CN206215853U - 一种开式离心泵叶轮快速注蜡模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种开式离心泵叶轮快速注蜡模具，它属于快速模具制造技术领域。本实用新型包括上模具、下模具、螺栓和螺母，上模具和下模具分别由模具树脂型壳、金属冷却管道及金属树脂混合物组成，上模具树脂型壳和下模具树脂型壳均用光固化3D打印工艺直接制造，金属冷却管道分别固定安装在上模具树脂型壳和下模具树脂型壳内部，金属树脂混合物分别填充并固化在已完成金属冷却管道安装的上模具树脂型壳和下模具树脂型壳内部空腔结构中。本实用新型的结构简单，尺寸精度较高，表面质量较好，强度及导热率较高，有效缩短了模具制造周期，提高了模具使用寿命及蜡模制作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模具，尤其是涉及一种开式离心泵叶轮快速注蜡模具，它属于快速模具制造技术领域。
背景技术
离心泵是一种通用流体机械，被广泛地应用于石油、化工、造纸、钢铁、电力等国民经济的各行各业，被誉为是工业的心脏，其叶轮是离心泵的主要核心部件。
目前国内主要采用熔模精密铸造作为离心泵叶轮的制造方法。熔模精密铸造生产的第一个工序就是制造离心泵叶轮蜡模作为熔模，一般采用金属模具作为压型来制造蜡模。传统的金属模具制造方法有很多，例如数控铣削加工、成形磨削、电火花加工、线切割加工、铸造模具、电解加工、电铸加工等。但是，由于金属模具的生产工艺复杂、开发周期长、制造成本高、制造精度不易控制，难以实现离心泵叶轮铸件的快速制造，尤其是在新产品开发试制阶段，直接影响产品开发效率，因而无法适应现代社会对企业产品的多样化和市场快速响应的需求，在一定程度上降低了我国相关离心泵制造企业的行业竞争力。
中国模具行业技术协会在模具行业“十二五”发展规划中指出，进一步缩短模具制造周期，重点发展新型快速经济模具，是模具发展的下一个目标。因此，有效缩短模具开发周期并降低模具制造成本对于满足现代社会快速多变的市场需求具有极为重要的意义。
随着3D打印技术研究热潮的兴起，国内外相关研究人员将先进的3D打印技术与快速模具制造技术相结合，开展了关于3D打印在模具制造技术领域的应用研究。其中在光固化3D打印树脂模具研究方面，因光固化3D打印成形的模具材料为光敏树脂，其强度、导热率与传统金属模具相比都存在较大差距，这将大大降低该树脂模具在铸造领域的实用性，也极大地限制了该树脂模具在铸造领域的推广应用。
另外，具体涉及离心泵叶轮的3D打印树脂模具相对较少。因此，针对离心泵叶轮产品开发一种新型快速注蜡模具，以使其性能尽可能接近金属注蜡模具，这将对提高相关离心泵制造企业的技术水平及行业竞争力具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，制造周期短，生产成本低，效率高，操作方便的开式离心泵叶轮快速注蜡模具。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该开式离心泵叶轮快速注蜡模具，包括多个螺栓、多个螺母、上模具和下模具，所述上模具与下模具合模定位后通过多个螺栓和多个螺母固定连接，其特征在于：所述上模具包括上模具树脂型壳、金属冷却管道一和金属树脂混合物一，下模具包括下模具树脂型壳、金属冷却管道二和金属树脂混合物二，金属冷却管道一和金属冷却管道二分别安装在上模具树脂型壳和下模具树脂型壳内，金属树脂混合物一和金属树脂混合物二分别填充并固化在上模具树脂型壳和下模具树脂型壳的内部空腔中；该模具具备制造周期短、制造成本低、强度较高、导热率较高、使用寿命较长的优点。
作为优选，本实用新型所述金属树脂混合物一包括环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂，该环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂按一定的重量比例均匀混合后填充并固化在上模具树脂型壳的内部空腔中。
作为优选，本实用新型所述金属树脂混合物二包括环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂，该环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂按一定的重量比例均匀混合后填充并固化在下模具树脂型壳的内部空腔中。
作为优选，本实用新型所述上模具树脂型壳上设置有均匀排布的通孔、均匀排布的锥形凸台、冷却管道安装孔、冷却管道支撑结构和锥形注蜡孔。
作为优选，本实用新型所述下模具树脂型壳上设置有均匀排布的通孔、均匀排布的锥形凹孔、冷却管道安装孔、冷却管道支撑结构和锥形注蜡孔。
作为优选，本实用新型所述金属冷却管道一的两端分别从上模具树脂型壳内部向外***该上模具树脂型壳上的两个冷却管道安装孔，金属冷却管道一的中间部分安装在上模具树脂型壳内部的冷却管道支撑结构上。
作为优选，本实用新型所述金属冷却管道二的两端分别从下模具树脂型壳内部向外***该下模具树脂型壳上的两个冷却管道安装孔，金属冷却管道二的中间部分安装在下模具树脂型壳内部的冷却管道支撑结构上。
