一種制作u型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用方法
【專利摘要】一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，屬于精密鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括模座、水溶芯、第一活塊、主芯、下模塊、中芯和曲面模座，所述曲面模座設(shè)置在模座的中部，模座的邊側(cè)由下至上依次放置有側(cè)模板、上模板和上蓋，模座、側(cè)模板、上模板和上蓋圍成能容納水溶芯、第一活塊、下模塊、主芯和中芯的空腔，模座、曲面模座、水溶芯、第一活塊、主芯、下模塊和中芯均同軸心布置。使用該模具制備蠟件的方法包括制備水溶芯、組裝模具、射蠟和取蠟件等操作步驟。本發(fā)明的模具采用多個復(fù)雜三維活快和多個復(fù)雜三維水溶芯復(fù)合成型技術(shù)，設(shè)計合理，定位準(zhǔn)確；使用本發(fā)明的鑄造模具可制作出尺寸精確的具有復(fù)雜的U型螺旋環(huán)繞水道的擴散器蠟件。
【專利說明】一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造模具及其模具的使用方法，尤其是一種用于擴散器蠟件制作的精密鑄造模具和使用模具進(jìn)行蠟件制備的方法，屬于精密鑄造工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]U型超高壓螺旋增壓擴散器，材料為奧氏體鑄造不銹鋼，是超高壓U型多級螺旋增壓裝置的最為核心的產(chǎn)品，它是通過U型多級螺旋環(huán)繞逐漸壓縮而產(chǎn)生高壓的一種新型高壓大流量泵。與一般的高壓隔膜泵、柱塞泵不同，為適應(yīng)這種高壓大流量泵的使用需要，U型螺旋增壓擴散器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，參見圖1-圖3。產(chǎn)品的工作壓力大于3000Psi，葉輪葉片為該產(chǎn)品最核心的技術(shù)，葉輪為多條厚2_的U型環(huán)狀螺旋環(huán)繞葉片，擴散器內(nèi)具有多條壁厚2_的U型螺旋環(huán)繞組成的特殊的密閉水道，擴散器中心設(shè)置有中心孔。由于產(chǎn)品的形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)特殊，整體尺寸精度需要控制在IT5-6級，采用熔模精密鑄造來實現(xiàn)擴散器鑄件的生產(chǎn)時，鑄件蠟件的制作是首要步驟。但對具有U型螺旋環(huán)繞水道的于擴散器鑄件來說，技術(shù)的復(fù)雜程度使U型螺旋環(huán)繞水道擴散器蠟件的制造很難實現(xiàn)，內(nèi)部型腔在依靠使用水溶芯形成時，模具設(shè)計制造困難，制造周期長，并且水溶芯在墨跡中無法定位，厚度僅為2mm的水溶芯強度嚴(yán)重不足，在射蠟過程中容易造成葉片斷裂，蠟件的形狀、精度和質(zhì)量難以達(dá)到使用要求，廢品率高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具及使用模具制作蠟件的方法，模具的定位準(zhǔn)確；使用模具制作的擴散器蠟件形狀尺寸精確，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
[0004]本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，它包括模座、曲面模座、第一活塊、下模塊、主芯和中芯，所述模座為由豎放的兩側(cè)板和一平放的底板組成的凹形塊，底板的中心開設(shè)凹槽，所述曲面模座嵌裝在凹槽內(nèi)，曲面模座的中心設(shè)置通孔，所述通孔中插接用于形成擴散器蠟件中心孔的階梯軸狀的中芯，曲面模座的上端面圓周均布開設(shè)多個階梯槽，所述階梯槽由中心向外發(fā)散呈螺旋狀環(huán)繞布置。
