一种基于定位销与局部组合蜡模协同定位陶瓷型芯的方法与流程

本技术涉及熔模铸造，具体涉及一种基于定位销与局部组合蜡模协同定位陶瓷型芯的方法。

背景技术：

1、在复杂空心、内腔流道类航空航天熔模精密铸造生产中，陶芯型芯是形成内部复杂型腔的关键部件。

2、传统工艺通常在整体蜡模成型后塞入带定位槽的陶芯型芯或整体蜡模模具配合定位销对陶瓷型芯进行定位，但在实际生产过程中存在以下缺陷：整体蜡模射蜡压力不均匀、充型速度不均，易对陶瓷芯产生侧向冲击力，造成型芯微偏移；定位销仅实现端部单点/双点定位，型芯中部悬空段长，导致其在高温钢水充型时易受金属液冲刷产生偏移；复杂异形型芯定位面狭小，转筒定位销易出现打滑、受力不均，难以保证位置精度。

3、例如cn109351912a公开了一种用于调节发动机叶片陶瓷型芯定位模具及定位方法，包括蜡模上模具、蜡模下模具、陶瓷型芯，所述蜡模上模具、蜡模下模具之间形成蜡模腔室，所述陶瓷型芯安装在蜡模腔室内，所述蜡模上模具包括有注蜡口、四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔，所述四个宽度定位孔均匀设置在蜡模腔室左右两面的两侧，所述两个长度定位孔分别设置在蜡模腔室前后两面的两侧，所述两个第一高度定位孔均设置在蜡模腔室上面的一侧；所述注蜡口设置在蜡模腔室左面的一侧并贯穿蜡模腔室；所述四个宽度定位孔、两个长度定位孔、两个第一高度定位孔内均安装有一端端面带有内六角的螺栓结构，所述每个螺栓另一端的端面贯穿蜡模腔室并与陶瓷型芯接触；所述蜡模下模具上设置有四个第二高度定位孔，所述四个第二高度定位孔均匀设置在蜡模腔室下面的一侧；所述四个第二高度定位孔均包括相互垂直设置的上部分、下部分；所述其中一个长度定位孔、其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔、四个第二高度定位孔的一侧均设置有锁紧螺栓；所述其中一个锁紧螺栓一端的端面垂直贯穿其中一个长度定位孔，所述另两个锁紧螺栓分别对应垂直贯穿其中两个处于蜡模腔室同一面的宽度定位孔，所述剩下的四个锁紧螺栓分别对应垂直贯穿四个第二高度定位孔；所述每个上部分内均设置有圆柱，所述圆柱上套设有伸缩弹簧，所述圆柱下方固定有推柱，所述推柱下端面设置为斜面，所述每个下部分内均设置有圆锥型螺栓，所述圆锥型螺栓一端的锥面与推柱下端面相互切合，所述每个圆柱的上端的端面均贯穿蜡模腔室并与陶瓷型芯接触；所述每个圆柱的上端的端面均设置为半球面形状；所述每个圆锥型螺栓另一端的端面均设置有内六角螺母。该方法虽然通过定位孔和螺栓的配合起到一定的定位作用，但是仍然无法解决射蜡冲击对陶瓷型芯造成的轻微偏移，并且定位销容易出现打滑、受力不均，难以确保定位精度。

4、综上，如何避免蜡模模具与陶瓷型芯在定位时出现偏移，是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对以上问题，本技术的目的在于提供一种基于定位销与局部组合蜡模协同定位陶瓷型芯的方法，与现有技术相比，本技术提供的方法能够采用定位销与局部组合蜡模进行复合定位，有效解决陶瓷型芯的偏移问题。

2、为达到本技术目的，本技术采用以下技术方案：

3、本技术提供一种基于定位销与局部组合蜡模协同定位陶瓷型芯的方法，所述方法包括以下步骤：

4、s1，设计局部组合蜡模的结构，并制备局部组合蜡模的模具；

5、s2，根据所述局部组合蜡模的结构设计陶瓷型芯中与所述局部组合蜡模配合的定位部的结构，并制备陶瓷型芯；

6、s3，将所述陶瓷型芯装入局部组合蜡模的模具中，进行一次合模注蜡，得到至少部分被所述局部组合蜡模包裹的陶瓷型芯；

7、s4，将所述局部组合蜡模包裹的陶瓷型芯装入整体蜡模模具中，进行二次合模注蜡，得到整体蜡模。

8、现有的整体蜡模模具与陶瓷型芯定位时易偏移，并且单一采用定位槽进行定位会导致约束效果不足，无法通过改变陶瓷型芯定位销的结构解决偏移问题，因此本技术提供一种基于定位销与局部组合蜡模协同定位陶瓷型芯的方法，从结构上彻底解决陶瓷型芯偏移的问题。本技术提供的方法能够有效提高熔模精密铸件铸造型壳在复杂孔结构的涂覆质量和强度，降低报废品率，简化后续清理工序。

9、需要说明的是，本技术中采用局部组合蜡模包裹陶瓷型芯，能够降低陶瓷型芯的受力损伤，并且无需将陶瓷型芯预埋进金属模具进行高压注蜡，避免由于蜡液不对称使充型压力对薄壁、细长的陶瓷型芯产生侧向推力，大幅降低陶瓷型芯断裂、蠕变偏移的风险，尤其适配复杂内腔类铸件。局部组合蜡模的表面可设置定位凸台，协同定位局部组合蜡模在整体蜡模模具中的位置。