作为优选，本实用新型所述上模具树脂型壳和下模具树脂型壳均由对应模具的三维模型完成抽壳后以耐热性较好的高强度光敏树脂为原材料采用光固化3D打印工艺直接成形。
作为优选，本实用新型所述金属冷却管道一和金属冷却管道二均采用铁管、铝管或铜管中的一种；也可选用其他导热性能较好的金属冷却管道。
作为优选，本实用新型所述金属粉末采用铁粉、铝粉或铜粉中的一种；也可选用其他导热性能较好的金属粉末。
作为优选，本实用新型所述环氧树脂采用E51型环氧树脂，环氧固化剂采用810环氧固化剂。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、采用3D打印技术制作模具树脂型壳，模具型壳制作工艺简单、制作速度快、消耗3D打印材料较少，且所制作模具型壳尺寸精度较高、表面质量较好，有效缩短了注蜡模具制造周期、节省了注蜡模具制造成本；2、采用由环氧树脂、金属粉末及环氧固化剂组成的金属树脂混合物填充固化在树脂模具型壳内部，有效提高了注蜡模具的强度及导热率，有效提高了注蜡模具使用寿命；3、采用金属冷却管道固定安装在模具树脂型壳内部，有效提高了该注蜡模具的冷却效果，极大地缩短了注蜡后保压冷却时间，从而有效提高了蜡模制作效率；4、该注蜡模具具备制造周期短、制造成本低、强度较高、导热率较高、使用寿命较长等优点，具有很强的实用性，非常适合于现代社会多品种、小批量的生产方式，便于在单件、小批量快速铸造领域推广应用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的模具整体合模状态轴测示意图。
图2为本实用新型实施例的模具整体合模状态剖面示意图。
图3为本实用新型实施例的上模具轴测示意图一。
图4为本实用新型实施例的上模具轴测示意图二。
图5为本实用新型实施例的下模具轴测示意图一。
图6为本实用新型实施例的下模具轴测示意图二。
图中：上模具1，上模具树脂型壳11，金属冷却管道一12，金属树脂混合物一13，下模具2，下模具树脂型壳21，金属冷却管道二22，金属树脂混合物二23，螺母3，螺栓4。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图6，该开式离心泵叶轮快速注蜡模具包括多个螺栓4、多个螺母3、上模具1和下模具2，该上模具1与下模具2合模定位后通过多个螺栓4和多个螺母3固定连接。
本实施例中的上模具1包括上模具树脂型壳11、金属冷却管道一12和金属树脂混合物一13，金属冷却管道一12固定安装在上模具树脂型壳11的内部，金属树脂混合物一13填充并固化在上模具树脂型壳11的内部空腔中。
本实施例中的上模具树脂型壳11由上模具1三维模型完成抽壳设计后以耐热性较好的高强度光敏树脂为原材料采用光固化3D打印工艺直接成形制造，上模具树脂型壳11的抽壳壁厚设置为5mm，且上模具树脂型壳11上分别设计有六个以圆周阵列形式均匀排布的通孔、六个以圆周阵列形式均匀排布的锥形凸台、两个冷却管道安装孔、冷却管道支撑结构及半个锥形注蜡孔等辅助结构。
本实施例中的金属冷却管道一12的两端分别从上模具树脂型壳11内部向外***该上模具树脂型壳11上的两个冷却管道安装孔，金属冷却管道一12的中间部分固定安装在上模具树脂型壳11内部的冷却管道支撑结构上。
本实施例中的金属树脂混合物一13包括环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂，该环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂按一定的重量比例均匀混合后填充并固化在上模具树脂型壳11的内部空腔结构中。
本实施例中的下模具2包括下模具树脂型壳21、金属冷却管道二22和金属树脂混合物二23，金属冷却管道二22固定安装在下模具树脂型壳21内部，金属树脂混合物二23填充并固化在下模具树脂型壳21的内部空腔中。
本实施例中的下模具树脂型壳21由下模具2三维模型完成抽壳设计后以耐热性较好的高强度光敏树脂为原材料采用光固化3D打印工艺直接成形制造，下模具树脂型壳21的抽壳壁厚设置为5mm，且下模具树脂型壳21上分别设计有六个以圆周阵列形式均匀排布的通孔、六个以圆周阵列形式均匀排布的锥形凹孔、两个冷却管道安装孔、冷却管道支撑结构及半个锥形注蜡孔等辅助结构。
本实施例中的金属冷却管道二22的两端分别从下模具树脂型壳21内部向外***该下模具树脂型壳21上的两个冷却管道安装孔，金属冷却管道二22的中间部分固定安装在下模具树脂型壳21内部的冷却管道支撑结构上。
本实施例中的金属树脂混合物二23包括环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂，该环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂按一定的重量比例均匀混合后填充并固化在下模具树脂型壳21的内部空腔结构中。
本实施例中的环氧树脂采用E51型环氧树脂；环氧固化剂采用810环氧固化剂；金属冷却管道一12和金属冷却管道二22均采用铁管、铝管或铜管中的一种；金属粉末采用铁粉、铝粉或铜粉中的一种。
本实施例采用光固化3D打印技术直接成形制作上树脂型壳和下模具树脂型壳21，模具型壳制作工艺简单、制作速度快、消耗3D打印材料较少，且所制作上、下树脂模具型壳的尺寸精度较高、表面质量较好，有效缩短了注蜡模具制造周期、节省了注蜡模具制造成本。
