CN107962154B - 一种大型回转体铸件的成型方法 - Google Patents

一种大型回转体铸件的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种大型回转体铸件的成型方法，解决了传统成型方法，生产成本高、制作周期长的技术弊端，具体成型方法为：第一腔体的成型吊胎由内腔砂芯形成，第二腔体和第三腔体由中心砂芯形成，外轮廓斜率小于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的外轮廓砂芯形成，该外轮廓砂芯的内腔结构与内腔砂芯的外轮廓形状结构完全相同，外轮廓斜率大于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的模样形成。本发明方法显著降低了单件及小批量生产大型回转体铸件的生产成本，及生产周期。

Description

一种大型回转体铸件的成型方法
技术领域
本发明属于大型铸件的铸造成型技术领域，尤其涉及大型回转体类铸件的成型方法。
背景技术
如图1至图3所示,水电回转体类铸件具有结构简单，轮廓尺寸变化较小、平滑过渡等特点。大型回转体类铸件采用传统成型方法生产，需要制作外模具和芯盒，由铸型和砂芯装配后浇注生产此类铸件，但对于单件或小批量生产的铸件，采用传统成型方法，生产成本高昂，且制作周期长。
发明内容
本发明针对大型回转体类铸件进行单件或小批量生产时，生产成本高、制作周期长的技术问题，提出了一种新的造型方法，具体技术方案如下：
本发明所涉及的大型回转体铸件，其外轮廓为圆锥形圆台，内腔结构包括：相互连通的第一腔体，第二腔体，第三腔体。
具体成型方法为：第一腔体的成型吊胎由内腔砂芯形成，第二腔体和第三腔体由中心砂芯形成，外轮廓斜率小于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的外轮廓砂芯形成，该外轮廓砂芯的内腔结构与内腔砂芯的外轮廓形状结构完全相同，外轮廓斜率大于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的模样形成。
进一步地，模样的材质为木材、金属、树脂、消失模中的一种，优选为消失模，对于单件或小批量生产，消失模的成本低。
进一步地，外轮廓砂芯的成型方法为：在内腔砂芯的外表面上涂覆石膏涂料，再向内腔砂芯上流树脂砂，当内腔砂芯被树脂砂完全包覆后，用外模面刮板绕内腔砂芯的中心轴旋转，旋转一周后即形成所述外轮廓砂芯。优选地，外模面刮板由回转中心轴和刮砂板组成，其中刮砂板与型砂接触的表面，其形状结构与对应铸件的外轮廓母线形状结构相同。
进一步地，模样的顶部设计有固定所述中心砂芯的芯头的结构。
进一步地，第一腔体的成型吊胎的成型方法为：在内腔砂芯的外表面上涂覆石膏涂料，再将外轮廓砂芯放置其上，且内腔砂芯与外轮廓砂芯的中心轴重合，在外轮廓砂芯的外表面上涂覆石膏涂料，在放置内腔砂芯和外轮廓砂芯的模板上放置第一砂箱，向第一砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后翻箱，取出内腔砂芯后，再向第一砂箱上方放置第二砂箱，向第二砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后起模即形成所述第一腔体的成型吊胎。
由于铸件结构大，第一腔体的形状尺寸也非常大，使用芯盒制作内腔砂芯，那么芯盒就非常庞大，一方面成本高，另一方面也不利于现场操作，因此本发明优选地，由多个小砂芯组合形成内腔砂芯，具体包括：多个形状结构相同的单体砂芯和刮板刮制砂芯，多个单体砂芯和刮板刮制砂芯组合后的外轮廓与所述第一腔体的形状、结构完全相同。其中，刮板刮制砂芯的成型方法为：将多个单体砂芯组合后，向组合后砂芯的内腔中流入树脂砂，填满后采用平面刮板刮平砂芯表面。单体砂芯的成型方法为：向芯盒中填芯砂，硬化后开模。
本发明大型回转体铸件的成型方法，具体实施步骤如下：
S1：制备内腔砂芯和中心砂芯；
S2:制备外轮廓砂芯：将内腔砂芯放置在模板上，在内腔砂芯的外表面上涂覆石膏涂料，再向内腔砂芯上流树脂砂，当所述内腔砂被树脂砂完全包覆后，用外模面刮板绕所述内腔砂芯的中心轴旋转，旋转一周后即形成所述外轮廓砂芯；
S3：制备上型箱：在外轮廓砂芯的外表面上涂覆石膏涂料，在外轮廓砂芯的上部放置模样，在步骤S2所述的模板上放置第一砂箱，按照铸造工艺在外轮廓砂芯及模样上标识冷铁、试块、吊把、补贴、浇注***，向第一砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后翻箱，取出内腔砂芯后，再向第一砂箱上方放置第二砂箱，按照铸造工艺标识冒口、冒口颈、补贴、浇注***，向第二砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后起模，第二砂箱即形成上型箱；
S4：制备下型箱：将步骤S3中的第一砂箱翻箱，再起模，使所述外轮廓砂芯与硬化后的砂型脱离，第一砂箱即形成下型箱；
