CN207372234U - 叶片熔模精铸用蜡模定型工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶片熔模精铸用蜡模定型工装，所述蜡模为匹配叶片设计结构的叶片蜡模；所述定型工装包括基座，所述基座上具有匹配于对应叶片设计结构中的叶身部分的定型空间，所述定型空间的顶面具有与对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面相吻合的随型结构，所述定型空间两侧的基座上设有多道能够横跨定型空间、且将定型空间内所装配的叶片蜡模压紧的压紧扣，所述定型空间的叶顶侧基座上设有能够轴向进给的叶顶顶紧机构，所述定型空间的叶根侧基座上设有叶根托举座。本实用新型对热态叶片蜡模的冷却过程辅以定型保护，从而能够最大程度的可靠降低叶片蜡模的冷却变形，得以可靠地提高叶片蜡模的成型精度。

Description

叶片熔模精铸用蜡模定型工装

技术领域

本实用新型涉及定型工装，具体是一种叶片熔模精铸用的叶片蜡模的定型工装，其特别适宜复杂变截面扭转特征的燃气轮机动叶片在熔模精密铸造工艺中的成型。

背景技术

熔模精密铸造工艺是在蜡模的基础上通过制壳、浇注等工序实现铸件的成型。在这其中，蜡模的结构必须要匹配于铸件的设计结构，因为蜡模的结构直接决定着制壳时的陶瓷型壳的型腔结构，而陶瓷型壳的型腔结构直接决定着所浇注的铸件成型结构，也就是说，蜡模的成型精度是直接决定着最终铸件的成型精度的。

叶片零件为变截面扭转特征的零件，例如燃气轮机的动叶片。燃气轮机的动叶片呈现为复杂变截面扭转特征结构，其形状复杂且壁厚差异较大。这就使得高温合金的叶片零件在熔模精密铸造中的蜡模成型难度大，技术要求高，因为通过对应的蜡模胎具所成型的叶片蜡模形状复杂、壁厚差异较大，叶片蜡模在冷却过程中会因非均匀性的收缩而会发生变形，这种变形会直接影响叶片蜡模的成型精度，稍有不慎就会造成叶片蜡模的报废，进而会导致叶片的铸造效率低、铸造成本高。

若能将叶片熔模精铸中的叶片蜡模以定型保护实现冷却定型，则能有效地降低其成型技术难度，进而提高叶片蜡模的成型精度，降低报废率。然而，现有技术中目前缺乏此类行之有效的定型保护工装。

实用新型内容

本实用新型的技术目的在于：针对上述叶片熔模精铸的特殊性和现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、能够对叶片蜡模的冷却辅以定型保护、提高叶片蜡模成型精度的蜡模定型工装。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种叶片熔模精铸用蜡模定型工装，所述蜡模为匹配叶片设计结构的叶片蜡模；所述定型工装包括基座，所述基座上具有匹配于对应叶片设计结构中的叶身部分的定型空间，所述定型空间的顶面具有与对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面相吻合的随型结构，所述定型空间两侧的基座上设有多道能够横跨定型空间、且将定型空间内所装配的叶片蜡模压紧的压紧扣，所述定型空间的叶顶侧基座上设有能够轴向进给的叶顶顶紧机构，所述定型空间的叶根侧基座上设有叶根托举座。

作为优选方案之一，所述叶片蜡模内预设有蛇形绕布的冷却通道，所述基座上具有对应叶片蜡模上的冷却通道的冷却通道，所述基座通过自身的冷却通道连接温控机，所述叶片蜡模装配于所述基座的定型空间内时，所述基座上的冷却通道与所述叶片蜡模上的冷却通道吻合衔接。

作为优选方案之一，所述基座上的压紧扣为三道，这三道压紧扣在基座上的布置位置与对应叶片设计结构中的检测截面区域相对应，且各道压紧扣的压紧面轮廓结构与对应叶片设计结构中的对应检测截面的轮廓结构相吻合。

作为优选方案之一，所述压紧扣主要由压紧条和布置在压紧条内侧的橡胶垫组成，所述压紧条的一端铰接装配在基座上的对应铰座上、另一端以紧固螺栓与基座上的对应固定座连接。进一步的，所述压紧条的宽度为10～15mm。所述橡胶垫以粘贴方式布置在所述压紧条的内侧表面。

作为优选方案之一，所述叶顶顶紧机构主要由滑动板、导向销、旋紧螺栓和顶紧柱组成，所述滑动板通过导向销和旋紧螺栓装配在定型空间的叶顶侧基座上，在旋紧螺栓的作用下，所述滑动板能够沿导向销轴向位移，所述顶紧柱固定在所述滑动板的内侧面、且与定型空间内所装配的叶片蜡模的叶顶气封齿相对应。进一步的，所述滑动板的外侧面以旋紧螺栓为中心设有旋转刻度，所述旋紧螺栓上设有旋转指针。所述导向销为多根。所述顶紧柱为多根。

