专利名称：液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铸造模型，尤其涉及一种液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型。
背景技术：
泵轮是液力偶合器传递动力的主动轮，由泵轮叶片和流道组成，对工作介质(油) 做功，将原动机的机械能转换成介质的动能和势能，涡轮与泵轮相对应，由涡轮叶片和流道 组成，吸收工作介质的动能和势能，将介质的动能和势能转换成机械能输出。叶片和流道是 组成泵轮和涡轮的主要部分，二者构成的空间结构称为型腔，型腔的造型与泵轮/涡轮的 强度以及偶合器传递动力的效率相关。目前，液力偶合器的泵轮和涡轮都是采用铸造模型加工制造。请参阅图1与图2， 现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型包括流道模型11和多个叶片模型12，流道模型11上 设置有多个插孔，叶片模型12底部设置有插座，铸造时，叶片模型12和流道模型11进行组 装，将叶片模型12插入流道模型11，两个叶片模型12与流道模型11围成的空间结构即为 型腔，将叶片模型12与与流道模型11组装好后再经过几道铸造工艺就能加工生产出泵轮 或涡轮。但是，如图1所示，由于叶片模型12与流道模型11的配合面为空间曲线，很难加 工，因此通常采用近似曲线配合，这就导致叶片模型12与流道模型11的配合间隙过大，二 者连接处的圆角不仅缺乏准确性，还容易出现尖角。同时，由于叶片模型12的圆角收边处 非常单薄，在放置和组装使用的过程中，很容易碰伤和磨损，会导致圆角缺损。连接圆角不 准确以及圆角尖角和圆角缺损都会使得叶片和流道不能圆滑过渡，在浇铸时容易出现因浇 铸液流动不畅引起浇铸缺陷，影响型腔的准确性和光滑度，型腔的造型不能满足设计要求。 同时，圆角缺损还会导致在铸造和热处理过程中产生交变应力损伤铸件。该些缺点都会在 结构上导致最终的泵轮和涡轮应力集中，降低了安全系数，增加了使用的风险，影响泵轮和 涡轮的性能。如图3所示，涡轮13的叶片131和流道132之间的各连接圆角133均缺乏准确 性，连接圆角133上存在圆角尖角和圆角缺损，涡轮叶片131和流道132不能圆滑过渡，型 腔134的造型不能满足设计要求，增大了偶合器的损耗。综上所述，现有泵轮/涡轮铸造模型存在叶片模型与流道模型连接处圆角缺乏准 确性、容易出现圆角尖角和圆角缺损的缺点，使得型腔造型不能满足设计要求，影响液力偶 合器泵轮/涡轮的性能。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，以解决现有技 术中液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型存在叶片模型与流道模型连接处圆角缺乏准确性、容 易出现圆角尖角和圆角缺损的缺点，使得型腔造型不能满足设计要求，影响液力偶合器泵 轮/涡轮的性能的技术问题。[0008]为达到上述目的，本实用新型提供一种液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，包括若 干型腔模型，各型腔模型拼接连接，型腔模型包括模型主体和两流道侧边，模型主体与泵轮 /涡轮的叶片形状相同，两流道侧边分别设置在模型主体两侧，与模型主体一体成型制成， 且模型主体与两流道侧边圆角过渡。依照本实用新型较佳实施例所述的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，其型腔模型 底部设置有凸起。依照本实用新型较佳实施例所述的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，其型腔模型 采用铝制成。本实用新型的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型将泵轮/涡轮叶片和流道设计在一 个整体的型腔模型上，通过加工来保证连接圆角的准确性和光滑度。型腔模型的叶片和流 道造型都是简单的平面和空间曲面，通过机加工就能很好的保证，有效改善了叶片侧面、流 道及连接圆角的准确性和光滑度，不会产生圆角尖角和圆角缺损，提高了泵轮/涡轮的型 腔的准确性和光滑度，提高了液力偶合器泵轮/涡轮的性能，保证了偶合器的动力传递。并 且，在浇铸工艺阶段，光滑圆角能够避免壁厚不均、充不满、裂纹等浇铸缺陷。同时，在热处 理工艺阶段，光滑圆角能够释放应力，避免应力集中导致的裂纹和多次巨大的交变应力对 铸件的损伤，提高铸件的内在质量，在结构上保证了泵轮、涡轮的强度，提高了偶合器的安 全系数，保证了偶合器的正常运行。因此，本实用新型有效克服了现有泵轮/涡轮铸造模 型存在的叶片模型与流道模型连接处圆角缺乏准确性、容易出现圆角尖角和圆角缺损的缺 点，提高了泵轮/涡轮型腔的准确性和光滑度，提高了液力偶合器泵轮/涡轮的性能，保证 了液力偶合器的动力传递。
