CN109351912B - 一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法，包括蜡模上模具、蜡模下模具、陶瓷型芯，所述蜡模上模具、蜡模下模具之间形成蜡模腔室，所述陶瓷型芯安装在蜡模腔室内，所述蜡模上模具包括有注蜡口、四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔；所述蜡模下模具上设置有四个第二高度定位孔；所述其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、四个第二高度定位孔的一侧均设置有锁紧螺栓。本发明在航空、航天发动机空心涡轮叶片铸件上广泛使用，效果显著。

Description

一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法

技术领域

本发明涉及熔模精密铸造技术领域，具体是一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法。

背景技术

随着航空、航天发动机推重比增加，涡轮前进口温度以平均每年增加30℃～50℃的速度不断提高，这使得发动机热端部件承受的温度和载荷也不断增加，对叶片等热端部件工作温度和性能提出了更高的要求。采用熔模精密铸造的方法可以生产出空心涡轮叶片，应用气冷技术来提高叶片工作温度，使得叶片可以在高温合金熔点上温度工作。但空心涡轮叶片的内腔形状复杂且空间狭小(局部在1mm以下)，熔模铸造工艺中无法用金属模具分型，必须在叶片蜡模中预埋陶瓷型芯(以下简称‘陶芯’)。在浇注成铸件以后，去除陶芯形成空腔。为保证叶片的壁厚(以及其他尺寸要求，陶芯在蜡模模具中需进行定位，传统的陶芯定位方法是根据壁厚尺寸采用塑料或蜡料芯撑，用胶水粘在陶芯表面，放在金属模具型腔中固定。但无论是塑料或蜡料芯撑，均需提前根据不同壁厚尺寸制造金属模具，注塑或注蜡形成。这样芯撑的制造成本很高(包括芯撑模具和注塑、注蜡成本)；且叶片铸件在浇注后凝固过程中，因各部分结构不同，收缩会不一致，可能部分尺寸会超差。因此，经过一轮试验后，根据实际铸件尺寸检测结果，需调整陶芯在蜡模模具中的位置。而塑料或蜡料芯撑尺寸为一次性加工到位，若需进行尺寸调整，需修改模具重新制造，这样不仅成本高且效率低下。

发明内容

本发明提供一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法，能够有效的解决上述背景中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法，包括蜡模上模具、蜡模下模具、陶瓷型芯，所述蜡模上模具、蜡模下模具之间形成蜡模腔室，所述陶瓷型芯安装在蜡模腔室内，所述蜡模上模具包括有注蜡口、四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔，所述四个宽度定位孔均匀设置在蜡模腔室左右两面的两侧，所述两个长度定位孔分别设置在蜡模腔室前后两面的两侧，所述两个第一高度定位孔均设置在蜡模腔室上面的一侧；所述注蜡口设置在蜡模腔室左面的一侧并贯穿蜡模腔室；所述四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔内均安装有一端端面带有内六角的螺栓结构，所述每个螺栓另一端的端面贯穿蜡模腔室并与陶瓷型芯接触；所述蜡模下模具上设置有四个第二高度定位孔，所述四个第二高度定位孔均匀设置在蜡模腔室下面的一侧；所述四个第二高度定位孔均包括相互垂直设置的上部分、下部分；所述其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、四个第二高度定位孔的一侧均设置有锁紧螺栓；所述其中一个锁紧螺栓一端的端面垂直贯穿其中一个长度定位孔，所述另两个锁紧螺栓分别对应垂直贯穿其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔，所述剩下的四个锁紧螺栓分别对应垂直贯穿四个第二高度定位孔。

优选的，所述每个螺栓另一端的端面均设置为半球面形状。

优选的，所述每个圆柱的上端的端面均设置为半球面形状。

优选的，所述每个圆锥型螺栓另一端的端面均设置有内六角螺母。

优选的，所述每个上部分内均设置有圆柱，所述圆柱上套设有伸缩弹簧，所述圆柱下方固定有推柱，所述推柱下端面设置为斜面，所述每个下部分内均设置有圆锥型螺栓，所述圆锥型螺栓一端的锥面与推柱下端面相互切合，所述每个圆柱的上端的端面均贯穿蜡模腔室并与陶瓷型芯接触。

另一方面，本发明还包括以下定位步骤：

步骤一：首先打开蜡模上模具，将其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔内的螺栓旋转至理论要求尺寸，将四个第二高度定位孔内的圆锥型螺栓旋转至理论要求尺寸；

