一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，通过上模和成型凸台围合形成铸件型腔；选取与待评价的熔模铸造铸件相同的蜡料制造圆角件蜡模；由于上模的内壁设有多个不同尺寸的内圆角，成型凸台的外壁设有多个不同尺寸的外圆角，以在圆角件蜡模上形成多个不同尺寸的内外圆角；通过下模对成型凸台、取模板以及上模进行支撑；通过取模板取出圆角件蜡模；本方案通过上模、成型凸台以及注料管相互协同配合，以获得内外圆角尺寸多但测量方便的圆角件蜡模，以评价熔模铸造铸件上圆角尺寸相同但难以测量的内外圆角，通过下模保证圆角件蜡模制备过程中的稳定顺利，通过取模板确保圆角件蜡模的顺利取出，以保证圆角件蜡模的尺寸精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具及方法


[0001]本专利技术涉及熔模精密铸造领域，特别地，涉及一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具。此外，本专利技术还涉及一种采用上述用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的方法。

技术介绍

[0002]熔模铸造是一种净成型工艺方式，具有成型精度高、表面光滑、少机加工处理等优点，然而熔模铸造的制造周期较长且工艺流程较为复杂，容易产生尺寸偏差的累积与传递，导致最后制得的铸件尺寸达不到尺寸精度要求，这主要是与熔模铸造的三大工艺流程有关：1、蜡模制备，在蜡模制备的过程中蜡料的成分及性能、注蜡工艺参数、注蜡流道设计等都会对蜡模的尺寸偏差产生影响；2、型壳制备，型壳制备过程中会受到各个方向上收到不同的热力梯度导致热膨胀；3、合金收缩，浇注阶段合金凝固收缩的过程是导致铸件尺寸超差的主要原因。
[0003]铸件的轮廓清晰度是指将制得的铸件尺寸与原始CAD模型尺寸进行比对，以获得各个部位尺寸相对于原始模型的偏差，由于复杂的铸件上常常会有不同的圆角尺寸，且铸件的轮廓大多数由多种内外圆角组成，而采用传统的测量方法难以测量铸件内部圆角尺寸且测量的误差较大，导致这些圆角尺寸在熔模铸造三大工艺流程中难以测量和评估，但在航空发动机以及汽车的零部件中，关键零部件的圆角尺寸将直接影响整体的装配效果以及空气动力学设计要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具及方法，以解决现有的熔模铸造铸件内外圆角尺寸传递偏差以及轮廓清晰度偏差难以评估的技术问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，用于评价熔模铸造铸件内外圆角尺寸传递与轮廓清晰度偏差，包括模、与下模连接的成型凸台、套设于成型凸台上并与下模上端面贴合的取模板以及盖设于成型凸台上并与取模板的上端面贴合的上模，上模的内壁设有多个不同尺寸的内圆角，成型凸台的外壁设有多个不同尺寸的外圆角，上模的内壁与成型凸台的外壁围合形成用于注塑成型具有多个不同尺寸的内圆角和外圆角的圆角件蜡模的铸件型腔，模具还包括与铸件型腔连通的用于向铸件型腔内输送蜡料的注料管。
[0006]进一步地，成型凸台包括依次连接的多个不同直径的圆柱，相邻两圆柱的连接处设置为外圆角，圆柱的端面边缘转角设置为外圆角；和/或上模的内腔包括依次连通的多个不同直径的圆柱形凹槽，相邻两圆柱形凹槽的连接处设置为内圆角，圆柱形凹槽的槽底边缘转角设置为内圆角。
[0007]进一步地，上模的下端面竖向凹设有多个连接孔，模具还包括与连接孔固定连接的用于支撑上模的支撑件，取模板设有与支撑件对应布设的用于容纳支撑件的让位槽，连
接孔、支撑件、让位槽三者一一对应布设。
[0008]进一步地，模具还包括与下模的侧壁连接的用于下模或者模具移动时施力的移动件。
[0009]进一步地，下模的上端面竖向凹设有用于安装成型凸台的安装槽，安装槽的槽底竖向开设有第一固定孔，成型凸台的下端面竖向凹设有与第一固定孔对应布设的第二固定孔，模具还包括穿设于第一固定孔并与第二固定孔固定连接的固定件。
[0010]进一步地，取模板的上端面的边缘竖向凹设有用于取出上模的第一取模槽。
[0011]进一步地，下模的上端面的边缘竖向凹设有用于取出取模板的第二取模槽。
[0012]进一步地，下模的侧壁周向凹设有多个用于减重的减重槽。
[0013]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的方法，用于评价熔模铸造铸件内外圆角尺寸传递偏差以及轮廓清晰度偏差，采用上述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，包括以下步骤：a、在蜡模制备阶段，选取与待评价的熔模铸造铸件相同的蜡料，通过注料管将蜡料注入铸件型腔内，得到圆角件蜡模，然后采用蓝光扫描采集圆角件蜡模的点云数据，以获取圆角件蜡模的点云模型；b、采用三维检测软件将圆角件蜡模的点云模型与圆角件CAD模型进行拟合，对中轴向方向进行切片测量圆角件蜡模各个圆角的尺寸，然后对比圆角件蜡模半径尺寸的偏差，得出圆角件蜡模的圆角半径尺寸偏差率；c、在型壳制备阶段，选取与待评价的熔模铸造铸件相同的型壳材料制备圆角件型壳，采用工业CT采集圆角件型壳的点云数据，以获取圆角件型壳的点云模型；d、对采集到的圆角件型壳的点云模型采用对中轴线方向进行切片，测量圆角件型壳各个圆角的半径尺寸，然后对比圆角件型壳的圆角半径尺寸的偏差，得出圆角件型壳的圆角半径尺寸偏差率；e、在合金收缩阶段，选取与待评价的熔模铸造铸件相同的金属液，向圆角件型壳中导入金属液，然后进行冷却，得到圆角件铸件，使用蓝光扫描采集圆角件铸件的点云数据，以获取圆角件铸件的点云模型；f、采用三维检测软件将圆角件铸件的点云模型与圆角件CAD模型进行拟合，对中轴线方向进行切片测量各个圆角的尺寸，然后对比圆角件铸件圆角半径尺寸的偏差，得出圆角件铸件的圆角半径尺寸偏差率；g、根据圆角件蜡模的圆角半径尺寸偏差率、圆角件型壳的圆角半径尺寸偏差率以及圆角件铸件的圆角半径尺寸偏差率评价熔模铸造铸件的圆角半径尺寸偏差率。
