CN106180574A - 一种轮毂砂芯的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域内一种带内部筋板的轮毂砂芯的制作方法，本发明的方中在建立轮毂的三维模型后，将轮毂沿与安装孔垂直方向的中截面剖分为上下两部分，然后依据上部和下部的形状分别设计轮毂芯盒，并使剖分面对应的砂芯面朝芯盒顶部；所述轮毂芯盒内形成轮毂筋板的型腔位置设置便于取出的活块，所述活块的形状与该砂芯对应的轮毂筋板的形状相同，所述活块沿芯盒的高度方向贯穿砂芯，活块与芯盒底部的内壁对应的位置设有定位卡槽，所述芯盒的上部设有固定活块上部的固定架组件；然后依次制作轮毂芯盒，安装活块，流砂造芯，拆除芯盒并清理轮毂砂芯，抽出活块，对砂芯进行流涂、烘干。本发明的方法，设计的活动结构取出方便，制芯效率高。

Description

一种轮毂砂芯的制作方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种带内部筋板的风力发电机的轮毂砂芯的制作方法。

背景技术

风力发电机轮毂作为风机叶片和主轴间的连接件，其结构强度是叶片安全运行的关键。其结构如图1所示，轮毂的形状为类似球壳形，设有中心安装孔，轮毂中强度最薄弱的地方为叶片安装部位，为了提升叶片安装部位的强度，风力轮毂叶片安装孔处设有轮毂筋板，所述筋板用来提升轮毂的整体刚性和强度。但由于轮毂筋板的存在，使得整个轮毂的砂芯难以取出，为解决此问题，目前多采用的方法是将形成轮毂筋板部分的模具设置为活料，但由于所述筋板尺寸大，生产时填砂困难、操作性差，且活料被埋入后难以取出。

发明内容

本发明的目的是提供一种活块结构简单、安装及取出方便的轮毂砂芯的制作方法，以降低砂芯制芯难度，提高制芯效率。

本发明的目的是这样实现的，一种轮毂砂芯的制作方法，包括如下步骤:

1）建立轮毂的三维模型 ，将轮毂沿与安装孔垂直方向的中截面剖分为上下两部分，然后依据上部和下部的形状分别设计轮毂芯盒，并使剖分面对应的砂芯面朝芯盒顶部；所述轮毂芯盒内形成轮毂筋板的型腔位置设置便于取出的活块，所述活块的形状与该砂芯对应的轮毂筋板的形状相同，所述活块沿芯盒的高度方向贯穿砂芯，活块与芯盒底部的内壁对应的位置设有定位卡槽，所述芯盒的上部设有固定活块上部的固定架组件；

2）制作按步骤1）设计的轮毂芯盒、活块，并将活块定位安装在芯盒内部；

3）流砂造型轮毂砂芯，待型砂硬化后拆除芯盒并清理轮毂砂芯；

4）沿活块宽度尺寸大的一侧取出活块，活层部位的空穴正好形状轮毂筋板的形腔；

5）对轮毂砂芯进行流涂或浸涂、然后烘干备用，以完成轮毂砂芯的制作。

本发明的轮毂砂芯的制作方法，将砂芯剖分为上下两部分分别制作，剖分后的砂芯结构，形成轮毂筋板型腔的活块正好贯穿砂芯的高度方向，并且轮毂筋板的活块的宽度尺寸一端大，一端小，方便砂芯造型后活块的取出，同时，也方便砂芯制作时活块的固定安装，简化芯盒结构。

为进一步便于活块抽取，所述活块为与轮毂筋板形状相同的沿厚度方向一半金属板和一半消失模板粘接而成，所述活块沿垂直方向的中心轴线方向设有贯穿活块高度方向的凹槽，所述凹槽的开口方向朝向消失模板一侧，所述凹槽的槽底与金属板的粘接面平齐或凹入金属板粘接面内部,所述步骤2）中芯盒制作时，凹槽内放置便于抽取的软线，所述步骤4）中抽取活块前，先将凹槽中的软线抽出，然后向凹槽中穿入加热用电热丝，并使电热丝的两端分别引出凹槽外，然后使电热丝通电加热，拉动电热丝，并逐渐向外侧平移电热丝，使加热的电热丝融化金属板与消失模板粘接面附近的消失模板，至直将整块的消失模板和金属板的粘接面融透分离；最后分别抽出消失模板和金属板。本发明活块结构，采用厚度方向一半金属板和一半消失模板粘接而成，砂芯硬化后抽取活块时，抽拉发热的电热丝，可以融化一部份消失模块，从而使活块沿厚度方向产生一定的间隙，当电热丝全部融透后可以先后抽取消失模板和金属板，方便活块的抽取，并且抽取省力，避免对筋板的型腔壁产生破坏。

