CN108097926B - 一种用于真空吸铸的蜡模结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于真空吸铸的蜡模结构，蜡模结构包括主浇道和分散在主浇道四周的铸件蜡模，若干件铸件蜡模围绕主浇道形成一层铸件蜡模组件，每一层铸件蜡模组件之间通过嵌套结构互相叠加；若干个蜡模铸件组件叠加形成一个圆柱状的蜡模结构，蜡模结构的顶部设有上盖，底部设有底座；铸件蜡模与主浇道之间通过内浇道相连。本发明大大提高了模具的精度，避免了液体回流，有利于铸件质量的提升，同时每一层的铸件蜡模组件之间可以叠加，快速提升蜡树的制取速度，无需粘蜡连接，简易快捷。

Description

一种用于真空吸铸的蜡模结构

技术领域

本发明涉及精密铸造的技术领域，具体地说是一种用于真空吸铸的蜡模结构,尤其涉及一种可组装的真空吸铸蜡模结构。

背景技术

熔模铸造工艺中，铸件蜡模和模头主浇道一直是独立开模、制蜡的，之后需粘蜡连接成铸件树结构，俗称组树工艺，组数工艺需耗大量人力和时间将铸件蜡模通过连接蜡和模头主浇道连接在一起。连接过程中粘接质量不过关还易引起制壳过程中掉件，浇铸零件穿刺等连锁缺陷。然而该组树工艺在传统重力浇铸工艺中难以做颠覆性突破，很难跳过这一环。

真空吸铸作为一种特种铸造工艺，是一种先进铸造技术。因其工艺过程中，需回流主浇道钢液，因而有液体金属利用率高、节约能源、成本低等优点，在发达国家广泛用于商业机械、枪械零件、汽轮机叶片、导弹机翼等许多重要的精密铸件制造中。目前，真空吸铸在中国主要应用于军工企业，很少应用到民用企业，在中国普及率较低。

同时，现有蜡模结构中，由于结构设置问题，铸件质量不高，蜡模总重量较重，无法保证钢液的上升及回流，铸件的得料率较低，同时无法拆装进行组合应用，模具利用率较低，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于真空吸铸的蜡模结构，它可克服现有技术中铸件蜡模、内浇道和主浇道分别建模，最后的组合精度差、效率低的不足。

一种用于真空吸铸的蜡模结构，其特征在于：所述的蜡模结构包括主浇道和分散在主浇道四周的铸件蜡模，若干件铸件蜡模围绕主浇道形成一层铸件蜡模组件，所述的每一层铸件蜡模组件之间通过嵌套结构互相叠加；若干个蜡模铸件组件叠加形成一个圆柱状的蜡模结构，蜡模结构的顶部设有上盖，底部设有底座；铸件蜡模与主浇道之间通过内浇道相连。

优选的，所述的内浇道为竖直弯道结构，所述的竖直弯道结构由竖直道和横向道拼接而成，竖直道与横向道的交接处为弯道结构，横向道的底部为一斜面，所述横向道的最低点高于竖直道的最低点。

优选的，横向道与主浇道通过一扩充道口相连，所述的扩充道口其上、下分别设有一向外凸起的导气槽，扩充道口的直径大于横向道最宽处的直径，扩充道口的顶部高于横向道的顶部，扩充道口的底部低于横向道的最低点。

