[发明专利]用于大型曲面结构铸件的造型方法

说明书

一种用于大型曲面结构铸件的造型方法，属于铸造技术领域，用于解决大型曲面结构铸件造型难的问题，所述造型方法采用三箱造型，将铸件下半部分设置在下铸型、将铸件上半部分设置在中铸型、上铸型作为盖箱形成所述铸件上半部分的内部轮廓，下铸型和中铸型形成铸件的外部轮廓，且下铸型内还配合有内砂芯，所述内砂芯用于形成铸件下半部分的内部轮廓。通过采用三箱造型的方式和下砂箱外部套砂框的方式，解决了两箱造型方式吊运重量超标的问题和下铸型翻箱难的问题；通过设置若干等份的所述中砂芯，避免了铸件上半部分造型的难度和重量超标问题。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种用于大型曲面结构铸件的铸造方法。

背景技术

大型水电上冠类铸件，直其铸件直径均在7100mm左右，高度3000mm左右，壁厚在70～150mm之间，铸件净重63t左右，具有形状简单、渐变薄壁的回转体结构，其铸件结构如图1所示，现有成型技术中，以实样模型或回转体刮砂的成型方式两箱造型，先造下箱(2)，翻箱后造上箱(3)，需制作一个芯盒形成内部砂芯(4)，最终将内部砂芯(4)下入下箱(2)，合上箱形成铸型(5)，成型方法相对简单，如图2所示，但造型过程中重体力劳动和大重量的吊运作业较多，不方便操作、且生产效率较低。

其中，实样模型的成型方法有以下问题：

1)需要8000*8000mm的砂型造型，分两箱造型,下箱造型后超重无法翻箱操作，即使改为三箱造型，由于模型结构中圈无法穿通长箱带，翻箱吊运过程砂型会下榻变形甚至报废的风险,而且下箱任然超重；

2)实样模型用木料堆置而成,木料用料量大,另外还需制作内部支撑胎防止在造型流砂时模型下塌或变形，总共用木料约60立方，制作成本昂贵；

3)此类大型曲面类模型,一般数控机床无法整体制作,需要分多个模块加工后组装成整体模型，由于尺寸过大，组装精度和整体强度较低；

4)此类超大直径实样模型制作周期约55天左右，制作周期无法满足造型计划；

5)此类超大直径的薄壁上冠,模型吊运难度大，也不便于运输和存储管理。

其中，回转体刮砂的成型方法有以下问题：

1)大直径产品刮砂量太大，刮砂阻力大几乎推不动刮板，不便于现场操作；

2)刮砂工装准备复杂，需要大跨度的平衡梁、定位轴及支撑架来支撑刮砂板；

3)刮砂前需要三维划线仪进行确认刮砂板定位尺寸；

4)需要两次刮砂，第一次刮下箱砂型,同样下箱翻箱存在超重问题无法操作，翻箱后还需刮上箱砂胎,这种大直径薄壁的刮砂模型只能一次性使用。

5)大直径大砂量的刮砂，且上冠锥度陡立，刮砂的尺寸精度和紧实度相对较低，不能满足铸件质量。

也即，实样模型或回转体刮砂这两种两箱造型的成型方法，无法或者不方便对本大型曲面结构类铸件进行造型。

发明内容

有鉴于以上大型水电上冠两箱造型难的问题，有必要提出一种用于大型曲面结构铸件的造型方法，所述造型方法通过拆分大型曲面结构，实现了高效、减重的造型大型铸件。

一种用于大型曲面结构铸件的造型方法，所述造型方法采用三箱造型，将铸件下半部分设置在下铸型、将铸件上半部分设置在中铸型、上铸型作为盖箱形成所述铸件上半部分的内部轮廓和放置冷铁、冒口等，其中下铸型和中铸型形成铸件的外部轮廓，且下铸型内还配合有内砂芯，所述内砂芯用于形成铸件下半部分的内部轮廓；将配合有内砂芯的所述下铸型、中铸型和上铸型装配组合后，即可形成待浇铸的铸件的完整型腔或整铸型。