本实施例中的环氧树脂固化后可极大地提高该注蜡模具的机械强度，均匀分布在其中的金属粉末又可极大提高该注蜡模具的导热率，有效提高了注蜡模具使用寿命。
本实施例将金属冷却管道一12和金属冷却管道二22分别安装在上模具树脂型壳11和下模具树脂型壳21内部，并在注蜡模具工作时在该金属冷却管道内部注入循环冷却水，有效提高了该注蜡模具的冷却效果，极大地缩短了注蜡后保压冷却时间，从而有效提高了蜡模制作效率。
本实施例的工作原理为：该快速注蜡模具工作时，先将上模具1上的六个锥形凸台分别对应***下模具2上的六个锥形凹孔，并保证上模具1上的半个锥形注蜡孔与下模具2上的半个锥形注蜡孔合并连接成一个完整的注蜡孔，以完成上模具1及下模具2之间的合模定位；完成定位后上模具1上的六个通孔分别与下模具2上的六个通孔对齐，再在每对通孔内部通过一对螺栓4、螺母3连接固定，以保证上模具1与下模具2连接固定，使得上模具1及下模具2共同组成一副完整的快速注蜡模具；分别在上模具1的金属冷却管道一12及下模具2的金属冷却管道二22的两端通入循环流动的冷却水，然后在该快速注蜡模具的锥形注蜡孔中注入熔融蜡液，保压一段时间后模具内部的蜡液冷却，打开上模具1、下模具2取出蜡模，即可制得一个开式离心泵叶轮蜡模，如此循环往复即可快速制作多个开式离心泵叶轮蜡模。
综上，本实施例具备模具制造周期短、模具制造成本低、模具强度较高、模具导热率较高、模具使用寿命较长等优点，具有很强的实用性，非常适合于现代社会多品种、小批量的生产方式，便于在单件、小批量快速铸造领域推广应用。
通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种开式离心泵叶轮快速注蜡模具，包括多个螺栓、多个螺母、上模具和下模具，所述上模具与下模具合模定位后通过多个螺栓和多个螺母固定连接，其特征在于：所述上模具包括上模具树脂型壳、金属冷却管道一和金属树脂混合物一，下模具包括下模具树脂型壳、金属冷却管道二和金属树脂混合物二，金属冷却管道一和金属冷却管道二分别安装在上模具树脂型壳和下模具树脂型壳内，金属树脂混合物一和金属树脂混合物二分别填充并固化在上模具树脂型壳和下模具树脂型壳的内部空腔中。
2.根据权利要求1所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述金属树脂混合物一包括环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂，该环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂按一定的重量比例均匀混合后填充并固化在上模具树脂型壳的内部空腔中。
3.根据权利要求1所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述金属树脂混合物二包括环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂，该环氧树脂、金属粉末和环氧固化剂按一定的重量比例均匀混合后填充并固化在下模具树脂型壳的内部空腔中。
4.根据权利要求1所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述上模具树脂型壳上设置有均匀排布的通孔、均匀排布的锥形凸台、冷却管道安装孔、冷却管道支撑结构和锥形注蜡孔。
5.根据权利要求1所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述下模具树脂型壳上设置有均匀排布的通孔、均匀排布的锥形凹孔、冷却管道安装孔、冷却管道支撑结构和锥形注蜡孔。
6.根据权利要求4所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述金属冷却管道一的两端分别从上模具树脂型壳内部向外***该上模具树脂型壳上的两个冷却管道安装孔，金属冷却管道一的中间部分安装在上模具树脂型壳内部的冷却管道支撑结构上。
7.根据权利要求5所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述金属冷却管道二的两端分别从下模具树脂型壳内部向外***该下模具树脂型壳上的两个冷却管道安装孔，金属冷却管道二的中间部分安装在下模具树脂型壳内部的冷却管道支撑结构上。
8.根据权利要求1所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述上模具树脂型壳和下模具树脂型壳均由对应模具的三维模型完成抽壳后以耐热性较好的高强度光敏树脂为原材料采用光固化3D打印工艺直接成形。
9.根据权利要求1所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述金属冷却管道一和金属冷却管道二均采用铁管、铝管或铜管中的一种；金属粉末采用铁粉、铝粉或铜粉中的一种。
10.根据权利要求2或3所述的开式离心泵叶轮快速注蜡模具，其特征在于：所述环氧树脂采用E51型环氧树脂，环氧固化剂采用810环氧固化剂。
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