叶轮类产品的分型及其分型方案制造技术

本发明专利技术克服了现有技术中叶轮类铸件采用每个叶片独立划分砂芯后与中间转轴组芯再型芯装配的铸造工艺生产叶轮类铸件带来的组芯难度大、组芯精度低、叶片加工量大的问题，提供了一种叶轮类产品分型及其分型方案，有效地解决了以上问题。所述一种叶轮类产品的分型方案为：步骤S001，在三维建模软件中建立叶轮铸件的三维模型；步骤S002，在叶轮三维模型上布置浇注系统、冒口系统，并在最小吃砂量的前提下通过求差生成叶轮型芯体；步骤S003，沿平行于叶轮轮毂端盖板处的面或者沿叶轮中心位置处垂直于叶轮端面的面分芯和/或分型，将叶轮型芯体分为带有叶轮外型的砂型和形成叶轮内腔的砂芯。

Classification and classification scheme of impeller products

The invention overcomes the problems of large core difficulty, low core precision and large amount of blade processing caused by the casting process of the impeller castings which each blade is divided into the core and the core of the intermediate shaft and the core is assembled by each blade in the current technology. A type of impeller type product and its classification scheme are provided. The above problems have been solved. The classification scheme of a impeller type product is: step S001, the 3D model of the impeller casting is established in the 3D modeling software. Step S002, the runner system and riser system are arranged on the 3D model of the impeller, and the impeller core is generated by the difference of the minimum amount of sand. Step S003, along the impeller wheel, is parallel to the impeller wheel. The surface of the cover plate at the hub end or the surface core and / or type perpendicular to the end of the impeller at the center of the impeller is divided into sand type with the outer shape of the impeller and the sand core forming the inner cavity of the impeller.

