CN108655337B - 一种挡环泡塑模型及挡环消失模铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挡环泡塑模型包括挡环本体、用于铁水通过的浇注道总成和对挡环本体进行固定支撑的支撑架，挡环本体和支撑架均与浇注道连接。该挡环泡塑模型包括多层上下排列布置的挡环本体，每一层设有两个挡环本体，且每一层的两个挡环本体对称布置，即进行一次充料每一层可以同时制作两件挡环。本发明还公开了一种以挡环泡塑模型为中间模具制作挡环的消失模铸造工艺，包括a.白模模具、b.EPS珠粒预发泡、c.制模成型、d.白模烘干、e.白模组装及粘结、f.白模涂料、g.装箱造型、h.浇注、l.冷却打磨。其中c.制模成型包括制作挡环本体、浇注道总成和支撑架；e.白模组装及粘结具体为将挡环本体、浇注道总成和支撑架进行组装粘结后形成挡环泡塑模型。
Description
技术领域
本发明属于消失模铸造技术领域，具体涉及一种挡环泡塑模型及挡环消失模铸造工艺，该挡环泡塑模型为在使用消失模铸造工艺制造挡环时的模具，该挡环用于管件自锚接口。
背景技术
通常挡环类产品为圆弧细长条形，易变形，多采用粘土砂铸造毛坯并进行机械加工(钻孔)。此类铸件细长、重量轻，加工成本高、生产效率低，且容易在加工面出现铸造缺陷，影响使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便，使挡环外形美观、尺寸精确，可提高挡环生产效率的挡环泡塑模型，本发明还提供了一种以该挡环泡塑模型为中间模具制作挡环的消失模铸造工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种挡环泡塑模型，包括多层上下排列布置的挡环本体，每一层设有两个挡环本体，还包括对挡环本体进行固定支撑的支撑架和用于铁水通过的浇注道总成，所述浇注道总成包括浇注口、直浇道Ⅰ、横浇道Ⅰ、直浇道Ⅱ、横浇道Ⅱ，所述横浇道Ⅱ上设有多个内浇道，所述挡环本体和所述支撑架均与所述内浇道连接。
进一步的，所述浇注口通过所述直浇道Ⅰ与所述横浇道Ⅰ连通，所述横浇道Ⅰ通过所述直浇道Ⅱ与所述横浇道Ⅱ连通，所述横浇道Ⅱ与所述内浇道连通，所述内浇道的一端与所述横浇道Ⅱ连通，所述内浇道的另一端与所述挡环本体连接。
进一步的，所述内浇道对称布置在所述横浇道Ⅱ的两侧。
进一步的，所述支撑架包括浇注道Ⅰ和对所述挡环本体进行固定的支撑块，所述支撑块内设有与所述浇注道Ⅰ连通的浇注道Ⅱ，所述浇注道Ⅰ与所述内浇道连通，所述支撑块的一端与所述浇注道Ⅰ连接，所述支撑块的另一端与所述挡环本体连接。
进一步的，在所述挡环本体的圆周方向上均布小孔。
本发明还涉及一种以上述挡环泡塑模型为中间模具制作挡环的消失模铸造工艺，该工艺步骤包括a.白模模具、b.EPS珠粒预发泡、c.制模成型、d.白模烘干、e.白模组装及粘结、f.白模涂料、g.装箱造型、h.浇注、l.冷却打磨，所述步骤c.制模成型包括制作所述挡环本体、所述浇注道总成和所述支撑架；所述步骤e.白模组装及粘结具体为将所述挡环本体、所述浇注道总成和所述支撑架进行组装粘结后形成所述挡环泡塑模型。
进一步的，所述步骤a.白模模具具体操作为：根据待制作挡环的结构特点及浇注成型要求，选择制备所述挡环本体的白模模具、制备所述浇注道总成和所述支撑架的白模模具。
