CN114713768A - 飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，依次包括如下步骤：S1、制作十字连杆；S2、制作泥芯工装底板、泥芯下盒、泥芯上盒和泥芯定位轴；S3、组装泥芯工装；S4、向泥芯工装的内腔填充树脂砂，固化后得到泥芯，泥芯的上下两端为球面，前后左右均为平面；S5、对泥芯进行修型；S6、制作浇注底箱、浇注下箱、浇注上箱和浇注盖箱；S7、组装雨淋式浇注系统；S8、将雨淋式浇注系统安装在摇摆底板的中部；S9、注入镁合金液进行充型浇注；S10、冷却后拆箱，得到薄壁不连续镁合金球壳铸件。该铸造工艺可以降低薄壁产品的浇不足、夹杂、气孔等铸造缺陷，提高生产效率，提高薄壁产品的成品率。

Description

飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种镁合金铸造设备，尤其涉及一种飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，属于镁合金精密铸造技术领域。

背景技术

镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。普通镁合金壳体铸件的壁厚中等，通常为4-5mm，因镁合金的流动性较差，密度小，更薄的镁合金铸件就很难浇注成型，且易出现气孔，疏松，夹杂等铸造缺陷，成品率较低。

某些直升飞机的驾驶舱前侧下方设有飞机探测器，飞机探测器的壳体中段呈四周被平面各自截去一块的球形，即壳体的上下呈球形，左右平面相互平行，前后平面相互平行，上下球面的中心设有竖向中心孔，两竖向中心孔共同位于球面的竖向直径线上，竖向中心孔的外端分别设有凸台。左右平面的中心各自设有横向中心孔，两横向中心孔共轴线，该横向中心孔轴线与竖向中心孔轴线垂直相交于球心，横向中心孔的外端也分别设有凸台。壳体中段的前后两侧连接有球冠壳体，在中段拼接成完整的球壳，该球壳的左右两侧仍为平面，便于夹持安装。

壳体内腔安装有绕横向轴线旋转的旋转件，为了减轻重量及保证探测精度，要求飞机探测器的壳体壁厚较薄，内置旋转件的外缘尽量贴在球壳外壁旋转，因此飞机探测器的壳体壁厚仅设计为2.5mm的薄壁。由于壳体的内壁球面为非加工面，要求内腔公差只能正不能负，即产品的壁厚只能薄不能厚，所以对泥芯的尺寸精度较高。

壳体内腔圆弧面的尺寸精度难以控制，模具为多面拆分，模具加工完成后，圆弧形状难以一致，必会导致泥芯的圆弧形难以达到理想状态，两端的圆弧形很难保证分布在同一个球面上。

采用传统的低压浇注工艺，镁合金液固定式自下而上浇注，合金液的流动受砂型内的热辐射和气压的影响，在压力的作用下易形成波动上升，浮动较大，影响合金液的结晶，而且成本太高。

采用传统的重力浇注工艺，流道缝隙仅为2.5mm，铸件难以成型，容易出现浇不足，夹杂，气孔等铸造缺陷，产品的成品率较低，尺寸精度达不到图纸要求。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，可以降低薄壁产品的浇不足、夹杂、气孔等铸造缺陷，提高生产效率，提高薄壁产品的成品率。

为解决以上技术问题，本发明的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，依次包括如下步骤：

S1、制作十字连杆；

S2、制作泥芯工装底板、泥芯下盒、泥芯上盒和泥芯定位轴；

S3、组装泥芯工装；

S4、向泥芯工装的内腔填充树脂砂，固化后得到泥芯，泥芯的上下两端为球面，前后左右均为平面；

S5、对泥芯进行修型；

S6、制作浇注底箱、浇注下箱、浇注上箱和浇注盖箱；

S7、组装雨淋式浇注系统；

S8、将雨淋式浇注系统安装在摇摆底板的中部；

S9、注入镁合金液进行充型浇注；

S10、冷却后拆箱，得到薄壁不连续镁合金球壳铸件。

作为本发明的改进，所述十字连杆包括相互垂直且对称连接为一体的长轴和短轴，长轴及短轴的端头分别加工十字连杆螺孔。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述泥芯工装底板四个边沿的中部分别焊接有向上竖起的底板竖耳，各底板竖耳高度方向的中部分别设有贯通的底板竖耳中心孔；所述泥芯下盒的内腔形状与产品的下半部内壁形状相一致，泥芯下盒的四个边框中部分别设有开口向上的泥芯下盒半圆孔；所述泥芯上盒的内腔形状与产品的上半部内壁形状相一致，泥芯上盒的四个边框中部分别设有开口向下的泥芯上盒半圆孔。

作为本发明的进一步改进，步骤S3包括如下子步骤：

S3.1、在泥芯工装底板上固定泥芯下盒，泥芯工装底板上插接有多个底板定位销，泥芯下盒的下端四个角部分别设有泥芯下盒定位孔，各底板定位销的上端分别插接在相应的泥芯下盒定位孔中；