【技术实现步骤摘要】
叶轮类产品的分型及其分型方案
本专利技术涉及铸造
，特别涉及叶轮类产品的分型技术。
技术介绍
叶轮是水汽轮机、发动机、膨胀机、泵、风机和压缩机等产品上的关键部件，其作用是对流过的液体或气体进行增压或能量转换，是唯一对气流或液体做功的元件。叶轮常用的材质有铸铁、铸钢、铸铝和非金属材料等。叶轮按其结构分为闭式叶轮、半开式叶轮和开式叶轮三大类，其中闭式叶轮由叶片和前后盖板组成。由于闭式叶轮没有潜流损失，因此效率较高。闭式叶片通常为不规则曲面，且所述曲面的翘曲度大、壁厚薄，尺寸精度、形状公差及表面粗糙度等质量要求高，因此闭式叶轮的制造难度较大、制作工艺繁杂，使得闭式叶轮的广泛使用受到限制，从而影响了对应设备的工作效率，使得设备的发展也受到限制。在现有的铸造叶轮的生产方法中，主要是采用木模手工造型铸造和熔模精密铸造等方式。其中在采用木模手工造型铸造时，由于铸件的结构复杂，必须将每个叶片芯单独拆分，单独制芯，因此将叶轮内腔砂芯分成多个砂芯，在其组芯过程中，一般采用专用夹具结合手工测量的方式控制组芯精度。如图3所示。这样的制芯、造型工艺制作出来的砂芯繁多，组芯方式复杂，过程控制要求繁琐，对于现场工人的技能等级要求高。同时，产品尺寸难以控制，导致尺寸误差大。由于这些因素的影响，时常会导致铸件由于尺寸不合格等原因而报废,也严重影响着叶轮的效率、使用寿命等综合性能。而在熔模精密铸造时，熔模铸造生产工序多、周期长、质量影响因素多且控制也较为复杂，而铸造工艺的试制和调整周期长，且模具制造费用高、制作周期长。综上，在叶轮类铸件现有的生产方式中，均需要制作模具，产品试制成本高，生产验证周期长，不利于新产品的研发，而铸件的质量也不能够有很好的保证。因此，有必要借助于3D打印技术设计一套适用于此类铸件的组型造型方案，从而解决上述几点问题，达到生产出高质量和低废品率铸件的目的。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中叶轮类铸件采用每个叶片独立划分砂芯后与中间转轴组芯再型芯装配的铸造工艺生产叶轮类铸件带来的组芯难度大、组芯精度低、叶片加工量大的问题，提供了一种叶轮类产品分型及其分型方案，有效解决的以上问题。一种叶轮类产品的分型方案为：步骤S001，在三维建模软件中建立叶轮铸件的三维模型；步骤S002，在叶轮三维模型上布置浇注系统、冒口系统，并在最小吃砂量的前提下通过求差生成叶轮型芯体；步骤S003，沿平行于叶轮轮毂端盖板处的面或者沿叶轮中心位置处垂直于叶轮端面的面分芯和/或分型，将叶轮型芯体分为带有叶轮外型的砂型和形成叶轮内腔的砂芯。优选地，所述砂型间的配合面为平面，且其上设有子母扣，用于两两砂型的定位和固定。优选地，所述子母扣上还设有用于卡紧分散的型芯体的紧固结构。优选地，所述紧固结构可以为通孔，用来穿紧固件。附图说明图1为六叶叶轮三维结构示意图。图2为六叶叶轮砂芯示意图。图3为现有技术中六叶叶轮内腔砂芯分芯示意图。图4为下外型示意图。图5为六叶叶轮内腔砂芯示意图。图6为上外型示意图。图7为六叶叶轮型芯装配示意图。图8为六叶叶轮浇注方向上型芯体示意图。图9为三叶叶轮结构示意图。图10为三叶叶轮砂芯示意图。图11为三叶叶轮分型爆破示意图。图12为三叶叶轮浇注方向上型芯体示意图。图13为上砂型结构示意图。图14为下砂型结构示意图。图15为上砂型与下砂型组型示意图。图中，1-叶轮铸件；2-叶片砂芯；3-轴孔砂芯；5-子母扣；6-紧固结构；7-叶轮外型；8-六叶叶轮内腔砂芯；8A-三叶叶轮内腔砂芯；9-冒口凸台；9A-冒口；10-水口座；11-吊运结构；12-紧固件；13-导向杆；14-边型芯头孔；15-边型；16-中间砂型；17-上砂型；17A-间隔芯；18-下砂型；18A-叶轮芯一；18B-叶轮芯二；19-上外型；4-下外型；20-横浇道。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。实施例一：一种六叶叶轮的平座平浇分型方案，且采用一箱两件的组合生产，其具体为：步骤S101，在三维建模软件中进行六叶叶轮三维模型1建立；步骤S102，在所述六叶叶轮三维模型上布置浇注系统和冒口9A，在设定的最小吃砂量的前提下求差获得六叶叶轮型芯体，所述六叶叶轮三维模型以平行于水平面的方向布置；步骤S103，对所述六叶叶轮型芯体进行分芯和分型，将所述型芯体从六叶叶轮轮毂端盖板处分型，也即将所述型芯体分为上外型19、下外型4和六叶叶轮内腔砂芯8，将六叶叶轮内腔砂芯8设立为独立的砂芯，是为了清砂和流涂方便，所述上外型19和下外型4分别用来形成六叶叶轮两个面的外型结构；所述六叶叶轮内腔砂芯8包括叶片的结构和中心轴孔的结构，从而实现了将零散的叶片砂芯2和轴孔砂芯3集合为一个整体的目的，解决了叶片砂芯组芯难且精度低的问题，同时整体的内腔砂芯减少了叶轮上的披缝量，减少了后期清理打磨的工作量。优选地，直浇道10A和冒口9A设置于所述上外型19上，且所述上外型19的与下外型4配合的面上设有六叶叶轮的一面外型结构和横浇道20的一半结构。优选地，所述下外型4上设有横浇道20的另一半结构和六叶叶轮另一半外型结构。更优地，所述上外型19上还设有冒口凸台9和水口座10。更优地，所述上外型19和下外型9的配合面上还设有用于定位和固定的凹凸结构的子母扣5。且在每个子母扣5的中部还设有ø30mm的通孔状用于穿紧固螺杆的紧固结构6。所述六叶叶轮的组型方法为：将所述下外型4置于组型平台上，将六叶叶轮内腔砂芯8置于所述下外型4的叶轮外型7中；再将上外型19按照子母扣5的定位配合到下外型19上，并将紧固件12紧固螺杆穿过紧固结构6，将上外型19和下外型4卡紧为一个整体；最后将卡紧的型芯体吊运到垫有底砂的浇注区域，等待浇注。实施例二：一种三叶叶轮的平座立浇分型方案，且采用一箱两件的组合生产，其具体为：步骤S201，在三维建模软件中进行三叶叶轮三维模型建立；步骤S202，在所述三叶叶轮三维模型上布置浇注系统和冒口系统，在设定的最小吃砂量的前提下求差获得三叶叶轮型芯体，所述三叶叶轮三维模型以平行于水平面的方向布置；步骤S203，对所述三叶叶轮型芯体进行分芯和分型，将所述型芯体从三叶叶轮轮毂端盖板处分型，也即将所述三叶叶轮型芯体切分为两个对称的边型15、一个中间砂型16和两个三叶叶轮内腔砂芯8A；所述边型15上设有三叶叶轮一个端面的外型结构，所述中间砂型16的两个面上设有三叶叶轮另一个端面的外型结构；所述边型15上还设有冒口系统，包括冒口本身和冒口凸台9；所述中间砂型16上设有直浇道和浇口座10。优选地，所述边型15和中间砂型16的配合面上还设有用于定位和固定的凹凸结构的子母扣5。优选地，所述边型15的中部还设有用于定位和固定所述三叶叶轮内腔砂芯8A的边型芯头孔14，所述边型芯头孔14贯通所述边型15，所述边型芯头孔14的外形与所述三叶叶轮内腔砂芯8A的端头形状相同。优选的，所述边型15和中间砂型16上均设有用于搬运的吊运结构11。所述三叶叶轮的组型方法为：将一个边型15通过吊运结构11转运至组型平台上，并平放于组型平台上；将一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叶轮类产品的分型方案，其特征在于，将砂芯和砂型作为一个整体进行切分，具体切分方法为：S001，在三维建模软件中建立叶轮铸件的三维模型；S002，在叶轮三维模型上布置浇注系统、冒口系统，并在最小吃砂量的前提下通过求差生成叶轮型芯体；S003，沿平行于叶轮轮毂端盖板处的面或者沿叶轮中心位置处垂直于叶轮端面的面分芯和/或分型，将叶轮型芯体分为带有叶轮外型的砂型和形成叶轮内腔的砂芯。

