CN112404351A - 一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，成形装置整体上为长方体结构，材料为718H或P20，由上而下，呈“楼板”式分布，整体分型面为平面与复杂曲面的复合体。材料采用718H或P20，主要零部件经3D设计后直接由数控加工，不经热处理直接装配使用，缩短了装置生产周期，能加快带“锯齿”位移复杂薄壁件的研制进度。提高了装置装配精度、操作方便以及蜡模方便取出、减小裂纹、变形，保证了表面光洁度。

Description

一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置

技术领域

本发明涉及航空发动机高温合金薄壁件熔模铸造领域，特别涉及一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置。

背景技术

为提高航空发动机的隐身性，目前的解决方式一般有两种，一种是红外线信号特征的遮挡，另一种是外形雷达反射面积的降低(一般都是通过特殊的角度来反射雷达波，避免直来直去的设计)。众所周知，航空发动机薄壁件本身结构就异常复杂，再加上“锯齿”位移，因此其蜡膜成形装置的自动抽芯机构、自动分模及顶出机构的结构设计将直接影响蜡膜成形的成败，成形装置设计的不合理将出现装配精度不高；操作不方便；蜡膜取不出、裂纹、变形及表面光洁度不好等缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，避免装置装配精度不高、操作不方便以及蜡模取不出、裂纹、变形及表面光洁度不好的问题，本发明提供一种带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡模成形装置，具体技术方案如下：

一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，包括上模板、上模、下模模架、下模活块a、下模活块b、下模活块c、下模活块d、下模活块e、下模活块f、下模活块g、下模活块h、下模板、连接板、定位板a、压紧板a、定位板b、压紧板b、定位板c、注蜡板、阶形螺钉、圆柱销a、圆柱销b、复位杆、顶杆a、顶杆b、顶杆c、顶杆d、蜡模顶杆a、蜡模顶杆b、蜡模顶杆c、蜡模顶杆d、斜连杆a、斜连杆b、限位套、圆柱销c、圆柱销d、滑块、圆柱销e、锁紧盒上半部、锁紧盒下半部、斜滑动固定座、导向块a、导向块b、导向块c、限位套筒、气缸a、气缸b、气缸c、调平垫块、内六角螺母和活块顶杆；

所述下模模架的左边O处设有注蜡口，且同时在左端分别开设定位孔和螺纹孔，通过圆柱销a及阶形螺钉将注蜡板固定在下模模架上；

在所述下模活块a上沿着注蜡口的轴线对称开设注蜡槽；

所述下模模架的注蜡口处设有与下模活块a处同样的注蜡槽，用于注蜡口与注蜡槽的过度连接相配合；

所述下模活块a上设有四个通孔，用于安装四个复位杆；

所述下模模架和下模活块a的M处、N处设有排气口；

所述下模模块a中间型腔即为一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡模成形型腔部分，在型腔部分开设与下模活块b、下模活块c、下模活块d、下模活块e、下模活块f、下模活块g、下模活块h、顶杆a、顶杆b、顶杆c、顶杆d、蜡模顶杆a、蜡模顶杆b、蜡模顶杆c、蜡模顶杆d31相配合的圆柱孔或异型孔；

根据上述内容设计相应的“锯齿”尾翼的自动抽芯机构和自动分模机构；

所述斜滑动固定座通过内六角螺母固定在定位板c上，下模活块 b、下模活块c、下模活块d地面与斜滑动固定座贴合，分别通过导向块a、导向块c和导向块b进行导向；定位板c上的S处为锁紧盒下半部安放在定位板c的定位槽，用于限定自动分模机构的运动方向；下模活块c、下模活块f底部均开设盲孔，并分别固定在活块顶杆上，且能够从活块顶杆上滑出；所述定位板c通过内六角螺母固定在下模模架上；形成自动抽芯机构；当气缸a、气缸c工作时，由定位板b、压紧板b带动顶杆a向上运动，并同步带动下模活块a在下模模架内向上运动，从而实现下模活块b、下模活块c、下模活块d 分别在斜滑动固定座上沿着导向块a、导向块c、导向块b自动抽芯；当定位板b的上表面与圆柱销b接触时，整个抽芯机构停止运动，此时抽芯机构已经完成抽芯，下模活块b、下模活块c、下模活块d已经完全脱离型腔；