[0014]进一步地，根据圆角件蜡模的圆角半径尺寸偏差率、圆角件型壳的圆角半径尺寸偏差率以及圆角件铸件的圆角半径尺寸偏差率对熔模铸造铸件的轮廓清晰度偏差进行评价。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，通过上模和成型凸台围合形成铸件型腔，选取与待评价的熔模铸造铸件铸造过程中相同的蜡料，再通过注料管向铸件型腔内输送蜡料，以获得结构简单，圆角尺寸便于测量的圆角件蜡模，然后将圆角件蜡模的圆角尺寸与设计之初的圆角尺寸进行比较和计算，以获取圆角件蜡模的圆角半径尺寸偏差率；由于上模的内壁设有多个不同尺寸的内圆角，以在圆角件蜡模上形成多个不同尺寸的外圆角，由于这些不同尺寸的外圆角的圆角半径尺寸偏差率便于得出，因此可用于评价熔模铸造铸件上圆角尺寸相同但难以测量的外圆角在蜡模制备过程中的圆角半径尺寸偏差率；由于成型凸台的外壁设有多个不同尺寸的外圆角，以在圆角件蜡模上形成多个不同尺
寸的内圆角，由于这些不同尺寸的内圆角的圆角半径尺寸偏差率便于得出，因此可用于评价熔模铸造铸件上圆角尺寸相同但难以测量的内圆角在蜡模制备过程中的圆角半径尺寸偏差率；通过下模对成型凸台、取模板以及上模进行支撑，确保圆角件蜡模成型过程中稳定可靠；通过取模板取出圆角件蜡模，避免圆角件蜡模直接取出而受损，保证圆角件蜡模的尺寸精度；本方案通过上模、成型凸台以及注料管相互协同配合，以获得内外圆角尺寸多但测量方便的圆角件蜡模，以评价熔模铸造铸件上圆角尺寸相同但难以测量的内外圆角，通过下模保证圆角件蜡模制备过程中的稳定顺利，通过取模板确保圆角件蜡模的顺利取出，以保证圆角件蜡模的尺寸精度，进而提高评价结果的准确度。
[0017]本专利技术的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的方法，在蜡模制备中，选取与待评价的熔模铸造铸件蜡模制备过程中相同的蜡料制备圆角件蜡模，通过蓝光扫描和三维检测软本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，用于评价熔模铸造铸件内外圆角尺寸传递偏差以及轮廓清晰度偏差，其特征在于，包括下模(1)、与下模(1)连接的成型凸台(2)、套设于成型凸台(2)上并与下模(1)上端面贴合的取模板(3)以及盖设于成型凸台(2)上并与取模板(3)的上端面贴合的上模(4)，上模(4)的内壁设有多个不同尺寸的内圆角，成型凸台(2)的外壁设有多个不同尺寸的外圆角，上模(4)的内壁与成型凸台(2)的外壁围合形成用于注塑成型具有多个不同尺寸的内圆角和外圆角的圆角件蜡模的铸件型腔，模具还包括与铸件型腔连通的用于向铸件型腔内输送蜡料的注料管(5)。2.根据权利要求1所述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，其特征在于，成型凸台(2)包括依次连接的多个不同直径的圆柱，相邻两圆柱的连接处设置为外圆角，圆柱的端面边缘转角设置为外圆角；和/或上模(4)的内腔包括依次连通的多个不同直径的圆柱形凹槽，相邻两圆柱形凹槽的连接处设置为内圆角，圆柱形凹槽的槽底边缘转角设置为内圆角。3.根据权利要求1所述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，其特征在于，上模(4)的下端面竖向凹设有多个连接孔，模具还包括与连接孔固定连接的用于支撑上模(4)的支撑件(41)，取模板(3)设有与支撑件(41)对应布设的用于容纳支撑件(41)的让位槽，连接孔、支撑件(41)、让位槽三者一一对应布设。4.根据权利要求1所述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，其特征在于，模具还包括与下模(1)的侧壁连接的用于下模(1)或者模具移动时施力的移动件(11)。5.根据权利要求1所述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，其特征在于，下模(1)的上端面竖向凹设有用于安装成型凸台(2)的安装槽(12)，安装槽(12)的槽底竖向开设有第一固定孔，成型凸台(2)的下端面竖向凹设有与第一固定孔对应布设的第二固定孔，模具还包括穿设于第一固定孔并与第二固定孔固定连接的固定件。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差的模具，其特征在于，取模板(3)的上端面的边缘竖向凹设有用于取出上模(4)的第一取模槽(31)。7.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的用于评价熔模铸造铸件尺寸偏差...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢维，汪东红，胡斌臣，王寅，曹鹏，易出山，祝国梁，疏达，雷四雄，孙宝德，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：