为进一步便于活块的抽取，所述消失模板的厚度沿活块的抽出方向从抽出口部向内部逐渐变薄，所述金属板的厚度变化与消失模板厚度相反，所述金属板和消失模板的厚度和恒定等于轮毂筋板的厚度。

为优化凹槽的尺寸，所述凹槽的宽度为10-15mm,深度为5—10mm。

为便于活块在芯盒中的固定，所述固定架组件包括芯盒顶部活块的正上方设置的固定架，所述活块与固定架对应的顶边设有插接端，所述固定架上对应设有插槽，所述插接端穿过插槽的上部设有插孔，所述插孔内插装有与活块表面垂直的挂杆，所述挂杆通过挂杆座固定在芯盒顶部侧壁上。本结构中，在芯盒中固定活块时，活块的下部与芯盒底部的定位卡槽卡装，活块上部插接端装入对应的插槽中，然后通过挂杆固定，以固定活块，此两头固定的方法可以实现活块的牢固固定。砂芯制成后，拆除固定架和芯盒后，活块底部与定位卡槽卡装的部位和活块上部与固定架组件安装的部分均凸出砂芯表面，方便了活块的抽取。

为便于固定架的安装，所述固定架为C型槽钢结构，两端通过定位销固定在芯盒顶部的壁上。

附图说明

图1为风力发电机轮毂的结构示意图。

图2为轮毂芯盒的示意图。

图3为轮毂芯盒底部插装活块的局部示意图。

图4为活块的结构示意图。

图5为轮毂砂芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的轮毂砂芯的制作方法。

本发明的轮毂砂芯的制作方法，包括如下步骤:

1）根据轮毂的结构尺寸，建立轮毂的三维模型 ，将轮毂沿与安装孔垂直方向的中截面剖分为上下两部分，此种剖分后的两部分的轮结构呈敞开干结构，轮毂内部的筋板也敞开了，然后依据上部和下部的形状分别设计轮毂芯盒3，如图2所示，并使剖分面对应的砂芯面朝芯盒顶部；轮毂芯盒3内形成轮毂筋板的型腔位置设置便于取出的活块2，活块2的形状与该砂芯对应的轮毂筋板的形状相同，活块2沿芯盒的高度方向贯穿砂芯，活块2与芯盒底部的内壁对应的位置设有定位卡槽3A，芯盒3的上部设有固定活块2上部的固定架组件；

2）制作按步骤1）设计的轮毂芯盒3、活块2，并将活块定位安装在芯盒3内部；

3）流砂造型轮毂砂芯，待型砂硬化后拆除芯盒并清理轮毂砂芯；

4）沿活块宽度尺寸大的一侧既相对芯盒底部的一侧取出活块2，制成如图所示的砂芯8的半成品，活层部位的空穴正好形状轮毂筋板的形腔8A；

5）对轮毂砂芯8进行流涂或浸涂、然后烘干备用，以完成轮毂砂芯8的制作。

为进一步便于活块2抽取，如图4所示，活块2为与轮毂筋板形状相同的沿厚度方向一半金属板和一半消失模板粘接而成，为便于拼装粘时，使金属板和消失模板准确对准不发生错位，在金属板表面设置定位孔2C，与金属板对应的消失模板表面配合设置对接入定位孔2C内的定位凸台；活块2沿垂直方向的中心轴线方向设有贯穿活块高度方向的凹槽2A，凹槽2A的开口方向朝向消失模板一侧，凹槽2A的槽底与金属板的粘接面平齐或凹入金属板粘接面内部,再步骤2）中芯盒3制作时，凹槽2A内放置便于抽取的软线以防止填砂造型时凹槽2A被型砂填实，为便于操作，凹槽的宽度为10-15mm,深度为5—10mm；步骤4）中抽取活块2前，先将凹槽2A中的软线抽出，然后向凹槽中穿入加热用电热丝，并使电热丝的两端分别引出凹槽外，然后将电热丝通电加热，通过隔热工具拉动电热丝，并逐渐向外侧平移电热丝，使加热的电热丝融化一部分金属板与消失模板粘接面附近的消失模板，至直将整块的消失模板和金属板的粘接面融透分离；最后分别抽出消失模板和金属板。本发明活块结构，采用厚度方向一半金属板和一半消失模板粘接而成，砂芯硬化后抽取活块时，抽拉发热的电热丝，可以融化一部份消失模块，从而使活块沿厚度方向产生一定的间隙，当电热丝全部融透后可以先后抽取消失模板和金属板，方便活块2从砂芯中抽取，并且抽取省力，避免对筋板的型腔壁产生破坏。为进一步便于活块2的抽取，消失模板的厚度沿活块的抽出方向从抽出口部向内部逐渐变薄，2金属板的厚度变化与消失模板厚度相反，2金属板和消失模板的厚度和恒定等于轮毂筋板的厚度。沿抽取方向的厚度差，进一步方便先抽取的消失模板的取出。