所述斜连杆a分别由圆柱销d、圆柱销e连接下模活块h、滑块，其上部由圆柱销c、限位套以及内六角螺母将其固定在下模活块a上，用于限定斜连杆a的最低位置，其下部由限位滑块、圆柱销e将其限定在锁紧盒上半部、锁紧和下半部内，用于限定滑块滑动的方向和位移；所述斜连杆b分别由圆柱销c、圆柱销e连接下模活块g、滑块，其上部由圆柱销c、限位套及内六角螺母将其固定在下模活块a上，用于限位斜连杆a的最低位置，其下部再由锁紧盒上半部、锁紧盒下半部限定滑块滑动的方向和位移，形成自动分模机构，且布局两套此机构；当气缸b工作时，定位板a、压紧板a将带动顶杆b、顶杆d 同时向上运动，并同步带动锁紧盒下半部及斜连杆a、斜连杆b和下模活块g、下模活块h向上运动，从而实现改分模机构向上运动再进行左右自动分模；

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模模架上的注蜡口直径为6mm-10mm，长度为6mm-20mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模活块a上的注蜡槽宽度8mm-25mm，深度为1mm-3mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模模架注蜡口与下模活块a上的注蜡槽之间过渡的注蜡口长度为2mm-5mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模模架和下模活块a的M处N处的排气口的宽度为 3mm-6mm，深度为0.2mm-0.6mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述成形装置整体上为长方体结构，材料为718H或P20，由上而下，呈“楼板”式分布，整体分型面为平面与复杂曲面的复合体。

一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置的使用方法及工作原理，将带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡膜成形装置整体预热到25℃-30 ℃后，将其放在压蜡机工作台上；将上模板固定在压蜡机的上盖板上，开动压蜡机将压蜡机的上盖板抬起后，上模板、上模便与装置其他单元分离；在带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡膜成形型腔哥哥部位分别刷分型剂，开动压蜡机将压蜡机的上盖板下降至上模与装置其他单元合模；将注蜡板的注蜡口对准压蜡设备的注蜡嘴，最后将该装置固定在压蜡机的工作台上；将配置好的蜡料加热到80℃-100℃进行搅拌，在一定的工艺参数下进行注蜡，其中注射压力为2MPa-3MPa，合模力为5MPa，龅牙时间为25s-30s；此时，用手转动注蜡板，使其活动；开动压蜡机将压蜡机的上盖板抬起，上模板、上模与装置其他单元分离；打开气缸a、气缸c的阀门并开始工作，由定位板b、压紧板b带动顶杆向上运动，并同步带动下模活动块a在下模模架内线上运动，从而实现下模活块b、下模活块c、下模活块d分别在斜滑动固定座上沿着导向块a、导向块c、导向块b自动抽芯；与此同时，定位板b由限位套筒同步带动气缸b、定位板a、压紧板a及所述部件一起运动，因自动分模机构内的所有部件并没有相对位移，所以自动分模机构并未进行分模；当定位板b的上表面与圆柱销b接触时，整个抽芯机构停止运动，此时抽芯机构已经完成了抽芯，下模活块b、下模活块c、下模活块d已经完全脱离了型腔；当抽芯机构停止运动后，打开气缸b的阀门并开始工作，此时自动分模机构内的部分部件开始有了相对位移，定位板a、压紧板b将带动顶杆b、顶杆d同时向上运动，并同时带动锁紧盒下半部及斜连杆a、斜连杆b和下模活块g、下模活块h向上运动，从而实现该自动分模机构先向上运动在进行左右自动分模，当定位板a与内六角螺母想接触时，改装置最终实现了抽芯和分模自动进行，最后用手将蜡模从所述成形装置上取出。

本发明的有益效果：本发明的技术方案中带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡模成形装置气结构为整体分型、局部活块结构，叫分体结构的装置加工精度高、装配紧凑、空间小、重量轻、操作方便，其自动抽芯、自动分模及二次顶出机构可有效防止带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡模出模时变形、断裂及取不出等情形，压制带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡模效率高，工人劳动轻度低。此外该装置材料为718H材料，主要零部件经3D设计后直接由数控加工，不经热处理直接装配使用，缩短了装置生产周期，能加快带“锯齿”位移复杂薄壁件的研制进度。

