大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，该托盘的圆心处开设有第一孔洞，在托盘的同心圆位置均匀开设有若干第二孔洞，第二孔洞的直径小于第一孔洞的直径；托盘的中心安装有固定锁扣，托盘的外圈包覆有挡蜡板。该制壳系统包括蜡模、机械手、面层浆桶、淋砂机、图像获取模块、控制模块和托盘；该方法包括：机械手带动蜡模浸入面层浆桶，进行第一次背层粘浆；根据背层粘浆的图像信息，当从蜡模上成股流下的面层浆料变为断续液流时，机械手再在淋砂机上进行第一次淋砂；待蜡模上的面层浆料完全干透后，机械手带动蜡模重复进行背层粘浆和淋砂，直至达到所需的层数。本发明专利技术能够显著提高大型复杂薄壁铸件表面质量。表面质量。表面质量。

【技术实现步骤摘要】
大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法


[0001]本专利技术涉及高温合金精密铸造
，具体地，涉及一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法。

技术介绍

[0002]熔模精密铸造通常包括压制与组装蜡模、制壳和浇注等工艺过程，因其可制造具有复杂内腔结构，高的熔炼温度，高化学活性金属铸件，广泛应用于制造大型复杂结构铸件，尤其是航空航天用高温合金精密铸件。随着更高使用温度、更大构效比和更高机动性等航空航天装备发展的迫切需求，促使高温合金精密铸件向极端大型化、复杂化和薄壁化方向发展。目前，高温合金精密铸件的最大尺寸已近2000mm，铸件80％壁厚小于3mm，最小壁厚仅1mm，截面厚度突变高达10倍。由于大型复杂薄壁蜡模整体强度低，受力时极易变形甚至破坏，这对大型复杂薄壁蜡模粘浆与淋砂的制壳工艺过程提出了巨大的挑战。
[0003]经对现有技术的文献检索发现：申请号为201911335934.X的中国专利技术专利，涉及一种熔模铸造制壳成套设备及其制壳方法，该专利技术制壳成套设备包括机械臂、蜡模架、浆料混合装置和混淋装置，制壳方法包括取蜡模、多次沾浆、多次淋砂和干燥硬化等步骤，该专利技术结构相对简单，用于熔模铸造浆料的混合，通过合理规划混料桶数量，进行混料划分，能够提高混料效率，保证浆料品质，提高蜡模粘浆制壳效果。其不足之处在于机械臂仅抓取主浇口棒进行粘浆，虽然对于叶片类小型蜡料能够实现批量稳定粘浆，但是对于具有多个冒口的大型复杂薄壁蜡模，单一的主浇口棒强度难以支撑整个大型复杂薄壁铸件用蜡模的重量，将导致蜡模主体结构破坏，难以完成制壳工序。
[0004]申请号为201921835081.1的中国技术专利，涉及一种应用于精密铸造件蜡模的辅助粘浆装置，具体包括用于承载蜡模粘浆的浆桶及放置于浆桶顶部的粘浆辅助机构，粘浆辅助机构包括承载托盘、托盘探入浆桶运动机构。该技术能够实现批量化蜡模粘浆，不但提高了工作效率，而且保证了蜡模粘浆效果的一致性。然而，该装置仅能进行简单的上下和左右运动，虽然在简单结构小型蜡模，甚至是大型蜡模的粘浆方面展示出一定的优势，但是无法保证大型复杂薄壁结构蜡模浆料涂挂均匀，而浆料的均匀涂挂是保证大型复杂薄壁铸件，尤其是具有半封闭内腔结构铸件高质量成型的关键环节之一。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，以期为大型复杂薄壁铸件的高尺寸精度与冶金质量的研制提供支持，也为实现熔模精密铸造制壳过程的数字化与智能化提供解决思路。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘，所述托盘为圆形金属托盘，所述托盘的圆心处开设有第一孔洞，在所述托盘的同心圆位置均匀开设有若干第二孔洞，所述第二孔洞的直径小于所述第一孔洞的直径；所述托盘一侧的中心安装有固定锁扣，所述托盘另一侧的外圈包覆有挡蜡板。
[0007]根据本专利技术的第二方面，提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳系统，包括蜡模、机械手、面层浆桶、淋砂机、图像获取模块、控制模块和上述的大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘；
[0008]所述蜡模包括主浇冒口和多个其他冒口，所述主浇冒口与所述第一孔洞的位置对应，所述其他冒口与所述第二孔洞的位置对应，所述主浇冒口和所述其他冒口的顶面处于同一平面上；所述主浇冒口和所述其他冒口上均安装有螺杆，所述螺杆分别穿过所述第一孔洞和所述第二孔洞，并采用螺母固定；所述面层浆桶用于盛放面层浆料；所述图像获取模块用于获取所述蜡模进行背层粘浆的图像信息；所述淋砂机用于对所述蜡模进行淋砂处理；所述控制模块用于控制所述机械手带动所述蜡模按照预设的运动轨迹，在所述面层浆桶中进行背层粘浆和在所述淋砂机上进行淋砂；所述机械手用于根据所述控制模块的指令，抓住所述固定锁扣并带动所述蜡模进行背层粘浆和淋砂。
[0009]根据本专利技术的第三方面，提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳方法，该方法基于上述的大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳系统实现，包括：
[0010]机械手抓紧固定锁扣，带动蜡模浸入面层浆桶，并按照第一预设运动轨迹旋转，进行第一次背层粘浆；
