本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)一種鑄鋼件的砂型鑄造工藝，特別涉及一種水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

水輪機(jī)葉片是水輪機(jī)機(jī)組中關(guān)鍵零部件，具有曲率變化大、壁薄、翹度大等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的鑄造方案一般為實(shí)樣造型（也稱為平撞立澆造型法）如圖1所示，或組芯造型（也稱為立撞立澆造型法）方案，如圖2所示。

其中平撞立澆方案如圖1所示，包括砂型a和砂芯b，分別造型后合箱組裝，存在的缺陷為：

1）需要加工實(shí)樣模樣及支撐胎板；

2）在組完砂芯之后需要將組裝有砂型/芯的砂箱翻立，操作難度大；

3)生產(chǎn)效率較低，砂鐵比（型砂與鑄件重量的比值）大。

立撞立澆造型法如圖2所示，型腔由帶有葉片兩個(gè)面的兩個(gè)砂芯組芯而成，組芯后再埋箱造型，存在的缺陷為：

1）每個(gè)產(chǎn)品都要分型制作兩個(gè)砂芯，組芯后埋箱，模型費(fèi)用高，埋砂量大；

2）由于此類產(chǎn)品芯盒設(shè)計(jì)的局限性，造型過程中需要翻芯；

3）生產(chǎn)效率低，砂鐵比大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中水輪機(jī)葉片砂型的造型工藝的不足，提供一種砂鐵比小，生產(chǎn)效率高的水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化造型結(jié)構(gòu)，降低造型成本。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)，包括若干依次拼裝組合的砂芯，各相鄰砂芯合型后形成一個(gè)鑄件型腔，各砂芯依次拼裝組合后分別形成多個(gè)鑄件的型腔，各相鄰砂芯型腔輪廓的周部設(shè)有配合拼裝的芯頭，所述芯頭上設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，各砂芯共用一套澆注系統(tǒng)，砂芯的頂部分別設(shè)有冒口補(bǔ)縮結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的水輪機(jī)葉片的砂芯結(jié)構(gòu)，利用水輪機(jī)葉片平面尺寸大，厚度薄的特點(diǎn)，采用一個(gè)組合砂芯結(jié)構(gòu)，形成多個(gè)鑄件型腔，一次埋箱造型和一次澆注成型多個(gè)鑄件，大大減小砂鐵比，減小單個(gè)砂芯的厚度，提高整體鑄造工藝效率。

作為本發(fā)明的砂芯結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，各砂芯沿直線方向依次拼裝，形成一個(gè)直線陣列排布的砂型結(jié)構(gòu)，除位于首、尾位置的砂芯，中間位置的各砂芯的兩側(cè)分別形成鑄件葉片的正面輪廓和反面輪廓，所述正面輪廓和反面輪廓的周部對應(yīng)形成葉片對應(yīng)的外周部的輪廓，首、尾位置的砂芯的輪廓分別與配合的相鄰砂芯形成一個(gè)完整的鑄件腔型。本結(jié)構(gòu)的直線陣列排布的造型方案，通過依次配合拼裝的n+1個(gè)砂芯，可以形成n個(gè)鑄件的型腔，一次埋箱澆注完成。

作為本發(fā)明的砂芯結(jié)構(gòu)的另一種優(yōu)方案，各砂芯沿圓周方向依次拼裝，形成一個(gè)圓形陣列排布的砂型結(jié)構(gòu)，每個(gè)砂芯的兩側(cè)分別形成鑄件葉片的正面輪廓和反正輪廓，所述正面輪廓和反面輪廓的周部對應(yīng)形成葉片對應(yīng)的外周部的輪廓。本結(jié)構(gòu)的圓形旋轉(zhuǎn)陣列的砂芯結(jié)構(gòu)，通過n個(gè)有正反兩面的砂芯拼裝而成的組合砂芯結(jié)構(gòu)，可以形成n個(gè)鑄件型腔，各砂芯的正反面形狀配合組裝后一次埋箱澆注完成。

作為上述砂芯結(jié)構(gòu)中定位結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，各相鄰砂芯的定位結(jié)構(gòu)包括相鄰砂芯的芯頭部位對應(yīng)設(shè)置的若干凸塊和凹坑。

作為本發(fā)明的澆注系統(tǒng)的改進(jìn)，所述澆注系統(tǒng)采用底注式澆注系統(tǒng)，包括直澆道、分別延伸入各鑄件型腔對應(yīng)的砂芯底部的橫澆道，每個(gè)橫澆道分別分支設(shè)有若干與對應(yīng)的型腔連接的內(nèi)澆道。

作為本發(fā)明的補(bǔ)縮系統(tǒng)的改進(jìn)，各腔型外周對應(yīng)的砂芯部位分別設(shè)有冷鐵，各型腔對應(yīng)的砂芯頂部分別設(shè)有補(bǔ)貼和冒口。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中平撞立澆造型水輪機(jī)葉片的示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中立撞立澆造型水輪機(jī)葉片的示意圖。

圖3為本發(fā)明的采用直線陣列方式組芯的水輪機(jī)葉片鑄鋼件的鑄造工藝圖。

圖4為直線式陣列方式組芯后的砂芯結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的剖視圖。

圖6為單個(gè)砂芯正面的示意圖。

圖7為單個(gè)砂芯反面的示意圖。

圖8本發(fā)明的采用圓周旋轉(zhuǎn)陣列方式組芯的水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)的示意圖。

