CN114178480B - 整体精密铸件的模块化浇注系统及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体精密铸件的模块化浇注系统及其制备方法，该模块化浇注系统将整个浇注系统分成首端模块、衔接模块和末端模块三部分，相邻模块之间采用榫卯结构进行拼装，每个模块采用模具整体压制成型，复杂浇注系统蜡模由模块化集成的浇道模块拼接组合而成，制备步骤少、效率高，并且采用榫卯结构进行顺序定位，拼接精度高，一致性好，可有效地提升工艺稳定性，蜡模拼缝形状简单，拼接难度小，可极大地避免蜡模缺陷的产生，进而有效减少铸件夹杂缺陷，提高产品质量，同时，蜡模集成化程度高，拼缝规整，可为实现整体精密铸件复杂蜡模浇注系统的自动化组模提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及精密铸造技术领域，特别地，涉及一种整体精密铸件的模块化浇注系统，另外，还特别涉及一种上述模块化浇注系统的制备方法。
背景技术
为满足复杂整体精密铸件一次性铸造成型过程中金属液的充型与凝固补缩要求，浇注系统设计往往十分复杂，由浇口杯、直浇道、横浇道及浇冒口等多单元拼接组合而成。目前，整体精密铸件复杂蜡模浇注系统往往无法通过模具一次性压制成型，即使可以一次性成型，也很难实现与铸件蜡模的高质量拼接组合。在实际工程应用中，通常是将浇道各单元蜡模逐一拼接组合而成，组合顺序依次为：内浇道→横浇道→直浇道→浇口杯，各单元定位主要是根据前一组合单元的相对位置进行模糊定位。如图1所示，为某型整体精密导向器铸件复杂蜡模浇注系统的结构示意图，共由29个浇道单元拼装而成，转接拼缝多达42处，且工艺圆角均采用手工制作，该方法对于复杂整体精密铸件蜡模浇注系统的制备存在诸多不足，具体问题如下：
(1)浇道各单元组合定位精度低，累积形位误差大，不同模组一致性差，严重影响金属液的充型速度和方向、凝固顺序及补缩能力，导致铸造工艺稳定性差；
(2)拼接组合步骤繁琐，制备效率低；
(3)转接拼缝多，极易产生虚焊、披缝等蜡模缺陷，尤其在是内浇道与零件的仿形拼缝处，严重影响铸件质量甚至导致铸件报废；
(4)浇注系统模组结构复杂，蜡模组合质量检查困难；
(5)浇注系统模组结构紧凑，蜡模返修操作困难。
发明内容
本发明提供了一种整体精密铸件的模块化浇注系统及其制备方法，以解决现有技术存在的上述缺点。
根据本发明的一个方面，提供一种整体精密铸件的模块化浇注系统，包括：
首端模块，由浇口杯、直浇道、横浇道的前段及其附属功能部位集成，通过蜡模压型模具整体压制成型；
衔接模块，由横浇道的中段和后段、内浇道的前段和中段及其附属功能部位集成，通过蜡模压型模具整体压制成型；
末端模块，由内浇道的后段组成，与零件蜡模一起压制成型；
所述首端模块、衔接模块和末端模块之间采用榫卯结构进行顺序定位拼接以形成模块化浇注系统。
进一步地，相邻模块的拼缝位于浇道的平直部位。
进一步地，所述榫卯结构为梯形榫卯结构，所述首端模块上为榫头，所述衔接模块的上端为榫眼，下端为榫头，所述末端模块上为榫眼，相邻模块拼接时利用梯形榫卯结构的两斜边进行限位，将两顶面贴合。
进一步地，浇注系统的转接工艺圆角通过蜡模压型模具整体压制成型。
进一步地，在进行拼装之前，在榫头的凸出部位浸一层熔融石蜡，在榫眼的凹进部位也滴入熔融石蜡，拼接时利用熔融石蜡将榫头的凸出部位和榫眼的凹进部位完全贴合并完全粘结在一起。
进一步地，对于浇道受力大的部位进行拼装时，还采用电烙铁对梯形榫卯结构的两顶面进行加温熔化以进行快速粘结。
另外，本发明还提供一种模块化浇注系统的制备方法，用于制备如上所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，包括以下内容：
压制首端模块、衔接模块和末端模块；
对压制成型的首端模块、衔接模块和末端模块进行修整；