进一步，每一层铸件蜡模组件由围绕主浇道均匀设置的7-20个铸件蜡模组成，主浇道为中空的圆柱体结构，主浇道的直径为50-150mm，壁厚为15-25mm。

进一步，所述的嵌套结构设置于每一层铸件蜡模组件的上下端面，嵌套结构呈圆环状，嵌套结构设有上、下部连接凹槽，用以与主浇道的道口相连接。

更进一步，竖直弯道中，横向道的上表面为向上倾斜的圆弧面，圆弧面的中心处为横向道的上背脊，上背脊与主浇道之间形成一个夹角，所述的夹角范围为70-80度。

相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本发明所述的改进方案，蜡模结构包括主浇道和分散在主浇道四周的铸件蜡模，若干件铸件蜡模围绕主浇道形成一层铸件蜡模组件，所述的每一层铸件蜡模组件之间通过嵌套结构互相叠加，铸件蜡模与主浇道之间通过内浇道相连。舍弃了熔模铸造传统工艺中的铸件蜡模与模头主浇道先分离制取后粘蜡组树的工艺步骤，大大提高了模具的精度，有利于铸件质量的提升，同时每一层的铸件蜡模组件之间可以叠加，快速提升蜡树的制取速度，无需粘蜡连接，简易快捷；

2、本发明的技术方案的中，所述的内浇道为竖直弯道结构，所述的竖直弯道结构由竖直道和横向道拼接而成，使内浇道钢液无法回流，保证主浇道钢液泄压回流后铸件依然可以得到补缩，有利于铸件质量的提升；

3、本发明的主浇道为中空圆柱形结构，保证功能不变的情况下降低蜡模重量。主浇道在吸铸工艺中充当钢液上升及回流的主干道，保证钢液的上升及回流；

4、本发明的蜡模结构，降低了单个铸件的蜡占有率；减除传统的粘蜡组树工艺，提升蜡树制取速度；提升铸件得料率至70%以上。从多个方面有效提高经济效益。内浇道的设计增强了铸件补缩能力，使铸件组织更为致密，缩孔疏松缺陷有效降低，提升铸件质量；

5、本发明结构简单，易于加工成型，成本较低，同时易于后期的维护的保养，有利于推广应用。

附图说明

图1为本发明的组件蜡模组件结构示意图。

图2为本发明的具体实施结构示意图。

图3为本发明内浇道的放大结构示意图。

图4为本发明下嵌套体的结构示意图。

图5为本发明上嵌套体的结构示意图。

图6为本发明嵌套结构的装配示意图。

附图标记：

1铸件蜡模、2内浇道、3主浇道、4嵌套结构、5连接主浇道的横向道Y轴方向最低点、6连接铸件的竖直道Y轴方向最低点、7钢液上升示意路线、8底座、9上盖；

21竖直道、22横向道、23弯道结构；

211延伸面、221斜面；

41上嵌套体、42下嵌套体，421凸台、411嵌套凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于真空吸铸的蜡模结构，具体参见图1，一种用于真空吸铸的蜡模结构，其与现有技术的区别在于：所述的蜡模结构包括主浇道和分散在主浇道四周的铸件蜡模，若干件铸件蜡模围绕主浇道形成一层圆盘状的铸件蜡模组件，每一个铸件蜡模均匀设置于主浇道的四周，所述的每一层铸件蜡模组件之间通过嵌套结构互相叠加，这样就形成了蜡树结构，这样结构可以快速、高效的进行浇注，同时不会浪费钢液等浇注原料；若干个蜡模铸件组件叠加形成一个圆柱状的蜡模结构，蜡模结构的顶部设有上盖，底部设有底座；铸件蜡模与主浇道之间通过内浇道相连，这里的内浇道不仅可以阻隔钢液的回流，保证主浇道钢液泄压回流后与各个内浇道相连的铸件蜡模依然可以得到补缩，有利于铸件质量的提升。

具体来说，其蜡模主浇道设计成中空圆柱结构，保证功能不变的情况下降低蜡模重量。主浇道在吸铸工艺中充当钢液上升及回流的主干道，保证钢液的上升及回流；同类型蜡模主浇道可以相互组装至一定高度，无需粘蜡连接，简易快捷；组装后一定高度的中空圆柱筒结构再配合组装底座和上盖，可投入熔模铸造制壳工艺线，制壳后用于真空吸铸工艺；该组装蜡模树结构用于真空吸铸工艺中：降低了单个铸件的蜡占有率；减除传统的粘蜡组树工艺，提升蜡树制取速度；提升铸件得料率至70%以上。从多个方面有效提高经济效益。内浇口的设计增强了铸件补缩能力，使铸件组织更为致密，缩孔疏松缺陷有效降低，提升铸件质量。