附图说明

图1为一种带“锯齿”尾翼复杂薄璧件蜡模示意图；

图2为一种带”锯齿“尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置总图；

图3为去掉上模板、上模后的装置结构示意图；

图4为自动抽芯机构示意图；

图5为自动分模机构示意图；

图6为带“锯齿”尾翼复杂薄璧件蜡模成形装置装配简图。

图中，1-上模板、2-上模、3-下模模架、4-下模活块a、5-下模活块b、6-下模活块c、7-下模活块d、8-下模活块e、9-下模活块f、 10-下模活块g、11-下模活块h、12-下模板、13-连接板、14-定位板 a、15-压紧板a、16-定位板b、17-压紧板b、18-定位板c、19-注蜡板、20-阶形螺钉、21-圆柱销a、22-圆柱销b、23-复位杆、24-顶杆 a、25-顶杆b、26-顶杆c、27-顶杆d、28-蜡模顶杆a、29-蜡模顶杆 b、30-蜡模顶杆c、31-蜡模顶杆d、32-斜连杆a、33-斜连杆b、34- 限位套、35-圆柱销c、36-圆柱销d、37-滑块、38-圆柱销e、39-锁紧盒上半部、40-紧盒下半部、41-斜滑动固定座、42-导向块a、43- 导向块b、44-导向块c、45-限位套筒、46-气缸a、47-气缸b、48- 气缸c、49-调平垫块、50-内六角螺母、51-活块顶杆、52“锯齿”尾翼。

具体实施方式

实施例1

如图1-6所示一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，包括上模板1、上模2、下模模架3、下模活块a4、下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7、下模活块e8、下模活块f9、下模活块g10、下模活块h11、下模板12、连接板13、定位板a14、压紧板a15、定位板b16、压紧板b17、定位板c18、注蜡板19、阶形螺钉20、圆柱销a21、圆柱销b22、复位杆23、顶杆a24、顶杆b25、顶杆c26、顶杆d27、蜡模顶杆a28、蜡模顶杆b29、蜡模顶杆c30、蜡模顶杆d31、斜连杆a32、斜连杆b33、限位套34、圆柱销c35、圆柱销d36、滑块37、圆柱销e38、锁紧盒上半部39、锁紧盒下半部40、斜滑动固定座41、导向块a42、导向块b43、导向块c44、限位套筒45、气缸a46、气缸b47、气缸c48、调平垫块49、内六角螺母50和活块顶杆 51；

所述下模模架3的左边O处设有注蜡口，且同时在左端分别开设定位孔和螺纹孔，通过圆柱销a21及阶形螺钉20将注蜡板19固定在下模模架3上；

在所述下模活块a4上沿着注蜡口的轴线对称开设注蜡槽；

所述下模模架3的注蜡口处设有与下模活块a4处同样的注蜡槽，用于注蜡口与注蜡槽的过度连接相配合；

所述下模活块a4上设有四个通孔，用于安装四个复位杆23；

所述下模模架3和下模活块a4的M处、N处设有排气口；

所述下模模块a4中间型腔即为一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡模成形型腔部分，在型腔部分开设与下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7、下模活块e8、下模活块f9、下模活块g10、下模活块 h11、顶杆a24、顶杆b25、顶杆c26、顶杆d27、蜡模顶杆a28、蜡模顶杆b29、蜡模顶杆c30、蜡模顶杆d31相配合的圆柱孔或异型孔；

根据上述内容设计相应的“锯齿”尾翼52的自动抽芯机构和自动分模机构；

所述斜滑动固定座41通过内六角螺母50固定在定位板c18上，下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7地面与斜滑动固定座41贴合，分别通过导向块a42、导向块c44和导向块b43进行导向；定位板c18上的S处为锁紧盒下半部40安放在定位板c18的定位槽，用于限定自动分模机构的运动方向；下模活块c8、下模活块f9底部均开设盲孔，并分别固定在活块顶杆51上，且能够从活块顶杆51上滑出；所述定位板c18通过内六角螺母50固定在下模模架3上；形成自动抽芯机构；当气缸a46、气缸c48工作时，由定位板b16、压紧板b17带动顶杆a24向上运动，并同步带动下模活块a4在下模模架 3内向上运动，从而实现下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7分别在斜滑动固定座41上沿着导向块a42、导向块c44、导向块b43自动抽芯；当定位板b16的上表面与圆柱销b22接触时，整个抽芯机构停止运动，此时抽芯机构已经完成抽芯，下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7已经完全脱离型腔；

所述斜连杆a32分别由圆柱销d36、圆柱销e38连接下模活块 h11、滑块37，其上部由圆柱销c38、限位套34以及内六角螺母50 将其固定在下模活块a4上，用于限定斜连杆a32的最低位置，其下部由限位滑块37、圆柱销e38将其限定在锁紧盒上半部39、锁紧和下半部40内，用于限定滑块37滑动的方向和位移；所述斜连杆b33 分别由圆柱销c36、圆柱销e38连接下模活块g10、滑块37，其上部由圆柱销c35、限位套34及内六角螺母50将其固定在下模活块a4 上，用于限位斜连杆a32的最低位置，其下部再由锁紧盒上半部39、锁紧盒下半部40限定滑块37滑动的方向和位移，形成自动分模机构，且布局两套此机构；当气缸b47工作时，定位板a14、压紧板a15将带动顶杆b25、顶杆d27同时向上运动，并同步带动锁紧盒下半部及斜连杆a32、斜连杆b33和下模活块g10、下模活块h11向上运动，从而实现改分模机构向上运动再进行左右自动分模；