S3.2、将十字连杆放置在泥芯下盒的上端口，其长轴与短轴的外端头对应位于泥芯下盒的四个泥芯下盒半圆孔中；

S3.3、在泥芯下盒上方叠置安装泥芯上盒，各泥芯上盒半圆孔分别与泥芯下盒半圆孔合围成完整的泥芯盒圆孔；

S3.4、在各底板竖耳中心孔中分别插接泥芯定位轴，各泥芯定位轴的内端头分别旋入相应的十字连杆螺孔中，使十字连杆与泥芯盒圆孔共轴线。

作为本发明的进一步改进，步骤S5包括如下子步骤：

S5.1、在修型底座的沉孔中安装修型大轴承，修型驱动轮的下端嵌入修型大轴承的内腔中，修型驱动轮的外周通过皮带与修型电机的输出端相连，修型电机安装在修型底座的下方；

S5.2、在泥芯球面的十字连杆长轴两端分别旋接上定位轴和下定位轴；

S5.3、将上定位轴的中段通过轴承支撑在L形支架的横边自由端，将下定位轴的中段通过轴承支撑在T形支架的横边自由端，T形支架的竖边下端支撑在修型底座上，L形支架的竖边下端通过中间连接杆与T形支架的竖边上端相连；

S5.4、在修型驱动轮的中心孔中安装传动轴，传动轴的上端与下定位轴的下端固定连接；

S5.5、在L形支架的横边中段安装上刮刀，上刮刀的刀口向下且贴合在泥芯的上球面；在T形支架的横边中段安装下刮刀，下刮刀的刀口向上且贴合在泥芯的下球面；

S5.6、修型电机通过皮带驱动修型驱动轮并带动泥芯以20rpm的转速转动，边转动边通过刷子在泥芯外壁涂抹石墨涂料，直至泥芯外壁无落砂现象，多余的涂料被上下刮刀刮除；

S5.7、等待涂料固化，或者点火使其快速涂料固化，拆卸工装，取下泥芯。

作为本发明的进一步改进，步骤S6中，所述浇注底箱的上表面焊接有四块呈矩形分布的底箱立板，各底箱立板的中心分别设有贯通的底箱立板中心孔，各底箱立板的内壁中心分别设有立板环形凹槽；所述浇注下箱的内腔形状与产品的下半部外壁形状相一致，浇注下箱的四个边框中部分别设有开口向上的浇注下箱半圆孔；所述浇注上箱的内腔形状与产品的上半部外壁形状相一致，浇注上箱的四个边框中部分别设有开口向下的浇注上箱半圆孔；所述浇注盖箱的顶部中心设有浇口，所述浇注盖箱的内腔设有十字形横浇道，十字形横浇道的中心位于浇口下方，十字形横浇道的末端与环形横浇道相连，环形横浇道的底部通过多个内浇道分别与浇注盖箱底壁上的各条缝浇注口相连。

作为本发明的进一步改进，步骤S7包括如下子步骤：

S7.1、将石棉垫分别嵌入立板环形凹槽中；

S7.2、将浇注下箱从四块底箱立板合围成的空间中插入，直至浇注下箱的下端口落在浇注底箱上；

S7.3、在浇注下箱中放入泥芯，其十字连杆水平放置，泥芯的外球面放置在左右两端，泥芯的底平面置于浇注底箱上；

S7.4、将浇注上箱叠置在浇注下箱上，浇注上箱半圆孔与浇注下箱半圆孔合围成完整的浇注箱圆孔，各石棉垫分别密封在浇注箱圆孔的外周；十字连杆的四个端头分别位于浇注箱圆孔的轴线上且外端头与浇注箱外壁平齐；

S7.5、各底箱立板中心孔中插入砂型固定销，各砂型固定销的内端头分别旋接在相应的十字连杆螺孔中，使泥芯的精确定位且与浇注下箱及浇注上箱的内壁之间的缝隙均匀；

S7.6、在浇注上箱的上端口覆盖浇注盖箱，浇注盖箱的下端面压在泥芯的顶平面上，且各条缝浇注口均与泥芯四周的缝隙上端相连通。

作为本发明的进一步改进，步骤S9包括如下子步骤：

S9.1、在浇注盖箱顶部中心的浇口中安装浇口杯，在浇口杯处通入惰性气体15分钟；

S9.2、通过浇口杯注入镁合金液，镁合金液沿十字形横浇道呈放射状进入环形横浇道，从环形横浇道经各内浇道及各缝浇注口注入泥芯与浇注下箱及浇注上箱之间的缝隙中；

S9.3、浇注完毕后，用潮模砂盖住浇注杯，隔绝空气；

S9.4、镁合金进入半固溶状态，摇摆底板向左、向右各摆动五次后停止摆动，并等待60分钟。

作为本发明的进一步改进，所述L形支架的横边中部设有贯通的上刮刀插槽，所述上刮刀的中部插接于上刮刀插槽中，所述L形支架的横边顶部通过螺栓固定有上刮刀卡块，所述上刮刀卡块面向上刮刀的一侧设有开口的上卡块U形槽，所述上刮刀的外侧竖边插接在上卡块U形槽中，所述上刮刀的竖边中部设有凹陷的上刮刀凹槽，所述上刮刀凹槽位于靠近L形支架竖边的一侧，所述上刮刀凹槽的上端台阶卡在所述上刮刀卡块的顶部。