其中，1鑄件；2冒口；3補(bǔ)貼；4冷鐵；5橫澆道；6內(nèi)澆道；7直澆道；8砂芯；9芯頭；10正面輪廓；11凸塊；12凹坑；13反面輪廓。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖3—圖7所示，為本發(fā)明的水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式，包括若干依次沿直線方向依次拼裝組合的砂芯8，如圖4和圖5所示，各相鄰砂芯8合型后形成一個(gè)鑄件型腔，各砂芯8依次拼裝組合后分別形成多個(gè)鑄件的型腔，各相鄰砂芯8型腔輪廓的周部設(shè)有配合拼裝的芯頭9，芯頭9上設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，各砂芯共用一套澆注系統(tǒng)，砂芯8的頂部分別設(shè)有冒口補(bǔ)縮結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例的直線陣列排布的砂型結(jié)構(gòu)，除位于首、尾位置的砂芯，中間位置的各砂芯8的兩側(cè)分別形成鑄件葉片的正面輪廓10和反面輪廓13，如圖6和圖7所示，正面輪廓10和反面輪廓13的周部對應(yīng)形成葉片對應(yīng)的外周部的輪廓，首、尾位置的砂芯的輪廓分別與配合的相鄰砂芯形成一個(gè)完整的鑄件腔型。本實(shí)施例上述直線陣列排布的造型方案，通過依次配合拼裝的n+1個(gè)砂芯，可以形成n個(gè)鑄件的型腔，一次埋箱澆注完成。

如圖6和圖7所示，各相鄰的砂芯8的定位結(jié)構(gòu)包括相鄰砂芯的芯頭部位對應(yīng)設(shè)置的若干凸塊11和凹坑12。組芯時(shí)，各相鄰砂芯的芯頭配合部位的凸塊與凹坑凸凹配合，形成穩(wěn)定的組芯配合結(jié)構(gòu)，全部組芯配合好后通過若干貫穿各芯頭的長拉桿整體固定。

本實(shí)施例的鑄造工藝如圖3所示，其澆注系統(tǒng)采用底注式澆注系統(tǒng)，包括直澆道7、分別延伸入各鑄件1的型腔對應(yīng)的砂芯底部的橫澆道5，每個(gè)橫澆道5分別分支設(shè)有若干與對應(yīng)的型腔連接的內(nèi)澆道6。本實(shí)施例的各腔型外周對應(yīng)的砂芯的相關(guān)部位分別設(shè)有若干冷鐵4，各型腔對應(yīng)的砂芯頂部分別設(shè)有補(bǔ)貼3和冒口2。

本實(shí)施例的水輪機(jī)葉片的砂芯結(jié)構(gòu)，利用水輪機(jī)葉片平面尺寸大，厚度薄的特點(diǎn)，采用一個(gè)組合砂芯結(jié)構(gòu)，形成多個(gè)鑄件型腔，一次埋箱造型和一次澆注成型多個(gè)鑄件，減少單個(gè)砂芯的厚度，砂鐵比單獨(dú)的立撞立澆造型方案減小40%—60%，提高整體鑄造工藝效率，降低生產(chǎn)成本。

實(shí)施例2

如圖8所示為本實(shí)施例的采用圓周旋轉(zhuǎn)陣列方式組芯的水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例不同之處在于，本實(shí)施例的各砂芯沿圓周方向依次拼裝，形成一個(gè)圓形陣列排布的砂型結(jié)構(gòu)，每個(gè)砂芯8的兩側(cè)也分別形成鑄件葉片的正面輪廓和反正輪廓，正面輪廓和反面輪廓的周部對應(yīng)形成葉片對應(yīng)的外周部的輪廓。砂芯與砂芯之間的頭芯配合及定位結(jié)構(gòu)與上實(shí)施例1相同，澆注系統(tǒng)和冒口補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)置方式也與實(shí)施例1相似。本結(jié)構(gòu)的圓形旋轉(zhuǎn)陣列的砂芯結(jié)構(gòu)，通過n個(gè)有正反兩面的砂芯拼裝而成的組合砂芯結(jié)構(gòu)，可以形成n個(gè)鑄件型腔，各砂芯的正反面形狀配合組裝后一次埋箱澆注完成。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)一種水輪機(jī)葉片鑄鋼件的砂芯結(jié)構(gòu)，包括若干依次拼裝組合的砂芯，各相鄰砂芯合型后形成一個(gè)鑄件型腔，各砂芯依次拼裝組合后分別形成多個(gè)鑄件的型腔，各相鄰砂芯型腔輪廓的周部設(shè)有配合拼裝的芯頭，所述芯頭上設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，各砂芯共用一套澆注系統(tǒng)，砂芯的頂部分別設(shè)有冒口補(bǔ)縮結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的水輪機(jī)葉片的砂芯結(jié)構(gòu)，利用水輪機(jī)葉片平面尺寸大，厚度薄的特點(diǎn)，采用一個(gè)組合砂芯結(jié)構(gòu)，形成多個(gè)鑄件型腔，一次埋箱造型和一次澆注成型多個(gè)鑄件，大大減小砂鐵比，減小單個(gè)砂芯的厚度，提高整體鑄造工藝效率。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇志東;唐鐘雪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：共享鑄鋼有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.26
技術(shù)公布日：2017.09.08