[0005]所述下模塊的形狀與擴散器鑄件的葉片形狀相對應(yīng)，所述第一活塊設(shè)置多塊，其中一塊第一活塊分別靠接在下模塊一葉片的側(cè)端，下模塊和第一活塊均插設(shè)在階梯槽的中部，第一活塊的上部設(shè)置由多塊水溶蠟組合而成的水溶芯，所述水溶芯的初始端插接在階梯槽外緣，水溶芯的末端形成規(guī)則的鋸齒圓，所述主芯為一倒扣在水溶芯上部的帶凸臺的法蘭盤，主芯中心設(shè)置孔徑大于中芯外徑的圓孔，所述凸臺的下端面開設(shè)多個圓周均布的螺旋槽，所述螺旋槽內(nèi)嵌裝多個第二活塊，第二活塊的末端在凸臺的外周形成與水溶芯末端相對配合的鋸齒面。
[0006]所述底板的上部由下至上依次放置有側(cè)模板、上模板和上蓋，所述側(cè)模板、上模板和上蓋兩端與兩側(cè)板相抵接，側(cè)模板和上模板中部設(shè)置有容納第一活塊、下模塊、主芯和中芯的空腔。
[0007]上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述曲面模座的通孔中插設(shè)連接套，所述連接套的外端面與下模塊的葉片的內(nèi)邊緣相抵，連接套的內(nèi)孔插接中芯。
[0008]上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進(jìn)一步改進(jìn)在于，模座的兩側(cè)板以中心為分界面，兩邊厚度不同，兩側(cè)板的相同厚度相對放置，形成兩邊寬度不相等的空腔。
[0009]上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進(jìn)一步改進(jìn)在于，側(cè)模板包括大小不一的第一側(cè)模板和第二側(cè)模板，所述第一側(cè)模板和第二側(cè)模板分別對應(yīng)放置在側(cè)板形成的空腔內(nèi)，第一側(cè)模板和第二側(cè)模板通過橫穿設(shè)置的壓緊螺栓固定連接。
[0010]上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進(jìn)一步改進(jìn)在于，上模板包括大小不一的第一上模板和第二上模板，所述第一上模板和第二上模板分別對應(yīng)放置在側(cè)板形成的空腔內(nèi)，第一上模板和第二上模板通過橫穿設(shè)置的壓緊螺栓固定連接。
[0011]上述制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述主芯的凸臺下端面每個螺旋槽的外端均設(shè)置一凹坑，所述凹坑內(nèi)放置用于固定第二活塊的磁鐵。
[0012]一種使用上述模具制作蠟件的方法，它包括以下步驟:
步驟a:制備水溶芯:利用水溶芯模具制造多個水溶芯3 ；
步驟b:組裝模具:首先在模座I內(nèi)放置曲面模座15，將第一活塊5和下模塊10分別放置到曲面模座15的階梯槽中；固定好第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17 ;在曲面模座15的通孔中插裝連接套14，將步驟a制得的水溶芯3組合放置在曲面模座15的階梯槽外緣，固定第一上模板4和第二上模板16 ;將帶有磁鐵7和第二活塊8的主芯9倒扣裝入后,最后蓋好上蓋鎖緊，模具組裝完成；
步驟c:射蠟:將組裝完成的模具移至射蠟機進(jìn)行射蠟；
步驟d:取蠟件:射蠟完成后，打開模具，取出擴散器蠟件，抽出所有第一活塊和第二活塊，然后將擴散器蠟件放到水中溶解水溶芯；
擴散器蠟件制備完成，所述擴散器蠟件內(nèi)具有多條壁厚2_的U型螺旋環(huán)繞組成的特殊的密閉水道，擴散器蠟件中心設(shè)置有階梯中心孔。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明提供的鑄造模具設(shè)計科學(xué)，定位準(zhǔn)確；采用了多個復(fù)雜三維活塊和多個復(fù)雜三維水溶芯復(fù)合成型的技術(shù)，設(shè)計合理。使用該鑄造模具技術(shù)可制作出具有復(fù)雜的U型螺旋環(huán)繞水道的擴散器蠟件。