CN107377872A - 机匣蜡模压型模具及压型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机匣蜡模压型模具及压型方法，通过在第一成型模和第二成型模形成用于成型内环的第一型腔，第二成型模与第三成型模形成用于成型外环的第二型腔，第二成型模上设有用于成型隔板的第三型腔，第一型腔和第二型腔经第三型腔贯通，当型腔内的主体蜡模注蜡成型后，通过在底模上设置脱模结构，使机匣蜡模压型模具从主体蜡模上分块拆除，从而获得成型的主体蜡模。本发明的机匣蜡模压型模具直接形成主体蜡模，然后将模具从主体蜡模上分块拆除，解决了先单独成型然后拼装主体蜡模的方式造成的组合后的蜡模圆度差、支板均布差的问题，减少了模具数量和拼装蜡模的时间，并且降低了模具成本。

Description

机匣蜡模压型模具及压型方法

技术领域

本发明涉及航空发动机精密铸造领域，特别地，涉及一种机匣蜡模压型模具及压型方法。

背景技术

随着航空发动机的不断发展，为满足现代航空发动机性能与寿命不断提高的要求，整体精铸件向大型化、轻量化(薄壁)、集成化(复杂结构)、高尺寸精度方向发展。其中如图1所示的内外环回转结构，内环2和外环1间多处中空支板3连接的机匣较为常见。常规的成型方法是将该零件沿支板间进行均匀拆分，拆分方法沿图2的拆分线4和拆分线5进行均匀拆分，然后单独成型，再通过特定的拼装夹具拼装成型。这类方法对拆分后的各部分形状一致的零件较为适用，只需一套蜡模模具和一套拼装夹具即可完成零件的成型。但对图3示带异型凸台70、复杂窗口6的机匣，因其外环外侧分布三处异型凸台，且支板外侧窗口处形状各不相同，拆分后的各部分形状完全不同，拆分后的各个部分各需一套模具成型，共需3套模具(不含支板空心部位可溶芯模具)。成型后各部分再进行拼装成为整体蜡模。需要1套拼装夹具。另外因为凸台处形状复杂，凸台需单独制作1套模具成型。若采用这种拆分法成型，成型该机匣共需3套整体蜡模模具、1套凸台模具、1套拼装夹具。这种拆分方法成型的模具成本高昂，压制、拼装蜡模过程耗时较长，并且在拼装过程中因操作者拼装手法、拼装夹具本身制造尺寸精度问题会造成的拼装后蜡模圆度差、支板均布差不合格的问题。

因此，亟需设计一种一体成型的机匣蜡模压型模具，以解决现有的拼装成型法存在的蜡模圆度差、模具成本高等问题。

发明内容

本发明提供了一种机匣蜡模压型模具及压型方法，以解决现有的拼装成型法会造成的蜡模圆度较差及成本高的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种机匣蜡模压型模具，其特征在于，该模具包括：用于主体蜡模的内环的内模面成型的第一成型模、设于第一成型模的外圆周方向上用于内环的外模面、外环的内模面及连接内环和外环的隔板成型的第二成型模、设于第二成型模的外圆周方向用于外环的外模面成型的第三成型模，设于底部用于支撑主体蜡模的底模，底模之上设有将第一成型模、第二成型模及第三成型模从成型后的主体蜡模上分块脱离的脱模结构；

第一成型模和第二成型模之间构成用于成型内环的第一型腔，第二成型模与第三成型模之间构成用于成型外环的第二型腔，第二成型模上还设有用于成型隔板的第三型腔，第一型腔和第二型腔经第三型腔贯通。

进一步地，第一成型模包括内芯，及沿内芯外圆周方向径向扣合并用于内环的内模面成型的多个第一活块和第二活块，第一活块和第二活块交替设置。

进一步地，第一活块与第二活块均为弧形块且沿周向交替设置，第一活块与第二活块之间的拼接面为斜面。

进一步地，第二成型模包括沿第一成型模外圆周方向径向扣合并用于内环外模面和外环内模面成型的多个第三活块和第四活块，第三活块和第四活块交替设置。

进一步地，第四活块包括用于隔板成型的两个第五活块，第三型腔位于两个第五活块之间，两个第五活块之间设有用于形成隔板中空部位的可溶芯模板，第五活块经设于底模上的定位销实现周向和径向的定位。