10、在一些实施方式中，所述陶瓷型芯还包括型芯主体。

11、在一些实施方式中，所述型芯主体包裹于所述局部组合蜡模的内部。

12、本技术中，型芯主体是陶瓷型芯工作成型部分，浇注过程中被熔融金属液完全包覆，用于直接成型铸件的内腔轮廓，定位部用于定位支撑，不参与铸件成型。

13、在一些实施方式中，所述定位部的部分与所述局部组合蜡模贴合，部分暴露于所述局部组合蜡模的外部。

14、在一些实施方式中，所述定位部的上部暴露于所述局部组合蜡模的外部。

15、在一些实施方式中，所述定位部的上部设置第一定位槽。

16、在一些实施方式中，所述局部组合蜡模内设置有与所述第一定位槽配合的定位销，使所述局部组合蜡模与定位部通过定位销固定。

17、本技术中，设计局部组合蜡模的结构时，原则上将陶瓷型芯局部包裹，露出定位部的部分区域，并便于插入定位销进行固定。

18、需要说明的是，本技术中采用定位销和局部组合蜡模进行协同定位，能够避免传统熔模铸造过程中整体蜡模内置型芯、单一芯头限位的方案，依靠定位销实现对型芯的三维定位约束，得到局部组合蜡模包裹陶瓷型芯，能够解决压蜡工序的偏移问题。

19、在一些实施方式中，所述定位部的侧面暴露于所述局部组合蜡模的外部。

20、在一些实施方式中，所述定位部的侧面设置第二定位槽。

21、在一些实施方式中，所述第二定位槽与型壳设置的定位销匹配，所述第二定位槽与型壳通过定位销固定。

22、本技术中，通过设置第二定位槽，能够将陶瓷型芯与型壳匹配定位，防止浇注时型芯偏移、漂芯、错腔，保证铸件内腔尺寸精度。

23、需要说明的是，本技术中定位销可以缓解热应力，抑制浇注阶段陶瓷型芯的位置偏移，定位销兼具刚性定位与微量缓冲功能，在脱蜡、型壳焙烧、高温浇注的全过程中，定位销能够配合局部组合蜡模形成多点约束体系，平衡陶瓷型芯与型壳由于膨胀差异产生的热应力，防止高温充型时型芯受金属液冲刷和热应力作用发生二次偏移，稳定铸件内腔的壁厚均匀性。

24、在一些实施方式中，所述一次合模注蜡的注蜡压力为5~11bar，例如可以是5bar、6bar、7bar、8bar、9bar、10bar或11bar，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

25、在一些实施方式中，所述一次合模注蜡的注蜡流量为≥60cc/sec，例如可以是60cc/sec、62cc/sec、64cc/sec、66cc/sec、68cc/sec或70cc/sec，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、在一些实施方式中，所述一次合模注蜡后进行压制。

27、在一些实施方式中，所述一次合模注蜡后压制的压力为30~50bar，例如可以是30bar、32bar、34bar、36bar、38bar、40bar、42bar、44bar、46bar、48bar或50bar，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

28、在一些实施方式中，所述一次合模注蜡后压制的保压时间为30~50s，例如可以是30s、32s、34s、36s、38s、40s、42s、44s、46s、48s或50s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

29、在一些实施方式中，所述二次合模注蜡的注蜡压力为12~18bar，例如可以是12bar、13bar、14bar、15bar、16bar、17bar或18bar，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

30、在一些实施方式中，所述二次合模注蜡的注蜡流量为≥100cc/sec，例如可以是100cc/sec、102cc/sec、104cc/sec、106cc/sec、108cc/sec或110cc/sec，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。在一些实施方式中，所述二次合模注蜡后进行压制，所述二次合模注蜡后压制的压力为30~50bar，例如可以是30bar、32bar、34bar、36bar、38bar、40bar、42bar、44bar、46bar、48bar或50bar，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用，所述二次合模注蜡后压制的保压时间为50~70s，例如可以是50s、52s、54s、56s、58s、60s、62s、64s、66s、68s或70s，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。

31、相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：

32、（1）本技术提供的方法将陶瓷型芯装入局部组合蜡模的模具中进行一次合模注蜡，局部组合蜡模与陶瓷型芯的局部仿形贴合，并包裹其易偏移位置，之后将局部组合蜡模包裹的陶瓷型芯放入整体蜡模模具中，进行二次合模注蜡，得到整体蜡模，能够有效避免陶瓷型芯的偏移。

33、（2）本技术提供的方法能够采用定位销与局部组合蜡模进行复合定位，有效解决陶瓷型芯的偏移问题，有效提高熔模精密铸件铸造型壳在复杂孔结构的涂覆质量和强度，降低报废品率，简化后续清理工序。

34、（3）本技术提供的方法兼容性强，便于尺寸检测和工艺迭代，并且局部组合蜡模为可拆卸结构，装配完成后可直接采用工业ct或蓝光扫描检测陶瓷型芯的位置，及时矫正型芯位置偏差；无需整体修改金属模具，经调整局部组合蜡模便可适配不同型腔结构铸件，缩短新品研制周期，达到降本增效目的。