用于u型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，它包括側(cè)澆冒口、直澆冒口、主澆道和澆口杯，側(cè)澆冒口和直澆冒口的底部均與擴(kuò)散器蠟件相連，側(cè)澆冒口和直澆冒口的頂面平齊，側(cè)澆冒口和直澆冒口的頂部分別與長方體狀的平放的主澆道的底面相連，所述主澆道的頂面連接澆口杯。本發(fā)明防止鑄件出現(xiàn)縮孔、粘砂、金屬刺等鑄造缺陷，提高了產(chǎn)品合格率，降低了生產(chǎn)成本，適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜、壁厚差大、制造精度要求高，復(fù)雜的三維多條螺旋環(huán)繞輪的葉輪，特別是壁厚差較大的閉式水利、化工等液體高壓輸送設(shè)備零部件。
【專利說明】用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄件的澆注系統(tǒng)，尤其是一種用于增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，屬于鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]U型螺旋增壓擴(kuò)散器是U型多級螺旋超高壓泵的核心部件，材料為奧氏體鑄造不銹鋼，U型葉片組成了該產(chǎn)品的核心技術(shù)，葉片的形狀為多條厚2mm的U型環(huán)狀螺旋環(huán)繞設(shè)置，如圖1所示，中間為多條壁厚2_的U型環(huán)狀螺旋環(huán)繞葉片與壁厚60_出口和壁厚19mmU型外環(huán)組成了 U型螺旋環(huán)狀密閉水道。由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特殊，形狀復(fù)雜，目前一般采用熔模精密鑄造的方式進(jìn)行擴(kuò)散器鑄件的生產(chǎn)。擴(kuò)散器鑄件的結(jié)構(gòu)如圖2所示，鑄件帶有階梯孔，其中階梯孔孔徑最大的一側(cè)的端面為具有大平面的葉片起始端面。熔模精密鑄造一般包括制作蠟件、組數(shù)、沾漿、制殼、脫蠟、焙燒、澆注、碎殼和清理步驟，擴(kuò)散器蠟件的結(jié)構(gòu)與擴(kuò)散器鑄件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相同。
[0003]在組數(shù)步驟中，首先將擴(kuò)散器蠟件平放，其中葉片起始端面朝上，之后將澆注系統(tǒng)設(shè)置在蠟件的上部，完成組合裝配。擴(kuò)散器體螺旋環(huán)繞水道葉片2_厚度，葉片與內(nèi)外環(huán)的19mm的厚度差，在鑄件生產(chǎn)過程中，使用合適鑄件的澆注系統(tǒng)就顯得尤為重要。若澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合適，在鑄件澆注過程中若澆注溫度低，水道葉片出現(xiàn)冷隔、澆不足等缺陷；若澆注溫度高，鑄件葉片根部容易產(chǎn)生縮孔、出現(xiàn)漏殼和金屬刺或斷齒等缺陷。澆注速度快時(shí)，鑄件葉片發(fā)生破損、斷裂、漏殼，鑄件葉片根部縮孔；澆注速度慢時(shí)葉片澆不足。因此鑄件的產(chǎn)品合格率低，生產(chǎn)成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，防止鑄件出現(xiàn)縮孔、粘砂、金屬刺等鑄造缺陷，提高了產(chǎn)品合格率，降低了生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，它包括側(cè)澆冒口、直澆冒口、主澆道和澆口杯，所述直澆冒口設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的大平面上，直澆冒口為一柱體，所述柱體的橫截面為一段圓弧，所述圓弧由兩段與擴(kuò)散器蠟件均同心的弧線和連接兩段弧線同側(cè)的兩段等長的相互平行的直線組成，所述側(cè)澆冒口設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的外緣，所述側(cè)澆冒口由上部與直澆冒口外形相應(yīng)的圓環(huán)柱體和下部的隨高度下降外側(cè)邊緣向內(nèi)側(cè)邊緣不斷靠近的傾斜的錐體組成，所述錐體的橫截面形狀與直澆冒口的橫截面形狀相應(yīng)。
[0006]側(cè)澆冒口和直澆冒口的底部均與擴(kuò)散器蠟件相連，側(cè)澆冒口和直澆冒口的頂面平齊，側(cè)澆冒口和直澆冒口的頂部分別與長方體狀的平放的主澆道的底面相連，所述主澆道的頂面連接澆口杯。
[0007]上述用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，所述側(cè)澆冒口和直澆冒口均設(shè)置兩個(gè)，兩個(gè)側(cè)澆冒口徑向?qū)ΨQ設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的外緣；兩個(gè)直澆冒口徑向?qū)ΨQ設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的大端面上，兩個(gè)側(cè)澆冒口的中心連線和兩個(gè)直澆冒口的中心連線相重合。