在一个实施例中，内浇道为竖直弯道结构，所述的竖直弯道结构由竖直道和横向道拼接而成，竖直道与横向道的交接处为弯道结构，测算腔体容积时，弯道结构腔体容积的1/3属于竖直道，2/3属于横向道的，横向道的底部为一斜面，这里斜面与水平面之间的夹角范围为30-50度，优选的角度为40度，使得整个横向道是从大到小缩小的结构形式，这种结构不仅有利于钢液的注射入铸件蜡模中，保证了注射入铸件蜡模中钢液的压力和冲击力，保证了对于蜡模型腔的完美快速填充，所述横向道的最低点高于竖直道的最低点，保证泄压回流过程中铸件型腔内的钢液无法通过内浇道回流至主浇道。进一步，竖直道的腔体容积与横向道的腔体容积之比为1:1.5-4，优选的，两者的腔体容积比为1:2.5，有利于钢液的注射效果和进一步防止钢液回流，同时通过两者之间的具体尺寸和结构的变化，保证钢液快速、有效注入铸件蜡模中并快速充满整个蜡模型腔。增强了铸件补缩能力，使铸件组织更为致密，缩孔疏松缺陷有效降低，提升铸件质量。

进一步的，竖直弯道中，横向道的上表面为向上倾斜的圆弧面，圆弧面的中心处为横向道的上背脊，上背脊与主浇道之间形成一个夹角，所述的夹角范围为70-80度，这个斜面的设计有利于钢液快速流入竖直道内，同时一旦存有空气在钢液中也可以使得空气保留与横向道与竖直道存在的夹角中，进一步保证铸件的密度和质量。

可选的，横向到底部的斜面与主浇道之间的夹角范围为40-65度，竖直道的侧部设有一延伸面，所述的延伸面与斜面之间存在一个夹角，夹角的范围为70-100度，优选的角度为85度。

同时，嵌套结构分为上嵌套体和下嵌套体，下嵌套体上设有凸边和设在凸边上的凸台，上嵌套体设有与凸台相对应的嵌套凹槽。

在另一个实施例中，横向道与主浇道通过一扩充道口相连，所述的扩充道口其上、下分别设有一向外凸起的导气槽，这两个导气槽沿着轴线错开设置，即两者左右错开，不设在同一轴线上，保证了主浇道钢液泄压回流时，横向道相对充满，不会回液太多，扩充道口的直径大于横向道最宽处的直径，扩充道口的顶部高于横向道的顶部，扩充道口的底部低于横向道的最低点，但是扩充道口的底部最低点高于竖直道的最低处，也是为了进一步保证钢液的不回流，进一步提高铸件的质量。

实施中，每一层铸件蜡模组件由围绕主浇道均匀设置的7-20个铸件蜡模组成，主浇道为中空的圆柱体结构，主浇道的直径为50-150mm，壁厚为15-25mm。可组装一体蜡模结构整体呈立体圆环形，通过相应模具一次射蜡成形。根据生产需要其直径范围为120mm-250mm，其厚度范围为35mm-45mm。所述的嵌套结构设置于每一层铸件蜡模组件的上下端面，嵌套结构呈圆环状，嵌套结构设有上、下部连接凹槽，用以与主浇道的道口相连接。使用时，本发明通过相应模具制出可组装一体蜡模，中空通孔结构使其取放方便，重量较轻。将其冷却后通过上下面的嵌套结构组装成一定高度的组合圆柱体，其高度大小为180mm-380mm。蜡模圆柱筒结构再配合组装底座和上盖，得到完整用于真空吸铸的蜡模树结构，其高度范围为300mm-500mm。将组装好的蜡树结构，投入生产线进行制壳、脱蜡、培烧后，用于真空吸铸工艺生产。生产过程中钢液通过中间圆筒主浇道流入内浇道并充型铸件，泄压回流时中间圆筒主浇道的钢液回流，但是内浇口的钢液受其结构影响，将保留持续为铸件提供补缩。最终，所得铸件良率大于90%，得料率大于70%。