所述下模模架3上的注蜡口直径为6mm，长度为7mm。

所述下模活块a4上的注蜡槽宽度9mm，深度为1.5mm。

所述下模模架3注蜡口与下模活块a4上的注蜡槽之间过渡的注蜡口长度为3mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模模架3和下模活块a4的M处N处的排气口的宽度为 3.5mm，深度为0.2mm。

所述成形装置整体上为长方体结构，材料为718H，由上而下，呈“楼板”式分布，整体分型面为平面与复杂曲面的复合体。

一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置的使用方法及工作原理，将带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡膜成形装置整体预热到25℃-30 ℃后，将其放在压蜡机工作台上；将上模板1固定在压蜡机的上盖板上，开动压蜡机将压蜡机的上盖板抬起后，上模板1、上模2便与装置其他单元分离；在带“锯齿”位移复杂薄壁件蜡膜成形型腔哥哥部位分别刷分型剂，开动压蜡机将压蜡机的上盖板下降至上模2与装置其他单元合模；将注蜡板的注蜡口19对准压蜡设备的注蜡嘴，最后将该装置固定在压蜡机的工作台上；将配置好的蜡料加热到80℃-100 ℃进行搅拌，在一定的工艺参数下进行注蜡，其中注射压力为 2MPa-3MPa，合模力为5MPa，龅牙时间为25s-30s；此时，用手转动注蜡板19，使其活动；开动压蜡机将压蜡机的上盖板抬起，上模板1、上模2与装置其他单元分离；打开气缸a46、气缸c48的阀门并开始工作，由定位板b16、压紧板b17带动顶杆24向上运动，并同步带动下模活动块a4在下模模架3内线上运动，从而实现下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7分别在斜滑动固定座41上沿着导向块a42、导向块c44、导向块b46自动抽芯；与此同时，定位板b16由限位套筒45同步带动气缸b47、定位板a14、压紧板a15及所述部件一起运动，因自动分模机构内的所有部件并没有相对位移，所以自动分模机构并未进行分模；当定位板b16的上表面与圆柱销b22接触时，整个抽芯机构停止运动，此时抽芯机构已经完成了抽芯，下模活块b5、下模活块c6、下模活块d7已经完全脱离了型腔；当抽芯机构停止运动后，打开气缸b47的阀门并开始工作，此时自动分模机构内的部分部件开始有了相对位移，定位板a14、压紧板b15将带动顶杆b25、顶杆d27同时向上运动，并同时带动锁紧盒下半部40及斜连杆a32、斜连杆b33和下模活块g10、下模活块h11向上运动，从而实现该自动分模机构先向上运动在进行左右自动分模，当定位板a14与内六角螺母50想接触时，改装置最终实现了抽芯和分模自动进行，最后用手将蜡模从所述成形装置上取出。

实施例2

本实施例与实施例1相同，不同之处在于：所述带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡模成形装置整体上为长方体结构，材料为P20.

实施例3

本实施例与实施例1相同，不同之处在于：

所述下模模架3上的注蜡口直径为8mm，长度为10mm。

所述下模活块a4上的注蜡槽宽度11mm，深度为2mm。

所述下模模架3注蜡口与下模活块a4上的注蜡槽之间过渡的注蜡口长度为3mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模模架3和下模活块a4的M处N处的排气口的宽度为3mm，深度为0.25mm。

实施例4

本实施例与实施例2相同，不同之处在于：

所述下模模架3上的注蜡口直径为8mm，长度为10mm。

所述下模活块a4上的注蜡槽宽度11mm，深度为2mm。

所述下模模架3注蜡口与下模活块a4上的注蜡槽之间过渡的注蜡口长度为3mm。

所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其优选方案为所述下模模架3和下模活块a4的M处N处的排气口的宽度为3mm，深度为0.25mm。

Claims (6)