本发明的方法中，为便于活块在芯盒中的固定，如图2中，固定架组件包括芯盒3顶部活块2的正上方设置的固定架4，该固定架4两端通过定位销7固定在芯盒的顶壁上，活块2与固定架对应的顶边设有插接端2B，固定架4上对应设有插槽，插接端2B穿过插槽的上部设有插孔2D，插孔2D内插装有与活块表面垂直的挂杆5，该挂杆5通过挂杆座6固定在芯盒顶部侧壁上。本结构固定架组件中，在芯盒3中固定活块时，活块2的下部与芯盒底部的定位卡槽3A卡装，如图3所示；活块上部插接端2B装入对应的插槽中，然后通过挂杆5固定，以固定活块，此两头固定的方法可以实现活块的牢固固定。砂芯制成后，拆除固定架组件和芯盒3后，活块底部与定位卡槽卡装的部位和活块上部与固定架组件安装的部位均凸出砂芯表面，方便了活块的抽取。

本发明的轮毂砂芯的制作方法，将砂芯剖分为上下两部分分别制作，剖分后的砂芯结构，形成轮毂筋板型腔的活块正好贯穿砂芯的高度方向，并且轮毂筋板的活块的宽度尺寸一端大，一端小，方便砂芯造型后活块的取出，同时，也方便砂芯制作时活块的固定安装，简化芯盒结构。本发明的活块，一半厚度采用金属，一半厚度采用消失模板，抽取活块时，先用电热丝融化一部分厚度的消失模板，为抽取消失模板提供间隔，以方便取出消失模板和金属板，避免抽拉整体活块时给型腔壁造成损坏。

Claims (6)

1.一种轮毂砂芯的制作方法，包括如下步骤:

1）建立轮毂的三维模型 ，将轮毂沿与安装孔垂直方向的中截面剖分为上下两部分，然后依据上部和下部的形状分别设计轮毂芯盒，并使剖分面对应的砂芯面朝芯盒顶部；所述轮毂芯盒内形成轮毂筋板的型腔位置设置便于取出的活块，所述活块的形状与该砂芯对应的轮毂筋板的形状相同，所述活块沿芯盒的高度方向贯穿砂芯，活块与芯盒底部的内壁对应的位置设有定位卡槽，所述芯盒的上部设有固定活块上部的固定架组件；

2）制作按步骤1）设计的轮毂芯盒、活块，并将活块定位安装在芯盒内部；

3）流砂造型轮毂砂芯，待型砂硬化后拆除芯盒并清理轮毂砂芯；

4）沿活块宽度尺寸大的一侧取出活块，活层部位的空穴正好形状轮毂筋板的形腔；

5）对轮毂砂芯进行流涂或浸涂、然后烘干备用，以完成轮毂砂芯的制作。

2.根据权利要求1所述的轮毂砂芯的制作方法，其特征在于，所述活块为与轮毂筋板形状相同的沿厚度方向一半金属板和消失模板粘接而成，所述活块沿垂直方向的中心轴线方向设有贯穿活块高度方向的凹槽，所述凹槽的开口方向朝向消失模板一侧，所述凹槽的槽底与金属板的粘接面平齐或凹入金属板粘接面内部,所述步骤2）中芯盒制作时，凹槽内放置便于抽取的软线，所述步骤4）中抽取活块前，先将凹槽中的软线抽出，然后向凹槽中穿入加热用电热丝，并使电热丝的两端分别引出凹槽外，然后使电热丝通电加热，拉动电热丝，并逐渐向外侧平移电热丝，使加热的电热丝融化金属板与消失模板粘接面附近的消失模板，至直将整块的消失模板和金属板的粘接面融透分离；最后分别抽出消失模板和金属板。

3.根据权利要求2所述的轮毂砂芯的制作方法，其特征在于，所述消失模板的厚度沿活块的抽出方向从抽出口部向内部逐渐变薄，所述金属板的厚度变化与消失模板厚度相反，所述金属板和消失模板的厚度和恒定等于轮毂筋板的厚度。

4.根据权利要求2所述的轮毂砂芯的制作方法，其特征在于，所述凹槽的宽度为10-15mm,深度为5—10mm。

5.根据权利要求2所述的轮毂砂芯的制作方法，其特征在于，所述固定架组件包括芯盒顶部活块的正上方设置的固定架，所述活块与固定架对应的顶边设有插接端，所述固定架上对应设有插槽，所述插接端穿过插槽的上部设有插孔，所述插孔内插装有与活块表面垂直的挂杆，所述挂杆通过挂杆座固定在芯盒顶部侧壁上。

6.根据权利要求5所述的轮毂砂芯的制作方法，其特征在于，所述固定架为C型槽钢结构，两端通过定位销固定在芯盒顶部的壁上。