CN109158553A - 一种大型真空泵叶轮铸造方法 - Google Patents

Abstract

一种大型真空泵叶轮铸造方法，属于真空泵叶轮生产技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1）将模具安装在砂箱内；步骤2）向砂箱主体（2）内充填型砂并夯实并刮去多余的型砂，同时在型砂上设置浇冒口和通气孔；步骤3）由上至下逐个对砂箱主体（2）起模，先通过提升装置提升对应的砂箱主体（2），然后通过行车对砂箱主体（2）起吊，同一层砂箱主体（2）对应的提升装置同步提升；步骤4）取出模具，并通过行车将砂箱主体（2）依次合模；步骤5）将底座（1）和与其相邻的砂箱主体（2）以及每相邻的两层砂箱主体（2）固定连接。本大型真空泵叶轮铸造方法方便行车将砂箱主体吊起，快速起模脱离模具。

Description

一种大型真空泵叶轮铸造方法

技术领域

一种大型真空泵叶轮铸造方法，属于真空泵叶轮生产技术领域。

背景技术

大型叶轮用标准砂箱的使用，有利于获得质量高、成本低的铸件。砂箱在于模具脱离时，需要用行车起吊以使砂箱与模具分离，但是由于大型叶轮模具体积大、叶片数量多，造型时起模非常困难，目前在起模时通常再用铁锤敲打的方式实现模具的脱离，这种方式很容易对模具和砂箱造成损坏，而且水环真空泵大型叶轮在铸造生产过程中，由于其体积大、叶片数量多，造型时起模非常困难。因此，制定合理的工艺及工装对叶轮的生产十分重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种方便起模，进而能够实现快速起箱脱离模具，造型方便的大型真空泵叶轮铸造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：砂箱包括底座以及设置在底座上侧至少一层砂箱主体，砂箱主体为上下两端均敞口的筒状，底座和与其相邻的砂箱主体之间以及每相邻的两层砂箱主体之间均可拆卸的连接，底座和与其相邻的砂箱主体之间以及每相邻的两砂箱主体之间均设置有提升装置；

铸造方法包括如下步骤：

步骤1）将模具安装在砂箱内；

步骤2）向砂箱主体内充填型砂并夯实并刮去多余的型砂，同时在型砂上设置浇冒口和通气孔；

步骤3）由上至下逐个对砂箱主体起模，先通过提升装置提升对应的砂箱主体，然后通过行车对砂箱主体起吊，同一层砂箱主体对应的提升装置同步提升；

步骤4）取出模具，并通过行车将砂箱主体依次合模；

步骤5）将底座和与其相邻的砂箱主体以及每相邻的两层砂箱主体固定连接，然后通过浇冒口浇筑向型腔内浇筑铁水。

优选的，步骤3）中所述的砂箱主体提升10mm后再通过行车起吊。

优选的，步骤1）中所述的砂箱内设置有芯骨。

优选的，步骤1）中所述的模具沿轴向设置有多段，所述的砂箱主体的层数等于或大于模具的段数，模具的每一段分别设置在对应一层的砂箱主体内。

优选的，至少在每个砂箱主体相对的两侧对称设置有外凸的支撑台，提升装置设置在相邻两个砂箱主体上相对应的两个支撑台之间或设置在底座和与其相邻的砂箱主体的支撑台之间。

优选的，所述的提升装置为千斤顶、油缸或气缸。

优选的，所述的模具包括底板、立柱以及叶片，立柱垂直设置在底板上并与底板固定连接，叶片环绕立柱间隔均布有多个，叶片沿立柱的轴线方向分割为多段或叶片和立柱均沿立柱的轴线方向相对应的分割为多段，每相邻的两段叶片可拆卸的连接。

优选的，每相邻的两段所述叶片中位于下侧的叶片的厚度大于位于上侧的叶片的厚度。

优选的，每相邻的两段所述叶片中位于下侧的叶片沿厚度方向的两侧比位于上侧的叶片的两侧均厚40~50um。

优选的，每相邻的两段所述叶片之间设置有骑缝销，骑缝销与叶片可拆卸的连接。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本大型真空泵叶轮铸造方法的提升装置在行车起吊之前使模具与型砂脱离，方便行车将砂箱主体吊起，快速起模脱离模具，与采用铁锤敲打的方式相比，保护了砂箱主体，也保护了模具，提高了砂箱主体和模具的使用寿命，而且避免了由于敲击导致型砂与模具之间存在间隙导致铸件尺寸偏差的问题。

