CN1154882A - 一种封闭式叶轮的型模组件和用该组件制作封闭叶轮砂型的方法 - Google Patents
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Abstract
一种封闭式轮的型模组件，它包括一个叶轮的第一部分，一个叶轮的第二部分和一个中心定位件。用中心定位件将叶轮的第二部分可拆地固定在叶轮的第一部分上，使叶轮的第一部分的叶片的上表面与叶轮的第二部分的叶轮后封闭板的下表面紧密接触，组件的各部分精确对中。本发明还公开了采用这种封闭式叶轮的型模组件进行整体造型，分体取型制作封闭式叶轮砂型的方法。利用本发明的型模组件，采用本发明的方法制作的封闭式叶轮砂型不使用油砂芯，砂型的各部分具有极高的同心度，特别适用于制作高速封闭式叶轮砂型。
Description
本发明涉及制作封闭式叶轮砂型，尤其涉及制作在高速运转条件下使用的封闭式叶轮砂型。
目前，制作封闭叶轮砂型采用的方法是：(1)用芯盒制作湿油砂芯，对湿油砂芯进行干燥，制得干油砂芯，(2)制作与整个封闭式叶轮外形相同的砂型，(3)把干油砂芯放入砂型中。这种制作砂型的方法具有如下缺点：(1)必需采用干油砂芯，制作工艺复杂；(2)将干油砂芯放入砂型中，干油砂芯不能与砂型精确对中，铸出的封闭式叶轮毛坯的废品率高，即使是合格的铸造毛坯也要留出比较大的切削余量，造成材料浪费，更重要的是，由于干油砂芯不能与砂型精确对中，采用这种方法制作的砂型不能铸造出在高速运转条件下使用的封闭式叶轮毛坯。
本发明的目的是提供一种封闭式叶轮的型模组件和提供一种利用该组件简单而精确地制作封闭式叶轮砂型的方法。
本发明的封闭式叶轮的型模组件包括一个叶轮的第一部分，一个叶轮的第二部分和一个中心定位件，叶轮的第一部分包括一个叶轮前封闭板，位于叶轮前封闭板一侧的多个叶片和一个中心圆柱凸台，中心圆柱凸台上有一中心孔或中心螺纹孔，叶轮的第二部分包括一叶轮的后封闭板和一个或多个中心定位板，叶轮的后封闭板有一个中心孔，中心定位板横跨该中心孔，在中心定位板上有一中心孔，中心定位件包括两个直径不同的同心圆柱，小直径的圆柱表面可以有或没有螺纹，中心定位件将叶轮的第二部分可拆地固定在叶轮的第一部分上，叶轮的第一部分的叶片的上表面与叶轮的第二部分的叶轮后封闭板的下表面紧密接触，组件的各部分精确对中。
利用本发明的封闭式叶轮的型模组件制作封闭式叶轮砂型的方法顺次包括下列步骤：
1、将由叶轮的第一部分，叶轮的第二部分和中心定位件构成的封闭式叶轮的型模组件装配好后放入中箱，使叶轮后封闭板朝上，在叶轮前，后封闭板限定的腔内和它们的外围填实型砂；
2、撒隔离砂，扣上上箱，并在上箱内填实型砂；
3、一起翻转中箱和上箱；
4、刮平中箱底面，撒隔离砂，安装中心浇口棒；
5、扣上下箱，并在下箱内填实型砂，取出中心浇口棒；
6、一起翻转上、中、下三箱，取下上箱，取出中心定位件，微微松动叶轮的第二部分；
7、扣上上箱，一起翻转上、中、下三箱，取下下箱，取出叶轮的第一部分；
8、扣上下箱，一起翻转上、中、下三箱，取下上箱，取出叶轮的第二部分；
9、扣上上箱，一起翻转上、中、下三箱，依次脱掉下、中、上三箱。