进一步的，在所述制备挡环本体的白模模具上沿挡环本体圆周方向设有用于在挡环本体上制作所述小孔的活块。
进一步的，所述浇注道总成的制备流程为先制备浇注口、直浇道Ⅰ、横浇道Ⅰ、直浇道Ⅱ、横浇道Ⅱ和内浇道，然后进行粘结形成所述浇注道总成。
进一步的，所述步骤b.EPS珠粒预发泡具体操作为：首先利用间歇式预发泡机将EPS珠粒进行预发泡，再放到珠粒用料仓存储、并进行熟化，然后通过管道送到全自动成型机进行步骤c.制模成型；所述步骤c.制模成型具体操作为：先用压缩空气将所述步骤b.EPS珠粒预发泡中已发泡并熟化后的珠粒送入发泡模具型腔内进行二次发泡，冷却后获得所述挡环本体、浇注道总成各个组成部分和支撑架的EPS模块，然后将EPS模块烘烤后送入模块仓库进行时效，白模时效后进入所述步骤e.白模组装及粘结；所述步骤f.白模涂料为在组装成型的所述挡环泡塑模型的表面浸涂耐火涂料并烘干，最后进行所述步骤g.装箱造型、步骤h.浇注和步骤l.冷却打磨。
采用本发明技术方案的优点为：
1.本发明挡环泡塑模型包括多层上下排列布置的挡环本体，每一层设有两个挡环本体，且每一层的两个挡环本体对称布置，即进行一次充料每一层可以同时制作两件挡环，整个泡塑模型可制作出多个挡环，改变了传统的一次只能加工一个挡环的生产方式，提高了挡环的生产效率。
2.本发明设计支撑架用于固定支撑多层上下排列布置的挡环本体，一方面可防止挡环本体变形，另一方面使多层上下排列布置的挡环本体形成一个整体，在消失模铸造时方便整体浸涂、成串造型浇注，既保证了制造精度有提高了小件的生产效率。
3.本发明在制造挡环泡塑模型的模具上设有沿挡环本体圆周方向布置的活块，可直接在挡环本体上加工出小孔，该方法加工的小孔不仅位置、形状尺寸精确，保证了内出孔的表面精度，而且还实现了孔免加工。
4.本发明还可以实现多套挡环泡塑模型共用一个浇注口、一个直浇道Ⅰ和一个横浇道Ⅰ，由于随着铁水的注入整个泡塑模型都会气化，液态金属占据泡塑模型的位置，凝固冷却后形成铸件，其中包括浇注道总成和支撑架，所以共用的部件可以节约铁水的使用量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明挡环泡塑模型的整体结构示意图。
图2为本发明挡环泡塑模型的整体结构图。
上述图中的标记分别为：1、挡环本体；11、小孔；2、浇注道总成；21、浇注口；22、直浇道Ⅰ；23、横浇道Ⅰ；24、直浇道Ⅱ；25、横浇道Ⅱ；26、内浇道；3、支撑架；31、浇注道Ⅰ；32、支撑块。
具体实施方式
在本发明中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、图2所示，一种挡环泡塑模型，包括挡环本体1、用于铁水通过的浇注道总成2和对挡环本体1进行固定支撑的支撑架3，挡环本体1和支撑架3均与浇注道2连接。该挡环泡塑模型包括多层上下排列布置的挡环本体1，每一层设有两个挡环本体1，且每一层的两个挡环本体1对称布置，即进行一次充料每一层可以同时制作两件挡环。由于该挡环泡塑模型设置多层挡环本体1，层与层之间挡环本体1成上下排列布置，所以设计支撑架3用于固定支撑多层上下排列布置的挡环本体1，一方面可防止挡环本体1变形，另一方面使多层上下排列布置的挡环本体1形成一个整体，在消失模铸造时方便整体浸涂、成串造型浇注，既保证了制造精度又提高了小件的生产效率。
