一种大型航天器铸镁结构件制造用设备制造技术

本发明专利技术涉及一种大型航天器铸镁结构件制造用设备，其包括砂箱单元、砂芯单元和浇铸单元，砂箱单元由平面砂箱、外圆砂箱、第一内圆砂箱和第二内圆砂箱组成；砂芯单元由基底砂芯、内砂芯和表层砂芯组成；浇铸单元由引流直浇道和浇口盆组成。该设备通过砂箱单元、砂芯单元和浇铸单元的有效结合，有效地利用砂箱和砂芯组合实现了一套砂箱简单、高效、占地少的目的，解决了现有技术中的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大型航天器铸镁结构件制造用设备，用于制造航天器推进模块结 构仪器圆盘，属于铸造

技术介绍
进入二十一世纪以来，我国的航天事业获得了长足的发展，卫星等航天器外形尺 寸逐渐增大，且要求平台结构轻量化。在金属结构材料中，密度最小的镁合金以其良好的生 物兼容性、最高的比刚度和比强度、优良的工艺性能、较好的耐腐蚀性能在航天器大型平台 中广为应用。 随着我国航天事业的飞速发展，深究探测的进行、空间站的建立、大运载火箭的需 求，对航天器铸件产品的超大型化和紧密化发展提出了更高的要求，大型铸件产品的外形 尺寸将达到4000mm，二代军用中继卫星、低轨遥感、高轨电子侦察大平台卫星、货运飞船等 采用的铸造结构件则将达到(p2800mm-cp4200mm。 目前，我国2000mm以下的超大型镁合金结构件技术较为成熟，但对于尺寸达到 (p2000mm、尤其是cp2800mm-cp4200mm以上的超大型镁合金构件还急待发展。现有技 术中，在铸造以上超大型镁合金构件时，仍然停留在采用传统的工装设计方法上，即分别铸 造同样超大尺寸的上下砂箱，而且在完成上下砂箱的铸造后还需要进行整体砂芯的铸造。 由于超大型镁合金构件的上下砂箱占地面积很大，所以对于生产场地、存放场地 要求很高，该技术不适用于小型生产单位；另一方面，上下砂箱的构件铸造因尺寸太大，所 以也提高了生产的难度、耗时增大，降低了生产效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中对于航天器铸镁结构件的制造都需要 使用上下砂箱结构制作，占地面积大、生产难度大的问题，进而提供一种节约占地、技术简 单、易操作的组合式砂箱系统。 为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的： -种大型航天器铸镁结构件制造用设备，其包括： 砂箱单元、砂芯单元和浇铸单元； 砂箱单元包括： 平面砂箱，具有圆形砂箱支架，支架包括环形嵌套的第一圆环，以及与第一圆环同 心且位于所述第一圆环内部的第二圆环；在第一圆环和第二圆环之间设置有多个均匀分布 的、用于连接两个圆环的径向连接件；所述平面砂箱由若干个等分的平面分砂箱组成； 外圆砂箱，为圆环形支架，所述外圆砂箱的内径等于平面砂箱第一圆环的内径； 第一内圆砂箱，为圆环形支架；设置在所述平面砂箱的第二圆环内且与第二圆环 同心设置； 第二内圆砂箱，为圆环形支架，所述第二内圆砂箱的内径大于第一内圆砂箱的内 径，第一内圆砂箱与第二内圆砂箱同心嵌套；所述第二内圆砂箱与平面砂箱的第二圆环内 径相等； 砂芯单元包括： 基底砂芯，所述基底砂芯由若干基底分砂芯拼接组成； 内砂芯，设置在基底砂芯的表层上，和基底砂芯接触设置； 表层砂芯，设置在内砂芯的表层上，和内砂芯接触设置； 所述基底砂芯、内砂芯和表层砂芯均呈圆环状且形状、大小相同； 表层砂芯由若干个表层分砂芯拼接组成，所述表层分砂芯呈扇形结构，在每个扇 形表层分砂芯上开设有多个贯通孔，在多个贯通孔中至少有一个为第一直浇道，至少有两 个贯通孔为冒口； 内砂芯在与所述表层砂芯直浇道对应的位置开设有与第一直浇道连通的第二直 浇道；内砂芯由若干个内分砂芯拼接组成，并形成纵截面为"工"字形的铸件型腔，所述铸件 型腔和冒口连通，与所述铸件型腔连通在靠近所述第二直浇道开设有内浇道，与所述内浇 道进一步连通且进一步靠近所述第二直浇道开设有横浇道；内分砂芯经拼接后，形成环形 "工"字形的铸件型腔、环形内浇道、环形横浇道； 在基底砂芯上开设有浇口涡，所述浇口涡与所述第二直浇道对应连通设置，与浇 口涡连通延伸设置有底层横浇道，所述底层横浇道对应设置在内砂芯所述横浇道下方且与 所述横浇道通过浇口涡连通；基底分砂芯经拼接后，形成环形底层横浇道； 所述基底砂芯、内砂芯和表层砂芯均设置于所述平面砂芯第一圆环内缘和所述第 二内圆砂箱外缘之间； 浇铸单元包括： 引流直浇道，与所述第一直浇道连通，所述引流直浇道的横截面呈"L"形； 浇口盆，所述浇口盆设置所述引流直浇道的上方与引流直浇道相连通。 在每个连接件上开设有插口，在外圆砂箱的圆环形支架上均匀分布有多个与所述 插口适配可插入的插件；在第二圆环上设置有朝向第一圆环的凸起。 在所述平面砂箱上，还设置有第三圆环，所述第三圆环设置在所述第一圆环和第 二圆环之间，每个所述连接件贯通所述第三圆环。 