2、砂箱主体提升10 mm后再通过行车起吊，既保证了砂型与模具分离，方便起吊，又避免了对砂箱的敲打。

3、芯骨提高了型砂的强度，避免起模时起吊的模具主体内的型砂脱落。

4、模具的每一段分别设置在对应一层的砂箱主体内，避免起模时模具与砂箱主体相互妨碍。

5、支撑台方便了提升装置的安装，通过千斤顶、油缸或气缸实现砂箱主体的提升，方便实现同一砂箱主体对应的提升装置同步升降，保证砂箱主体水平提升，避免出现铸造出的工件尺寸出现偏差。

6、叶片分段设置，或叶片和立柱均分段设置，既减小了单个部件的体积，方便了叶轮模具的加工，而且在起模时可以与砂箱配合由上至下逐段起模，从而大大降低了起模的难度，起模快速，且不会对砂箱内的型砂造成破坏，保证了铸造的零件尺寸精确。

7、每相邻的两段叶片中位于下侧叶片的厚度大于上侧的叶片的厚度，进一步方便了起模；每相邻的两段叶片中位于下侧的叶片沿厚度方向的两侧比位于上侧的叶片的两侧均厚40~50um，即方便起模，且效果明显，又满足了铸件的尺寸要求。

8、骑缝销减少了模具叶片的应力变形，并且能够防止在造型过程中模具受挤压变形。

附图说明

图1为大型叶轮用标准砂箱的立体示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为叶轮模具的立体示意图。

图4为图3中B处的局部放大图。

图5为底板的立体示意图。

图6为图5中C处的局部放大图。

图7为实施例2中叶轮模具的立体示意图。

图中：1、底座 2、砂箱主体 3、底座提升杆 4、砂箱提升杆 5、支撑台 6、千斤顶 7、底座紧固板 8、砂箱紧固板 9、砂箱紧固耳 10、底板 1001、安装孔 1002、安装槽 1003、对接部 1004、下限位槽 11、下压环 12、叶片 1201、下安装台 1202、外压紧部 1203、限位部1204、内压紧部 13、立柱 1301、侧限位槽 1302、限位台 14、内压环。

具体实施方式

图1~6是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~7对本发明做进一步说明。

一种大型叶轮用砂箱，包括底座1以及设置在底座1上侧至少一层砂箱主体2，砂箱主体2为上下两端均敞口的筒状，底座1和与其相邻的砂箱主体2之间以及每相邻的两层砂箱主体2之间均可拆卸的连接，至少在每个砂箱主体2相对的两侧对称设置有外凸的支撑台5，底座1和与其相邻的砂箱主体2的支撑台5之间以及每相邻的两砂箱主体2上相对应的支撑台5之间均设置有提升装置，每一层砂箱主体2对应的提升装置同步提升。本大型叶轮用砂箱的提升装置能够在行车起吊之前使模具与型砂脱离，方便行车将砂箱主体2吊起，快速起模脱离模具，与采用铁锤敲打的方式相比，保护了砂箱主体2，也保护了模具，提高了砂箱主体2和模具的使用寿命，而且避免了由于敲击导致型砂与模具之间存在间隙导致铸件尺寸偏差的问题，支撑台5方便了提升装置的设置。本发明中叶轮的直径大于或等于1.2m。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

实施例1

如图1~2所示：底座1为水平设置的方形板，底座1的下侧设置有底座支撑筒，底座支撑筒为方形筒，底座支撑筒的边长小于底座1的边长，且底座支撑筒与底座1的中心线重合。

砂箱主体2为上下两端均敞口的方形筒，砂箱主体2的边长小于底座1的边长，砂箱主体2的中心线与底座1的中心线重合，且砂箱主体2的一侧与底座1对应的一侧平行设置。砂箱主体2由下至上设置有多层，在本实施例中砂箱主体2有且只有一层。

在本实施例中，砂箱主体2的前侧和后侧均设置有支撑台5，砂箱主体2每一侧均对称设置有两个支撑台5，支撑台5有槽钢支撑，支撑台5的上侧为由下至上逐渐靠近砂箱主体2的倾斜状，既增加了支撑台5的强度，又提高了支撑台5与砂箱主体2的连接强度，还方便了提升装置的设置。