步骤二：对步骤一中的其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、四个第二高度定位孔内的圆锥型螺栓的各自所对应的锁紧螺栓进行固定，不再移动；

步骤三：放置陶瓷型芯，再拧动并控制另一个长度定位孔、另外两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔的螺栓，分别将陶瓷型芯的长度和宽度方向固定；再合上蜡模上模具，拧动两个第一高度定位孔内的螺栓，用以固定陶瓷型芯高度方向。后从注蜡口中注蜡，即可得到一个完整的含有陶瓷型芯的蜡模；

步骤四：在需要调节陶瓷型芯的尺寸要求时，拧动另一个长度定位孔、另外两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、两个第一高度定位孔内的螺栓，从而对陶瓷型芯进行调节。

本发明的有益效果在于：

本发明通过采用新型的调节陶瓷型芯在模具中进行定位，能够实现陶芯在蜡模中长、宽、高三个方向的尺寸调整，能非常有效的控制航空航天、航天发动机空心涡轮叶片铸件的尺寸，不仅提高了涡轮空心叶片铸件的尺寸精度和产品的合格率，而且大大加快了产品的研发周期。

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说明。

图1：本发明结构俯视图。

图2：本发明结构剖视图。

图3：本发明第二高度定位孔内部结构示意图。

图中：1、蜡模上模具，2、蜡模下模具，3、陶瓷型芯，4、蜡模腔室，5、锁紧螺栓，11、注蜡口，12、宽度定位孔，13、长度定位孔，14、第一高度定位孔，15、螺栓，21、第二高度定位孔，22、上部分，23、下部分，24、圆柱，25、伸缩弹簧，26、推柱，27、圆锥型螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施：

如图1～图3所示，本发明提供一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法，包括蜡模上模具1、蜡模下模具2、陶瓷型芯3，所述蜡模上模具1、蜡模下模具2之间形成蜡模腔室4，所述陶瓷型芯3安装在蜡模腔室4内。

蜡模上模具1包括有注蜡口11、四个宽度定位孔12、两个长度定位孔13、两个第一高度定位孔14，四个宽度定位孔12均匀设置在蜡模腔室4左右两面的两侧，两个长度定位孔13分别设置在蜡模腔室4前后两面的两侧，两个第一高度定位孔14均设置在蜡模腔室4上面的一侧。

注蜡口11设置在蜡模腔室4左面的一侧并贯穿蜡模腔室4。

四个宽度定位孔12、两个长度定位孔13、两个第一高度定位孔14均安装有一端端面带有内六角的螺栓15，每个螺栓15另一端的端面均设置为半球面形状，每个螺栓15另一端的端面贯穿蜡模腔室4并与陶瓷型芯3接触，通过螺栓15从而进行与陶瓷型芯3接触从而达到改变陶瓷型芯3的尺寸。

蜡模下模具2上设置有四个第二高度定位孔21，四个第二高度定位孔21均匀设置在蜡模腔室4下面的一侧；四个第二高度定位孔21均包括相互垂直设置的上部分22、下部分23，每个上部分22内均设置有圆柱24，每个圆柱24的上端的端面均设置为半球面形状，圆柱24上套设有伸缩弹簧25，圆柱24下方固定有推柱26，推柱26下端面设置为斜面，每个下部分23内均设置有圆锥型螺栓27，圆锥型螺栓27一端的锥面与推柱26下端面相互切合，每个圆柱24的上端的端面均贯穿蜡模腔室4并与陶瓷型芯3接触，又因每个圆锥型螺栓27另一端的端面均设置有内六角螺母，因此当对内六角螺母进行旋转时，在圆锥型螺栓27一端的锥面与推柱26下端面相互切合的情况下，能推动圆柱24向上运动，圆柱24上端的端面能与陶瓷型芯3接触。

由于其中一个长度定位孔13、其中两个处于蜡模腔室4同一面的宽度定位孔12、四个第二高度定位孔21的一侧均设置有锁紧螺栓5，其中一个锁紧螺栓5一端的端面垂直贯穿其中一个长度定位孔13，所述另两个锁紧螺栓5分别对应垂直贯穿其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔12，剩下的四个锁紧螺栓5分别对应垂直贯穿四个第二高度定位孔21。

