一种涡壳类产品的平座立浇分型模具及工艺方法与流程

1.本发明涉及平座立浇分型模具技术领域，具体为一种涡壳类产品的平座立浇分型模具及工艺方法。


背景技术：

2.涡壳是泵、风机等产品上的最重要部件，是将叶轮传给液体（或气体）的动能转化为压力能，涡壳的外形类似渐开线，叶轮的轴心偏向一边，叶轮外缘与涡壳最近处缝隙最小，离心轮的旋转使风或水从出口吹出，涡壳包括螺线形涡室和扩压管两部分，这两部分的分隔处称为泵舌，通过涡室螺旋线起点的圆称为基圆，其直径称为涡壳内径，通常为叶轮外径的1.05~1.08倍，其大小决定了泵舌与叶轮的径向间隙，它会影响泵的效率和性能；在现有涡壳的铸造生产方法中，主要是采用手工模具造型铸造的方式，在手工模具铸造时，通常是将涡壳的大平面水平放置进行浇注，同时在制芯造型过程中，必须将扩压管和涡室的砂芯单独拆分为内腔砂芯，单独制芯，并放置专用芯铁，以加强内腔砂芯扩压管和涡室砂芯之间的连接强度，同时在组芯时仍需要将此砂芯与外皮砂型标在一起，以防止砂芯发生漂芯、变形等问题，操作过程繁琐，难度大，尽管如此。
3.对于一些结构复杂生产难度大的涡壳，产品尺寸仍然难以控制，有壁厚不均匀、尺寸超差、缺肉等问题导致铸件报废，或者影响产品组合装配后的效率、使用寿命等综合性能，因此，涡壳类铸件，特别是质量相对较大而且复杂的产品，当涡室和扩压管之间的连接距离不能够满足芯铁放置要求安全距离和水平浇注无法保证此处结构强度的涡壳类铸件，现有的生产方式不能够保证铸件质量，故现有必要设计一套适用于此类铸件的组型造型方案，从而解决上述问题，以降低产品废品率，提高铸件质量，以达到提升产品装配后的使用性能的目的，模具在铸造过程中始终处于高温、高压作用下，很容易产生热疲劳现象，从而使模具发生龟裂。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种涡壳类产品的平座立浇分型模具及工艺方法，具备降低涡壳类铸件的废品率和组型造型的难度，以及简化生产过程、提高铸件质量和降低高热区的温度的优点，以解决上述背景技术提出的问题。
5.本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种涡壳类产品的平座立浇分型模具，包括涡壳本体，所述涡壳本体外壁的上表面卡接且紧密配合有第三砂型，所述涡壳本体外壁的下表面卡接且紧密配合有第一砂型，所述第一砂型与第三砂型外壁之间的夹缝处卡接且紧密配合有第二砂型，所述第三砂型的内部设置有水冷管。
6.一种涡壳类产品的平座立浇分型工艺方法，包括以下步骤：s1、将涡壳型芯合体分切为3个砂型：通过采用上述s1步骤，可以方便的拆分组装。
7.s2、将型芯体用两个平面切分为三部分：
a、第一切分面为在扩压管处于水平时的最大轮廓处。
8.b、第二切分面为以涡壳主体基圆的中心位置进行水平切分，与第一切分面平行。
9.s3、所述第一切分面和第二切分面将所述型芯体依次切分为第一型芯、第二型芯和第三型芯。
10.s4、第一砂型为带有浇注系统和部分扩压管外皮的砂型。
11.通过采用上述s4步骤，方便的进行浇注。
12.s5、第二砂型为带有扩压管、涡室内腔砂型和部分涡壳主体外皮下半部分的砂型。
13.s6、第三砂型为带有冒口和涡壳主体外皮上半部分的砂型，且三者间设有子母扣等形式的定位结构。
14.通过采用上述s6步骤，子母扣可以方便的拆卸，固定非常稳固，不易松散。
15.进一步的，所述第一砂型和第二砂型的分型面一般设置在扩压管处于水平时的最大轮廓处。
16.通过采用上述技术方案，如此可以将浇注系统布置在此分型面上，同时也可以将第二砂型中的扩压管和涡室的内腔芯的部分结构暴露出来，方便第二砂型上扩压管和涡室的内腔芯的清砂、流涂。
17.进一步的，所述第二砂型包含有扩压管、涡室内腔砂型和部分涡壳主体外皮下半剩余的部分。
18.通过采用上述技术方案，此分型面是以涡壳主体基圆的中心位置进行水平切分，如此才能实现顺利组芯和完全将扩压管、涡室内腔砂型不利于清砂流涂检查的部分彻底暴露在视线中，从而利于此砂型的清砂与流涂。
19.进一步的，所述第三砂型以涡壳主体基圆的中心位置进行水平切分后剩余的涡壳主体外皮的上半部分。
20.通过采用上述技术方案，通过以上切分方式设计的砂型，切分面相对平整，砂型结构规则，重心平稳，同时在组型过程中无需进行砂型的翻转，无需标芯，可完全不放置芯铁或者放置少许芯铁时就能够保证砂型能够承受在浇注过程中浮力和冲击力的影响而不发生变形和漂芯等问题。