S5：在下型箱中装配中心砂芯，合箱后，完成浇注工序。
本发明的技术效果在于：1.使用外模面刮板制作外轮廓砂芯，省去了制作外模样的工序，降低了生产成本，缩短了生产周期；2.在内腔砂芯上制作外轮廓砂芯，一方面节省了芯砂的使用量，另外一方面能够保证两个砂芯的中心轴重合，上型箱和下型箱合箱时，上下铸型的结构能够对正，不会出现尺寸偏差； 3.造型过程中，在内腔砂芯和外轮廓砂芯上涂覆石膏涂料，防止内腔砂芯和外轮廓砂芯粘连，防止外轮廓砂芯与其上的砂型粘连；本发明显著地降低了生产成本，缩短了生产周期。
附图说明
图1是具体实施例中一种水电回转体铸件的外轮廓结构示意图；
图2是具体实施例中一种水电回转体铸件的内腔结构示意图；
图3是具体实施例中一种水电回转体铸件沿经过中心轴的平面的剖视图；
图4是实施例二中内腔砂芯的组成结构示意图；
图5是图4的仰视图；
图6是具体实施例中外轮廓砂芯的制作过程示意图；
图7是外轮廓砂芯与模样组装后的结构示意图；
图8是具体实施例中下箱造型的示意图；
图9是大型回转体铸件成型方法中，具体实施步骤S3中第一砂箱翻箱后的示意图；
图10是上箱造型过程中标识工艺信息的示意图；
图11是上箱造型时的示意图；
图12是上型箱的结构示意图；
图13是中心砂芯与下型箱装配后的结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例以大型水电回转体铸钢件为例，该铸件的具体结构如图1至图3 所示，其外轮廓为圆锥形圆台，内腔结构包括：相互连通的第一腔体1，第二腔体2，第三腔体3。
实施例一
该铸件的具体成型方法为：第一腔体1的成型吊胎由内腔砂芯5形成，第二腔体2和第三腔体3由中心砂芯6形成，外轮廓斜率小于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的外轮廓砂芯4形成，该外轮廓砂芯4的内腔结构与内腔砂芯5的外轮廓形状结构完全相同，外轮廓斜率大于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的模样10形成。其中，模样10为消失模，模样10的顶部设计有固定所述中心砂芯6的芯头的结构，
如图6所示，外轮廓砂芯4的成型方法为：在内腔砂芯5的外表面上涂覆石膏涂料，再向内腔砂芯5上流树脂砂，当内腔砂芯5被树脂砂完全包覆后，用外模面刮板7绕内腔砂芯5的中心轴旋转，旋转一周后即形成所述外轮廓砂芯4。其中，外模面刮板7由回转中心轴71和刮砂板72组成，其中刮砂板72 与型砂接触的表面，其形状结构与对应铸件的外轮廓母线形状结构相同。
第一腔体1的成型吊胎的成型方法为：在内腔砂芯5的外表面上涂覆石膏涂料，再将外轮廓砂芯4放置其上，且内腔砂芯5与外轮廓砂芯4的中心轴重合，在外轮廓砂芯4的外表面上涂覆石膏涂料，在放置内腔砂芯5和外轮廓砂芯4的模板上放置第一砂箱91，向第一砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后翻箱，取出内腔砂芯5后，再向第一砂箱91上方放置第二砂箱92，向第二砂箱 92中流入树脂砂，待型砂硬化后起模即形成所述第一腔体1的成型吊胎8。
大型水电回转体铸钢件的成型方法，具体实施步骤如下：
S1：制备内腔砂芯5和中心砂芯6；
S2:制备外轮廓砂芯4：将内腔砂芯5放置在模板上，在内腔砂芯5的外表面上涂覆石膏涂料，再向内腔砂芯5上流树脂砂，当内腔砂芯5被树脂砂完全包覆后，用外模面刮板7绕所述内腔砂芯5的中心轴旋转，旋转一周后即形成外轮廓砂芯4；
S3：制备上型箱：在外轮廓砂芯4的外表面上涂覆石膏涂料，如图7所示，在外轮廓砂芯4的上部放置模样10，在步骤S2所述的模板上放置第一砂箱91，按照铸造工艺在所述外轮廓砂芯4及模样10上标识冷铁、试块、吊把、补贴、浇注***，向第一砂箱91中流入树脂砂，待型砂硬化后翻箱，取出内腔砂芯 5后，再向第一砂箱91上方放置第二砂箱92，按照铸造工艺标识冒口、冒口颈、补贴、浇注***，向第二砂箱92中流入树脂砂，待型砂硬化后起模，第二砂箱即形成上型箱，如图12所示；
S4：制备下型箱：将步骤S3中的第一砂箱91翻箱，再起模，使所述外轮廓砂芯4与硬化后的砂型脱离，第一砂箱即形成下型箱；
S5：如图13所示，在下型箱中装配中心砂芯6，合箱后，完成浇注工序。
上述步骤S3和S4如图8至图11所示。
实施例二
在实施例一的基础上，对内腔砂芯5进行改进，使其由多个小砂芯组合形成，如图4和图5所示，具体结构包括：6个形状结构相同的单体砂芯51和刮板刮制砂芯52，多个单体砂芯51和刮板刮制砂芯52组合后的外轮廓与第一腔体1的形状、结构完全相同。其中，刮板刮制砂芯52的成型方法为：将多个单体砂芯51组合后，向组合后砂芯的内腔中流入树脂砂，填满后采用平面刮板11刮平砂芯表面。单体砂芯51的成型方法为：向芯盒中填芯砂，硬化后开模。
该实施例，铸件成型方法的具体步骤与实施一完全相同。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明范围内。