作为本发明的进一步改进，所述T形支架的横边中部设有贯通的下刮刀插槽，所述下刮刀的中部插接于下刮刀插槽中，所述T形支架的横边上表面通过螺栓固定有下刮刀卡块，所述下刮刀卡块面向下刮刀的一侧设有开口的下卡块U形槽，所述下刮刀的外侧竖边插接在下卡块U形槽中，所述下刮刀的竖边中部设有凹陷的下刮刀凹槽，所述下刮刀凹槽位于靠近T形支架竖边的一侧，所述下刮刀凹槽的上端台阶卡在所述下刮刀卡块的顶部。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：1、泥芯可以精确保证呈十字形分布的四个定位孔的轴线垂直相交于球心，弧面中心的两定位孔的轴线位于竖直中截面的直径线上，便于与砂箱合模定位，且合模后可精确保证铸件的内球面精度。

2、泥芯可以沿自身的长轴旋转，一边旋转一边对泥芯的球形外壁进行修型，利用刮刀消除泥芯拼接缝的痕迹，粗糙度可以达到12.5μm，精确保证泥芯的外形尺寸，泥芯涂料固化后，该泥芯与砂箱合模定位准确，且合模后可精确保证铸件的内球面精度。

3、金属液从顶部如雨淋细流连续均匀地注入型腔，且对型腔的冲击力小，同时上升的液面一直处于活跃状态，这样金属液中的气体、夹杂物由于活跃的液面能够顺利向上排出，因此排气、排渣的效果好。

4、采用摇摆式雨淋式浇注系统，充型速度较快，形成自上而下的温度梯度，使铸件顺序凝固，最后凝固的地方为靠近浇道处，将缩孔、缩松缺陷以及浇注过程中，得到组织致密的铸件，最后利用倾斜式摇摆让铸件再半固溶的状态下依靠外力凝固得更加致密。

5、突破薄壁镁合金件的瓶颈，结构简单可操作性好，利用精准的工装定位制作，砂箱和泥芯合模后的相对位置准确，产品的尺寸精度得以保证，产品的成品率高，提高生产效率和铸件质量，降低劳动强度；用重力+离心倾斜浇注代替压力铸造，大大降低了生产成本；产品的成品率达到90%以上，降低了产品的报废率。

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的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为本发明中泥芯工装的立体图；

图2为图1的爆炸图；

图3为本发明中泥芯修型工装的立体图；

图4为图3的爆炸图；

图5为本发明中摇摆浇注装置的立体图；

图6为本发明中浇注底箱上浇冒装置的爆炸图；

图7为本发明浇铸得到的产品。

图中：1.泥芯工装底板；2.底板竖耳；2a.底板竖耳中心孔；3.泥芯下盒；3a.泥芯下盒半圆孔；4.泥芯；4a.十字连杆；5.泥芯上盒；5a.泥芯上盒半圆孔；6.泥芯定位轴；6a.下定位轴；6b.上定位轴；7.修型底座；7a.修型大轴承；8.修型驱动轮；9.传动轴；10.T形支架；10a.下刮刀插槽；10b.下支架销孔；10c.支架下轴承；11.下刮刀；11a.下刮刀凹槽；12.下刮刀卡块；12a.下卡块U形槽；13.中间连接杆；13a.上限位销；13b.下限位销；14.L形支架；14a.上刮刀插槽；14b.上支架销孔；14c.支架上轴承；15.上刮刀；15a.上刮刀凹槽；16.上刮刀卡块；16a.上卡块U形槽；17.修型电机；18.皮带；19.摇摆驱动支架；20.摇轴支架底座；21.摇轴支架；22.浇注底箱；22a.底箱立板；22a1.底箱立板中心孔；22a2.立板环形凹槽；23.浇注下箱；23a.浇注下箱半圆孔；24.浇注上箱；24a.浇注上箱半圆孔；25.浇注盖箱；25a.浇口；25b.十字形横浇道；25c.环形横浇道；25d.内浇道；25e.条缝浇注口；26.砂型固定销；27.摇摆底板；28.吊臂；29.摇摆定轴；30.A形支架；31.摇把；32.摇轴；33.摇摆主动齿轮；34.摇摆从动齿轮；35.摇摆驱动轴；36.曲柄；37.摇摆连杆。