进一步地，第三成型模包括沿第二成型模外圆周方向上并用于外环外模面成型的多个第六活块。

进一步地，脱模结构包括设置在第二成型模的底部用于第五活块沿圆周方向滑动出模的第一导轨、设置在第三成型模底部用于主体蜡模成型后第六活块沿径向方向出模的第二导轨。

进一步地，压型模具还包括用于凸台成型的凸台模具，成型后的凸台经拼装夹具固定在成型后的主体蜡模上。

进一步地，凸台与主体蜡模的拼接面采用斜面配合，用于凸台的周向和径向定位。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于上述机匣蜡模压型模具的压型方法，该方法包括以下步骤：向机匣蜡模压型模具中注入熔融蜡料；

待熔融蜡料充满型腔且冷却定型后，将第三成型模分块沿径向方向的第二导轨滑动出模；

利用脱模结构将第二成型模和第一成型模分块从底模上拆除，获得成型的主体蜡模；

将成型后的凸台经拼装夹具固定在成型后的主体蜡模上。

本发明具有以下有益效果：

本发明的机匣蜡模压型模具及压型方法，通过在第一成型模和第二成型模形成用于浇筑内环的第一型腔，第二成型模与第三成型模形成用于浇筑外环的第二型腔，第二成型模上设有用于构成隔板的第三型腔，第一型腔和第二型腔经第三型腔贯通，当型腔内的主体蜡模注蜡成型后，通过在底模上设置脱模结构，使机匣蜡模压型模具从主体蜡模上分块拆除，从而获得成型的主体蜡模。本发明的机匣蜡模压型模具直接形成主体蜡模，然后将模具从主体蜡模上分块拆除，解决了先单独成型然后拼装主体蜡模的方式造成的组合后的蜡模圆度差以及支板不均布的问题，减少了模具数量，减少了拼装蜡模的时间，并且降低了模具成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的内外环回转机匣的结构示意图；

图2是现有的内外环回转机匣拆分结构示意图；

图3是现有的带异型凸台的复杂结构机匣的示意图；

图4是本发明优选实施例的机匣蜡模压型模具的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的主体蜡模结构示意图；

图6是本发明优选实施例的凸台的结构示意图；

图7是本发明优选实施例的拼装夹具的结构示意图。

附图标号说明：

10、第一成型模；11、内芯；12、第一活块；13、第二活块；

20、第二成型模；21、第三活块；22、第四活块；221、第五活块；

30、第三成型模；31、第六活块；

40、主体蜡模；41、内环；42、外环；43、支板；

50、底模；51、注蜡孔；60、盖板；61、锁紧框；70、凸台；71、底板；

80、拼装夹具；81、挂钩。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图4，本发明的优选实施例提供了一种机匣蜡模压型模具，用于带异型凸台的复杂结构的机匣的蜡模压型，现有的成型方法是将需要压型的零件进行均匀拆分，然后再通过特定的拼装夹具拼装成型，而这种方法对拆分后各部分形状一致的零件较为实用，而对于拆分后各部分形状完全不同的零件时，拆分后的各个部分的零件都需要单独的模具成型，造成模具成本增加，另外因为在拼装过程中，因操作手法、或拼装夹具本身的尺度问题，都会造成拼装后的蜡模圆度差，以致于蜡模不合格的问题，本发明提供的机匣蜡模压型模具，不同于以往的拼装成型法，通过本发明的机匣蜡模压型模具直接形成具有复杂结构机匣的主体蜡模，解决了先单独成型然后拼装主体蜡模的方式造成的组合后的蜡模圆度差的问题，减少了拼装蜡模的时间，并且降低了模具成本。