图1为现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的结构示意图；图2为现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的叶片模型的结构示意图；图3为采用现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型生产的涡轮的局部结构示意图；图4为本实用新型液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的结构示意图；图5为本实用新型实施例的型腔模型的结构示意图；图6为本实用新型实施例的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的应用示意图；图7为采用本实用新型液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型生产的涡轮的局部结构示 意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本实用新型。本实用新型的核心在于液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型采用整体式结构，将叶 片模型和流道模型设计在一个整体的型腔模型上，流道直接布置在模型主体上，模型主体 和流道侧边采用圆角过渡，通过加工来保证连接圆角的准确性和光滑度，从而有效克服了 现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的各种缺点，提高了泵轮/涡轮型腔的准确性和光滑 度，提高了液力偶合器泵轮/涡轮的性能，保证了液力偶合器的动力传递。请参阅图4至图5，一种液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，包括若干由铝制成的型腔模型20，各型腔模型20拼接连接，型腔模型20包括模型主体201和两流道侧边202， 模型主体201与泵轮/涡轮的叶片形状相同，两流道侧边202分别设置在模型主体201两 侧，与模型主体201 —体成型制成，且模型主体201与两流道侧边202圆角过渡。流道侧边 202的形状与泵轮/涡轮的流道形状相匹配，其自模型主体201—端至另一端的宽度逐渐由 宽变窄，且每个流道侧边202的面积恰好为相邻叶片间流道面积的一半。该液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型使用时，将各型腔模型20拼接后，相邻两型腔 模型20的流道侧边202相接组成一封闭面，形成流道，相邻两模型主体201与二者之间的 流道构成的空间结构即为型腔。如图4所示，模型主体201和两流道侧边202之间的过渡 圆角的准确性和光滑度良好，使型腔造型能够最大限度的达到设计要求。如图5所示，在本实例中，型腔模型20底部还设置有凸起203，该凸起203能够配 合现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型的流道模型11使用，以方便型腔模型20的拼接组 装。请同时参阅图6，型腔模型20通过凸起203插入流道模型11的插孔内，与流道模型11 插接连接。在本实例中，型腔模型20通过凸起203与插孔进行固定，不仅连接方便还增强 了各型腔模型20拼接的稳定性。但是，需要说明的是，本实用新型并非局限于此，例如，型 腔模型20底部可以不设置凸起203，而直接设置成光滑的弧面，或者，将流道侧边202外侧 延伸，将型腔模型20外侧设置成实心的整体等设计均可采用，只要保证流道侧边202内部 的形状即可，对于流道侧边202外侧的具体形状并不加以限定，可以采用任意形状。当底部 直接设置成光滑的弧面时，拼接组装时通过普通的圆环就可加以稳固。因此，本实用新型并 不限定型腔模型20底部及外侧的具体形状，并且，现有技术中任何能够实现将型腔模型20 拼接组装以及进行稳固的方式均应落在本实用新型的保护范围内，以上采用在型腔模型20 底部还设置凸起203并配合流道模型11拼接组装只是一个实例，并不用于限定本实用新 型。另外，在本实例中，型腔模型20采用铝制成，然而，这也只是一个实例，并不用于 限定本实用新型。本实用新型的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型采用整体式结构，把叶片模型和流 道模型设计在一个整体的型腔模型上，流道直接布置在模型主体上，解决了现有分体式模 型中连接圆角的缺陷问题。实现本实用新型的关键在于设计一套能浇出整体式型腔模型的 模具。在设计模具时要充分考虑铸件的收缩率和拔模斜度，根据不同要求的叶片数，划分不 等的流道数，再根据流道的大小确定型腔模型模具外壳的大小，根据所需叶片的厚度、斜度 及连接圆角确定模具侧板的大小，之后把几个模具零件组装成型，经浇口浇铸成叶片模型。 