具体实施方式

在本发明的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

如图1至图7所示，本发明飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，依次包括如下步骤：

S1、制作十字连杆4a，十字连杆4a包括相互垂直且对称连接为一体的长轴和短轴，长轴及短轴的端头分别加工十字连杆螺孔；

S2、制作泥芯工装底板1、泥芯下盒3、泥芯上盒5和泥芯定位轴6；

S3、组装泥芯工装；

S4、向泥芯工装的内腔填充树脂砂并捣实，固化后得到泥芯4，泥芯4的上下两端为球面，前后左右均为平面；

S5、对泥芯4进行修型；

S6、制作浇注底箱22、浇注下箱23、浇注上箱24和浇注盖箱25；

S7、组装雨淋式浇注系统；

S8、将雨淋式浇注系统安装在摇摆底板27的中部；

S9、注入镁合金液进行充型浇注；

S10、冷却后拆箱，得到薄壁不连续镁合金球壳铸件。

如图1、图2所示，步骤S2中，泥芯工装底板1四个边沿的中部分别焊接有向上竖起的底板竖耳2，各底板竖耳2高度方向的中部分别设有贯通的底板竖耳中心孔2a。

泥芯下盒3的底部贯通，泥芯下盒3的内腔形状与产品的下半部内壁形状相一致，泥芯下盒3的四个边框中部分别设有开口向上的泥芯下盒半圆孔3a，四个泥芯下盒半圆孔3a的轴线垂直交叉且位于上端口所在平面内。

泥芯上盒5的内腔形状与产品的上半部内壁形状相一致，泥芯上盒5的四个边框中部分别设有开口向下的泥芯上盒半圆孔5a。

步骤S3包括如下子步骤：

S3.1、在泥芯工装底板1上固定泥芯下盒3，泥芯工装底板1上设有多个底板定位孔，各底板定位孔中分别插接有底板定位销，泥芯下盒3呈矩形，泥芯下盒3的下端四个角部分别设有泥芯下盒定位孔，各底板定位销的上端分别插接在相应的泥芯下盒定位孔中；

S3.2、将十字连杆4a放置在泥芯下盒3的上端口，十字连杆4a的长轴沿底板长度方向的轴线延伸，其长轴与短轴的外端头对应位于泥芯下盒3的四个泥芯下盒半圆孔3a中且分别对称超出泥芯盒的模腔内壁；

S3.3、在泥芯下盒3上方叠置安装泥芯上盒5，各泥芯上盒半圆孔5a分别与泥芯下盒半圆孔3a合围成完整的泥芯盒圆孔；

S3.4、在各底板竖耳中心孔中分别插接泥芯定位轴6，各泥芯定位轴6的外端头可以设置内方榫，以便于转动泥芯定位轴6；各泥芯定位轴6的内端头分别设有螺纹段，并旋入相应的十字连杆螺孔中，使十字连杆4a获得精确定位，长轴与泥芯盒长度方向的两圆孔共轴线，短轴与泥芯盒宽度方向的两圆孔共轴线。

泥芯下盒3的上端四个角部分别设有泥芯下盒定位孔，各泥芯下盒定位孔中分别插接有泥芯下盒定位销。泥芯上盒5的下端四个角部分别设有泥芯上盒定位孔，各泥芯下盒定位销分别插接在相应的泥芯上盒定位孔中。泥芯上盒5与泥芯下盒3以拼接面为中心对称设置，且内壁与外壁均光滑对齐拼接，泥芯上盒5与泥芯下盒3合模后的模腔形状与弧形薄壁铸件的内腔形状相同。

泥芯固化后，卸掉四根泥芯定位轴6，依次拆掉泥芯上盒5和泥芯下盒3，即可得到泥芯坯件。

如图3、图4所示，步骤S5包括如下子步骤：

S5.1、在修型底座7的沉孔中安装修型大轴承7a，修型驱动轮8的下端嵌入修型大轴承7a的内腔中，修型驱动轮8的外周通过皮带18与修型电机17的输出端相连，修型电机17安装在修型底座7的下方；

S5.2、在泥芯球面的十字连杆长轴两端分别旋接上定位轴6b和下定位轴6a，可以仍使用泥芯成型时的泥芯定位轴6，左右平面上的泥芯定位轴闲置；

S5.3、将上定位轴6b的中段通过支架上轴承14c支撑在L形支架14的横边自由端，将下定位轴6a的中段通过支架下轴承10c支撑在T形支架10的横边自由端，T形支架10的竖边下端支撑在修型底座7上，L形支架14的竖边下端通过中间连接杆13与T形支架10的竖边上端相连；