由于采用了多個復(fù)雜三維活快和多個復(fù)雜三維水溶芯復(fù)合定位成型技術(shù)，不但解決了水溶芯的制造和定位困難的問題，同時還縮短了水溶性芯的制造和蠟件的溶芯時間，完成了復(fù)雜密閉的U型螺旋環(huán)繞水道的成型以及擴散器蠟件的制造，保證了產(chǎn)品的U型螺旋環(huán)繞水道的位置精度，確保產(chǎn)品的鑄造精度，減少了水溶芯溶解的廢物排放，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0014]本發(fā)明首先使用水溶芯模具制造水溶芯，將第一活塊和下模塊放置到曲面模座中，合上第一側(cè)模板和第二側(cè)模板進(jìn)行定位壓緊，之后裝入連接套和水溶芯，裝入第一上模板和第二上模板并壓緊定位，插入主芯使其和水溶性芯精確定位，最后裝入中芯，蓋上上蓋鎖緊，移入到射蠟機進(jìn)行擴散器蠟件的制造。通過裝配組裝各個零部件后，方便快速的制作擴散器蠟件，提高了生產(chǎn)效率，減輕了勞動強度，降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]圖1為U型螺旋增壓擴散器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的側(cè)視圖；
圖3為圖1的A向視圖；
圖4為本發(fā)明的鑄造模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為第一側(cè)模板和第二側(cè)模板的俯視圖。
[0017]圖中各標(biāo)號清單為:1、模座，2、第一側(cè)模板,3、水溶芯,4、第一上模板,5、第一活塊，6、上蓋，7、磁鐵，8、第二活塊，9、主芯，10、下模塊，11、定位銷，12、定位套，13、中芯，14、連接套，15、曲面模座，16、第二上模板，17、第二側(cè)模板，18、壓緊螺栓。

【具體實施方式】
[0018]一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，結(jié)構(gòu)參見圖4和圖5，它包括模座1、水溶芯3、第一活塊5、主芯9、下模塊10、中芯13和曲面模座15。所述曲面模座15設(shè)置在模座I的中部，模座I的邊側(cè)由下至上依次放置有側(cè)模板、上模板和上蓋6，模座1、側(cè)模板、上模板和上蓋6圍成能容納水溶芯3、第一活塊5、下模塊10、主芯9和中芯13的空腔。模座
1、曲面模座15、水溶芯3、第一活塊5、主芯9、下模塊10和中芯13均同軸心布置。
[0019]所述模座I包括兩塊側(cè)板和一塊底板，所述兩側(cè)板豎直放置，底板平躺放置，由側(cè)板和底板組成凹形。模座的兩塊側(cè)板的橫截面為L形，即側(cè)板以中心為分界面，兩邊的厚度不同，兩塊側(cè)板的相同厚度同向相對放置，形成兩邊寬度不相等的空腔。所述側(cè)模板包括大小不一的第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17,第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17分別對應(yīng)放置在側(cè)板形成的空腔內(nèi)，第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17的兩端與兩側(cè)板相抵接，第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17的相接面與側(cè)板厚度的分界線相重合，位于側(cè)板的中心。第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17通過橫穿設(shè)置的壓緊螺栓18固定連接。所述上模板包括大小不一的第一上模板4和第二上模板16,所述第一上模板4和第二上模板16分別對應(yīng)放置在側(cè)板形成的空腔內(nèi)，第一上模板4對應(yīng)設(shè)置在第一上模板4上；第二上模板16對應(yīng)設(shè)置在第二上模板16上。第一上模板4和第二上模板16的兩端與兩側(cè)板相抵接,第一上模板4和第二上模板16的相接面與側(cè)板厚度的分界線相重合，位于側(cè)板的中心。第一上模板4和第二上模板16通過橫穿設(shè)置的壓緊螺栓18固定連接。所述上蓋6設(shè)置在第一上模板4和第二上模板16上，上蓋6的兩端與兩側(cè)板相抵接。上蓋6、上模板和側(cè)模板上對應(yīng)設(shè)置一用于穿裝定位銷11的銷孔，模座的底板設(shè)置定位套12，所述上蓋6、上模板、側(cè)模板和模座通過定位銷和定位套固定相接。