在制造挡环泡塑模型的模具上设有沿挡环本体1圆周方向布置的活块，该活块用于在挡环本体1上加工小孔11，小孔11均匀布置在挡环本体1的圆周方向上。该方法加工的小孔11不仅位置、形状尺寸精确，保证了内出孔的表面精度，而且还实现了孔免加工。
上述浇注道总成2包括浇注口21、直浇道Ⅰ22、横浇道Ⅰ23、直浇道Ⅱ24、横浇道Ⅱ25，横浇道Ⅱ25上设有多个内浇道26，浇注口21通过直浇道Ⅰ22与横浇道Ⅰ23连通，横浇道Ⅰ23通过直浇道Ⅱ24与横浇道Ⅱ25连通，横浇道Ⅱ25与内浇道26连通，该内浇道26的一端与横浇道Ⅱ25连通，内浇道26的另一端与挡环本体1连接。其中，内浇道26的个数可以根据挡环本体1的大小和实际的生产要求进行设计，优选内浇道26对称布置在横浇道Ⅱ25的两侧。内浇道26的设计，一方面起到使铁水均匀流到挡环本体1处，使挡环本体1成型均匀的作用，另一方面起到支撑挡环本体1的作用，避免出现在雨淋加砂震实造型的过程中挡环本体1受到砂的挤压产生变形的情况，保证了所铸造出的挡环的质量。
上述支撑架3包括浇注道Ⅰ31和对挡环本体1进行固定的支撑块32，支撑块32内设有与浇注道Ⅰ31连通的浇注道Ⅱ，浇注道Ⅰ31与内浇道26连通，支撑块32的一端与浇注道Ⅰ31连接，支撑块32的另一端与挡环本体1连接。优选，支撑架3的个数与内浇道26的个数相同。
在消失模铸造工艺的装箱造型步骤具体操作为：模型通过悬链输送到入箱工位后通过机械手放入已加底砂的砂箱内，通过雨淋加砂并震实造型。支撑架3的设计，一方面起到浇注道的作用，将铁水引流到每一层的挡环本体1处；另一方面支撑架3的支撑块31与挡环本体1连接，对挡环本体1起到固定支承的作用，避免在雨淋加砂的过程中每层挡环本体1之间的间距发生变化或挡环本体1在砂的冲击力下产生变形。
在使用消失模铸造工艺制造挡环时，铁水由浇注口21注入，通过直浇道Ⅰ22进入横浇道Ⅰ23，再通过直浇道Ⅱ24进入横浇道Ⅱ25，进入横浇道Ⅱ25的铁水再分别流入各个内浇道26，内浇道26内的铁水一部分流到挡环本体1，另一部分通过支撑架3的浇注道Ⅰ31经支撑块32内的浇注道Ⅱ流入到下一层的挡环本体1处。随着铁水的注入挡环泡塑模型气化，液态金属占据挡环泡塑模型的位置，凝固冷却后形成铸件。
在浇注铁水时，为使铁水流动顺畅、均匀，将支撑架3垂直于内浇道26布置，即浇注道Ⅰ31与内浇道26垂直；支撑架3的长度及支撑块32的个数根据泡塑模型包含的挡环本体1层数进行设计，目的是在保证挡环铸造质量高的前提下，提高生产效率。
在实际生产中为了提高生产效率，经常将两套或多套挡环泡塑模型放在一起进行浇注铁水。现以两套为例进行说明，具体操作为：两套挡环泡塑模型左右并排放置，两套挡环泡塑模型共用一个浇注口21、一个直浇道Ⅰ22和一个横浇道Ⅰ23，然后铁水在横浇道Ⅰ23处开始分流，进入每一套挡环泡塑模型的直浇道Ⅱ24、横浇道Ⅱ25、内浇道26、浇注道Ⅰ31直至挡环本体1。
本发明的挡环泡塑模型用于使用消失模铸造工艺铸造挡环，由于挡环泡塑模型中挡环本体1分多层设置，且每一层设有两个挡环本体1，通过一个浇注道总成2可以一次性加工出多个挡环本体1，提高了生产效率。而且还可以实现多套挡环泡塑模型共用一个浇注口21、一个直浇道Ⅰ22和一个横浇道Ⅰ23，由于随着铁水的注入整个泡塑模型都会气化，液态金属占据泡塑模型的位置，其中包括浇注道总成2和支撑架3，凝固冷却后形成铸件，所以共用的部件可以节约铁水的使用量。