另一方面此装置还具有如下定位步骤：

步骤一：首先打开蜡模上模具1，将其中一个长度定位孔13、其中两个处于蜡模腔室4同一面的宽度定位孔12内的螺栓15旋转至理论要求尺寸，将四个第二高度定位孔21内的圆锥型螺栓27旋转至理论要求尺寸；

步骤二：对步骤一中的其中一个长度定位孔13、其中两个处于蜡模腔室4同一面的宽度定位孔12、四个第二高度定位孔21内的圆锥型螺栓27的各自所对应的锁紧螺栓5进行固定，不再移动；

步骤三：放置陶瓷型芯3，再拧动并控制另一个长度定位孔13、另外两个处于蜡模腔室4同一面的宽度定位孔12的螺栓15，分别将陶瓷型芯3的长度和宽度方向固定；再合上蜡模上模具1，拧动两个第一高度定位孔14内的螺栓15，用以固定陶瓷型芯3高度方向。后从注蜡口14中注蜡，即可得到一个完整的含有陶瓷型芯3的蜡模；

步骤四：在需要调节陶瓷型芯3的尺寸要求时，拧动另一个长度定位孔13、另外两个处于蜡模腔室4同一面的宽度定位孔12、两个第一高度定位孔14内的螺栓15，从而对陶瓷型芯3进行调节。

上述结合附图对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，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具，包括蜡模上模具、蜡模下模具、陶瓷型芯，所述蜡模上模具、蜡模下模具之间形成蜡模腔室，所述陶瓷型芯安装在蜡模腔室内，其特征在于：所述蜡模上模具包括有注蜡口、四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔，所述四个宽度定位孔均匀设置在蜡模腔室左右两面的两侧，所述两个长度定位孔分别设置在蜡模腔室前后两面的两侧，所述两个第一高度定位孔均设置在蜡模腔室上面的一侧；所述注蜡口设置在蜡模腔室左面的一侧并贯穿蜡模腔室；所述四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔内均安装有一端端面带有内六角的螺栓结构，所述每个螺栓另一端的端面贯穿蜡模腔室并与陶瓷型芯接触；所述蜡模下模具上设置有四个第二高度定位孔，所述四个第二高度定位孔均匀设置在蜡模腔室下面的一侧；所述四个第二高度定位孔均包括相互垂直设置的上部分、下部分；所述其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、四个第二高度定位孔的一侧均设置有锁紧螺栓；所述其中一个锁紧螺栓一端的端面垂直贯穿其中一个长度定位孔，所述另两个锁紧螺栓分别对应垂直贯穿其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔，所述剩下的四个锁紧螺栓分别对应垂直贯穿四个第二高度定位孔；所述每个上部分内均设置有圆柱，所述圆柱上套设有伸缩弹簧，所述圆柱下方固定有推柱，所述推柱下端面设置为斜面，所述每个下部分内均设置有圆锥型螺栓，所述圆锥型螺栓一端的锥面与推柱下端面相互切合，所述每个圆柱的上端的端面均贯穿蜡模腔室并与陶瓷型芯接触；所述每个圆柱的上端的端面均设置为半球面形状；所述每个圆锥型螺栓另一端的端面均设置有内六角螺母。

2.根据权利要求1所述的一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具，其特征在于：所述每个螺栓另一端的端面均设置为半球面形状。

3.根据权利要求1所述的调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具的定位方法，其特征在于：还包括以下定位步骤：

步骤一：首先打开蜡模上模具，将其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔内的螺栓旋转至理论要求尺寸，将四个第二高度定位孔内的圆锥型螺栓旋转至理论要求尺寸；

步骤二：对步骤一中的其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、四个第二高度定位孔内的圆锥型螺栓的各自所对应的锁紧螺栓进行固定，不再移动；

步骤三：放置陶瓷型芯，再拧动并控制另一个长度定位孔、另外两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔的螺栓，分别将陶瓷型芯的长度和宽度方向固定；再合上蜡模上模具，拧动两个第一高度定位孔内的螺栓，用以固定陶瓷型芯高度方向，后从注蜡口中注蜡，即可得到一个完整的含有陶瓷型芯的蜡模；

步骤四：在需要调节陶瓷型芯的尺寸要求时，拧动另一个长度定位孔、另外两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、两个第一高度定位孔内的螺栓，从而对陶瓷型芯进行调节。

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