参照图4及图5所示，该机匣蜡模压型模具包括：用于竖立状态的主体蜡模40的内环41的内模面成型的第一成型模10、设于第一成型模10的外圆周方向上用于竖立状态的内环41的外模面、外环42的内模面及连接内环41和外环42的支板43成型的第二成型模20、设于第二成型模20的外圆周方向用于竖立状态的外环42的外模面成型的第三成型模30，设于底部用于支撑主体蜡模40的底模50，底模50之上设有将第一成型模10、第二成型模20及第三成型模30从成型后的主体蜡模40上分块脱离的脱模结构；

第一成型模10和第二成型模20之间构成用于成型内环41的第一型腔，第二成型模20与第三成型模30之间构成用于成型外环42的第二型腔，第二成型模20上还设有用于成型内环41和外环42之间的支板43的第三型腔，第一型腔和第二型腔经第三型腔贯通。

本发明机匣蜡模压型模具，通过在第一成型模10和第二成型模20形成用于浇筑内环41的第一型腔，第二成型模20与第三成型模30形成用于浇筑外环42的第二型腔，第二成型模20上设有用于构成支板43的第三型腔，第一型腔和第二型腔经第三型腔贯通，通过在底模50上设置脱模结构，经外部的压蜡机向该机匣蜡模压型模具内注蜡成型后，将机匣蜡模压型模具从主体蜡模40上分块拆除，从而获得成型的主体蜡模40。通过机匣蜡模压型模具直接形成主体蜡模40，然后将模具从主体蜡模40上分块拆除，解决了先单独成型然后拼装主体蜡模40的方式造成的组合后的蜡模圆度差以及支板不均布的问题，减少了模具数量，减少了拼装蜡模的时间，并且降低了模具成本。

参照图4，第一成型模10包括：内芯11，及沿内芯11外圆周方向径向扣合并用于内环41的内模面成型的多个第一活块12和第二活块13，第一活块12和第二活块13依次交替设置。

在本实施例中，第一活块12和第二活块13各有3块，分别间隔设置，第一活块12与第二活块13均为弧形块且沿周向交替设置，第一活块12与第二活块13之间的拼接面为斜面，以方便拆除第一成型模10。

第二活块13的横向截面靠近内芯11的圆弧长度大于远离内芯11的圆弧长度，第一活块12和与相邻的两个第二活块13围绕内芯11卡合定位，形成互锁结构。内芯11为空心的圆柱体，内芯11的顶部设有便于提拉的横杆，以便于在拆模时，将内芯11提拉出模。第一活块12与第二活块13相互卡合定位，间隔设置的第二活块13向内芯11的圆心方向移动，使第二活块13与相邻的第一活块12错开以解开互锁，然后分别移除第二活块13，最后移除第一活块12。

第二成型模20包括沿第一成型模10外圆周方向径向扣合并用于内环41外模面和外环42内模面成型的多个第三活块21和第四活块22，第三活块21和第四活块22依次交替设置。

在本实施例中，第三活块21和第四活块22各有3块，第三活块21和第四活块22沿第一成型模10的外圆周方向依次交替设置，第三活块21和第四活块22的横向截面均为等腰梯形，短的上底边靠近第一成型模10。第三活块21的顶部设有用于提拉出模的提手，提手在向该机匣蜡模压型模具注蜡时折叠收起。

第四活块22包括两个用于内环41和外环42之间支板43成型的第五活块221，两个第五活块221之间形成第三型腔，两个第五活块221之间设有用于形成支板43中空部位的可溶芯模板，第五活块221经设于底模50上的定位销实现周向和径向的定位。可溶芯模板是利用其它的模具成型后，放入两个第五活块221之间，可溶芯模板的纵向截面为椭圆形，以便于在精铸时形成支板43的中空部位。第二成型模20拆模时，将位于底模50上的定位销松开，首先将第三活块21提拉出模，第四活块22出模时，因为支板43的纵向截面为椭圆形，不能直接提拉出模，所以先将两个第五活块221沿圆周方向移开，以便于分别移除第五活块221。