底座1和与其相邻的砂箱主体2的每个支撑台5之间均设置有一个提升装置，每相邻的两个砂箱主体2上相对应的支撑台5之间均设置有一个提升装置。提升装置为千斤顶6、油缸或气缸，在本实施例中，提升装置为千斤顶6，由于铸造车间液压泵站和空压机不方便设置，因此千斤顶6适合铸造车间的使用条件。在本实施例中，由于砂箱主体2有且只有一层，因此在砂箱主体2的每个支撑台5与底座1之间均设置有一个千斤顶6，千斤顶6竖向设置，千斤顶6设置在底座1上，千斤顶6的活塞杆与对应的支撑台5的下部相连。操作时，四个工人同时操作千斤顶6，从而使四个千斤顶6同步提升，保证砂箱主体2水平提升。

砂箱主体1内还可以设置有芯骨，芯骨由螺纹钢焊接而成，芯骨根据需要设置有多层，每相邻的两层芯骨之间相连，形成一个整体，埋入型砂内。

底座1的前后两侧均设置有底座提升杆3，底座1的前侧和后侧均对称设置有两个底座提升杆3，底座提升杆3与底座支撑筒固定连接，底座提升杆3与底座支撑筒对应的一侧垂直设置。底座提升杆3一端与底座支撑筒固定连接，另一端的直径大于中部直径形成底座提升杆阻挡部，避免起吊时绳索与底座提升杆3脱离，保证了起吊的稳定性，且消除了安全隐患。每个底座提升杆3与底座支撑筒之间均设置有底座加强板，底座加强板与底座支撑筒固定设置，提高了底座提升杆3与底座支撑筒的连接强度。

每个砂箱主体2的前后两侧均设置有砂箱提升杆4，砂箱主体2的前侧和后侧均对称设置有两个砂箱提升杆4，砂箱提升杆4与砂箱主体2对应的一侧垂直设置，砂箱提升杆4设置在对应侧的支撑台5内侧，砂箱提升杆4的一端与砂箱主体2对应的一侧固定连接，另一端的直径大于中部直径形成砂箱提升杆阻挡部，避免起吊时绳索与砂箱提升杆4脱离，保证了起吊的稳定性，且消除了安全隐患。每个砂箱提升杆4与砂箱主体2对应的一侧之间均设置有砂箱加强板，砂箱加强板与砂箱主体2相连，提高了砂箱提升杆4与砂箱主体2的连接强度。

底座1的前侧和后侧的上部均设置有水平的底座紧固板7，底座紧固板7有槽钢制成，底座紧固板7水平设置在底座1对应侧的中部，底座紧固板7的下侧为由上至下逐渐靠近底座1的倾斜状，从而提高了底座紧固板7的强度。底座紧固板7的中部设置有竖向的螺纹孔。

砂箱主体2的前侧和后侧分别设置有砂箱紧固板8，砂箱紧固板8水平设置在砂箱主体2对应侧的中部，砂箱主体2的前侧和后侧均在高度方向上对称设置有一块砂箱紧固板8，砂箱紧固板8由槽钢制成，砂箱紧固板8的内侧均为由外至内逐渐靠近砂箱主体2的倾斜状，从而提高了砂箱紧固板8的强度。砂箱紧固板8的两侧与砂箱主体2之间设有倒圆角，避免了应力集中，提高了砂箱紧固板8与砂箱主体2的连接强度。砂箱紧固板8上设置有螺纹孔。

在砂箱主体2的左右两侧的上部和下部均设置有砂箱紧固耳9，砂箱主体2的左侧和右侧的两端均对称设置有两个砂箱紧固耳9，砂箱紧固耳9的中部设置有凹槽。

与底座1相邻的砂箱紧固板8和对应的底座紧固板7通过螺栓可拆卸的连接。每相邻的两个砂箱主体2之间通过砂箱紧固板8和砂箱紧固耳9可拆卸的连接，相对应的砂箱紧固板8和砂箱紧固耳9通过螺纹可拆卸的连接，实现了相邻砂箱主体2的四周的紧固，防止涨箱或溅出铁水。砂箱紧固耳9内还可以安装定位销套，相邻砂箱主体2的定位销套相配合，提高合箱的准确度。

如图3~4所示：砂箱主体2内设置有叶轮模具，包括底板10、立柱13以及叶片12，底板10为水平设置的方形板，立柱13竖向设置，立柱13的轴线与底板10的中心线重合，立柱13的下端与底板10可拆卸的连接，叶片12环绕立柱13间隔均布有多个，叶片12的内端下与立柱13相连，叶片12的外端沿立柱13的圆周方向向同一侧弯折的弧形。