在一个具体的实施例中，优先设计11个铸件蜡模通过竖直弯道结构的内浇道均匀分布在中空通孔的圆柱体主浇道上，主浇道上下面设有嵌套结构，使其可与同类型主浇道相互嵌套连接。

优选将连接铸件蜡模与主浇道的内浇道设计为竖直弯道结构，其连接主浇道的Y轴方向最低点应高于其连接铸件的Y轴方向最高点。保证泄压回流过程中铸件型腔内的钢液无法通过内浇道回流至主浇道。

进一步将设计好的一体蜡模通过相应模具一次射蜡成形。其直径大小为120mm，其厚度大小为35mm。

使用时，因为中空通孔结构的设计使其重量较轻，取放方便。射蜡成形后将其冷却后通过上下面的嵌套结构组装成一定高度的组合圆柱体，其高度大小为180mm。蜡模圆柱筒结构再配合组装底座和上盖，得到完整用于真空吸铸的蜡模树结构，其高度大小为380mm。将组装好的蜡树结构，投入生产线进行制壳、脱蜡、培烧后，用于真空吸铸工艺生产。生产过程中钢液通过中间圆筒主浇道流入内浇道并充型铸件，泄压回流时中间圆筒主浇道的钢液回流，但是内浇口的钢液受其结构影响，将保留持续为铸件提供补缩。最终，所得铸件良率为93%，得料率为73.5%。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于真空吸铸的蜡模结构，其特征在于：所述的蜡模结构包括主浇道和分散在主浇道四周的铸件蜡模，若干件铸件蜡模围绕主浇道形成一层铸件蜡模组件，所述的每一层铸件蜡模组件之间通过嵌套结构互相叠加；若干个蜡模铸件组件叠加形成一个圆柱状的蜡模结构，蜡模结构的顶部设有上盖，底部设有底座；铸件蜡模与主浇道之间通过内浇道相连；

所述的内浇道为竖直弯道结构，所述的竖直弯道结构由竖直道和横向道拼接而成，弯道结构腔体容积的1/3属于竖直道，2/3属于横向道的，竖直道与横向道的交接处为弯道结构，横向道的底部为一斜面，斜面与水平面之间的夹角范围为30-50度，所述横向道的最低点高于竖直道的最低点；竖直道的腔体容积与横向道的腔体容积之比为1:1.5-4；

横向道与主浇道通过一扩充道口相连，所述的扩充道口其上、下分别设有一向外凸起的导气槽，这两个导气槽沿着轴线错开设置，扩充道口的直径大于横向道最宽处的直径，扩充道口的顶部高于横向道的顶部，扩充道口的底部低于横向道的最低点；

竖直弯道中，横向道的上表面为向上倾斜的圆弧面，圆弧面的中心处为横向道的上背脊，上背脊与主浇道之间形成一个夹角，所述的夹角范围为70-80度；

横向到底部的斜面与主浇道之间的夹角范围为40-65度，竖直道的侧部设有一延伸面，所述的延伸面与斜面之间存在一个夹角，夹角的范围为70-100度。

2.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的蜡模结构，其特征在于：每一层铸件蜡模组件由围绕主浇道均匀设置的7-20个铸件蜡模组成，主浇道为中空的圆柱体结构，主浇道的直径为50-150mm，壁厚为15-25mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的蜡模结构，其特征在于：所述的嵌套结构设置于每一层铸件蜡模组件的上下端面，嵌套结构呈圆环状，嵌套结构设有上、下部连接凹槽，用以与主浇道的道口相连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于真空吸铸的蜡模结构，其特征在于：嵌套结构分为上嵌套体和下嵌套体，下嵌套体上设有凸边和设在凸边上的凸台，上嵌套体设有与凸台相对应的嵌套凹槽。