作为优选方案之一，所述定型空间内设有与对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面相吻合的叶身随型块。

作为优选方案之一，所述基座上的定型空间内设有匹配于对应叶片设计结构中的定位基准的六个定位点，所述六个定位点分别以定位基准平面结构成型，这六个定位点分别是处在定型空间顶面上的三个叶盆定位基准点、处在定型空间侧部的两个进气侧/出气侧的定位基准点、处在定型空间叶根侧的轴向定位基准点；所述叶片蜡模以叶片的六点定位方式装配在所述基座的定型空间内。

本实用新型的有益技术效果是：

1. 本实用新型根据叶片设计结构而在基座上形成了与之相吻合的定型空间，以及在基座上形成了与定型空间相匹配的压紧结构和顶紧结构，蜡模胎具内取出的热态叶片蜡模通过本实用新型进行定型保护状态下的冷却，即对热态的叶片蜡模的冷却过程辅以定型保护，从而能够最大程度的可靠降低叶片蜡模的冷却变形，得以可靠地提高叶片蜡模的成型精度，有利于有效地降低叶片蜡模的废品率而提高合格率，进而有利于有效地降低叶片精密铸造的生产周期和生产成本，本实用新型的整体结构简单，操作方便、稳定、可靠，实用性强；

2. 本实用新型通过在基座上及叶片蜡模内设置对应的冷却通道，从而能够通过温控机实现叶片蜡模在定型保护状态下的可控冷却定型，不仅冷却效率高，而且能够进一步有效、可靠的降低叶片蜡模的冷却变形，可靠地提高叶片蜡模的成型精度；此外，本实用新型有利于保证批量生产中的每只叶片蜡模的冷却条件趋于一致；

3. 本实用新型基座上的压紧扣针对叶片设计结构中的检测截面而成型，其对叶片蜡模的锁紧、防变形效果好，同时亦能对叶片蜡模实现可靠地保护，防止对叶片蜡模因压紧而造成损伤；

4. 本实用新型的叶顶顶紧机构对叶片蜡模的轴向顶紧力精准、可调，有利于提高操作的灵活性和可靠性，防叶片蜡模的变形效果好；

5. 本实用新型对叶片蜡模在定型空间内的装夹定位精准、可靠，能够确保本实用新型对叶片蜡模的防变形力精准的作用在叶片蜡模的对应部位上。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1的立体图（未带叶身压紧扣）。

图3是图1中第一叶身压紧扣的结构示意图。

图4是本实用新型的一种使用状态参考图。

图5是图4的局部截面图。

图6是图4的局部放大图。

图7是图6的侧视图。

图8是图4的俯视图。

图中代号含义：1—基座；2—定型空间；3—叶身随型块；4—第一叶身压紧扣；41—压紧条；42—橡胶垫；43—铰座；44—紧固螺栓；5—第二叶身压紧扣；6—第三叶身压紧扣；7—叶顶顶紧机构；71—滑动板；72—导向销；73—旋紧螺栓；74—顶紧柱；8—叶根托举座；9—冷却通道；10—冷却通道；11—叶片蜡模。

具体实施方式

本实用新型涉及定型工装，具体是一种叶片熔模精铸用的叶片蜡模的定型工装，其特别适宜复杂变截面扭转特征的燃气轮机动叶片在熔模精密铸造工艺中的成型。下面以多个实施例对本实用新型的技术内容进行清楚、详细的说明，其中，实施例1结合说明书附图对本实用新型的技术内容进行详细、清楚地说明，其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

实施例1

参见图1至图8所示，本实用新型所针对的蜡模为匹配叶片设计结构的叶片蜡模11，尤其是复杂变截面扭转特征的燃气轮机动叶片的叶片蜡模。本实用新型包括基座1，基座1上设有定型空间2、压紧扣、叶顶顶紧机构7和叶根托举座8。

具体的，基座1的顶面具有匹配于对应叶片设计结构中的叶身部分的定型空间2，该定型空间2内设有与对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面相吻合的叶身随型块3。此外，定型空间2内设有匹配于对应叶片设计结构中的定位基准的六个定位点（在叶片结构的设计和制造中，通常都会预设有六个定位基准点），这六个定位点分别是处在定型空间2内叶身随型块3顶面上的三个叶盆定位基准点（即A1、A1、A3）、处在定型空间2侧部的两个进气侧（或者出气侧，具体以冷却时的叶片蜡模的哪一个轮廓面配合叶身随型块3来确定）定位基准点（即B1、B2）、处在定型空间2叶根侧的轴向定位基准点（即C1）；定型空间2内的这六个定位点相较普通叶片定位的钢球成型结构而言，为了保护叶片蜡模11免受损伤，它们分别以定位基准平面结构成型。在使用中，叶片蜡模11以叶片的六点定位方式装配在基座1的定型空间2内。