每个所述表层分砂芯由至少三个表层分砂芯微单元组成，所述表层分砂芯微单元 沿径向均分所述表层分砂芯。 在表层砂芯的径向截面上，设置有一个第一直浇道和两个贯通孔，且第一直浇道 位于所述两个贯通孔的中间位置。 每个内分砂芯由若干内分砂芯微单元组成，所述内分砂芯微单元沿基底分砂芯径 向由内到外分别由三个扇形单元拼接组成，中间的扇形单元由位于中心的圆形微单元和平 均分配该扇形单元的其余面积的外围单元组成。 所述第二直浇道位于圆形微单元的中心。 每个所述基底分砂芯由若干基底分砂芯微单元组成，所述基底分砂芯微单元沿基 底分砂芯径向由内到外分别由三个扇形单元拼接组成，中间的扇形单元由位于中心的圆形 微单元和平均分配该扇形单元的其余面积的外围单元组成，底层横浇道设置在所述圆形微 单元。 第一直浇道和第二直浇道为圆柱形；冒口为梯形，且冒口上端宽度大于下端宽度。 本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 本专利技术所述的大型航天器铸镁结构件制造用设备，其包括砂箱单元、砂芯单元和 浇铸单元，其中，砂箱单元包括平面砂箱，具有圆形砂箱支架，支架包括环形嵌套的第一圆 环，以及与第一圆环同心且位于所述第一圆环内部的第二圆环；在第一圆环和第二圆环之 间设置有多个均匀分布的、用于连接两个圆环的径向连接件；所述平面砂箱由若干个等分 的平面分砂箱组成；外圆砂箱，为圆环形支架，所述外圆砂箱的内径等于平面砂箱第一圆环 的内径；第一内圆砂箱，为圆环形支架；设置在所述平面砂箱的第二圆环内且与第二圆环 同心设置；第二内圆砂箱，为圆环形支架，所述第二内圆砂箱的内径大于第一内圆砂箱的内 径，第一内圆砂箱与第二内圆砂箱同心嵌套；所述第二内圆砂箱与平面砂箱的第二圆环内 径相等。该结构通过独特的平面砂箱、外圆砂箱、内圆砂箱的组合设计，解决了现有技术中 需要设置上下砂箱的技术难点，从而可以利用一套砂箱解决大型航天器的铸造问题，大幅 节约了占地面积，降低了生产难度。 砂芯单元实现了组合式砂芯结构，该组合式砂芯包括三层砂芯结构，分别为基底 砂芯、内砂芯和表层砂芯；且内砂芯设置在基底砂芯的表层上，和基底砂芯接触设置；表层 砂芯设置在内砂芯的表层上，和内砂芯接触设置；基底砂芯、内砂芯和表层砂芯均呈圆环状 且形状、大小相同。表层砂芯由若干个扇形结构表层分砂芯拼接组成，在每个扇形表层分砂 芯上开当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型航天器铸镁结构件制造用设备，其特征在于，包括：砂箱单元、砂芯单元和浇铸单元；砂箱单元包括：平面砂箱，具有圆形砂箱支架，支架包括环形嵌套的第一圆环，以及与第一圆环同心且位于所述第一圆环内部的第二圆环；在第一圆环和第二圆环之间设置有多个均匀分布的、用于连接两个圆环的径向连接件；所述平面砂箱由若干个等分的平面分砂箱组成；外圆砂箱，为圆环形支架，所述外圆砂箱的内径等于平面砂箱第一圆环的内径；第一内圆砂箱，为圆环形支架；设置在所述平面砂箱的第二圆环内且与第二圆环同心设置；第二内圆砂箱，为圆环形支架，所述第二内圆砂箱的内径大于第一内圆砂箱的内径，第一内圆砂箱与第二内圆砂箱同心嵌套；所述第二内圆砂箱与平面砂箱的第二圆环内径相等；砂芯单元包括：基底砂芯，所述基底砂芯由若干基底分砂芯拼接组成；内砂芯，设置在基底砂芯的表层上，和基底砂芯接触设置；表层砂芯，设置在内砂芯的表层上，和内砂芯接触设置；所述基底砂芯、内砂芯和表层砂芯均呈圆环状且形状、大小相同；表层砂芯由若干个表层分砂芯拼接组成，所述表层分砂芯呈扇形结构，在每个扇形表层分砂芯上开设有多个贯通孔，在多个贯通孔中至少有一个为第一直浇道，至少有两个贯通孔为冒口；内砂芯在与所述表层砂芯直浇道对应的位置开设有与第一直浇道连通的第二直浇道；内砂芯由若干个内分砂芯拼接组成，并形成纵截面为“工”字形的铸件型腔，所述铸件型腔和冒口连通，与所述铸件型腔连通在靠近所述第二直浇道开设有内浇道，与所述内浇道进一步连通且进一步靠近所述第二直浇道开设有横浇道；内分砂芯经拼接后，形成环形“工”字形的铸件型腔、环形内浇道、环形横浇道；在基底砂芯上开设有浇口涡，所述浇口涡与所述第二直浇道对应连通设置，与浇口涡连通延伸设置有底层横浇道，所述底层横浇道对应设置在内砂芯所述横浇道下方且与所述横浇道通过浇口涡连通；基底分砂芯经拼接后，形成环形底层横浇道；所述基底砂芯、内砂芯和表层砂芯均设置于所述平面砂芯第一圆环内缘和所述第二内圆砂箱外缘之间；浇铸单元包括：引流直浇道，与所述第一直浇道连通，所述引流直浇道的横截面呈“L”形；浇口盆，所述浇口盆设置所述引流直浇道的上方与引流直浇道相连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：化宜文，张高龙，邓智燕，王玉凤，王登峰，王利平，张军，高斌，武鹏，毕瑞祺，
申请(专利权)人：山西神舟航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14