CN113664162B - 一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统 - Google Patents

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Abstract

一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，包括浇口杯、主浇道、横浇道、楔形冒口、零件蜡模及排气与辅助支撑；主浇道竖直固连在浇口杯底端，横浇道水平固连在主浇道侧部，横浇道数量若干，若干横浇道沿主浇道长度方向均匀分布；零件蜡模位于横浇道外侧，零件蜡模与主浇道平行设置，零件蜡模与横浇道之间通过楔形冒口相固连；浇口杯与横浇道之间通过若干排气与辅助支撑固定连接；零件蜡模背面设有若干矩形内冒口，若干矩形内冒口沿零件蜡模长度方向呈三列分布，中间列矩形内冒口与零件蜡模正面主肋正对，左右列矩形内冒口对称分布在中间列矩形内冒口两侧且与零件蜡模边缘相邻；零件蜡模正面凸耳均有零件蜡模背面中间列中的一个矩形内冒口与之正对。

Description

一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统
技术领域
本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统。
背景技术
某航空发动机尾喷口的扩张密封片，铸件长度为650mm，宽度为126mm，最小壁厚仅为1mm，且最小壁厚面积占到铸件底板面积的72％，属于典型的平板类大型薄壁件，其具有大平面多筋条的结构特征，同时具有不均匀分布的安装座、凸台、加强筋等结构，而且铸件薄厚过渡不均，并且存在较多热节，易产生疏松缺陷，其采用的Ni3Al基金属间化合物，与传统的铸造高温合金相比，流动性差，由于铸件长度过长，导致铸造过程中的浇注充型时间上，从而进一步导致其易出现疏松、欠注及热裂纹等冶金缺陷。当采用传统的浇注系统进行零件的熔模铸造时，铸件的报废率高，导致母合金的消耗量大，单台发动机交付周期长，铸件生产过程中因缺陷导致的无用工时多，不但降低了生产效率，也增加了生产成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，已成功应用于某航空发动机尾喷口的长度650mm以上扩张密封片铸件的生产，有效降低了铸件的疏松、欠注及热裂纹等冶金缺陷，将铸件产品合格率大幅度提升了30％，显著降低了母合金的消耗量，有效缩短了单台发动机的交付周期，大幅度降低了铸件生产过程中因缺陷导致的无用工时，显著降低了生产成本，进一步提高了生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，包括浇口杯、主浇道、横浇道、楔形冒口、零件蜡模及排气与辅助支撑；所述主浇道竖直固连在浇口杯底端，所述横浇道水平固连在主浇道侧部，横浇道数量若干，若干横浇道沿主浇道长度方向均匀分布；所述零件蜡模位于横浇道外侧，零件蜡模与主浇道平行设置，零件蜡模与横浇道之间通过楔形冒口相固连；所述浇口杯与横浇道之间通过若干排气与辅助支撑固定连接。
在所述零件蜡模的背面设有若干矩形内冒口，若干矩形内冒口沿零件蜡模长度方向呈三列分布，中间列的矩形内冒口与零件蜡模正面的主肋正对，左右列的矩形内冒口对称分布在中间列的矩形内冒口两侧且与零件蜡模边缘相邻；所述零件蜡模正面凸耳均有零件蜡模背面中间列中的一个矩形内冒口与之正对，该矩形内冒口的横截面积大于凸耳在零件蜡模底板上的投影面积，且该矩形内冒口的横截面积为凸耳投影面积的1.1倍以上。
在与所述零件蜡模正面凸耳正对的若干矩形内冒口中，最顶部的矩形内冒口的长度为18～25mm，宽度为10～14mm，高度为0.2～0.5mm，其余矩形内冒口的长度为24～28mm，宽度为15～20mm，高度为0.2～0.5mm；所述零件蜡模正面的每根筋条均有零件蜡模背面的单行三个矩形内冒口与之正对，除去与零件蜡模正面凸耳正对的矩形内冒口外，其余矩形内冒口的长度为20～25mm，宽度为3～7mm，高度为0.2～0.5mm；相邻所述矩形内冒口之间的间距为20～50mm，位于左右列的矩形内冒口均与零件蜡模边缘的距离为5～10mm；在三列所述矩形内冒口中，除去最底端的两行矩形内冒口外，其他矩形内冒口中每一行的三个矩形内冒口均对齐分布，而底端的两行矩形内冒口中的单行三个矩形内冒口呈V形分布，V形夹角为120°～160°。