[0008]上述用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，主澆道設(shè)置兩條，兩條主澆道底部分別與擴(kuò)散器蠟件階梯孔同側(cè)的相鄰的側(cè)澆冒口和直澆冒口相連接，兩條主澆道的頂部搭接一中心線與主澆道中心線位于同一豎直面內(nèi)的平板，所述澆口杯垂直設(shè)置在平板的上端面，所述平板長度方向的兩端分別設(shè)置一底部與主澆道相連的平板模頭。
[0009]上述用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，所述直澆冒口的內(nèi)側(cè)的弧線半徑小于階梯孔的最大孔徑；外側(cè)的弧線與葉片之間的距離大于四倍葉片的厚度。
[0010]上述用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，所述側(cè)澆冒口的上部的內(nèi)側(cè)弧線半徑小于擴(kuò)散器蠟件的外緣半徑；側(cè)澆冒口的下部的內(nèi)側(cè)弧線與擴(kuò)散器蠟件的外緣重合；側(cè)澆冒口(2)的下部的外側(cè)弧線與內(nèi)側(cè)弧線之間的距離大于葉片的厚度。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜、壁厚差大、制造精度要求高，復(fù)雜的三維多條螺旋環(huán)繞輪的葉輪，特別是壁厚差較大的閉式水利、化工等液體高壓大流量輸送設(shè)備零部件。
[0012]使用本發(fā)明解決了鑄件縮孔問題，側(cè)澆冒口與直澆冒口的位置設(shè)計(jì)方便控制鋼水的流向，使鋼水在澆注時(shí)分別從外壁沿圓環(huán)切向和頂部垂直方向流入鑄型，兩個(gè)方向的鋼水相匯與葉片處，減弱了鋼水對葉片的直接沖擊，防止葉片破損和過熱，避免葉片與內(nèi)外圓環(huán)的交匯處出現(xiàn)縮孔、粘砂、漏殼、金屬刺等鑄造缺陷。
[0013]側(cè)澆冒口的外側(cè)弧線與內(nèi)側(cè)弧線之間的距離大于葉片的厚度，防止葉片與外緣結(jié)合部縮孔，避免了在鑄件澆注時(shí)高溫沖擊使葉片處漏殼，提高了鑄件的合格率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是擴(kuò)散器葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的等軸視圖；
圖4是本發(fā)明的主視圖；
圖5是圖4的A向視圖。
[0016]圖中各標(biāo)號清單為:1、擴(kuò)散器蠟件，2、側(cè)澆冒口，3、直澆冒口，4、主澆道，5、澆口杯，6、平板模頭。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，所述澆注系統(tǒng)設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件I的上部，澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參看圖3-圖5，它包括側(cè)澆冒口 2、直澆冒口 3、主澆道4、澆口杯5和平板模頭6。所述側(cè)澆冒口 2、直澆冒口 3和平板模頭6均設(shè)置兩個(gè)，所述主澆道4設(shè)置兩條。兩個(gè)側(cè)澆冒口、兩個(gè)直澆冒口、兩條主澆道4和兩個(gè)平板模頭6的中心連線均與擴(kuò)散器蠟件I的徑向位于同一豎直面內(nèi)。
[0018]兩個(gè)側(cè)澆冒口徑向?qū)ΨQ設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的外緣；兩個(gè)直澆冒口徑向?qū)ΨQ設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的大平面上，兩個(gè)側(cè)澆冒口的中心連線和兩個(gè)直澆冒口的中心連線相重合。側(cè)澆冒口 2和直澆冒口 3的底部均與擴(kuò)散器蠟件相連，側(cè)澆冒口 2和直澆冒口 3的頂面平齊，位于同一水平面內(nèi)。所述主澆道4為一長方體結(jié)構(gòu)，兩條主澆道水平放置，主澆道的長度方向與兩個(gè)側(cè)澆冒口的中心連線相平行。主澆道底部分別與擴(kuò)散器蠟件階梯孔同側(cè)的相鄰的側(cè)澆冒口和直澆冒口相連接，兩條主澆道之間留有空隙，在兩條主澆道的空隙上架設(shè)一長方體結(jié)構(gòu)的平板，所述平板的長度方向的中心線與主澆道中心線位于同一豎直面內(nèi)，平板的兩端搭接在主澆道的頂面，平板的長度小于兩條主澆道外側(cè)的距離。所述澆口杯5垂直設(shè)置在平板的上端面，所述平板長度方向的兩端分別設(shè)置平板模頭6，所述平板模頭6的底部與主澆道相連。