S5.4、在修型驱动轮8的中心孔中安装传动轴9，将传动轴9的上端与下定位轴6a的下端固定连接，插入径向插销使两者径向定位，以便传动扭矩；

S5.5、在L形支架14的横边中段安装上刮刀15，上刮刀15的刀口向下且贴合在泥芯4的上球面；在T形支架10的横边中段安装下刮刀11，下刮刀11的刀口向上且贴合在泥芯4的下球面；

S5.6、修型电机17通过皮带18驱动修型驱动轮8并带动泥芯4以20rpm的转速转动，边转动边通过刷子在泥芯外壁涂抹石墨涂料，直至泥芯外壁无落砂现象，多余的涂料被上下刮刀刮除；

S5.7、等待涂料固化，或者点火使其快速涂料固化，拆卸工装，取下泥芯。

T形支架10的竖边下端可以设有两个支腿，以便更稳定地支撑在修型底座7上，T形支架10的横边垂直连接在两个支腿之间的根部。

中间连接杆13的上下两端对称设有连接杆上销孔和连接杆下销孔，L形支架14的竖边下端设有上支架销孔14b，上限位销13a插入对应的连接杆上销孔和上支架销孔14b中使L形支架14的下端与中间连接杆13的上端固定连接。

T形支架10的竖边上端设有下支架销孔10b，下限位销13b插入对应的连接杆下销孔和下支架销孔10b中使中间连接杆13的下端与T形支架10的上端固定连接。如此，L形支架14的竖边下端通过中间连接杆13与T形支架10的竖边上端固定连接为整体。连接杆上销孔与连接杆下销孔可以对称设有两组或三组，使连接更加稳固。

L形支架14的横边中部设有贯通的上刮刀插槽14a，在上刮刀插槽14a中插入上刮刀15，上刮刀15的刀口向下且中部卡接于L形支架14的横边中部。

L形支架14的横边顶部通过螺栓固定有上刮刀卡块16，上刮刀卡块16面向上刮刀15的一侧设有开口的上卡块U形槽16a，上刮刀15的外侧竖边插接在上卡块U形槽16a中，上刮刀15的竖边中部设有凹陷的上刮刀凹槽15a，上刮刀凹槽15a位于靠近L形支架竖边的一侧，上刮刀凹槽15a的上端台阶卡在上刮刀卡块16的顶部，实现上刮刀15在L形支架14的横边中部的固定。

上刮刀15及其上刮刀凹槽15a、上刮刀卡块16及其上卡块U形槽16a、L形支架14及其上刮刀插槽14a均精确加工，确保上刮刀15固定后，其刀口精确贴靠在泥芯4的上球面。如有小的误差，可以通过锉刀修磨上刮刀凹槽15a的上台阶，或者在上刮刀凹槽15a的上台阶与上刮刀卡块16的顶面之间垫薄的纸片，以微调上刮刀15的刀口高度。

T形支架10的横边中部设有贯通的下刮刀插槽10a，在下刮刀插槽10a中插入下刮刀11，下刮刀11的刀口向上且中部卡接于T形支架10的横边中部。

T形支架10的横边上表面通过螺栓固定有下刮刀卡块12，下刮刀卡块12面向下刮刀11的一侧设有开口的下卡块U形槽12a，下刮刀11的外侧竖边插接在下卡块U形槽12a中，下刮刀11的竖边中部设有凹陷的下刮刀凹槽11a，下刮刀凹槽11a位于靠近T形支架竖边的一侧，下刮刀凹槽11a的上端台阶卡在下刮刀卡块12的顶部，实现下刮刀11在T形支架10的横边中部的固定。

下刮刀11及其下刮刀凹槽11a、下刮刀卡块12及其下卡块U形槽12a、T形支架10及其下刮刀插槽10a均精确加工，确保下刮刀11固定后，其刀口精确贴靠在泥芯4的下球面。如有小的误差，可以采用上述的方向进行微调。

可以在泥芯4安装前，预先在泥芯4表面用刷子涂刷一层是石墨涂料覆盖住树脂砂，固化后再进行修型。

修型时，修型电机17通过皮带18带动修型驱动轮8以20rpm的转速转动，修型驱动轮8支撑在修型大轴承7a中转动的同时，传动轴9通过下定位轴6a带动十字连杆4a及泥芯4绕长轴回转，十字连杆4a的上端通过支架上轴承14c支撑在L形支架14的横边自由端自由转动。通常泥芯4转动七周以上即可停止涂抹，修型后的球面粗糙度可达12.5μm。

卸掉上刮刀卡块16，即可将上刮刀15向上拔出；卸掉下刮刀卡块12，即可将下刮刀11向下拔出。拔掉上限位销13a和下限位销13b，即可分解L形支架14与中间连接杆13。取下泥芯4后，卸掉上定位轴6b和下定位轴6a。

如图5至图7所示，步骤S6中，浇注底箱22的上表面焊接有四块呈矩形分布的底箱立板22a，各底箱立板22a的中心分别设有贯通的底箱立板中心孔22a1，各底箱立板22a的内壁中心分别设有立板环形凹槽22a2；