1.一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，包括上模板、上模、下模模架、下模活块a、下模活块b、下模活块c、下模活块d、下模活块e、下模活块f、下模活块g、下模活块h、下模板、连接板、定位板a、压紧板a、定位板b、压紧板b、定位板c、注蜡板、阶形螺钉、圆柱销a、圆柱销b、复位杆、顶杆a、顶杆b、顶杆c、顶杆d、蜡模顶杆a、蜡模顶杆b、蜡模顶杆c、蜡模顶杆d、斜连杆a、斜连杆b、限位套、圆柱销c、圆柱销d、滑块、圆柱销e、锁紧盒上半部、锁紧盒下半部、斜滑动固定座、导向块a、导向块b、导向块c、限位套筒、气缸a、气缸b、气缸c、调平垫块、内六角螺母和活块顶杆；

所述下模模架的左边O处设有注蜡口，且同时在左端分别开设定位孔和螺纹孔，通过圆柱销a及阶形螺钉将注蜡板固定在下模模架上；

在所述下模活块a上沿着注蜡口的轴线对称开设注蜡槽；

所述下模模架的注蜡口处设有与下模活块a处同样的注蜡槽，用于注蜡口与注蜡槽的过度连接相配合；

所述下模活块a上设有四个通孔，用于安装四个复位杆；

所述下模模架和下模活块a的M处、N处设有排气口；

所述下模模块a中间型腔即为一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡模成形型腔部分，在型腔部分开设与下模活块b、下模活块c、下模活块d、下模活块e、下模活块f、下模活块g、下模活块h、顶杆a、顶杆b、顶杆c、顶杆d、蜡模顶杆a、蜡模顶杆b、蜡模顶杆c、蜡模顶杆d31相配合的圆柱孔或异型孔；

根据上述内容设计相应的“锯齿”尾翼的自动抽芯机构和自动分模机构；

所述斜滑动固定座通过内六角螺母固定在定位板c上，下模活块b、下模活块c、下模活块d地面与斜滑动固定座贴合，分别通过导向块a、导向块c和导向块b进行导向；定位板c上的S处为锁紧盒下半部安放在定位板c的定位槽，用于限定自动分模机构的运动方向；下模活块c、下模活块f底部均开设盲孔，并分别固定在活块顶杆上，且能够从活块顶杆上滑出；所述定位板c通过内六角螺母固定在下模模架上；形成自动抽芯机构；当气缸a、气缸c工作时，由定位板b、压紧板b带动顶杆a向上运动，并同步带动下模活块a在下模模架内向上运动，从而实现下模活块b、下模活块c、下模活块d分别在斜滑动固定座上沿着导向块a、导向块c、导向块b自动抽芯；当定位板b的上表面与圆柱销b接触时，整个抽芯机构停止运动，此时抽芯机构已经完成抽芯，下模活块b、下模活块c、下模活块d已经完全脱离型腔；

所述斜连杆a分别由圆柱销d、圆柱销e连接下模活块h、滑块，其上部由圆柱销c、限位套以及内六角螺母将其固定在下模活块a上，用于限定斜连杆a的最低位置，其下部由限位滑块、圆柱销e将其限定在锁紧盒上半部、锁紧和下半部内，用于限定滑块滑动的方向和位移；所述斜连杆b分别由圆柱销c、圆柱销e连接下模活块g、滑块，其上部由圆柱销c、限位套及内六角螺母将其固定在下模活块a上，用于限位斜连杆a的最低位置，其下部再由锁紧盒上半部、锁紧盒下半部限定滑块滑动的方向和位移，形成自动分模机构，且布局两套此机构；当气缸b工作时，定位板a、压紧板a将带动顶杆b、顶杆d同时向上运动，并同步带动锁紧盒下半部及斜连杆a、斜连杆b和下模活块g、下模活块h向上运动，从而实现改分模机构向上运动再进行左右自动分模。

2.根据权利要求1所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，所述下模模架上的注蜡口直径为6mm-10mm，长度为6mm-20mm。

3.根据权利要求1所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，所述下模活块a上的注蜡槽宽度8mm-25mm，深度为1mm-3mm。

4.根据权利要求1所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，所述下模模架注蜡口与下模活块a上的注蜡槽之间过渡的注蜡口长度为2mm-5mm。

5.根据权利要求1所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，所述下模模架和下模活块a的M处N处的排气口的宽度为3mm-6mm，深度为0.2 mm-0.6mm。

6.根据权利要求1所述的一种带“锯齿”尾翼复杂薄壁件蜡膜成形装置，其特征在于，所述成形装置整体上为长方体结构，材料为718H或P20，由上而下，呈“楼板”式分布，整体分型面为平面与复杂曲面的复合体。

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