Claims (9)

1.一种大型回转体铸件的成型方法，该大型回转体铸件的外轮廓为圆锥形圆台，内腔结构包括：相互连通的第一腔体(1)，第二腔体(2)，第三腔体(3)，其特征在于，
所述第一腔体(1)的成型吊胎由内腔砂芯(5)形成；
所述第二腔体(2)和第三腔体(3)由中心砂芯(6)形成；
外轮廓斜率小于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的外轮廓砂芯(4)形成，该外轮廓砂芯(4)的内腔结构与内腔砂芯(5)的外轮廓形状结构完全相同；
外轮廓斜率大于1的铸件结构，其所对应的铸型型腔由与该部分铸件的外轮廓形状结构完全相同的模样(10)形成；
所述第一腔体(1)的成型吊胎的成型方法为：在所述内腔砂芯(5)的外表面上涂覆石膏涂料，再将所述外轮廓砂芯(4)放置其上，且所述内腔砂芯(5)与所述外轮廓砂芯(4)的中心轴重合，在所述外轮廓砂芯(4)的外表面上涂覆石膏涂料，在放置所述内腔砂芯(5)和所述外轮廓砂芯(4)的模板上放置第一砂箱(91)，向第一砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后翻箱，取出所述内腔砂芯(5)后，再向第一砂箱上方放置第二砂箱(92)，向第二砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后起模即形成所述第一腔体(1)的成型吊胎(8)。
2.根据权利要求1所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述模样(10)的材质为木材、金属、树脂、消失模中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述外轮廓砂芯(4)的成型方法为：在所述内腔砂芯(5)的外表面上涂覆石膏涂料，再向所述内腔砂芯(5)上流树脂砂，当所述内腔砂芯(5)被树脂砂完全包覆后，用外模面刮板(7)绕所述内腔砂芯(5)的中心轴旋转，旋转一周后即形成所述外轮廓砂芯(4)。
4.根据权利要求3所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述外模面刮板(7)由回转中心轴(71)和刮砂板(72)组成，其中刮砂板(72)与型砂接触的表面，其形状结构与对应铸件的外轮廓母线形状结构相同。
5.根据权利要求1所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述内腔砂芯(5)包括：多个形状结构相同的单体砂芯(51)和刮板刮制砂芯(52)，多个单体砂芯(51)和刮板刮制砂芯(52)组合后的外轮廓与所述第一腔体(1)的形状、结构完全相同。
6.根据权利要求5所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述刮板刮制砂芯(52)的成型方法为：将多个单体砂芯(51)组合后，向组合后砂芯的内腔中流入树脂砂，填满后采用平面刮板(11)刮平砂芯表面。
7.根据权利要求5所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述单体砂芯(51)的成型方法为：向芯盒中填芯砂，硬化后开模。
8.根据权利要求1所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述模样(10)的顶部设计有固定所述中心砂芯(6)的芯头的结构。
9.根据权利要求3或5所述的一种大型回转体铸件的成型方法，其特征在于，所述成型方法的具体步骤为：
S1：制备所述内腔砂芯(5)和中心砂芯(6)；
S2:制备所述外轮廓砂芯(4)：将所述内腔砂芯(5)放置在模板上，在所述内腔砂芯(5)的外表面上涂覆石膏涂料，再向所述内腔砂芯(5)上流树脂砂，当所述内腔砂芯(5)被树脂砂完全包覆后，用外模面刮板(7)绕所述内腔砂芯(5)的中心轴旋转，旋转一周后即形成所述外轮廓砂芯(4)；
S3：制备上型箱：在所述外轮廓砂芯(4)的外表面上涂覆石膏涂料，在所述外轮廓砂芯(4)的上部放置所述模样(10)，在步骤S2所述的模板上放置第一砂箱(91)，按照铸造工艺在所述外轮廓砂芯(4)及模样(10)上标识冷铁、试块、吊把、补贴、浇注***，向第一砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后翻箱，取出所述内腔砂芯(5)后，再向第一砂箱上方放置第二砂箱(92)，按照铸造工艺标识冒口、冒口颈、补贴、浇注***，向第二砂箱中流入树脂砂，待型砂硬化后起模，第二砂箱即形成上型箱；
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