21.与现有技术相比，该涡壳类产品的平座立浇分型模具及工艺方法具备如下有益效果：1、本发明通过由于3d打印技术，无需考虑起模以及撤料等，所以不仅可以将涡壳类铸件的扩压管和涡室的内腔芯与外皮连接在了一起，无需再进行标芯，同时也能够保证砂型的整体强度，可不使用传统铸造方案中的标芯、无需在平座立浇时进行芯包的翻转、使用芯铁等，极大地简化了组芯造型过程、降低了现场操作难度，同时保证了砂型不会发生变形和漂芯，解决了铸件外观、尺寸等质量问题，极大的改进了涡壳类铸件的生产过程，同时此类分型方案的设计，可应用于铸铁、铸钢、铸铝等所有涡壳类产品的铸造生产。
22.2、本发明通过利用设置在模具型体上的冷却介质管道来改善模具的热平衡，降低高热区的温度，减少热应力变形，从而延长模具的使用寿命，提高铸件的产品质量。
附图说明
23.图1为本发明涡壳结构示意图；
图2为本发明内腔砂芯结构示意图；图3为本发明平座立浇砂型结构示意图；图4为本发明平座立浇型包浇注方向示意图；图5为本发明第三砂型b-b剖视示意图。
24.图中：1、涡壳本体；2、第一砂型；3、第二砂型；4、第三砂型；5、水冷管。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种涡壳类产品的平座立浇分型模具，包括涡壳本体1，涡壳本体1外壁的上表面卡接且紧密配合有第三砂型4，在本实施例中，第三砂型4以涡壳主体基圆的中心位置进行水平切分后剩余的涡壳主体外皮的上半部分，其中，通过以上切分方式设计的砂型，切分面相对平整，砂型结构规则，重心平稳，同时在组型过程中无需进行砂型的翻转，无需标芯，可完全不放置芯铁或者放置少许芯铁时就能够保证砂型能够承受在浇注过程中浮力和冲击力的影响而不发生变形和漂芯等问题，在一些涡壳类产品中，涡室和扩压管之间的连接距离较小，不能够满足芯铁放置要求安全距离，或者由于距离的限制，放置芯铁后的砂芯仍然不能够抵抗浇注过程中金属液对此连接处产生巨大浮力和冲击力时，在采用平浇时容易发生砂芯断裂、变形等问题，故现提出一种能够减小砂型在浇注过程中浮力和冲击力的工艺方案，即将此类铸件进行平座立浇，由于竖直浇注时扩压管内腔砂型承受的浮力和铁水的冲击力相对传统方案平座平浇的砂型承受的力要减小很多，故此方案可以完全不放置芯铁或者放置少许芯铁即可。
27.为了实现以上平座立浇的生产方案，一般是需要将型包进行翻转，但是在将芯包或者砂箱进行翻转时由于会有震动和颠簸，因此可能会导致型腔中产生浮砂和砂块、中间扩压管内腔砂芯位置偏移、铸型产生裂纹等问题，因此，为了更进一步简化型芯操作过程和保证铸件质量，同时充分利用3d打印技术无需考虑起模以及撤料的优势，再结合平座立浇方式。
28.涡壳本体1外壁的下表面卡接且紧密配合有第一砂型2，在本实施例中，第一砂型2和第二砂型3的分型面一般设置在扩压管处于水平时的最大轮廓处，其中，可以将浇注系统布置在此分型面上，同时也可以将第二砂型3中的扩压管和涡室的内腔芯的部分结构暴露出来，方便第二砂型3上扩压管和涡室的内腔芯的清砂、流涂，由于3d打印技术，无需考虑起模以及撤料等，所以不仅可以将涡壳类铸件的扩压管和涡室的内腔芯与外皮连接在了一起，无需再进行标芯，同时也能够保证砂型的整体强度，可不使用传统铸造方案中的标芯、无需在平座立浇时进行芯包的翻转、使用芯铁等。
29.第一砂型2与第三砂型4外壁之间的夹缝处卡接且紧密配合有第二砂型3，在本实施例中，第二砂型3包含有扩压管、涡室内腔砂型和部分涡壳主体外皮下半剩余的部分，其中，此分型面是以涡壳主体基圆的中心位置进行水平切分，如此才能实现顺利组芯和完全将扩压管、涡室内腔砂型不利于清砂流涂检查的部分彻底暴露在视线中，从而利于此砂型
的清砂与流涂，第三砂型4的内部设置有水冷管5，利用设置在模具型体上的冷却介质管道来改善模具的热平衡，降低高热区的温度，减少热应力变形，从而延长模具的使用寿命，提高铸件的产品质量。
30.一种涡壳类产品的平座立浇分型工艺方法，包括以下步骤：s1、将涡壳型芯合体分切为3个砂型：s2、将型芯体用两个平面切分为三部分：a、第一切分面为在扩压管处于水平时的最大轮廓处。
31.b、第二切分面为以涡壳主体基圆的中心位置进行水平切分，与第一切分面平行。
32.s3、第一切分面和第二切分面将型芯体依次切分为第一型芯、第二型芯和第三型芯。
33.s4、第一砂型2为带有浇注系统和部分扩压管外皮的砂型。
34.s5、第二砂型3为带有扩压管、涡室内腔砂型和部分涡壳主体外皮下半部分的砂型。
35.s6、第三砂型4为带有冒口和涡壳主体外皮上半部分的砂型，且三者间设有子母扣等形式的定位结构。
36.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。