浇注下箱23的内腔形状与产品的下半部外壁形状相一致，浇注下箱23的四个边框中部分别设有开口向上的浇注下箱半圆孔23a；

浇注上箱24的内腔形状与产品的上半部外壁形状相一致，浇注上箱24的四个边框中部分别设有开口向下的浇注上箱半圆孔24a；

浇注盖箱25的顶部中心设有浇口25a，浇注盖箱25的内腔设有十字形横浇道25b，十字形横浇道25b的中心位于浇口25a下方，十字形横浇道25b的末端与环形横浇道25c相连，环形横浇道25c的底部通过多个内浇道25d分别与浇注盖箱底壁上的各条缝浇注口25e相连。

步骤S7包括如下子步骤：

S7.1、将石棉垫在硼酸和硫磺中浸泡一下，烘干后分别嵌入立板环形凹槽22a2中，既起到密封作用，又起到阻燃作用；

S7.2、将浇注下箱23从四块底箱立板22a合围成的空间中插入，直至浇注下箱23的下端口落在浇注底箱22上；

S7.3、在浇注下箱23中放入泥芯，其十字连杆4a水平放置，泥芯的外球面放置在左右两端，泥芯的底平面置于浇注底箱22上；

S7.4、将浇注上箱24叠置在浇注下箱23上，浇注上箱半圆孔24a与浇注下箱半圆孔23a合围成完整的浇注箱圆孔，各立板环形凹槽22a2的内圆周直径等于浇注箱圆孔的直径，各石棉垫分别密封在浇注箱圆孔的外周；十字连杆4a的四个端头分别位于浇注箱圆孔的轴线上且外端头与浇注箱外壁平齐；

S7.5、各底箱立板中心孔22a1中插入砂型固定销26，各砂型固定销26的内端头分别旋接在相应的十字连杆螺孔中，使泥芯的精确定位且与浇注下箱23及浇注上箱24的内壁之间的缝隙均匀；

S7.6、在浇注上箱24的上端口覆盖浇注盖箱25，浇注盖箱25的下端面压在泥芯的顶平面上，且各条缝浇注口25e均与泥芯四周的缝隙上端相连通。

浇注上箱24的上端口四个角部分别设有浇注上箱定位销，浇注盖箱25的下端面的四个角部对应设有四个浇注盖箱定位孔，浇注上箱定位销对应插入浇注盖箱定位孔中，使两者精确定位连接。

浇注下箱23及浇注上箱24的左右内壁为内球面，内球面与泥芯外球面共球心；浇注下箱23及浇注上箱24的前后两端内壁为平面且与泥芯4的前后平面相互平行。

浇注下箱上端口的四个角部分别插接有向上延伸的浇注下箱定位销，浇注上箱下端口的四个角部分别设有浇注上箱定位孔，各浇注下箱定位销对应插入相应的浇注上箱定位孔中，使浇注上箱24与浇注下箱23精确定位连接，各底箱立板22a的上端分别贴靠在浇注上箱24的外侧。

浇注上箱24的上端口四个角部分别设有浇注上箱定位销，浇注盖箱25的下端面的四个角部对应设有四个浇注盖箱定位孔，浇注上箱定位销对应插入浇注盖箱定位孔中，使两者精确定位连接。

步骤S9包括如下子步骤：

S9.1、在浇注盖箱25顶部中心的浇口25a中安装浇口杯，在浇口杯处通入惰性气体15分钟；

S9.2、通过浇口杯注入镁合金液，镁合金液沿十字形横浇道呈放射状进入环形横浇道，从环形横浇道经各内浇道及各缝浇注口注入泥芯与浇注下箱23及浇注上箱24之间的缝隙中；

S9.3、浇注完毕后，用潮模砂盖住浇注杯，隔绝空气；

S9.4、镁合金进入半固溶状态，摇摆底板27向左、向右各摆动五次后停止摆动，并等待60分钟。

如图5所示，摇摆底板27的两侧分别焊接有向上延伸的吊臂28，两吊臂28的上端分别通过轴承悬吊在摇摆定轴29上，使摇摆底板27通过两端的吊臂28可以绕上方的摇摆定轴29自由摆动，摇摆定轴29的两端固定在A形支架30的上端。

摇摆底板27的一侧中部与摇摆连杆37的一端相铰接，摇摆连杆37的另一端通过连杆销与曲柄36的小端即自由端相铰接，曲柄36的固定端即大端固定在摇摆驱动轴35的一端，摇摆驱动轴35的中部通过轴承支撑在摇摆驱动支架19的上端，摇摆驱动轴35的另一端固定安装有摇摆从动齿轮34，摇摆从动齿轮34与摇摆主动齿轮33相啮合，摇摆主动齿轮33固定在摇轴32的一端，摇轴32的中部铰接在摇轴支架21的上端，摇轴32的另一端安装有摇把31。摇轴支架21及摇摆驱动支架19的下端均焊接在摇轴支架底座20上，摇轴支架底座20支撑在地面上。