利用榫卯结构对首端模块、衔接模块和末端模块进行顺序定位拼接，形成模块化浇注系统；
对模块化浇注系统进行修整。
进一步地，所述榫卯结构为梯形榫卯结构，所述利用榫卯结构对首端模块、衔接模块和末端模块进行顺序定位拼接，形成模块化浇注系统的步骤具体包括以下内容：
相邻模块进行拼接时，利用梯形榫卯结构的两斜边进行限位，将梯形榫卯结构的两顶面贴合，按照顺序拼接的方式将首端模块、衔接模块和末端模块拼接成模块化浇注系统，并在相邻模块拼接时采用电烙铁沿拼缝将其焊实，并使相邻模块的外表面平齐无台阶。
进一步地，在对相邻模块进行拼接之前，先在榫头的凸出部位浸一层熔融石蜡，在榫眼的凹进部位利用胶头滴管滴入熔融石蜡，在拼接时快速将榫头插入榫眼，利用熔融石蜡将榫头的凸出部位和榫眼的凹进部位完全贴合并完全粘结在一起。
进一步地，对于浇道受力大的部位，在相邻模块拼接完成后采用电烙铁对梯形榫卯结构的两顶面进行加温熔化以进行快速粘结。
本发明具有以下效果：
本发明的整体精密铸件的模块化浇注系统，将整个浇注系统分成首端模块、衔接模块和末端模块三部分，相邻模块之间采用榫卯结构进行拼装，每个模块采用模具整体压制成型，复杂浇注系统蜡模由模块化集成的浇道模块拼接组合而成，制备步骤少、效率高，并且采用榫卯结构进行顺序定位，拼接精度高，一致性好，可有效地提升工艺稳定性，蜡模拼缝形状简单，拼接难度小，可极大地避免蜡模缺陷的产生，进而有效减少铸件夹杂缺陷，提高产品质量，同时，蜡模集成化程度高，拼缝规整，可为实现整体精密铸件复杂蜡模浇注系统的自动化组模提供技术支撑。
另外，本发明的整体精密铸件的模块化浇注系统的制备方法同样具有上述优点。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是某型整体精密导向器铸件的复杂蜡模浇注系统的结构示意图。
图2是本发明优选实施例的整体精密铸件的模块化浇注系统的首端模块的结构示意图。
图3是本发明优选实施例的整体精密铸件的模块化浇注系统的衔接模块的结构示意图。
图4是本发明优选实施例的整体精密铸件的模块化浇注系统的末端模块的结构示意图。
图5是本发明优选实施例的梯形榫卯结构的示意图。
图6是本发明优选实施例的衔接模块与首端模块采用梯形榫卯结构进行拼接的示意图。
图7是本发明优选实施例的衔接模块与末端模块采用梯形榫卯结构进行拼接的示意图。
图8是本发明另一实施例的模块化浇注系统的制备方法制备导向器组件的过程中压制成型的首端模块、衔接模块、末端模块的结构示意图。
图9是本发明另一实施例的模块化浇注系统的制备方法制备导向器组件的过程中进行相邻模块拼接的示意图。
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，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图2至图4所示，本发明的优选实施例提供一种整体精密铸件的模块化浇注系统，包括：
首端模块，由浇口杯、直浇道、横浇道的前段及其附属功能部位集成，通过蜡模压型模具整体压制成型；
衔接模块，由横浇道的中段和后段、内浇道的前段和中段及其附属功能部位集成，通过蜡模压型模具整体压制成型；
末端模块，由内浇道的后段组成，与零件蜡模一起压制成型；
所述首端模块、衔接模块和末端模块之间采用榫卯结构进行顺序定位拼接以形成模块化浇注系统。其中，首端模块包括的附属功能部位可以是直浇道窝，衔接模块包括的附属功能部位可以是浇冒口。另外，内浇道的后端即为内浇口，内浇口作为整个模块化浇注系统制备的定位基准，需根据整体精密铸件成形过程中金属液的流入位置、流量大小及凝固补缩导等要求，确定末端模块中内浇口的设置位置、数量、形状及尺寸。另外，浇注系统的转接工艺圆角通过蜡模压型模具整体压制成型，无需再进行手动加工，提高了加工效率和加工精度。