[0019]所述直澆冒口 3為一柱體，所述柱體的橫截面形狀為一段圓弧，所述圓弧由兩段與擴(kuò)散器蠟件均同心的弧線和連接兩段弧線同側(cè)的兩段等長的相互平行的直線組成。其中位于內(nèi)側(cè)的弧線的半徑小于擴(kuò)散器蠟件階梯孔的最大孔徑；位于外側(cè)的弧線與葉片起始端之間的水平距離大于四倍葉片的厚度。
[0020]所述側(cè)澆冒口 2由上部的圓環(huán)柱體的圓環(huán)柱體和下部的錐體組成，所述圓環(huán)柱體的橫截面與直澆冒口外形相對應(yīng)，其中內(nèi)側(cè)的弧線半徑小于擴(kuò)散器蠟件的外緣半徑。所述錐體的橫截面形狀與上部的圓環(huán)柱體的橫截面形狀相對應(yīng)，其中內(nèi)側(cè)的弧線與擴(kuò)散器蠟件的外緣重合，外側(cè)的弧線隨著高度的下降向內(nèi)側(cè)的弧線靠攏，其中外側(cè)的弧線與內(nèi)側(cè)的弧線之間的最小距離大于一個(gè)葉片的厚度，形成由外向內(nèi)的傾斜面。
[0021]本發(fā)明的裝配工藝為:
1)首先將擴(kuò)散器蠟件1水平放置，使得葉片起始端面朝上。2)粘接側(cè)澆冒口 2:使用粘結(jié)蠟，將兩個(gè)側(cè)澆冒口下部錐體的內(nèi)側(cè)弧線與擴(kuò)散器的外緣對稱粘接，同時(shí)保證側(cè)澆冒口的頂面保持水平，兩個(gè)側(cè)澆冒口與擴(kuò)散器蠟件中心對稱。3)粘接直澆冒口 3:根據(jù)側(cè)澆冒口的位置，使用粘結(jié)蠟，粘接直澆冒口，保證直澆冒口離擴(kuò)散器葉片起始端的距離大于四倍葉片厚度的工藝要求和位置要求，同時(shí)保證直澆冒口的頂面保持水平，直澆冒口的頂面與側(cè)澆冒口的頂面位于同一水平面。4)依次使用粘結(jié)蠟粘結(jié)主澆道4、帶澆口杯5的平板和平板模頭6。
【權(quán)利要求】
1.用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，其特征是，它包括側(cè)澆冒口(2)、直澆冒口(3)、主澆道(4)和澆口杯(5)， 所述直澆冒口(3)設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的大平面上，直澆冒口(3)為一柱體，所述柱體的橫截面為一段圓弧，所述圓弧由兩段與擴(kuò)散器蠟件均同心的弧線和連接兩段弧線同側(cè)的兩段等長的相互平行的直線組成，所述側(cè)澆冒口(2)設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的外緣，所述側(cè)澆冒口(2)由上部與直澆冒口外形相應(yīng)的圓環(huán)柱體和下部的隨高度下降外側(cè)邊緣向內(nèi)側(cè)邊緣不斷靠近的傾斜的錐體組成，所述錐體的橫截面形狀與直澆冒口(3)的橫截面形狀相應(yīng)， 側(cè)澆冒口(2)和直澆冒口(3)的底部均與擴(kuò)散器蠟件相連，側(cè)澆冒口(2)和直澆冒口(3)的頂面平齊，側(cè)澆冒口(2)和直澆冒口(3)的頂部分別與長方體狀的平放的主澆道(4)的底面相連，所述主澆道(4)的頂面連接澆口杯(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，其特征是，所述側(cè)澆冒口(2)和直澆冒口(3)均設(shè)置兩個(gè)，兩個(gè)側(cè)澆冒口徑向?qū)ΨQ設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的外緣；兩個(gè)直澆冒口徑向?qū)ΨQ設(shè)置在擴(kuò)散器蠟件的大端面上，兩個(gè)側(cè)澆冒口的中心連線和兩個(gè)直澆冒口的中心連線相重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，其特征是，主澆道(4)設(shè)置兩條，兩條主澆道底部分別與擴(kuò)散器蠟件階梯孔同側(cè)的相鄰的側(cè)澆冒口和直澆冒口相連接，兩條主澆道的頂部搭接一中心線與主澆道中心線位于同一豎直面內(nèi)的平板，所述澆口杯(5)垂直設(shè)置在平板的上端面，所述平板長度方向的兩端分別設(shè)置一底部與主澆道相連的平板模頭(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，其特征是，所述直澆冒口(3)的內(nèi)側(cè)的弧線半徑小于階梯孔的最大孔徑；外側(cè)的弧線與葉片之間的距離大于四倍葉片的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于U型螺旋增壓擴(kuò)散器鑄件的澆注系統(tǒng)，其特征是，所述側(cè)澆冒口(2)的上部的內(nèi)側(cè)弧線半徑小于擴(kuò)散器蠟件的外緣半徑；側(cè)澆冒口(2)的下部的內(nèi)側(cè)弧線與擴(kuò)散器蠟件的外緣重合；側(cè)澆冒口(2)的下部的外側(cè)弧線與內(nèi)側(cè)弧線之間的距離大于葉片的厚度。
【文檔編號】B22C9/08GK104384451SQ201410621760
【公開日】2015年3月4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(qiáng), 郝紅楓, 顏召雷, 景海燕 申請人:保定風(fēng)帆精密鑄造制品有限公司