通过摇把31转动摇轴32，摇轴32带动摇摆主动齿轮33转动，摇摆主动齿轮33驱动摇摆从动齿轮34转动，摇摆从动齿轮34带动曲柄36的大端转动，曲柄36的小端即自由端牵引摇摆连杆37的一端做圆周运动，摇摆连杆37的另一端牵引摇摆底板27绕摇摆定轴29的轴线作左右摇摆运动。

浇注底箱22的下端面对称设有底箱定位孔，在摇摆底板27对称焊接或插接有摇摆底板定位销，浇注底箱22的各底箱定位孔对应嵌在摇摆底板定位销上，将浇注底箱22固定在摇摆底板27上，且浇注底箱22与摇摆底板27共轴线。

十字形横浇道和环形横浇道的容积和是浇口所在直浇道容积的四倍以上，也是各内浇道容积和的四倍以上，属于半开放式浇注系统，利用半开放式雨淋式浇注系统进行重力浇注，让镁合金液在充型过程中可以加快速度，由于产品壁厚较薄且呈圆弧形，所以浇注过程会贴壁流动，在浇注过程中选用合适的浇注温度即可避免浇注紊流的现象。

当镁合金液处于半固溶状态时，盖住浇口杯，转动摇把31，使摇摆底板27带动这个装置作用晃动，利用摇摆方式给予镁合金液一定的离心力，利用倾斜式的离心作用，让镁合金液在半固溶的状态下分布均匀，避免出现未浇注、未成型的不良现象；冷却后拆箱得到镁合金薄壁铸件产品，如图7所示。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1、制作十字连杆；

S2、制作泥芯工装底板、泥芯下盒、泥芯上盒和泥芯定位轴；

S3、组装泥芯工装；

S4、向泥芯工装的内腔填充树脂砂，固化后得到泥芯，泥芯的上下两端为球面，前后左右均为平面；

S5、对泥芯进行修型；

S6、制作浇注底箱、浇注下箱、浇注上箱和浇注盖箱；

S7、组装雨淋式浇注系统；

S8、将雨淋式浇注系统安装在摇摆底板的中部；

S9、注入镁合金液进行充型浇注；

S10、冷却后拆箱，得到薄壁不连续镁合金球壳铸件。

2.根据权利要求1所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：所述十字连杆包括相互垂直且对称连接为一体的长轴和短轴，长轴及短轴的端头分别加工十字连杆螺孔。

3.根据权利要求2所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：步骤S2中，所述泥芯工装底板四个边沿的中部分别焊接有向上竖起的底板竖耳，各底板竖耳高度方向的中部分别设有贯通的底板竖耳中心孔；

所述泥芯下盒的内腔形状与产品的下半部内壁形状相一致，泥芯下盒的四个边框中部分别设有开口向上的泥芯下盒半圆孔；

所述泥芯上盒的内腔形状与产品的上半部内壁形状相一致，泥芯上盒的四个边框中部分别设有开口向下的泥芯上盒半圆孔。

4.根据权利要求1所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：步骤S3包括如下子步骤：

S3.1、在泥芯工装底板上固定泥芯下盒，泥芯工装底板上插接有多个底板定位销，泥芯下盒的下端四个角部分别设有泥芯下盒定位孔，各底板定位销的上端分别插接在相应的泥芯下盒定位孔中；

S3.2、将十字连杆放置在泥芯下盒的上端口，其长轴与短轴的外端头对应位于泥芯下盒的四个泥芯下盒半圆孔中；

S3.3、在泥芯下盒上方叠置安装泥芯上盒，各泥芯上盒半圆孔分别与泥芯下盒半圆孔合围成完整的泥芯盒圆孔；

S3.4、在各底板竖耳中心孔中分别插接泥芯定位轴，各泥芯定位轴的内端头分别旋入相应的十字连杆螺孔中，使十字连杆与泥芯盒圆孔共轴线。

5.根据权利要求1所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：步骤S5包括如下子步骤：

S5.1、在修型底座的沉孔中安装修型大轴承，修型驱动轮的下端嵌入修型大轴承的内腔中，修型驱动轮的外周通过皮带与修型电机的输出端相连，修型电机安装在修型底座的下方；

S5.2、在泥芯球面的十字连杆长轴两端分别旋接上定位轴和下定位轴；

S5.3、将上定位轴的中段通过轴承支撑在L形支架的横边自由端，将下定位轴的中段通过轴承支撑在T形支架的横边自由端，T形支架的竖边下端支撑在修型底座上，L形支架的竖边下端通过中间连接杆与T形支架的竖边上端相连；