具体为首先，根据已设计完成的泵、涡轮零件图得到叶片数量和单叶片形状以及单叶片 的流道尺寸，单叶片的流道尺寸根据叶片数均分零件的流道所得；之后，根据得到的叶片数 量、单叶片形状以及单叶片的流道尺寸确定具体的型腔模型数量、单个型腔模型的形状、连 接圆角的尺寸及单个型腔模型的流道尺寸，再根据所需的尺寸设计型腔模型的模型图。另 外，本实用新型采用铝制成，由于铝在浇铸后会收缩，所以型腔模型的尺寸应根据收缩率比 零件的正常尺寸大。模型的尺寸确定后，就可以设计模具了。根据型腔模型的模型主体尺 寸设计模具外壳，其中流道和浇口就包括在外壳中，设计时注意考虑收缩率和拔模斜度，还 要开足够数量的排气孔。根据模型主体的斜度和圆角尺寸来设计侧板及拼块的斜度和圆角 尺寸，然后再加上后盖和盖板，至此叶片模具设计完成。其所用材料都是普通钢材，用机加工就可实现。加工完后把这几大部件拼装成型，从浇口注入铝水，等冷却收缩后，就形成了 型腔模型。请再参阅图7，其为采用本实用新型液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型生产的涡轮 的结构示意图。如图所示，涡轮21的叶片211和流道212之间的各连接圆角213均准确、 光滑，连接圆角213上不存在圆角尖角和圆角缺损，涡轮叶片211和流道212圆滑过渡，型 腔的造型满足设计要求，增强了涡轮的性能。请参阅表1，其为采用本实用新型的液力偶合 器泵轮/涡轮铸造模型和现有液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型生产的泵轮/涡轮的性能对 比表。 表 1由表1可以看出，采用本实用新型的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型生产的泵轮/ 涡轮比现有铸造模型生产的泵轮/涡轮的安全系数和力矩系数都有显著提高，提高了泵轮 /涡轮的性能。本实用新型的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型将泵轮/涡轮叶片和流道设计在一 个整体的型腔模型上，通过加工来保证连接圆角的准确性和光滑度。型腔模型的叶片和流 道造型都是简单的平面和空间曲面，通过机加工就能很好的保证，有效改善了叶片侧面、流 道及连接圆角的准确性和光滑度，不会产生圆角尖角和圆角缺损，提高了泵轮/涡轮的型 腔的准确性和光滑度，提高了液力偶合器泵轮/涡轮的性能，保证了偶合器的动力传递。并 且，在浇铸工艺阶段，光滑圆角能够避免壁厚不均、充不满、裂纹等浇铸缺陷。同时，在热处 理工艺阶段，光滑圆角能够释放应力，避免应力集中导致的裂纹和多次巨大的交变应力对 铸件的损伤，提高铸件的内在质量，在结构上保证了泵轮、涡轮的强度，提高了偶合器的安 全系数，保证了偶合器的正常运行。因此，本实用新型有效克服了现有泵轮/涡轮铸造模 型存在的叶片模型与流道模型连接处圆角缺乏准确性、容易出现圆角尖角和圆角缺损的缺 点，提高了泵轮/涡轮型腔的准确性和光滑度，提高了液力偶合器泵轮/涡轮的性能，保证 了液力偶合器的动力传递。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但本实用新型并非局限于此，任 何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本实用新型的保护范围内。
权利要求一种液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，其特征在于，包括若干型腔模型，所述各型腔模型拼接连接，所述型腔模型包括模型主体和两流道侧边，所述模型主体与泵轮/涡轮的叶片形状相同，所述两流道侧边分别设置在所述模型主体两侧，与所述模型主体一体成型制成，且所述模型主体与所述两流道侧边圆角过渡。
2.如权利要求1所述的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，其特征在于，所述型腔模型底 部设置有凸起。
3.权利要求1所述的液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，其特征在于，所述型腔模型采用 铝制成。专利摘要一种液力偶合器泵轮/涡轮铸造模型，包括若干型腔模型，各型腔模型拼接连接，型腔模型包括模型主体和两流道侧边，模型主体与泵轮/涡轮的叶片形状相同，两流道侧边分别设置在模型主体两侧，与模型主体一体成型制成，且模型主体与两流道侧边圆角过渡。本实用新型有效克服了现有泵轮/涡轮铸造模型存在的叶片模型与流道模型连接处圆角缺乏准确性、容易出现圆角尖角和圆角缺损的缺点，提高了泵轮/涡轮型腔的准确性和光滑度，提高了液力偶合器泵轮/涡轮的性能，保证了液力偶合器的动力传递。
文档编号B22C9/28GK201644722SQ20102011963
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者梁世伟, 范玉, 阎德志 申请人:上海交大南洋机电科技有限公司