在每个所述横浇道上均设置有3个楔形冒口，且楔形冒口与零件蜡模背面的矩形内冒口数量相等且位置一一对应；在与所述零件蜡模正面凸耳正对的楔形冒口的最小横截面长度为24～28mm，最小横截面宽度为15～20mm，在零件蜡模宽度方向上，该楔形冒口进行两侧角度为5°～8°的拔模，除去与零件蜡模正面凸耳正对的楔形冒口外，其余楔形冒口的最小横截面长度为20～25mm，最小横截面宽度为3～7mm，且其余楔形冒口进行两侧角度为7°～12°的拔模；所有楔形冒口的高度均为26～30mm，所述横浇道采用长方体结构，横浇道的长度为120～140mm，横浇道的高度为15～30mm，与三列矩形内冒口中最底端的两行矩形内冒口正对的两条横浇道进行120°～160°的拐角处理。
所述主浇道采用长方体结构，主浇道的长度为700～800mm，宽度为45～70mm，高度为25～50mm；所述浇口杯与横浇道之间的排气与辅助支撑数量为2～4根，排气与辅助支撑的截面形状为圆形，截面直径为φ10～φ16mm。
所述横浇道及楔形冒口采用单独的模具进行压制；所述零件蜡模与矩形内冒口一体成型，矩形内冒口与楔形冒口对接配合；所述浇口杯、主浇道、横浇道、楔形冒口、零件蜡模及排气与辅助支撑采用刷涂粘接蜡或者加热融化的方式进行组合。
本发明的有益效果：
本发明的长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，已成功应用于某航空发动机尾喷口的长度650mm以上扩张密封片铸件的生产，有效降低了铸件的疏松、欠注及热裂纹等冶金缺陷，将铸件产品合格率大幅度提升了30％，显著降低了母合金的消耗量，有效缩短了单台发动机的交付周期，大幅度降低了铸件生产过程中因缺陷导致的无用工时，显著降低了生产成本，进一步提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统的结构示意图；
图2为本发明的零件蜡模(立体)的结构示意图；
图3为本发明的零件蜡模(正面)的结构示意图；
图4为本发明的零件蜡模(背面)的结构示意图；
图5为本发明的横浇道及楔形冒口组合后的结构示意图；
图中，1—浇口杯，2—主浇道，3—横浇道，4—楔形冒口，5—零件蜡模，6—排气与辅助支撑，7—矩形内冒口，8—主肋，9—凸耳，10—底板，11—筋条。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1～5所示，一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，包括浇口杯1、主浇道2、横浇道3、楔形冒口4、零件蜡模5及排气与辅助支撑6；所述主浇道2竖直固连在浇口杯1底端，所述横浇道3水平固连在主浇道2侧部，横浇道3数量若干，若干横浇道3沿主浇道2长度方向均匀分布；所述零件蜡模5位于横浇道3外侧，零件蜡模5与主浇道2平行设置，零件蜡模5与横浇道3之间通过楔形冒口4相固连；所述浇口杯1与横浇道3之间通过若干排气与辅助支撑6固定连接。
在所述零件蜡模5的背面设有若干矩形内冒口7，若干矩形内冒口7沿零件蜡模5长度方向呈三列分布，中间列的矩形内冒口7与零件蜡模5正面的主肋8正对，左右列的矩形内冒口7对称分布在中间列的矩形内冒口7两侧且与零件蜡模5边缘相邻；所述零件蜡模5正面凸耳9均有零件蜡模5背面中间列中的一个矩形内冒口7与之正对，该矩形内冒口7的横截面积大于凸耳9在零件蜡模5底板10上的投影面积，且该矩形内冒口7的横截面积为凸耳9投影面积的1.1倍以上。
在与所述零件蜡模5正面凸耳9正对的若干矩形内冒口7中，最顶部的矩形内冒口7的长度为22mm，宽度为12mm，高度为0.2mm，其余矩形内冒口7的长度为25mm，宽度为16mm，高度为0.2mm；所述零件蜡模5正面的每根筋条11均有零件蜡模5背面的单行三个矩形内冒口7与之正对，除去与零件蜡模5正面凸耳9正对的矩形内冒口7外，其余矩形内冒口7的长度为25mm，宽度为5mm，高度为0.2mm；相邻所述矩形内冒口7之间的间距为25mm，位于左右列的矩形内冒口7均与零件蜡模5边缘的距离为8mm；在三列所述矩形内冒口7中，除去最底端的两行矩形内冒口7外，其他矩形内冒口7中每一行的三个矩形内冒口7均对齐分布，而底端的两行矩形内冒口7中的单行三个矩形内冒口7呈V形分布，倒数第二行的三个矩形内冒口7的V形夹角为140°，倒数第一行的三个矩形内冒口7的V形夹角为120°。
在每个所述横浇道3上均设置有3个楔形冒口4，且楔形冒口4与零件蜡模5背面的矩形内冒口7数量相等且位置一一对应；在与所述零件蜡模5正面凸耳9正对的楔形冒口4，位于最顶部的楔形冒口4的最小横截面长度为22mm，最小横截面宽度为12mm，其余楔形冒口4的最小横截面长度为25mm，最小横截面宽度为16mm，在零件蜡模5宽度方向上，该楔形冒口4进行两侧角度为8°的拔模，除去与零件蜡模5正面凸耳9正对的楔形冒口4外，其余楔形冒口4的最小横截面长度为25mm，最小横截面宽度为5mm，且其余楔形冒口4进行两侧角度为10°的拔模；所有楔形冒口4的高度均为28mm，所述横浇道3采用长方体结构，横浇道3的长度为120mm，横浇道3的高度为25mm，与三列矩形内冒口7中最底端的两行矩形内冒口7正对的两条横浇道3，倒数第二条横浇道3进行140°的拐角处理，倒数第一条横浇道3进行120°的拐角处理。