S5.4、在修型驱动轮的中心孔中安装传动轴，传动轴的上端与下定位轴的下端固定连接；

S5.5、在L形支架的横边中段安装上刮刀，上刮刀的刀口向下且贴合在泥芯的上球面；在T形支架的横边中段安装下刮刀，下刮刀的刀口向上且贴合在泥芯的下球面；

S5.6、修型电机通过皮带驱动修型驱动轮并带动泥芯以20rpm的转速转动，边转动边通过刷子在泥芯外壁涂抹石墨涂料，直至泥芯外壁无落砂现象，多余的涂料被上下刮刀刮除；

S5.7、等待涂料固化，或者点火使其快速涂料固化，拆卸工装，取下泥芯。

6.根据权利要求1所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：步骤S6中，所述浇注底箱的上表面焊接有四块呈矩形分布的底箱立板，各底箱立板的中心分别设有贯通的底箱立板中心孔，各底箱立板的内壁中心分别设有立板环形凹槽；

所述浇注下箱的内腔形状与产品的下半部外壁形状相一致，浇注下箱的四个边框中部分别设有开口向上的浇注下箱半圆孔；

所述浇注上箱的内腔形状与产品的上半部外壁形状相一致，浇注上箱的四个边框中部分别设有开口向下的浇注上箱半圆孔；

所述浇注盖箱的顶部中心设有浇口，所述浇注盖箱的内腔设有十字形横浇道，十字形横浇道的中心位于浇口下方，十字形横浇道的末端与环形横浇道相连，环形横浇道的底部通过多个内浇道分别与浇注盖箱底壁上的各条缝浇注口相连。

7.根据权利要求6所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：步骤S7包括如下子步骤：

S7.1、将石棉垫分别嵌入立板环形凹槽中；

S7.2、将浇注下箱从四块底箱立板合围成的空间中插入，直至浇注下箱的下端口落在浇注底箱上；

S7.3、在浇注下箱中放入泥芯，其十字连杆水平放置，泥芯的外球面放置在左右两端，泥芯的底平面置于浇注底箱上；

S7.4、将浇注上箱叠置在浇注下箱上，浇注上箱半圆孔与浇注下箱半圆孔合围成完整的浇注箱圆孔，各石棉垫分别密封在浇注箱圆孔的外周；十字连杆的四个端头分别位于浇注箱圆孔的轴线上且外端头与浇注箱外壁平齐；

S7.5、各底箱立板中心孔中插入砂型固定销，各砂型固定销的内端头分别旋接在相应的十字连杆螺孔中，使泥芯的精确定位且与浇注下箱及浇注上箱的内壁之间的缝隙均匀；

S7.6、在浇注上箱的上端口覆盖浇注盖箱，浇注盖箱的下端面压在泥芯的顶平面上，且各条缝浇注口均与泥芯四周的缝隙上端相连通。

8.根据权利要求1所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：步骤S9包括如下子步骤：

S9.1、在浇注盖箱顶部中心的浇口中安装浇口杯，在浇口杯处通入惰性气体15分钟；

S9.2、通过浇口杯注入镁合金液，镁合金液沿十字形横浇道呈放射状进入环形横浇道，从环形横浇道经各内浇道及各缝浇注口注入泥芯与浇注下箱及浇注上箱之间的缝隙中；

S9.3、浇注完毕后，用潮模砂盖住浇注杯，隔绝空气；

S9.4、镁合金进入半固溶状态，摇摆底板向左、向右各摆动五次后停止摆动，并等待60分钟。

9.根据权利要求5所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：所述L形支架的横边中部设有贯通的上刮刀插槽，所述上刮刀的中部插接于上刮刀插槽中，所述L形支架的横边顶部通过螺栓固定有上刮刀卡块，所述上刮刀卡块面向上刮刀的一侧设有开口的上卡块U形槽，所述上刮刀的外侧竖边插接在上卡块U形槽中，所述上刮刀的竖边中部设有凹陷的上刮刀凹槽，所述上刮刀凹槽位于靠近L形支架竖边的一侧，所述上刮刀凹槽的上端台阶卡在所述上刮刀卡块的顶部。

10.根据权利要求5所述的飞机探测器薄壁不连续镁合金球壳的铸造工艺，其特征在于：所述T形支架的横边中部设有贯通的下刮刀插槽，所述下刮刀的中部插接于下刮刀插槽中，所述T形支架的横边上表面通过螺栓固定有下刮刀卡块，所述下刮刀卡块面向下刮刀的一侧设有开口的下卡块U形槽，所述下刮刀的外侧竖边插接在下卡块U形槽中，所述下刮刀的竖边中部设有凹陷的下刮刀凹槽，所述下刮刀凹槽位于靠近T形支架竖边的一侧，所述下刮刀凹槽的上端台阶卡在所述下刮刀卡块的顶部。

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