可以理解，本实施例的整体精密铸件的模块化浇注系统，将整个浇注系统分成首端模块、衔接模块和末端模块三部分，相邻模块之间采用榫卯结构进行拼装，每个模块采用模具整体压制成型，复杂浇注系统蜡模由模块化集成的浇道模块拼接组合而成，制备步骤少、效率高，并且采用榫卯结构进行顺序定位，拼接精度高，一致性好，可有效地提升工艺稳定性，蜡模拼缝形状简单，拼接难度小，可极大地避免蜡模缺陷的产生，进而有效减少铸件夹杂缺陷，提高产品质量，同时，蜡模集成化程度高，拼缝规整，可为实现整体精密铸件复杂蜡模浇注系统的自动化组模提供技术支撑。
可选地，相邻模块的拼缝位于浇道的平直部位，以确保相邻模块之间通过榫卯结构进行拼接的拼接精度。
可选地，如图5至图7所示，所述榫卯结构为梯形榫卯结构，所述首端模块的横浇道前段上为榫头，所述衔接模块的上端(即横浇道的中段)为榫眼，下端(即内浇道的中段)为榫头，所述末端模块的内浇口上为榫眼，相邻模块拼接时利用梯形榫卯结构的两斜边进行限位，将两顶面贴合。具体地，在进行拼接时，利用榫头的C面与榫眼的D面、榫头的E面和榫眼的F面进行限位，将榫头的A面与榫眼的B面紧密贴合，从而确保拼接定位精度，并且形成的拼缝规整。
可以理解，在各个模块压制成型后，先对各个模块进行修整，确保相邻模块的梯形榫卯结构的A面与B面、C面与D面、E面与F面对接吻合。在进行拼装之前，在榫头的凸出部位浸一层熔融石蜡，在榫眼的凹进部位也滴入熔融石蜡，拼接时利用熔融石蜡将榫头的凸出部位和榫眼的凹进部位完全贴合并完全粘结在一起。可选地，对于浇道受力大的部位进行拼装时，例如对衔接模块与末端模块进行拼接时，在熔融石蜡粘结的基础上，还采用电烙铁对梯形榫卯结构的两顶面进行加温熔化以进行快速粘结，进一步提高拼接精度和确保拼缝的规整度。在拼接完成后，还可以采用电烙铁沿拼缝进行顺序焊实，并使相邻模块的外表面平齐无台阶。
另外，本发明还提供一种模块化浇注系统的制备方法，用于制备如上所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，所述制备方法包括以下内容：
压制首端模块、衔接模块和末端模块；
对压制成型的首端模块、衔接模块和末端模块进行修整；
利用榫卯结构对首端模块、衔接模块和末端模块进行顺序定位拼接，形成模块化浇注系统；
对模块化浇注系统进行修整。
可以理解，本实施例的模块化浇注系统的制备方法，将整个浇注系统分成首端模块、衔接模块和末端模块三部分，相邻模块之间采用榫卯结构进行拼装，每个模块采用模具整体压制成型，复杂浇注系统蜡模由模块化集成的浇道模块拼接组合而成，制备步骤少、效率高，并且采用榫卯结构进行顺序定位，拼接精度高，一致性好，可有效地提升工艺稳定性，蜡模拼缝形状简单，拼接难度小，可极大地避免蜡模缺陷的产生，进而有效减少铸件夹杂缺陷，提高产品质量，同时，蜡模集成化程度高，拼缝规整，可为实现整体精密铸件复杂蜡模浇注系统的自动化组模提供技术支撑。
可选地，所述榫卯结构为梯形榫卯结构，所述利用榫卯结构对首端模块、衔接模块和末端模块进行顺序定位拼接，形成模块化浇注系统的步骤具体包括以下内容：
相邻模块进行拼接时，利用梯形榫卯结构的两斜边进行限位，将梯形榫卯结构的两顶面贴合，按照顺序拼接的方式将首端模块、衔接模块和末端模块拼接成模块化浇注系统，并在相邻模块拼接时采用电烙铁沿拼缝将其焊实，并使相邻模块的外表面平齐无台阶。
可选地，在对相邻模块进行拼接之前，先在榫头的凸出部位浸一层熔融石蜡，在榫眼的凹进部位利用胶头滴管滴入熔融石蜡，在拼接时快速将榫头插入榫眼，利用熔融石蜡将榫头的凸出部位和榫眼的凹进部位完全贴合并完全粘结在一起。
可选地，对于浇道受力大的部位，例如对衔接模块与末端模块进行拼接时，在相邻模块拼接完成后采用电烙铁对梯形榫卯结构的两顶面进行加温熔化以进行快速粘结。