[0020]模座I的底板中心開設(shè)凹槽，所述曲面模座15嵌裝在凹槽內(nèi)。曲面模座15的中心設(shè)置通孔，所述通孔中插接中芯13，所述中芯13為階梯軸狀，用于形成擴散器蠟件的中心孔。曲面模座15的上端面圓周均布開設(shè)多個階梯槽，所述階梯槽由中心向外發(fā)散呈螺旋狀環(huán)繞布置，階梯槽用于定位放置下模塊10、第一活塊5和水溶芯3。
[0021]所述下模塊10的形狀與擴散器鑄件的葉片形狀相對應(yīng)，所述第一活塊5設(shè)置多塊，第一活塊5的形狀與每片葉片的形狀相對應(yīng)，其中一塊第一活塊5分別靠接在下模塊10一葉片的側(cè)端。所述下模塊10和第一活塊5均插設(shè)在曲面模座15的階梯槽的中部。下模塊10和第一活塊5的外周邊緣上部設(shè)置水溶芯3，所述水溶芯3由多塊水溶蠟芯組合而成，水溶蠟芯為一扭轉(zhuǎn)而成的多維立體結(jié)構(gòu)，水溶蠟芯的橫截面為等腰梯形。水溶蠟芯的初始端插接在階梯槽的外緣，組合成的水溶芯3的末端形成一規(guī)則的鋸齒圓。所述主芯9為一倒扣在水溶芯3上部的帶凸臺的法蘭盤，主芯9中心設(shè)置孔徑大于中芯13外徑的圓孔，所述凸臺的下端面開設(shè)多個圓周均布的螺旋槽，所述螺旋槽內(nèi)嵌裝多個第二活塊8，多個第二活塊8的組合結(jié)構(gòu)與葉片形狀相對應(yīng)，在每個螺旋槽的外端均設(shè)置一凹坑，每個凹坑內(nèi)放置一磁鐵7，用于固定第二活塊8。第二活塊8的外邊緣末端在凸臺的外周形成鋸齒面，鋸齒面與水溶芯3末端的鋸齒圓相對配合。
[0022]為保證中芯13與曲面模座15間的同軸度，所述曲面模座15的通孔中插設(shè)連接套14，所述連接套14的外端面與下模塊的葉片的內(nèi)邊緣相抵，連接套14的內(nèi)孔插接中芯13。
[0023]使用本發(fā)明的鑄造模具制作蠟件的方法包括以下步驟:
步驟a:制備水溶芯:首先使用水溶芯模具制造多個備用的水溶芯3 ；
步驟b:組裝模具:將曲面模座15放置到模座I內(nèi)，第一活塊5和下模塊10放置到曲面模座中，合上第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17，穿裝壓緊螺栓18進(jìn)行定位壓緊，之后裝入連接套14，并將水溶芯組合放置好，裝入第一上模板4和第二上模板16并通過壓緊螺栓壓緊定位后，插入帶有磁鐵7和第二活塊8的主芯9，并保證主芯與水溶性芯精確定位，最后將中芯13裝入，蓋好上蓋6，通過定位銷11和定位套12鎖緊；
步驟c:射蠟:移入到射蠟機進(jìn)行射蠟。
[0024]步驟d:取蠟件:射蠟完成后，打開模具，將擴散器蠟件整體取出，抽出所有第一活塊和第二活塊，將擴散器蠟件放到水中，間斷的翻轉(zhuǎn)擴散器蠟件使水溶芯快速溶解后，完成擴散器蠟件的制造。制得的擴散器蠟件內(nèi)具有多條壁厚2_的U型螺旋環(huán)繞組成的特殊的密閉水道，擴散器蠟件中心設(shè)置有階梯中心孔。
【權(quán)利要求】
1.一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特征是，它包括模座(I)、曲面模座(15)、第一活塊(5)、下模塊(10)、主芯(9)和中芯(13)，所述模座(I)為由豎放的兩側(cè)板和一平放的底板組成的凹形塊，底板的中心開設(shè)凹槽，所述曲面模座(15)嵌裝在凹槽內(nèi)，曲面模座(15)的中心設(shè)置通孔，所述通孔中插接用于形成擴散器蠟件中心孔的階梯軸狀的中芯(13)，曲面模座(15)的上端面圓周均布開設(shè)多個階梯槽，所述階梯槽由中心向外發(fā)散呈螺旋狀環(huán)繞布置， 