【技术特征摘要】
1.一种叶轮类产品的分型方案，其特征在于，将砂芯和砂型作为一个整体进行切分，具体切分方法为：S001，在三维建模软件中建立叶轮铸件的三维模型；S002，在叶轮三维模型上布置浇注系统、冒口系统，并在最小吃砂量的前提下通过求差生成叶轮型芯体；S003，沿平行于叶轮轮毂端盖板处的面或者沿叶轮中心位置处垂直于叶轮端面的面分芯和/或分型，将叶轮型芯体分为带有叶轮外型的砂型和形成叶轮内腔的砂芯。2.根据权利要求1所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，所述砂型间的配合面为平面，且设有用于定位和固定的子母扣。3.根据权利要求2所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，所述子母扣上还设有用于卡紧型芯体的紧固结构。4.根据权利要求1所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，所述分型方案为三叶叶轮分型方案，且为一箱两件，具体为：S301，在三维建模软件中进行三叶叶轮三维模型建立；S302，在所述三叶叶轮三维模型上布置浇注系统和冒口系统，在设定的最小吃砂量的前提下求差获得三叶叶轮型芯体，所述三叶叶轮三维模型以垂直于水平面的方向布置；S303，对所述三叶叶轮型芯体进行分型，从叶轮轮毂中心位置处以水平方向分型，将所述型芯体分为上砂型（17）和下砂型（18）；所述下砂型（18）上带有叶轮芯一（18A）和叶轮芯二（18B）及叶轮轮毂中心下以下部分叶轮的外型结构；所述上砂型（17）上带有用于形成叶轮上半部分外型结构的间隔芯（17A）。5.根据权利要求4所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，上砂型（17）和下砂型（18）的配合面为平面且设有子母扣（5）。6.根据权利要求5所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，所述子母扣（5）上还设有通孔式紧固结构（6），所述通孔式紧固结构（6）可以用来穿两端带有螺纹的螺杆式紧固件（12）。7.根据权利要求4所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，上砂型（17）上还设有直浇道，且上砂型（17）相对于间隔芯（17A）的端面上还设有浇口座（10）和冒口凸台（9）。8.根据权利要求1所述的叶轮类产品的分型方案，其特征在于，所述分型方案为三叶叶轮平座立浇分型方案，且为一箱两件，具体为：S201，在三维建模软件中进行三叶叶轮三维模型建立；S202，在所述三叶叶轮三维模型上布置浇注系统和冒口系统，在设定的最小吃砂量的前提下求差获得三叶叶轮型芯体，所述三叶叶轮三维模型以平行于水平面的方向布置；S203，对所述三叶叶轮型芯体进行分芯和分型，将所述型芯体从三叶叶轮轮毂端盖板处分型，将所述三叶叶轮型芯体切分为两个边型（15）、一个中间砂型（16）和两个三叶叶轮内腔砂芯（8A）；所述边型（15）上设有三叶叶轮一个端面的外型结构，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝东，李栋，孟庆文，
申请(专利权)人：共享智能铸造产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64