在本实施例中，叶片12与立柱13之间以及叶片12与底板10之间均可拆卸的连接。立柱13的侧部间隔设置有多个中部内凹的弧形的侧限位槽1301，叶片12的内侧设置有与侧限位槽1301相配合的限位部1203，侧限位槽1301与叶片12一一对应，每个侧限位槽1301两侧的立柱13上均设置有限位台1302，叶片12的限位部1203安装在对应的侧限位槽1301内，侧限位槽1301两侧对应的限位台1302对叶片12进行限位，避免叶片12与立柱13相对转动。

立柱13与叶片12的上端设置有上压环，上压环包括内压环14和外压环。

叶片12的限位部1203的上部低于叶片12的上侧设置，从而在限位部1203的上端形成内压紧部1204，内压紧部1204与立柱13的顶部平齐，内压环14同轴设置在立柱13的上侧，内压环14与立柱13通过螺栓可拆卸的连接，内压环14设置在多个限位台1302合围成的环形内，内压环14通过限位部1203的上端压紧叶片12。每个叶片12的上侧外端均设置有内凹的外压紧部1202，外压环通过外压紧部1202压紧叶片12，外压环通过螺栓与叶片12可拆卸的连接，从而完成叶片12上侧的压紧。

立柱13为由上至下直径逐渐增大的锥形，侧限位槽1301竖向设置，且侧限位槽1301由上至下逐渐变深。

如图5~6所示：底板10的中部设置有圆形的安装孔1001，安装孔1001为设置在底板10上侧的盲孔，安装孔1001的中部同轴设置有中部上凸的对接部1003，对接部1003为圆柱状，对接部1003的直径与立柱13下端的直径相等，对接部1003与立柱13的下端可拆卸的连接，环绕对接部1003设置有多个中部下凹的安装槽1002，安装槽1002设置在安装孔1001底部，安装槽1002与叶片12一一对应，每个叶片12的下端均设置有与安装槽1002相配合的下安装台1201，下安装台1201的长度大于叶片12的弧形的长度，从而使下安装台1201的外端伸出叶片12的外端设置。下安装台1201可拆卸的安装在对应的安装槽1002内。底板10的上侧还设置有下压环11，叶片12设置在下压环11内，下压环11通过下安装台1201伸出叶片12的部分将叶片12压紧在底板10上。

安装孔1001的直径等于或稍大于下压环11的外径，从而使下压环11设置在安装孔1001内。同时下安装台1201的外端上侧内凹，形成用于与下压环11配合的让位口，进而在底板10的上侧形成水平面，保证铸造出的叶轮底部为水平面，方便后续机加工。

整个叶轮的模具分段设置，且叶片12与立柱13可拆卸的连接，使模具加工更加方便。

在本实施例中，每个叶片12均为一体设置，叶片12还可以沿高度方向设置与两段或三段，且每相邻的两段叶片12中位于上侧的叶片12的厚度小于位于下侧相邻的叶片12的厚度，且位于上部的叶片12两侧相比位于下侧相邻的叶片12两侧均向内缩小40~50um，进而方便型砂与模具脱离。

大型真空泵叶轮铸造方法包括如下步骤：

步骤1）将模具安装在砂箱内；

组装模具，并将组装好的模具安装在砂箱主体2内，模具的底板10与底座1可拆卸的连接。

步骤2）向砂箱主体2内充填型砂并夯实并刮去多余的型砂，同时在型砂上设置浇冒口和通气孔；

向砂箱主体2内填充型砂并夯实，将多余的型砂刮去，然后在型砂上设置浇冒口和通气孔，浇冒口用于向型腔内浇入铁水，通气孔用于通气，从而使铁水快速充满整个型腔。

步骤3）由上至下逐个对砂箱主体2起模，先通过提升装置提升对应的砂箱主体2，然后通过行车对砂箱主体2起吊，同一层砂箱主体2对应的提升装置同步提升；

四个操作人员分别操作一个千斤顶6，使四个千斤顶6同步提升，推动砂箱主体2水平提升，当砂箱主体2提升10mm后，再通过缆绳将砂箱提升杆4与行车连接，通过行车对砂箱主体2起吊。

步骤4）取出模具，并通过行车将砂箱主体2依次合模；

将模具取出型砂，并对型砂内的型腔进行清理，然后在通过行车将砂箱主体2起吊至底座1上侧。如果砂箱主体2有多层，在合模时需要在砂箱主体2的砂箱紧固耳9上的定位销套相配合，保证相邻的砂箱主体2定位精确，避免浇筑的工件出现尺寸偏差。

