CN114871386B

CN114871386B - 反斜度树脂砂型芯组合用工装及其组合装配方法

Info

Publication number: CN114871386B
Application number: CN202210795566.2A
Authority: CN
Inventors: 洪润洲; 范学燚; 左强; 周永江
Original assignee: AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Current assignee: AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2042-07-07
Also published as: CN114871386A

Abstract

本发明公开了一种反斜度树脂砂型芯组合用工装及其组合装配方法，组合用工装用于安装第一型芯和第二型芯，包括上层圆盘和下层圆盘以及位于两者之间的支撑柱，所述上层圆盘直径大于下层圆盘的直径；上层圆盘的外侧沿圆周方向开设有多个向中心方向水平延伸的开口凹槽，多个开口凹槽使得上层圆盘形成多个扇面结构。利用本发明提供的工装预组合的型芯具有较高的组合精度，整体能准确地装配到外模中，实现了反斜度树脂砂型芯和外模砂型的精准组合装配，并能够在复杂铝合金机匣铸件生产中进行应用。

Description

反斜度树脂砂型芯组合用工装及其组合装配方法

技术领域

本发明属于树脂砂组芯技术领域，具体而言，涉及一种反斜度树脂砂型芯组合用工装及其组合装配方法。

背景技术

随着涡轴航空发动机性能的提升，发动机进气系统铝合金机匣的结构集成度和性能要求越来越高，早期发动机外置的管路、油箱都被集成在零件内部，采用铸造方法实现这类复杂零件的整体成形，型芯及型芯组合方式是实现管路与空腔结构铸造成形的关键。这类铸件国内一般都采用精密树脂砂型铸造方法，零件的内部结构形式决定了型芯的结构形式。对于正斜度的型芯，砂型组合可以由下至上进行组合，如图1所示，在外模3’内先安装第一型芯1’，再安装第二型芯2’即可。而对于反斜度的型芯，如图2所示，无论先安装第一型芯1’还是先安装第二型芯2’都无法将两个型芯装入外模3’中。然而，反斜度空腔结构在新研发动机铝合金机匣中越来越常见，因此，目前如何解决反斜度的型芯存在的问题，成为下一步的研究方向。

发明内容

本发明旨在提供一种反斜度树脂砂型芯组合用工装及其组合装配方法，实现了反斜度树脂砂型芯和外模砂型的精准组合装配。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种反斜度树脂砂型芯组合用工装，用于安装第一型芯和第二型芯，包括上层圆盘和下层圆盘以及位于两者之间的支撑柱，所述上层圆盘直径大于下层圆盘的直径；所述上层圆盘的外侧沿圆周方向开设有多个向中心方向水平延伸的开口凹槽，多个所述开口凹槽使得上层圆盘形成多个扇面结构。

根据本发明，所述下层圆盘的外侧沿圆周方向设置有多个限位台阶，每个限位台阶内插设有支撑活块，所述支撑活块能够沿径向水平运动并在伸出状态时进行限位。

根据本发明，所述支撑活块末端均设置有限位结构，当支撑活块沿径向移动到限位处时，限位结构正好与第二型芯底端的芯头定位凸台位置一致，用于支撑第二型芯下端面。

根据本发明，所述支撑活块末端均设置有半圆形定位孔，半圆形定位孔与型芯底端的定位凸台相抵接。

根据本发明，所述下层圆盘的外侧沿圆周方向设置有3个限位台阶和3个支撑活块；所述限位台阶活动安装在下层圆盘的上表面上。

根据本发明，所述上层圆盘的相邻开口凹槽之间圆盘面上设置有若干定位销和锁紧螺钉，锁紧螺钉设置在定位销之间，所述定位销和锁紧螺钉的位置与尺寸分别与第一型芯上预留定位孔、锁紧螺母位置及尺寸相对应。

根据本发明，所述上层圆盘形成6个扇面结构，每个所述扇面结构上设置有两个定位销，每两个定位销之间设置有一个锁紧螺钉。

根据本发明，所述上层圆盘和支撑柱可拆卸连接或者一体成型。

根据本发明，所述上层圆盘和下层圆盘的间距为第一型芯上端面与第二型芯下端面的高度差。

根据本发明的另一方面，还提供了一种利用上述任一种反斜度树脂砂型芯组合用工装组合装配的方法，包括：

S1，首先将支撑活块收向工装中心，取下定位销和锁紧螺钉；

S2，将第二型芯置于平台上，将工装沿第二型芯的中心轴线放入第二型芯内部，调整工装或第二型芯的角度，将支撑活块伸出至限位位置，使第二型芯的定位芯头落在支撑活块的半圆形定位孔内；