基于上述挡环泡塑模型利用消失模铸造工艺制造挡环的工艺流程包括如下步骤：a.白模模具、b.EPS珠粒预发泡、c.制模成型、d.白模烘干、e.白模组装及粘结、f.白模涂料、g.装箱造型、h.浇注、l.冷却打磨。其中，步骤c.制模成型包括制作挡环本体1、浇注道总成2和支撑架3；步骤e.白模组装及粘结具体为将挡环本体1、浇注道总成2和支撑架3进行组装粘结后形成挡环泡塑模型，以便为后续消失模铸造提供中间模具。
步骤a.白模模具：根据待制作挡环的结构特点及浇注成型要求，选择制备挡环本体1的白模模具、制备浇注道总成2和支撑架3的白模模具；在制备挡环本体1的白模模具上设有沿挡环本体1圆周方向布置的活块，用于加工挡环本体1上的小孔11，小孔11在模具上直接成型，避免了再次加工小孔11，实现了孔免加工。
步骤b.EPS珠粒预发泡：首先利用间歇式预发泡机将EPS珠粒进行预发泡，再放到珠粒用料仓存储、并进行熟化，然后通过管道送到全自动成型机进行步骤c.制模成型。其中，EPS原料珠粒存放温度必须低于25℃，EPS发泡时筒体蒸汽压力为0.015-0.06Mpa、发泡温度为90-110℃，预发泡密度控制在14-19g/L以内。
步骤c.制模成型：先用压缩空气将b.EPS珠粒预发泡中已发泡并熟化后的珠粒送入发泡模具型腔内进行二次发泡，冷却后获得挡环本体1、浇注道总成2各个组成部分和支撑架3的EPS模块，然后将EPS模块烘烤后送入模块仓库进行时效，以最终获得密度稳定、表面光洁、尺寸精确的挡环本体1EPS模块、浇注道总成2各个组成部分的EPS模块和支撑架3EPS模块；白模时效后进入步骤e.白模组装及粘结。优选，压缩空气压力为≥0.4Mpa。
步骤e.白模组装及粘结：首先将浇注道总成2各个组成部分浇注口21、直浇道Ⅰ22、横浇道Ⅰ23、直浇道Ⅱ24、横浇道Ⅱ25和内浇道26按照使用要求进行粘结组装成浇注道总成2；再将挡环本体1、浇注道总成2和支撑架3进行组装粘结后形成挡环泡塑模型，为后续消失模铸造提供中间模具，实现挡环的高效、高质量、低成本生产。
步骤f.白模涂料：在组装成型的挡环泡塑模型的表面浸涂耐火涂料并烘干，以便在挡环泡塑模型表面建立一层具有一定强度和透气性的耐火料涂层，增强挡环泡塑模型的强度。
步骤g.装箱造型：浸涂耐火涂料并烘干后的挡环泡塑模型，先通过悬链输送到入箱工位后，再通过机械手放入已加底砂的砂箱内，然后通过雨淋加砂并震实造型。
步骤h.浇注和l.冷却打磨：经震实造型后砂箱进入浇注工位，自动接通真空系统，由浇注车进行浇注，铁水将挡环泡塑模型气化并占据挡环泡塑模型所在的空间位置，完成负压浇注过程。进入步骤l.冷却打磨：经凝固冷却后出制造件，转入抛丸打磨等后处理工序进行后续处理。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种挡环泡塑模型，其特征在于：包括多层上下排列布置的挡环本体（1），每一层设有两个挡环本体（1），还包括对挡环本体（1）进行固定支撑的支撑架（3）和用于铁水通过的浇注道总成（2），所述浇注道总成（2）包括浇注口（21）、直浇道Ⅰ（22）、横浇道Ⅰ（23）、直浇道Ⅱ（24）、横浇道Ⅱ（25），所述横浇道Ⅱ（25）上设有多个内浇道（26），所述挡环本体（1）和所述支撑架（3）均与所述内浇道（26）连接；所述浇注口（21）通过所述直浇道Ⅰ（22）与所述横浇道Ⅰ（23）连通，所述横浇道Ⅰ（23）通过所述直浇道Ⅱ（24）与所述横浇道Ⅱ（25）连通，所述横浇道Ⅱ（25