一种钛合金薄壁壳体铸坯精加工模具的制作方法

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁壳体铸坯精加工模具。

背景技术：

钛合金具有强度高、密度小、耐热性好、抗腐蚀性能强等特点，是一种综合机械性能优良的工程材料，在航空、航天、汽车、医疗、船舶、工业机器人、石油和化工等工业领域得到了广泛的应用。

钛合金薄壁壳体零件在加工过程中金属去除量大、刚性弱、强度低、加工工艺性差，在切削力、切削热和切削震颤等因素作用下，容易产生较大加工变形和切削振动等情况，加工后难以保证零件的加工精度和表面质量，同时加工效率亦较低。如何控制钛合金薄壁壳体零件的加工变形是机械制造业的棘手问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种钛合金薄壁壳体铸坯精加工模具，通过该模具可有效提高零件的刚度和强度，工序安排合理、工作效率高，加工成本低，不仅能有效解决钛合金薄壁壳体零件的加工变形问题，而且大大提高了零件的加工精度和表面质量。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种钛合金薄壁壳体铸坯精加工模具，包括钛合金薄壁壳体铸坯、内浇注模具及外浇筑模具，钛合金薄壁壳体铸坯外包覆外浇筑模具，内包含内浇注模具；所述的外浇筑模具由外腔浇铸底板及外圆浇铸壳体组成，外腔浇铸底板、外圆浇铸壳体及钛合金薄壁壳体铸坯外表面之间构成浇注腔A；所述的内浇注模具由内腔浇铸底板及内腔浇铸芯管组成，内腔浇铸底板、内腔浇铸芯管及钛合金薄壁壳体铸坯内表面之间构成浇注腔B。

所述的外腔浇铸底板外圆为孔侧面A，中间设有圆孔，圆孔A外为圆柱面A。

所述的内腔浇铸底板外圆为孔侧面B，中间设有圆孔，圆孔B外为圆柱面B。

所述的外腔浇铸底板、内腔浇铸底板为成套部件，其尺寸根据加工后的钛合金薄壁壳体加工件的尺寸相配合。

所述的钛合金薄壁壳体铸坯壁厚误差要求控制在±0.05mm。

本实用新型的有益效果是：

本模具可在外圆浇铸工艺工装和内腔浇铸工艺工装内，通过填充在室温下具有高强韧性的易熔合金来提高零件的刚度和强度，极大地降低了加工难度和生产成本，有效地解决了钛合金薄壁壳体零件的加工变形问题。同时，作为填充物的易熔合金还可以回收再次利用，不但进一步降低了生产成本，同时还保护了环境，是一种绿色环保的加工方法。

附图说明

图1为本实用新型的模具示意图，其中a为外圆浇铸工艺工装示意图，b为内腔浇铸工艺工装示意图。

图2为本实用新型的模具外圆浇铸底板示意图。

图3为本实用新型的模具内腔浇铸底板示意图。

其中，1为钛合金薄壁壳体铸坯；2为内浇注模具；3为外浇筑模具；4为浇注腔A；5为浇注腔B；6为外腔浇铸底板；7为外圆浇铸壳体；8为内腔浇铸底板；9为内腔浇铸芯管；10为孔侧面A；11为圆柱面A；12为孔侧面B；13为圆柱面B。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种钛合金薄壁壳体铸坯精加工模具，包括钛合金薄壁壳体铸坯1、内浇注模具2及外浇筑模具3，钛合金薄壁壳体铸坯1外包覆外浇筑模具3，内包含内浇注模具2；所述的外浇筑模具3由外腔浇铸底板6及外圆浇铸壳体7组成，外腔浇铸底板6、外圆浇铸壳体7及钛合金薄壁壳体铸坯1外表面之间构成浇注腔A4；所述的内浇注模具2由内腔浇铸底板8及内腔浇铸芯管9组成，内腔浇铸底板8、内腔浇铸芯管9及钛合金薄壁壳体铸坯1内表面之间构成浇注腔B5。

如图2所示，所述的外腔浇铸底板6外圆为孔侧面A10，中间设有圆孔，圆孔A外为圆柱面A11。

如图3所示，所述的内腔浇铸底板8外圆为孔侧面B12，中间设有圆孔，圆孔B外为圆柱面B13。

所述的外腔浇铸底板6、内腔浇铸底板8为成套部件，其尺寸根据加工后的钛合金薄壁壳体加工件的尺寸相配合。

本实用新型的工作原理是，包括以下步骤：

1）将钛合金薄壁壳体零件铸造毛坯去应力退火；

2）将钛合金薄壁壳体铸坯1装配到外腔浇铸底板6上，外腔浇铸底板6利用圆柱面A11对钛合金薄壁壳体铸坯1定位，将外圆浇铸壳体7装配到外腔浇铸底板6上，外腔浇铸底板6利用孔侧面A10对钛合金薄壁壳体铸坯1定位，将熔融态的易熔合金浇铸到由外腔浇铸底板6、外圆浇铸壳体7及钛合金薄壁壳体铸坯1外表面之间构成浇注腔A4中，待易熔合金的温度降至室温并固化后，拆除外腔浇铸底板6；

3）将钛合金薄壁壳体铸坯1、冷却凝固后的易熔合金和外圆浇铸壳体7的结合体作为加工件，经行粗车半精加工；

4）将步骤3）粗加工后的钛合金薄壁壳体铸坯1及步骤3）的结合体，放入100℃的沸水中，熔化已冷却凝固的易熔合金，分离钛合金薄壁壳体铸坯1，回收易熔合金液体；

5）将步骤4）处理的钛合金薄壁壳体铸坯1装配到内腔浇铸底板8上，内腔浇铸底板8利用孔侧面B12对处理的钛合金薄壁壳体铸坯1定位，将内腔浇铸芯管9装配到内腔浇铸底板8上，内腔浇铸底板8利用圆柱面B13对内腔浇铸芯管9定位，将步骤4）回收的熔融态的易熔合金浇铸到由内腔浇铸底板8、内腔浇铸芯管9及钛合金薄壁壳体铸坯1内表面之间构成浇注腔B5中，待易熔合金的温度降至室温并固化后，拆除内腔浇铸底板8；

6）将处理过的钛合金薄壁壳体铸坯1、冷却凝固后的易熔合金和内腔浇铸芯管9的结合体作为加工件，经行粗车半精加工；

7）将经步骤6）粗加工后的钛合金薄壁壳体铸坯1、步骤6）的结合体，放入100℃的沸水中，熔化已冷却凝固的易熔合金，分离钛合金薄壁壳体铸坯1，回收易熔合金液体；

8）将步骤7）分离出来的粗加工后的钛合金薄壁壳体铸坯1进行去应力退火处理；

9）可经行多次粗加工，更换与粗加工后钛合金薄壁壳体铸坯1尺寸相配的外腔浇铸底板、内腔浇铸底板，预留适当的精加工余量，确定相应的去应力退火参数，在此基础上重复步骤2）～步骤8）的操作，最终完成钛合金薄壁壳体铸坯1的半精加工；

10）可经行多次精加工，更换与半精加工后钛合金薄壁壳体铸坯1尺寸相配的外腔浇铸底板、内腔浇铸底板8在此基础上重复步骤2）～步骤7）的操作，完成钛合金薄壁壳体铸坯1的精加工。