所述下模塊(10)的形狀與擴散器鑄件的葉片形狀相對應(yīng)，所述第一活塊(5)設(shè)置多塊，其中一塊第一活塊(5)分別靠接在下模塊(10) —葉片的側(cè)端,下模塊(10)和第一活塊(5)均插設(shè)在階梯槽的中部，第一活塊(5)的上部設(shè)置由多塊水溶蠟組合而成的水溶芯(3)，所述水溶芯(3)的初始端插接在階梯槽外緣，水溶芯(3)的末端形成規(guī)則的鋸齒圓，所述主芯(9)為一倒扣在水溶芯(3)上部的帶凸臺的法蘭盤，主芯(9)中心設(shè)置孔徑大于中芯(13)外徑的圓孔，所述凸臺的下端面開設(shè)多個圓周均布的螺旋槽，所述螺旋槽內(nèi)嵌裝多個第二活塊(8)，第二活塊(8)的末端在凸臺的外周形成與水溶芯(3)末端相對配合的鋸齒面， 所述底板的上部由下至上依次放置有側(cè)模板、上模板和上蓋(6)，所述側(cè)模板、上模板和上蓋兩端與兩側(cè)板相抵接，側(cè)模板和上模板中部設(shè)置有容納第一活塊(5)、下模塊(10)、主芯(9)和中芯(13)的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特征是，所述曲面模座(15)的通孔中插設(shè)連接套(14)，所述連接套(14)的外端面與下模塊的葉片的內(nèi)邊緣相抵，連接套(14)的內(nèi)孔插接中芯(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特征是，模座的兩側(cè)板以中心為分界面，兩邊厚度不同，兩側(cè)板的相同厚度相對放置，形成兩邊寬度不相等的空腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特征是，側(cè)模板包括大小不一的第一側(cè)模板(2 )和第二側(cè)模板(17 ),所述第一側(cè)模板(2 )和第二側(cè)模板(17)分別對應(yīng)放置在側(cè)板形成的空腔內(nèi)，第一側(cè)模板(2)和第二側(cè)模板(17)通過橫穿設(shè)置的壓緊螺栓(18)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特征是，上模板包括大小不一的第一上模板(4)和第二上模板(16),所述第一上模板(4)和第二上模板(16)分別對應(yīng)放置在側(cè)板形成的空腔內(nèi)，第一上模板(4)和第二上模板(16)通過橫穿設(shè)置的壓緊螺栓(18)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制作U型螺旋增壓擴散器蠟件的模具，其特征是，所述主芯(9)的凸臺下端面每個螺旋槽的外端均設(shè)置一凹坑，所述凹坑內(nèi)放置用于固定第二活塊(8)的磁鐵(7)。
7.一種使用權(quán)利要求1?6所述的模具制作蠟件的方法，其特征是，它包括以下步驟: 步驟a:制備水溶芯:利用水溶芯模具制造多個水溶芯3 ； 步驟b:組裝模具:首先在模座I內(nèi)放置曲面模座15，將第一活塊5和下模塊10分別放置到曲面模座15的階梯槽中；固定好第一側(cè)模板2和第二側(cè)模板17 ;在曲面模座15的通孔中插裝連接套14，將步驟a制得的水溶芯3組合放置在曲面模座15的階梯槽外緣，固定第一上模板4和第二上模板16 ;將帶有磁鐵7和第二活塊8的主芯9倒扣裝入后,最后蓋好上蓋鎖緊，模具組裝完成； 步驟c:射蠟:將組裝完成的模具移至射蠟機進(jìn)行射蠟； 步驟d:取蠟件:射蠟完成后，打開模具，取出擴散器蠟件，抽出所有第一活塊和第二活塊，然后將擴散器蠟件放到水中溶解水溶芯； 擴散器蠟件制備完成，所述擴散器蠟件內(nèi)具有多條壁厚2_的U型螺旋環(huán)繞組成的特殊的密閉水道，擴散器蠟件中心設(shè)置有階梯中心孔。
【文檔編號】B22C7/02GK104368750SQ201410621934
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】范修謙, 李雪興, 袁建強, 景海燕, 顏召雷 申請人:保定風(fēng)帆精密鑄造制品有限公司