）与所述内浇道（26）连通，所述内浇道（26）的一端与所述横浇道Ⅱ（25）连通，所述内浇道（26）的另一端与所述挡环本体（1）连接；所述浇注口（21）通过所述直浇道Ⅰ（22）与所述横浇道Ⅰ（23）连通，所述横浇道Ⅰ（23）通过所述直浇道Ⅱ（24）与所述横浇道Ⅱ（25）连通，所述横浇道Ⅱ（25）与所述内浇道（26）连通，所述内浇道（26）的一端与所述横浇道Ⅱ（25）连通，所述内浇道（26）的另一端与所述挡环本体（1）连接；在制造挡环泡塑模型的模具上设有沿挡环本体（1）圆周方向布置的活块，该活块用于在挡环本体（1）上加工小孔（11）；所述支撑架（3）包括浇注道Ⅰ（31）和对所述挡环本体（1）进行固定的支撑块（32），所述支撑块（32）内设有与所述浇注道Ⅰ（31）连通的浇注道Ⅱ，所述浇注道Ⅰ（31）与所述内浇道（26）连通，所述支撑块（32）的一端与所述浇注道Ⅰ（31）连接，所述支撑块（32）的另一端与所述挡环本体（1）连接；
所述内浇道（26）对称布置在所述横浇道Ⅱ（25）的两侧。
2.如权利要求1所述的一种挡环泡塑模型，其特征在于：在所述挡环本体（1）的圆周方向上均布小孔（11）。
3.一种利用如权利要求1至2任意一项所述的挡环泡塑模型制造挡环的消失模铸造工艺，该工艺步骤包括a.白模模具、b.EPS珠粒预发泡、c.制模成型、d.白模烘干、e.白模组装及粘结、f.白模涂料、g.装箱造型、h.浇注、l.冷却打磨，其特征在于：所述步骤c.制模成型包括制作所述挡环本体（1）、所述浇注道总成（2）和所述支撑架（3）；所述步骤e.白模组装及粘结具体为将所述挡环本体（1）、所述浇注道总成（2）和所述支撑架（3）进行组装粘结后形成所述挡环泡塑模型。
4.如权利要求3所述的一种制造挡环的消失模铸造工艺，其特征在于：所述步骤a.白模模具具体操作为：根据待制作挡环的结构特点及浇注成型要求，选择制备所述挡环本体（1）的白模模具、制备所述浇注道总成（2）和所述支撑架（3）的白模模具。
5.如权利要求4所述的一种制造挡环的消失模铸造工艺，其特征在于：在所述制备挡环本体（1）的白模模具上沿挡环本体（1）圆周方向设有用于在挡环本体（1）上制作所述小孔（11）的活块。
6.如权利要求5所述的一种制造挡环的消失模铸造工艺，其特征在于：所述浇注道总成（2）的制备流程为先制备浇注口（21）、直浇道Ⅰ（22）、横浇道Ⅰ（23）、直浇道Ⅱ（24）、横浇道Ⅱ（25）和内浇道（26），然后进行粘结形成所述浇注道总成（2）。
7.如权利要求6所述的一种制造挡环的消失模铸造工艺，其特征在于：所述步骤b.EPS珠粒预发泡具体操作为：首先利用间歇式预发泡机将EPS珠粒进行预发泡，再放到珠粒用料仓存储、并进行熟化，然后通过管道送到全自动成型机进行步骤c.制模成型；所述步骤c.制模成型具体操作为：先用压缩空气将所述步骤b.EPS珠粒预发泡中已发泡并熟化后的珠粒送入发泡模具型腔内进行二次发泡，冷却后获得所述挡环本体（1）、浇注道总成（2）各个组成部分和支撑架（3）的EPS模块，然后将EPS模块烘烤后送入模块仓库进行时效，白模时效后进入所述步骤e.白模组装及粘结；所述步骤f.白模涂料为在组装成型的所述挡环泡塑模型的表面浸涂耐火涂料并烘干，最后进行所述步骤g.装箱造型、步骤h.浇注和步骤l.冷却打磨。
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