[0011]根据图像获取模块获取的背层粘浆的图像信息，当从蜡模上成股流下的面层浆料变为断续液流时，完成第一次背层粘浆，机械手再在淋砂机上沿第二预设运动轨迹旋转，进行第一次淋砂；
[0012]待蜡模上的面层浆料完全干透后，机械手带动蜡模重复进行背层粘浆和淋砂，直至达到铸造工艺设计所需的层数。
[0013]进一步地，在所述机械手抓紧固定锁扣之前，还包括：用液态粘结蜡均匀覆盖靠近蜡模一侧的托盘表面，并用液态粘结蜡填充主浇冒口和其他冒口与托盘的间隙。
[0014]进一步地，所述托盘带动蜡模浸入面层浆桶，并按照第一预设运动轨迹旋转，进行第一次背层粘浆，包括：
[0015]托盘带动蜡模垂直浸入面层浆桶，分别顺时针和逆时针旋第一转预设周数；
[0016]然后机械手将托盘上的蜡模向下水平摆放浸入面层浆桶，再分别顺时针和逆时针旋转第二预设周数。
[0017]进一步地，第一预设周数和所述第二预设周数均根据蜡模的结构确定。
[0018]进一步地，所述第二预设运动轨迹包括：水平旋转和垂直旋转第三预设周数，其中，第三预设周数根据蜡模的结构确定。
[0019]进一步地，在所述机械手带动蜡模重复进行背层粘浆和淋砂之前，还包括：用空气喷枪去除蜡模表面的浮砂。
[0020]进一步地，所述机械手带动蜡模重复进行背层粘浆和淋砂，包括：采用与第一次背层粘浆相同的运动轨迹重复进行背层粘浆，采用与第一次淋砂相同的运动轨迹重复进行淋砂。
[0021]进一步地，所述待蜡模上的面层浆料完全干透后，包括：等待8
‑
24小时以使蜡模上的面层浆料完全干透。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下至少之一的有益效果：
[0023]1、本专利技术的大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，采用托盘
分布式承载方法，解决了大型复杂薄壁蜡模粘浆制壳时面临的高自重问题，从而可以规避蜡模强度低易损坏的难题。
[0024]2、本专利技术的大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，通过机械手粘浆不但能够保证型壳涂挂均匀，而且型壳质量稳定性与工艺一致性好。
[0025]3、本专利技术的大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，通过控制模块、图像获取模块和机械手，实现图像智能识别与机械手自动控制相结合，解决了人为干预带来的粘浆工艺误差，能够显著提高大型复杂薄壁铸件表面质量。
附图说明
[0026]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0027]图1为本专利技术实施例的大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳系统的结构示意图；
[0028]图中：1为托盘，2为固定锁扣，3为螺杆，4为螺母，5为挡蜡板，6为主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘，其特征在于，所述托盘为圆形金属托盘，所述托盘的圆心处开设有第一孔洞，在所述托盘的同心圆位置均匀开设有若干第二孔洞，所述第二孔洞的直径小于所述第一孔洞的直径；所述托盘一侧的中心安装有固定锁扣，所述托盘另一侧的外圈包覆有挡蜡板。2.一种大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳系统，其特征在于，包括蜡模、机械手、面层浆桶、淋砂机、图像获取模块、控制模块和权利要求1所述的大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘；所述蜡模包括主浇冒口和多个其他冒口，所述主浇冒口与所述第一孔洞的位置对应，所述其他冒口与所述第二孔洞的位置对应，所述主浇冒口和所述其他冒口的顶面处于同一平面上；所述主浇冒口和所述其他冒口上均安装有螺杆，所述螺杆分别穿过所述第一孔洞和所述第二孔洞，并采用螺母固定；所述面层浆桶用于盛放面层浆料；所述图像获取模块用于获取所述蜡模进行背层粘浆的图像信息；所述淋砂机用于对所述蜡模进行淋砂处理；所述控制模块用于控制所述机械手带动所述蜡模按照预设的运动轨迹，在所述面层浆桶中进行背层粘浆和在所述淋砂机上进行淋砂；所述机械手用于根据所述控制模块的指令，抓住所述固定锁扣并带动所述蜡模进行背层粘浆和淋砂。3.一种大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳方法，其特征在于，基于权利要求2所述的大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳系统实现，包括：机械手抓紧固定锁扣，带动蜡模浸入面层浆桶，并按照第一预设运动轨迹旋转，进行第一次背层粘浆；根据图像获取模块获取的背层粘浆的图像信息，当从蜡模上成股流下的面层浆料变为断续液流时，完成第一次背层粘浆，机械手再在淋砂机上沿第二预设运动轨迹旋转，进行第一次淋砂；待蜡模上的面层浆料完全干透后，机械手带动蜡模重复进行背...

【专利技术属性】
技术研发人员：康茂东，王俊，余慧澎，高海燕，周菲，刘雅辉，孙宝德，
申请(专利权)人：江苏中超航宇精铸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：