定型空间2两侧的基座1上设有三道压紧扣，定型空间2一侧的基座1上为压紧扣的铰座、另一侧基座上为压紧扣的固定座；基座1上的三道压紧扣分别为第一压紧扣4、第二压紧扣5和第三压紧扣6，它们在基座1上的布置位置分别与对应叶片设计结构中的检测截面或附近区域相对应，第一压紧扣4处在叶身靠近叶根的附近、第二压紧扣5处在叶身的中部附近、第三压紧扣6处在叶身靠近叶顶的附近；基于三道压紧扣在定型空间2上所对应的位置不同，因而要求各道压紧扣的压紧面轮廓结构应当与对应叶片设计结构中的对应检测截面的轮廓结构相吻合。在使用中，这三道压紧扣以各种的铰座为摆动基点，能够横跨定型空间2，在基座1的另一侧对应固定座上实现连接紧固，从且将定型空间2内所装配的叶片蜡模11压紧。三道压紧扣除了各自压紧面的轮廓结构对应叶片蜡模11不同部位而差异外，其组成结构相同，现以第一压紧扣4为例详细说明，其它两个压紧扣不再赘述。第一压紧扣4主要由压紧条41和布置在压紧条41内侧的橡胶垫42组成；压紧条41以金属制成，其宽度约为10～15mm，例如10mm、12mm、13mm或15mm等，具体视设计要求而定；橡胶垫42粘贴布置在压紧条41的内侧面上，橡胶垫42的宽度匹配于压紧条41的宽度，橡胶垫42的长度应当匹配压紧条41压紧叶片蜡模11的压紧面轮廓结构；压紧条41的一端以铰接方式装配在基座1一侧的对应铰座43上，压紧条41的另一端则穿装有紧固螺栓44，压紧条41通过该紧固螺栓44与基座1另一侧的对应固定座连接。

定型空间2的叶顶侧基座1上连接有叶顶顶紧机构7，该叶顶顶紧机构7主要由滑动板71、导向销72、旋紧螺栓73和顶紧柱74组成。滑动板71通过多根-例如两根或三根导向销72、以及旋紧螺栓73装配在定型空间2的叶顶侧基座1上，在旋紧螺栓73的周向旋转作用下，滑动板71能够沿着导向销72在基座1上产生轴向位移。顶紧柱74为多根-例如三根，顶紧柱74的一端固定在滑动板71的内侧面上，另一端朝向基座1上的定型空间2延伸，使连接在滑动板71上的这些顶紧柱74与定型空间2内所装配的叶片蜡模11的叶顶气封齿相对应。在旋紧螺栓73的作用下，叶顶顶紧机构7的顶紧柱74能够对应定型空间2内所装配的叶片蜡模11的叶顶气封齿而实现轴向进给，以此顶紧叶片蜡模11的叶顶气封齿，防止变形。为了方便精准操作，滑动板71的外侧面以旋紧螺栓73为中心设有旋转刻度，即滑动板71的外侧面形成刻度盘，而旋紧螺栓73上与之对应的则设有旋转指针。

定型空间2的叶根侧基座1上设有两块叶根托举座8，用作对装配在定型空间2内的叶片蜡模11的叶根部分进行举托，其主要起辅助支撑作用，以防止叶片蜡模11的叶根部分因较重而发生翘曲变形。

为了方便控制叶片蜡模11的冷却速率，在叶片蜡模11内预设有蛇形绕布的冷却通道10。而上述基座1上亦具有对应叶片蜡模11上的冷却通道10的冷却通道9，基座1上的冷却通道9亦对应叶片蜡模11上的冷却通道10蛇形绕布，基座1上的冷却通道9配合叶片蜡模11上的冷却通道10构成蛇形绕布的整体冷却通道，在二者配合成整体之前，各自的冷却通道为段状成型。基座1通过自身的冷却通道9连接温控机。叶片蜡模11装配于基座1的定型空间2内时，基座1上的冷却通道9与叶片蜡模11上的冷却通道10对应吻合、衔接，以此构成完整的蛇形绕布的冷却通道，从而使温控机向冷却通道内提供冷却液，以可控的冷却叶片蜡模11。

上述基座1上的定型空间2是以匹配对应叶片设计结构中的叶身部分而成型，也就是说，它与叶片蜡模11胎具的内腔基本一致，只不过，需要在叶片蜡模的胎具内腔基础上扣除蜡模的正常冷却收缩率。