与已有的封闭式叶轮砂型制作方法相比，利用本发明的型模组件，采用本发明的方法制作封闭式叶轮砂型，不制作油砂芯，不存在油砂芯与砂型的对中问题，而是使用型模组件整体造型分体取型，只利用型砂一次成型，因而制作砂型的方法简单，节省材料，新制得的砂型各部分具有极高的同心度，用这种砂型铸造的封闭叶轮毛坯成品率高，加工余量小，同心度好，不但适宜制作一般的封闭式叶轮，尤其适宜制作在极高转速条件下使用的封闭式叶轮。
图1和2分别是本发明所用的型模组件中的叶轮的第一部分的半剖主视图和俯视图；
图3和4分别是本发明所用的型模组件中的叶轮的第二部分的半剖主视图和俯视图；
图5是本发明所用的型模组件中的中心定位件的半剖视图；
图6是实现本发明的封闭式叶轮砂型制作方法的说明性剖视图。
下面结合附图对本发明进行详细描述。
首先描述发明的封闭式叶轮的型模组件。
如图1和2所示，型模组件中的叶轮的第一部分1包括一叶轮前封闭板11，位于叶轮前封闭板11一侧的多个叶片12和一中心圆柱凸台13。在中心圆柱凸台13上有一中心孔或中心螺纹孔14。叶轮前封闭板11可以如图1所示是锥形的，也可以是弧形的或平板形的。
如图2和3所示，型模组件中的叶轮的第二部分2包括一叶轮后封闭板21和中心定位板2，叶轮后封闭板21有一中心孔23，中心定位板22横跨叶轮后封闭板21的中心孔23。视叶轮直径的大小可以有一个或多个中心定位板22。中心定位板22有一个中心孔24。叶轮后封闭21可以如图3所示是锥形的，也可以是弧形的或平板形的。
如图5所示，型模组件中的中心定位件3包括两个直径不同的同心圆柱31和32，小直径的圆柱32的外表面可以有螺纹，也可以没有螺纹。
如图6所示，将叶轮的第二部分2放到叶轮的第一部分1的上面，用中心定位件3将它们固定在一起，形成一个封闭式叶轮的型模组件123，组件123的各部分严格对中，且叶轮的第一部分1的叶片12的顶部与叶轮的第二部分2的叶轮后封闭板21的下表面紧密接触。
叶轮的第一部分1，叶轮的第二部分2和中心定位件3可用公知的方法制造。
利用本发明的封闭式叶轮的型模组件123制作本发明的封闭式叶轮砂型的方法如下：
用型模组件123整体造砂型：
如图6所示，将型模组件123放入中箱5中，使叶轮的第二部分2和中心定位件3朝上放置。在叶轮的第一部分1和叶轮的第二部分2的外围3和在叶轮前封闭板11和叶轮后封闭板21之间的腔中填实用短横线表示的型砂51。
撒用小圆圈表示的隔离砂56，注意只将隔离砂56撒在中箱内露有型砂51的表面上。撒完隔离砂56后，扣上上箱6，并在上箱6内填实用短竖线表示的型砂61。
一起翻转中箱5和上箱6，使中箱5的底部即叶轮的第一部分1朝上。
将中箱5的底面的型砂51刮平，撒用小圆圈表示的隔离砂54。注意，只将隔离砂54撒在中箱内露有型砂51的表面上。之后，安装一个中心浇口棒7。
扣上下箱4，在叶轮的第一部分1的叶轮前封闭板11的表面和下箱4所限定的空间内填实用短竖线表示的型砂41，然后取出中心浇口棒7。
分体取出型模组件123：
一起翻转上、中、下三箱6、5、4，使上箱6朝上，一起取下上箱6及其内的型砂61，然后取出中心定位件3，并微微松动叶轮的第二部分2。
扣上上箱6，一起翻转上、中、下三箱6、5、4，使下箱4朝上，一起取下下箱4及其内的型砂41，然后，可将一个类似螺栓的件轻轻拧入如图1所示的叶轮的第一部分1的螺纹孔14中，借助该件将叶轮的第一部分1取出。
扣上下箱4，一起翻转上、中、下箱6、5、4，使上箱6朝上，取下上箱6，取出叶轮的第二部分2。