可以理解，如图8和图9所示，作为一个举例，采用本发明的模块化浇注系统的制备方法制备整体精密导向器铸件时，所述模块化浇注系统可由1个首端模块、7个衔接模块和1个末端模块拼接组合而成。首先，先制备出1个首端模块、7个衔接模块和1个末端模块，然后对各个模块进行修正，例如去除表面毛刺等，然后对各个模块按顺序进行拼接，例如先将7个衔接模块依次与1个末端模块拼接，再将1个首端模块与七个衔接模块拼接，拼接组合完成后形成模块化浇注系统，最后对浇注系统蜡模整体进行修整。采用本发明的模块化浇注系统，需要拼装组合的浇道蜡模仅仅为8个，拼缝减少至21处，且全部为顺接拼缝，相比于现有的29个浇道单元和42处拼缝，大大缩短了拼接过程，提高了拼接精度，提升了工艺稳定性和产品质量，有效减少了蜡模缺陷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种整体精密铸件的模块化浇注系统，其特征在于，包括：
首端模块，由浇口杯、直浇道、横浇道的前段及其附属功能部位集成，通过蜡模压型模具整体压制成型；
衔接模块，由横浇道的中段和后段、内浇道的前段和中段及其附属功能部位集成，通过蜡模压型模具整体压制成型；
末端模块，由内浇道的后段组成，与零件蜡模一起压制成型；
所述首端模块、衔接模块和末端模块之间采用榫卯结构进行顺序定位拼接以形成模块化浇注系统；所述榫卯结构为梯形榫卯结构，所述首端模块上为榫头，所述衔接模块的上端为榫眼，下端为榫头，所述末端模块上为榫眼，相邻模块拼接时利用梯形榫卯结构的两斜边进行限位，将两顶面贴合。
2.如权利要求1所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，其特征在于，相邻模块的拼缝位于浇道的平直部位。
3.如权利要求1所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，其特征在于，浇注系统的转接工艺圆角通过蜡模压型模具整体压制成型。
4.如权利要求1所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，其特征在于，在进行拼装之前，在榫头的凸出部位浸一层熔融石蜡，在榫眼的凹进部位也滴入熔融石蜡，拼接时利用熔融石蜡将榫头的凸出部位和榫眼的凹进部位完全贴合并完全粘结在一起。
5.如权利要求4所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，其特征在于，对于浇道受力大的部位进行拼装时，还采用电烙铁对梯形榫卯结构的两顶面进行加温熔化以进行快速粘结。
6.一种模块化浇注系统的制备方法，用于制备如权利要求1～5任一项所述的整体精密铸件的模块化浇注系统，其特征在于，包括以下内容：
压制首端模块、衔接模块和末端模块；
对压制成型的首端模块、衔接模块和末端模块进行修整；
利用榫卯结构对首端模块、衔接模块和末端模块进行顺序定位拼接，形成模块化浇注系统；
对模块化浇注系统进行修整。
7.如权利要求6所述的模块化浇注系统的制备方法，其特征在于，所述榫卯结构为梯形榫卯结构，所述利用榫卯结构对首端模块、衔接模块和末端模块进行顺序定位拼接，形成模块化浇注系统的步骤具体包括以下内容：
相邻模块进行拼接时，利用梯形榫卯结构的两斜边进行限位，将梯形榫卯结构的两顶面贴合，按照顺序拼接的方式将首端模块、衔接模块和末端模块拼接成模块化浇注系统，并在相邻模块拼接时采用电烙铁沿拼缝将其焊实，并使相邻模块的外表面平齐无台阶。
8.如权利要求7所述的模块化浇注系统的制备方法，其特征在于，在对相邻模块进行拼接之前，先在榫头的凸出部位浸一层熔融石蜡，在榫眼的凹进部位利用胶头滴管滴入熔融石蜡，在拼接时快速将榫头插入榫眼，利用熔融石蜡将榫头的凸出部位和榫眼的凹进部位完全贴合并完全粘结在一起。
9.如权利要求8所述的模块化浇注系统的制备方法，其特征在于，对于浇道受力大的部位，在相邻模块拼接完成后采用电烙铁对梯形榫卯结构的两顶面进行加温熔化以进行快速粘结。
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