第三成型模30包括沿第二成型模20圆周方向上并用于外环42外模面成型的多个第六活块31。

优选地，脱模结构包括设置在第二成型模20的底部用于第五活块221沿圆周方向滑动出模的第一导轨、设置在第三成型模30底部用于主体蜡模40成型后第六活块31沿径向方向出模的第二导轨。

在本实施例中，第六活块31根据外环42划分为4个部分，在主体蜡模40成型后，将第六活块31的底部沿径向方向的第二导轨滑动出模，然后将第三活块21提拉出模，接着将第五活块221沿圆周方向的第一滑轨滑动，然后移除第五活块221。

如图4所示，第一成型模10、第二成型模20及第三成型模30的顶部覆盖有用于从主体蜡模40上部向下压紧主体蜡模40的盖板60，盖板60的外圆周方向设有包覆第三成型模30的外圆周用于从径向压紧主体蜡模40的锁紧框61。底模50、第三成型模30的底部开设有用于向机匣蜡模压型模具内注入熔融蜡料的注蜡孔51。

如图6和图7所示，该压型模具还包括用于凸台70成型的凸台模具，成型后的凸台70经拼装夹具80固定在成型后的主体蜡模40上。

在本实施例中，凸台70是利用外部的凸台模具单独成型，外环42上设有与凸台70匹配的缺口，在拼装时，成型后的凸台70从外环42内侧向外拼接，凸台70的底板71与主体蜡模40的拼装面采用斜面配合，底板71的截面靠近凸台70一侧的直线长度小于远离凸台70一侧的直线长度，以此实现凸台70的周向和轴向定位，且凸台70不会从拼接处掉落至主体蜡模40的外侧，此时只需要利用拼装夹具80从外环42内部抵住拼装面以保证凸台70不会从拼接处掉落至主体蜡模40的内侧即可。

拼装夹具80为一块面积大于或等于底板71的护板，护板的一端设有便于将拼装夹具80挂在外环42下安装边处的挂钩81，拼装夹具80经挂钩81挂在外环42上，用手抵住护板实现拼装面的径向定位。

本实施例的机匣蜡模压型模具的工作原理：将第一成型模10、第二成型模20、第三成型模30及脱模结构连接在底模50上，并用盖板60和锁紧框61进行锁紧；将锁紧后的机匣蜡模模具内注入熔融蜡料；待熔融蜡料充满型腔且冷却定型后，取下盖板60和锁紧框61；将第六活块31沿径向方向的第二导轨滑动出模，以移除第三成型模30；将第三活块21提拉出模，将第五活块221沿第二成型模20圆周方向的第一导轨滑动，然后移除第五活块221，以拆除第二成型模20；提起内芯11，沿径向方向向内芯11的圆心方向移动第二活块13，解除第一活块12和第二活块13的互锁结构，将第二活块13和第一活块12依次移除，获得成型的主体蜡模40；将另外成型后的凸台70经拼装夹具80固定在成型后的主体蜡模40上，以拼装成整体蜡模。

如图3至图7所示，本实施例的机匣蜡模压型方法，该方法包括以下步骤：

将第一成型模10、第二成型模20及第三成型模30分别固定，并用盖板60和锁紧框61进行锁紧；将锁紧后的机匣蜡模模具内注入熔融蜡料；待熔融蜡料充满型腔且冷却定型后，取下盖板60和锁紧框61；将第六活块31沿径向方向的第二导轨滑动出模，以移除第三成型模30；将第三活块21提拉出模，将第五活块221沿第二成型模20圆周方向的第一滑轨滑动，然后移除第五活块221，以拆除第二成型模20；提起内芯11，沿径向方向向内芯11的圆心方向移动第二活块13，解除第一活块12和第二活块13的互锁结构，将第二活块13和第一活块12依次移除，获得成型的主体蜡模40；将成型后的凸台70经拼装夹具80固定在成型后的主体蜡模40上，以拼装成整体蜡模。