本实用新型的使用方法大致如下；

-将基座1上的压紧扣开启，将叶顶顶紧机构7旋出，使定型空间2预留出装配叶片蜡模11的足够空间；

-叶片蜡模11压制结束后，将热态的叶片蜡模11从胎具中取出，以六点定位方式迅速装配在基座1上的定型空间2内，装配过程中适时调整装配精度，以保证叶片蜡模11的定位基准点与定型空间2内的定位基准点靠紧、吻合；

-叶片蜡模11在定型空间2内调整到位后，用手压紧叶片蜡模11，将各压紧口对应锁合；

-将叶顶顶紧机构7旋进至与叶片蜡模11的叶顶气封齿接触，或者，用力旋进以施加反变形作用力；

-待叶片蜡模11在定型空间2内冷却至室温后，退出叶顶顶紧机构7和压紧扣，即可取出冷却成型的叶片蜡模11。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：基座上的定型空间内的随型结构与定型空间顶面一体，即定型空间的顶面自身为吻合对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面的随型结构。

实施例3

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：叶片蜡模和基座上均无冷却结构，即叶片蜡模上无冷却通道，基座上无冷却接口。

以上各实施例仅用以说明本实用新型，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本实用新型依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (9)

1.一种叶片熔模精铸用蜡模定型工装，所述蜡模为匹配叶片设计结构的叶片蜡模（11）；其特征在于：所述定型工装包括基座（1），所述基座（1）上具有匹配于对应叶片设计结构中的叶身部分的定型空间（2），所述定型空间（2）的顶面具有与对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面相吻合的随型结构，所述定型空间（2）两侧的基座（1）上设有多道能够横跨定型空间（2）、且将定型空间（2）内所装配的叶片蜡模（11）压紧的压紧扣，所述定型空间（2）的叶顶侧基座（1）上设有能够轴向进给的叶顶顶紧机构（7），所述定型空间（2）的叶根侧基座（1）上设有叶根托举座（8）。

2.根据权利要求1所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述叶片蜡模（11）内预设有蛇形绕布的冷却通道（10），所述基座（1）上具有对应叶片蜡模（11）上的冷却通道（10）的冷却通道（9），所述基座（1）通过自身的冷却通道（9）连接温控机，所述叶片蜡模（11）装配于所述基座（1）的定型空间（2）内时，所述基座（1）上的冷却通道（9）与所述叶片蜡模（11）上的冷却通道（10）吻合衔接。

3.根据权利要求1所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述基座（1）上的压紧扣为三道，这三道压紧扣在基座（1）上的布置位置与对应叶片设计结构中的检测截面区域相对应，且各道压紧扣的压紧面轮廓结构与对应叶片设计结构中的对应检测截面的轮廓结构相吻合。

4.根据权利要求1或3所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述压紧扣主要由压紧条和布置在压紧条内侧的橡胶垫组成，所述压紧条的一端铰接装配在基座（1）上的对应铰座上、另一端以紧固螺栓与基座（1）上的对应固定座连接。

5.根据权利要求4所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述压紧条的宽度为10～15mm。

6.根据权利要求1所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述叶顶顶紧机构（7）主要由滑动板（71）、导向销（72）、旋紧螺栓（73）和顶紧柱（74）组成，所述滑动板（71）通过导向销（72）和旋紧螺栓（73）装配在定型空间（2）的叶顶侧基座（1）上，在旋紧螺栓（73）的作用下，所述滑动板（71）能够沿导向销（72）轴向位移，所述顶紧柱（74）固定在所述滑动板（71）的内侧面、且与定型空间（2）内所装配的叶片蜡模（11）的叶顶气封齿相对应。

7.根据权利要求6所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述滑动板（71）的外侧面以旋紧螺栓（73）为中心设有旋转刻度，所述旋紧螺栓（73）上设有旋转指针。

8.根据权利要求1、2或6所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述定型空间（2）内设有与对应叶片设计结构中的叶身部分一侧轮廓面相吻合的叶身随型块（3）。

9.根据权利要求1所述叶片熔模精铸用蜡模定型工装，其特征在于：所述基座（1）上的定型空间（2）内设有匹配于对应叶片设计结构中的定位基准的六个定位点，所述六个定位点分别以定位基准平面结构成型，这六个定位点分别是处在定型空间（2）顶面上的三个叶盆定位基准点、处在定型空间（2）侧部的两个进气侧/出气侧的定位基准点、处在定型空间（2）叶根侧的轴向定位基准点；所述叶片蜡模（11）以叶片的六点定位方式装配在所述基座（1）的定型空间（2）内。