步骤5）将底座1和与其相邻的砂箱主体2以及每相邻的两层砂箱主体2固定连接，然后通过浇冒口浇筑向型腔内浇筑铁水；

将底座1的底座紧固板7和砂箱主体2上对应的砂箱紧固板8通过螺栓固定；如果砂箱主体2有多层，则需要通过螺栓将相邻两层砂箱主体2相配合的两个砂箱紧固板8固定连接，通过螺栓将相邻两层砂箱主体2相配合的砂箱紧固板8固定连接，从而将底座1和与底座1相邻的砂箱主体2固定连接，将相邻的砂箱主体2的四周均固定连接，防止涨箱或溅出铁水。然后通过浇冒口向型腔内浇筑铁水，完工叶轮的铸造。

实施例2

如图7所示：实施例2与实施例1的区别在于：叶片12与立柱13一体设置，且叶片12和立柱13均对应均匀分割为三段，叶片12与立柱13之间不设置内压环14。位于最下侧的一端的相邻叶片12之间通过筋板相连。在本实施例中，砂箱主体2也设置有三层，即砂箱主体2的层数与叶轮模具的段数相等，方便叶轮的脱模。

每相邻的两段叶片12的相对应的叶片12之间设置有骑缝销，减少了叶片12的应力变形，并且能够防止在造型过程中模具受挤压变形，也提高了模具的强度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：砂箱包括底座（1）以及设置在底座（1）上侧至少一层砂箱主体（2），砂箱主体（2）为上下两端均敞口的筒状，底座（1）和与其相邻的砂箱主体（2）之间以及每相邻的两层砂箱主体（2）之间均可拆卸的连接，底座（1）和与其相邻的砂箱主体（2）之间以及每相邻的两砂箱主体（2）之间均设置有提升装置；

铸造方法包括如下步骤：

步骤1）将模具安装在砂箱内；

步骤2）向砂箱主体（2）内充填型砂并夯实并刮去多余的型砂，同时在型砂上设置浇冒口和通气孔；

步骤3）由上至下逐个对砂箱主体（2）起模，先通过提升装置提升对应的砂箱主体（2），然后通过行车对砂箱主体（2）起吊，同一层砂箱主体（2）对应的提升装置同步提升；

步骤4）取出模具，并通过行车将砂箱主体（2）依次合模；

步骤5）将底座（1）和与其相邻的砂箱主体（2）以及每相邻的两层砂箱主体（2）固定连接，然后通过浇冒口浇筑向型腔内浇筑铁水。

2.根据权利要求1所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：步骤3）中所述的砂箱主体（2）提升10mm后再通过行车起吊。

3.根据权利要求1所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：步骤1）中所述的砂箱内设置有芯骨。

4.根据权利要求1所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：步骤1）中所述的模具沿轴向设置有多段，所述的砂箱主体（2）的层数等于或大于模具的段数，模具的每一段分别设置在对应一层的砂箱主体（2）内。

5.根据权利要求1所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：至少在每个砂箱主体（2）相对的两侧对称设置有外凸的支撑台（5），提升装置设置在相邻两个砂箱主体（2）上相对应的两个支撑台（5）之间或设置在底座（1）和与其相邻的砂箱主体（2）的支撑台（5）之间。

6.根据权利要求1或5所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：所述的提升装置为千斤顶（6）、油缸或气缸。

7.根据权利要求1或4所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：所述的模具包括底板（10）、立柱（13）以及叶片（12），立柱（13）垂直设置在底板（10）上并与底板（10）固定连接，叶片（12）环绕立柱（13）间隔均布有多个，叶片（12）沿立柱（13）的轴线方向分割为多段或叶片（12）和立柱（13）均沿立柱（13）的轴线方向相对应的分割为多段，每相邻的两段叶片（12）可拆卸的连接。

8.根据权利要求7所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：每相邻的两段所述叶片（12）中位于下侧的叶片（12）的厚度大于位于上侧的叶片（12）的厚度。

9.根据权利要求8所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：每相邻的两段所述叶片（12）中位于下侧的叶片（12）沿厚度方向的两侧比位于上侧的叶片（12）的两侧均厚40~50um。

10.根据权利要求7所述的大型真空泵叶轮铸造方法，其特征在于：每相邻的两段所述叶片（12）之间设置有骑缝销，骑缝销与叶片（12）可拆卸的连接。