本发明改变原有的蜡模压型产品拆分成型的方案，采用新的蜡模成型方案，使主体蜡模40整体成型，然后再与凸台70拼装成整体蜡模，相比于传统的拆分法成型，简化了传统的拼装夹具，减少了模具数量，节省了成本，并且解决了现有拼装法成型存在的圆度差的问题；另外，主体蜡模40与凸台70拼装时采用斜边式拆分，实现了拼装过程的轴向和周向定位，使拼装过程简单易行；在拆模时，将模具分块拆除，解决了蜡模难以出模的问题。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机匣蜡模压型模具，其特征在于，所述压型模具包括：用于主体蜡模(40)的内环(41)的内模面成型的第一成型模(10)、设于所述第一成型模(10)的外圆周方向上用于所述内环(41)的外模面、外环(42)的内模面及连接所述内环(41)和所述外环(42)的隔板(43)成型的第二成型模(20)、设于所述第二成型模(20)的外圆周方向用于所述外环(42)的外模面成型的第三成型模(30)，设于底部用于支撑所述主体蜡模(40)的底模(50)，所述底模(50)之上设有将所述第一成型模(10)、第二成型模(20)及第三成型模(30)从成型后的所述主体蜡模(40)上分块脱离的脱模结构；

所述第一成型模(10)和所述第二成型模(20)之间构成用于成型所述内环(41)的第一型腔，所述第二成型模(20)与所述第三成型模(30)之间构成用于成型所述外环(42)的第二型腔，所述第二成型模(20)上还设有用于成型所述隔板(43)的第三型腔，所述第一型腔和所述第二型腔经所述第三型腔贯通。

2.根据权利要求1所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述第一成型模(10)包括内芯(11)，及沿所述内芯(11)外圆周方向径向扣合并用于所述内环(41)的内模面成型的多个第一活块(12)和第二活块(13)，所述第一活块(12)和所述第二活块(13)交替设置。

3.根据权利要求2所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述第一活块(12)与所述第二活块(13)均为弧形块且沿周向交替设置，所述第一活块(12)与所述第二活块(13)之间的拼接面为斜面。

4.根据权利要求1所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述第二成型模(20)包括沿所述第一成型模(10)外圆周方向径向扣合并用于所述内环(41)外模面和所述外环(42)内模面成型的多个第三活块(21)和第四活块(22)，所述第三活块(21)和所述第四活块(22)交替设置。

5.根据权利要求4所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述第四活块(22)包括用于所述隔板(43)成型的两个第五活块(221)，所述第三型腔位于两个所述第五活块(221)之间，两个所述第五活块(221)之间设有用于形成所述隔板(43)中空部位的可溶芯模板，所述第五活块(221)经设于所述底模(50)上的定位销实现周向和径向的定位。

6.根据权利要求5所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述第三成型模(30)包括沿所述第二成型模(20)外圆周方向上并用于所述外环(42)外模面成型的多个第六活块(31)。

7.根据权利要求6所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述脱模结构包括设置在所述第二成型模(20)的底部用于所述第五活块(221)沿圆周方向滑动出模的第一导轨、设置在所述第三成型模(30)底部用于所述主体蜡模(40)成型后所述第六活块(31)沿径向方向出模的第二导轨。

8.根据权利要求1所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述压型模具还包括用于凸台(70)成型的凸台模具，成型后的所述凸台(70)经拼装夹具(80)固定在成型后的所述主体蜡模(40)上。

9.根据权利要求8所述的机匣蜡模压型模具，其特征在于，

所述凸台(70)与所述主体蜡模(40)的拼接面采用斜面配合，用于所述凸台(70)的周向和径向定位。

10.一种基于权利要求1-9任一所述的机匣蜡模压型模具的压型方法，其特征在于，

包括以下步骤：

向机匣蜡模压型模具中注入熔融蜡料；

待熔融蜡料充满型腔且冷却定型后，将所述第三成型模(30)分块沿径向方向的第二导轨滑动出模；

利用所述脱模结构将所述第二成型模(20)和所述第一成型模(10)分块从所述底模(50)上拆除，获得成型的所述主体蜡模(40)；

将成型后的凸台(70)经拼装夹具(80)固定在成型后的所述主体蜡模(40)上。