扣上上箱6，一起翻转上、中、下三箱6、5、4，使下箱4朝上，然后依次使下、中、上三箱4、5、6与其中的型砂41、51、61脱离。
应指出的是，在叶轮的第二部分2上设置中心定位板23和采用具有大直径的圆柱31的中心定位件3的目的不但在于使叶轮的第一部分1和第二部分2精确定位，使叶轮的第一部分1的叶片12的上表面与叶轮第二部分2的后封闭板21的下表面紧密接触，而且在于在铸造时它们给从浇铸口7流向叶轮的第二部分2的后封闭板21的金属液提供了第二条通道，这对于铸造出合格的封闭叶轮的毛坯是至关重要的。此时，大直径的圆柱31还使铸出的封闭式叶轮的毛坯具有一个用于其后进行车削加工的基准凸台，这对于对叶轮毛坯进行精确的车削加工是至关重的。
美国市场目前最畅销的产品康明斯6BT5.9发动机，已用作为我国第二汽车制造厂东风EQ1118G系列和东风EQ1141G系列汽车发动机。该发动机所用的水泵是英国制造的，该水泵的转速为5000转/分钟，因而要求水泵叶轮各部分要具有极高的同心度。利用本发明的封闭式叶轮的型模组件，采用本发明的封闭式叶轮砂型制作方法制作出的这种水泵的封闭式叶轮砂型，浇铸出的叶轮毛坯外型美观，没有任何缺陷，各部分具有很高的同心度，车削加工后装在水泵上与英国制造的水泵做对比实验，排水量是英国的1.25倍，行车3万公里水泵没出任何问题。
本发明的型模组件和利用这种型模组件制作砂型的方法不仅仅用于制作封闭式叶轮砂型，在已有的采用油砂芯制作砂型的场合，都可以从本发明中得到不采用油砂芯制作砂型的启示，因此，原则上它们都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1、一种封闭式叶轮的型模组件，其特征在于，该组件包括一个叶轮的第一部分，一个叶轮的第二部分和一个中心定位件，叶轮的第一部分包括一叶轮前封闭板，位于叶轮前封闭板一侧的多个叶片和一中心圆柱凸台，中心圆柱凸台上有一中心孔或中心螺纹孔，叶轮的第二部分包括一叶轮的后封闭板和一个或多个中心定位板，叶轮的后封闭板有一个中心孔，中心定位板横跨该中心孔，在中心定位板上有一中心孔，中心定位件包括两个直径不同的同心圆柱，小直经的圆柱表面可有或没有螺纹，中心定位件将叶轮的第二部分可拆地固定在叶轮的第一部分上，叶轮的第一部分的叶片的上表面与叶轮的第二部分的叶轮后封闭板的下表面紧密接触，组件的各部发分精确对中。
2、一种利用权利要求1所述的封闭式叶轮的型模组件制作封闭式叶轮砂型的方法，其特征在于，该方法顺次包括下列步骤：
(1)将由叶轮的第一部分，叶轮的第二部分和中心定位件构成的封闭式叶轮的型模组件装配好后放入中箱，使叶轮后封闭板朝上，在叶轮前、后封闭板限定的腔内和它们的外围填实型砂；
(2)撒隔离砂，扣上上箱，并在上箱内填实型砂；
(3)一起翻转中箱和上箱；
(4)刮平中箱底面，撒隔离砂，安装中心浇口棒；
(5)扣上下箱，并在下箱内填实型砂，取出中心浇口棒；
(6)一起翻转上、中、下三箱，取下上箱，取出中心定位件，微微松动叶轮的第二部分；
(7)扣上上箱，一起翻转上、中、下三箱，取下下箱，取出叶轮的第一部分；
(8)扣上下箱，一起翻转上、中、下三箱，取下上箱，取出叶轮的第二部分；
(9)扣上上箱，一起翻转上、中、下三箱，依次脱掉下、中、上三箱。
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