所述主浇道2采用长方体结构，主浇道2的长度为750mm，宽度为50mm，高度为35mm；所述浇口杯1与横浇道3之间的排气与辅助支撑6数量为4根，排气与辅助支撑6的截面形状为圆形，截面直径为φ12mm。
所述横浇道3及楔形冒口4采用单独的模具进行压制；所述零件蜡模5与矩形内冒口7一体成型，矩形内冒口7与楔形冒口4对接配合；所述浇口杯1、主浇道2、横浇道3、楔形冒口4、零件蜡模5及排气与辅助支撑6采用刷涂粘接蜡或者加热融化的方式进行组合，借助排气与辅助支撑6可以避免在周转和型壳制造过程中损坏模组，由于楔形冒口4与零件蜡模5的主肋8和筋条11直接相连，可以对薄壁件进行快速充型。
将组合后的蜡模模组进行制壳、浇注、脱壳浇注系统去除、无损检测及尺寸检测后，便可以得到尺寸、冶金合格的扩张密封片铸件。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，其特征在于：包括浇口杯、主浇道、横浇道、楔形冒口、零件蜡模及排气与辅助支撑；所述主浇道竖直固连在浇口杯底端，所述横浇道水平固连在主浇道侧部，横浇道数量若干，若干横浇道沿主浇道长度方向均匀分布；所述零件蜡模位于横浇道外侧，零件蜡模与主浇道平行设置，零件蜡模与横浇道之间通过楔形冒口相固连；所述浇口杯与横浇道之间通过若干排气与辅助支撑固定连接；
在所述零件蜡模的背面设有若干矩形内冒口，若干矩形内冒口沿零件蜡模长度方向呈三列分布，中间列的矩形内冒口与零件蜡模正面的主肋正对，左右列的矩形内冒口对称分布在中间列的矩形内冒口两侧且与零件蜡模边缘相邻；所述零件蜡模正面凸耳均有零件蜡模背面中间列中的一个矩形内冒口与之正对，该矩形内冒口的横截面积大于凸耳在零件蜡模底板上的投影面积，且该矩形内冒口的横截面积为凸耳投影面积的1.1倍以上；
在与所述零件蜡模正面凸耳正对的若干矩形内冒口中，最顶部的矩形内冒口的长度为18～25mm，宽度为10～14mm，高度为0.2～0.5mm，其余矩形内冒口的长度为24～28mm，宽度为15～20mm，高度为0.2～0.5mm；所述零件蜡模正面的每根筋条均有零件蜡模背面的单行三个矩形内冒口与之正对，除去与零件蜡模正面凸耳正对的矩形内冒口外，其余矩形内冒口的长度为20～25mm，宽度为3～7mm，高度为0.2～0.5mm；相邻所述矩形内冒口之间的间距为20～50mm，位于左右列的矩形内冒口均与零件蜡模边缘的距离为5～10mm；在三列所述矩形内冒口中，除去最底端的两行矩形内冒口外，其他矩形内冒口中每一行的三个矩形内冒口均对齐分布，而底端的两行矩形内冒口中的单行三个矩形内冒口呈V形分布，V形夹角为120°～160°；
在每个所述横浇道上均设置有3个楔形冒口，且楔形冒口与零件蜡模背面的矩形内冒口数量相等且位置一一对应；在与所述零件蜡模正面凸耳正对的楔形冒口的最小横截面长度为24～28mm，最小横截面宽度为15～20mm，在零件蜡模宽度方向上，该楔形冒口进行两侧角度为5°～8°的拔模，除去与零件蜡模正面凸耳正对的楔形冒口外，其余楔形冒口的最小横截面长度为20～25mm，最小横截面宽度为3～7mm，且其余楔形冒口进行两侧角度为7°～12°的拔模；所有楔形冒口的高度均为26～30mm，所述横浇道采用长方体结构，横浇道的长度为120～140mm，横浇道的高度为15～30mm，与三列矩形内冒口中最底端的两行矩形内冒口正对的两条横浇道进行120°～160°的拐角处理。
2.根据权利要求1所述的一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，其特征在于：所述主浇道采用长方体结构，主浇道的长度为700～800mm，宽度为45～70mm，高度为25～50mm；所述浇口杯与横浇道之间的排气与辅助支撑数量为2～4根，排气与辅助支撑的截面形状为圆形，截面直径为φ10～φ16mm。
3.根据权利要求1所述的一种长度650mm以上大型薄壁铸件浇注系统，其特征在于：所述横浇道及楔形冒口采用单独的模具进行压制；所述零件蜡模与矩形内冒口一体成型，矩形内冒口与楔形冒口对接配合；所述浇口杯、主浇道、横浇道、楔形冒口、零件蜡模及排气与辅助支撑采用刷涂粘接蜡或者加热融化的方式进行组合。
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