S3，第一型芯沿安装方向移动，直至上表面与工装上层圆盘的下表面接触，之后先用两个定位销将第一型芯定位，再用锁紧螺钉将第一型芯固定；按照该方式依次将其他第一型芯全部安装在工装上；

S4，将所述第一型芯和第二型芯在工装上预组合完成后，提起工装，将预组合的型芯整体下入外模3，使型芯的定位头落入外模3定位孔中，型芯安装稳定后，将支撑活块收向工装中心，松开紧固第一型芯上的定位销和锁紧螺钉，取出工装，即完成反斜度型芯的安装。

本发明的有益效果：

本发明根据反斜度型芯的结构形式设计制造出一种反斜度树脂砂型芯组合用工装，可以将反斜度的树脂砂型芯预先从反向固定在工装上，工装上设置有型芯的定位孔、锁紧装置，型芯按一定顺序依次在工装上定位、锁紧，固定后将工装和装配好的型芯整体安装到外模砂型上，并在外模砂型中定位、固定，工装中预组合的型芯具有较高的组合精度，整体能准确地装配到外模中，型芯安装结束后，将工装从型芯上取下，实现反斜度树脂砂型芯和外模砂型的组合装配，并在复杂铝合金机匣铸件生产中进行应用。

附图说明

图1是现有技术中正斜度型芯的结构示意图。

图2是现有技术中反斜度型芯的结构示意图。

图3是本发明反斜度树脂砂型芯组合用工装的结构示意图。

图4是本发明的限位台阶和支撑活块的结构示意图。

图5是本发明中预埋锁紧螺母的第一型芯1的结构示意图。

图6是本发明反斜度树脂砂型芯组合用工装支撑的第二型芯2的结构示意图。

图7a是本发明反斜度树脂砂型芯组合用工装安装部分第一型芯1后的结构示意图。

图7b是本发明反斜度树脂砂型芯组合用工装安装全部第一型芯1后的结构示意图。

图8a是在反斜度树脂砂型芯组合用工装上组合第一型芯1和第二型芯2后的结构示意图一。

图8b是在反斜度树脂砂型芯组合用工装上组合第一型芯1和第二型芯2后的结构示意图二。

图9是反斜度树脂砂型芯组合用工装预组合型芯后整体装入外模后的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图3-4所示，本发明提供了一种反斜度树脂砂型芯组合用工装，用于安装第一型芯1和第二型芯2，工装由上下两层组成，包括上层圆盘10和下层圆盘20以及位于两者之间的支撑柱30。其中，上层圆盘10直径大于下层圆盘20的直径。上层圆盘10和下层圆盘20的直径具体尺寸可根据待装配型芯的尺寸确定。上层圆盘10和下层圆盘20的间距为第一型芯1上端面与第二型芯2下端面的高度差。

优选地，上层圆盘10和支撑柱30可拆卸连接或者一体成型。

如图3所示，上层圆盘10的外侧沿圆周方向开设有多个向中心方向水平延伸的开口凹槽11，多个开口凹槽11使得上层圆盘10形成多个扇面结构。开口凹槽11的尺寸根据第二型芯2的尺寸确定。

优选地，下层圆盘20的外侧沿圆周方向设置有多个限位台阶23，每个限位台阶23内插设有支撑活块21，支撑活块21能够沿径向水平运动并在伸出状态时进行限位。例如，下层圆盘20的外侧沿圆周方向设置有3个限位台阶23和3个支撑活块21，限位台阶23活动安装在下层圆盘20的上表面上。

支撑活块21末端均设置有限位结构，当支撑活块21沿径向移动到限位处时，限位结构正好与第二型芯2底端的芯头定位凸台位置一致，用于支撑第二型芯2的下端面。在本发明一个具体实施例中，支撑活块21末端均设置有半圆形定位孔22，半圆形定位孔22与第二型芯2底端的定位凸台相抵接。

优选地，根据第一型芯1的数量，上层圆盘10的相邻开口凹槽11之间圆盘面上设置有若干定位销12和锁紧螺钉13，锁紧螺钉13设置在定位销12之间，定位销12和锁紧螺钉13的位置与尺寸分别与第一型芯1上预留定位孔14、锁紧螺母15位置及尺寸相对应。

在本发明一个具体实施例中，如图3所示，上层圆盘10形成6个扇面结构，每个扇面结构上设置有两个定位销12，每两个定位销12之间设置有一个锁紧螺钉13。

根据本发明的另一方面，还提供了一种利用反斜度树脂砂型芯组合用工装进行组合装配的方法，具体包括以下步骤：

使用工装前先分别制备出第一型芯1和第二型芯2，在第一型芯1中预埋锁紧螺母，如图5所示。将支撑活块21收向工装中心，取下干定位销12和锁紧螺钉13，将第二型芯2置于平台上，将工装沿第二型芯2的中心轴线放入第二型芯2的内部，调整工装或第二型芯2的角度，将支撑活块21伸出至限位位置，使第二型芯2的定位芯头落在支撑活块21的半圆形定位孔22内。

