形成空腔。底盖箱合箱固定，待浇注。采用本浇注系统，每次浇注完后，底箱5可以重复使用，降低生产成本，提高了生产速度。
如附图1所示，螺旋浆铸造浇注系统，包括瓦瓣浇口砂芯1、螺旋桨砂芯2、冒口3、坭芯4。瓦瓣浇口砂芯1位于螺旋桨砂芯2下方，起到浇注时将铜液引流到螺旋桨砂芯2的作用。螺旋桨砂芯2位于冒口3下方，起到成型螺旋桨形状的作用。冒口3起到浇注后冷却过程中补缩螺旋桨本体和浇注过程中排出型腔中气体的作用。
采用本发明螺旋桨铸造成型方法，具有以下优点：
一、简化了制作工艺，提高了船舶螺旋桨毛坯螺距精度，减少桨叶厚度和桨毂直径尺寸，桨叶和桨毂只留打磨抛光余量，大大减少后续打磨工工作量。二、减少造型工劳动强度，改善造型工劳动条件。三、提高劳动效率，毛坯数量由原来的两天一件提高到一天四件。此工艺方案能够保质保量完成生产任务，克服以前船舶螺旋桨制作过程中的缺点，产品质量满足客户对产品的需求，为企业创造新的利润增长点，同时实用性可操作性强，工艺性好。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种螺旋桨铸造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)依据该船舶螺旋桨图纸制作桨钢模具；
2)制砂芯，将所述桨钢模具安装在壳型机上，对准壳型机喷砂口，控制砂喷入模具腔内，加热13～17分钟左右固化，取出砂芯；
3)螺旋桨砂芯由多个独立叶片砂芯组装构成，重复步骤2)操作，制作多个砂芯组装成螺旋桨砂芯备用；
4)按浇口砂芯形状尺寸制作浇口钢模具，在模具内填砂，加热固化后取出浇口砂芯备用；
5)制作坭芯；
6)制作砂箱，砂箱尺寸满足放置螺旋桨砂芯的要求，强度满足浇注过程涨箱力要求；
7)将制作好的螺旋桨砂芯放置在造型平板上，底箱将螺旋桨砂芯包含在内，并使底箱对角中心和螺旋桨砂芯中心重合，瓦瓣浇口砂芯放置在螺旋桨砂芯上，放于螺旋桨砂芯中心，并使瓦瓣砂芯浇口对准螺旋桨砂芯型腔口，向底箱内填树脂砂，并舂实；
8)舂好后，将底箱翻转180度，将冒口的木模放置在螺旋桨砂芯上，并使木模中心和螺旋桨砂芯中心重合，放置盖箱将冒口木模包含在内，并使盖箱对角中心和冒口木模中心重合，向盖箱内填树脂砂，并舂实；
9)完成后取出木模形成空腔。底箱将盖箱合箱固定，待浇注；
10)浇注完成10～15分钟后开箱，取出螺旋桨铸件毛坯；
11)锯冒口，打磨成型。
2.按照权利要求1所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：所述桨钢模具包括动模和定模两部分，所述动模安装在壳型机动板上，所述定模安装在壳型机定板上，所述壳型机动板在气缸作用下，带动所述动模运动，实现所述动模与定模的开合运动。
3.按照权利要求2所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：在所述动模和定模上均预留有加热孔，需将加热管插入动模和定模预留加热孔内，提前加热至190℃～210℃再制砂芯。
4.按照权利要求1所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：所述浇口砂芯为具有多个引流通道的瓦瓣浇口砂芯，所述引流通道分别通向各砂芯，所述浇口钢模具为瓦瓣浇口刚模具。
5.按照权利要求4所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：所述瓦瓣浇口钢模具上设有加热孔，使用前将加热管插入加热孔内预热到190℃～210℃。
6.按照权利要求1所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：所述瓦瓣浇口砂芯、螺旋桨砂芯、冒口、坭芯均采用覆膜砂成型。
7.按照权利要求1所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：在所述螺旋桨砂芯侧边设有连通各个叶片型腔的抽气通道，在浇注之前通过控制抽气泵对各型腔抽真空处理。
8.按照权利要求1所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：在浇注过程中采用压力泵控制液体金属充型压力。
9.按照权利要求1至8任一项所述的螺旋桨铸造成型方法，其特征在于：船舶的左右螺旋桨各对应设有一副桨钢模具。
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