第一型芯1的安装方向如图6中所示，第一型芯1沿安装方向移动，直至上表面与预装配工装上层圆盘10下表面接触，之后先用两个定位销12将第一型芯1定位，再用锁紧螺钉13将第一型芯1固定，如图7a所示，按照该方式依次将其他第一型芯1全部安装在工装上，如图7b所示。

第一型芯1和第二型芯2在工装上预组合完成后如图8a和8b所示。将第一型芯1和第二型芯2在工装上预组合完成后，提起预装配工装，将预组合的型芯整体下入外模3，使型芯的定位头落入外模3的定位孔中，如图9所示。型芯安装稳定后，将支撑活块21收向工装中心，松开紧固型芯1上的定位销12和锁紧螺钉13，取出工装，即完成反斜度型芯的安装。

Claims

1.一种反斜度树脂砂型芯组合用工装，用于安装第一型芯（1）和第二型芯（2），其特征在于，包括上层圆盘（10）和下层圆盘（20）以及位于两者之间的支撑柱（30），所述上层圆盘（10）直径大于下层圆盘（20）的直径；

所述上层圆盘（10）的外侧沿圆周方向开设有多个向中心方向水平延伸的开口凹槽（11），多个所述开口凹槽（11）使得上层圆盘（10）形成多个扇面结构；所述下层圆盘（20）的外侧沿圆周方向设置有多个限位台阶（23），每个所述限位台阶（23）内插设有支撑活块（21），所述支撑活块（21）能够沿径向水平运动并在伸出状态时进行限位；

所述支撑活块（21）末端均设置有限位结构，当支撑活块（21）沿径向移动到限位处时，限位结构正好与第二型芯（2）底端的芯头定位凸台位置一致，用于支撑第二型芯（2）的下端面。

2.如权利要求1所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装，其特征在于，所述支撑活块（21）末端均设置有半圆形定位孔（22），半圆形定位孔（22）与第二型芯（2）底端的定位凸台相抵接。

3.如权利要求1所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装，其特征在于，所述下层圆盘（20）的外侧沿圆周方向设置有3个限位台阶（23）和3个支撑活块（21）；所述限位台阶（23）活动安装在下层圆盘（20）的上表面上。

4.如权利要求1所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装，其特征在于，所述上层圆盘（10）的相邻开口凹槽（11）之间圆盘面上设置有若干定位销（12）和锁紧螺钉（13），所述锁紧螺钉（13）设置在定位销（12）之间，所述定位销（12）和锁紧螺钉（13）的位置与尺寸分别与第一型芯（1）上预留定位孔（14）、锁紧螺母（15）位置及尺寸相对应。

5.如权利要求1所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装，其特征在于，所述上层圆盘（10）形成6个扇面结构，每个所述扇面结构上设置有两个定位销（12），每两个定位销（12）之间设置有一个锁紧螺钉（13）。

6.如权利要求1所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装，其特征在于，所述上层圆盘（10）和支撑柱（30）可拆卸连接或者一体成型。

7.如权利要求1所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装，其特征在于，所述上层圆盘（10）和下层圆盘（20）的间距为第一型芯（1）上端面与第二型芯（2）下端面的高度差。

8.一种利用权利要求1至7中任一项所述的反斜度树脂砂型芯组合用工装组合装配的方法，其特征在于，包括：

S1，首先将支撑活块（21）收向工装中心，取下定位销（12）和锁紧螺钉（13）；

S2，将第二型芯（2）置于平台上，将工装沿第二型芯（2）的中心轴线放入第二型芯（2）的内部，调整工装或第二型芯（2）的角度，将支撑活块（21）伸出至限位位置，使第二型芯（2）的定位芯头落在支撑活块（21）的半圆形定位孔（22）内；

S3，第一型芯（1）沿安装方向移动，直至上表面与工装上层圆盘（10）的下表面接触，之后先用两个定位销（12）将第一型芯（1）定位，再用锁紧螺钉（13）将第一型芯（1）固定；按照该方式依次将其他第一型芯（1）全部安装在工装上；

S4，将所述第一型芯（1）和第二型芯（2）在工装上预组合完成后，提起工装，将预组合的型芯整体下入外模（3），使型芯的定位头落入外模（3）的定位孔中，型芯安装稳定后，将支撑活块（21）收向工装中心，松开紧固第一型芯（1）上的定位销（12）和锁紧螺钉（13），取出工装，即完成反斜度型芯的安装。