一种定位工装及其用于定位砂型铸造冷却板中管件的方法与流程

本发明属于冷却板铸造技术领域，特别涉及一种定位工装及其用于定位砂型铸造冷却板中管件的方法。

背景技术：

在工业生产中，时常会用到冷却板对产品进行冷却，其中，采用不锈钢管作为冷却通道的铝合金冷却板由于耐用、制作成本较低等优点而得到广泛使用。部分铝合金冷却板用于大型雷达阵面的冷却系统，且主要用于冷却安装在阵面上的电子元器件，使用过程中通循环冷却液进行冷却。由于该铝合金冷却板长达3440mm，椭圆孔尺寸15mm×23mm，孔太长且孔径小，无法采用打孔的方法成型。

因此，该类铝合金冷却板现有的制作方法是：在铝合金预制板上将放冷却管道的地方加工成型，然后放入不锈钢管，再将两块铝合金预制板采用焊接的方式将其组合焊接成型，进而将不锈钢管固定在两块铝合金构成的用于放置不锈钢管的型腔内。采用该加工工艺存在较大的缺点，其一是需要先将两块铝合金预制板制作好后，再使用其与不锈钢管进行焊接，使得铝合金冷却板的制作工艺复杂化；其二是在焊接时，只要不锈钢管的一致性稍有差异，将不锈钢管放入型腔，不锈钢管与铝合金之间就会存在较大的间隙，导致不锈钢管与铝合金预制板之间热量交换不足，进而使得铝合金冷却板的散热效果不好。

针对这种情况，当前的主要手段是以不锈钢管或铜管作为冷却通道，采用铸造的方式生产铝合金冷却板。但由于铝合金冷却板长宽冷却板厚加工完成后平面度要求0.1。中间两处减重腔尺寸分别为3340mm×60mm×17mm、3108mm×38mm×16mm，冷却管呈椭圆形，尺寸为15mm×23mm。冷却管外壁与大平面之间的壁厚为4mm，在长度为3430mm的范围内，加工后不允许露管，且加工后保证减重腔两侧壁厚，减重腔与大平面之间的壁厚为3mm。对此冷却管及减重腔砂芯在铸造型腔中的定位要求高，其直接决定了铝合金冷却板的成型质量，由于铸造方式存在该定位难点，因此，当前对较长的铝合金冷却板进行加工生产时，仍然是采用将不锈钢管放入两块铝合金预制板内，再将两块铝合金预制板采用焊接的方式将其组合焊接成型的方式加工铝合金冷却板。

技术实现要素：

本发明意在提供一种定位工装，以解决解决现有技术因较长的铝合金冷却板中管件难以定位，导致无法采用铸造的方式对铝合金冷却板进行加工的问题。

本方案中的一种定位工装，包括固定部和用于连通两个管件的连接部，所述连接部包括第一连接板和第二连接板，第二连接板内设有密闭的空腔，第二连接板同一侧的壁体上设有两个连通所述空腔的连接孔；所述第一连接板上设有两个密闭的腔室，每个腔室的壁上均设有进水孔和出水孔，两个所述腔室壁上的出水孔位于第一连接板的同一侧；

所述固定部包括多组固定件，固定件包括第一安装板、第二安装板和两个支柱块，第一安装板和第二安装板通过两个所述支柱块固定连接，两个所述支柱块上均设有与管件间隙配合的限位孔；两块所述支柱块相对的一侧均设有用于放置砂芯的支撑台；所述第二安装板上可拆卸连接有用于抵持砂芯的抵持块。

进一步，所述定位工装还包括多个用于套接管件的管套，管套的外径等于铝合金冷却板的厚度。通过设置铝材质的管套，管套固定套接在管件上有助于确保管件在厚度方向不偏移。

进一步，所述第一连接板的两端设有分别连通两所述腔室的调节孔，调节孔内固定连接有堵块。通过设置调节孔，一方面有助于管件焊接在第一连接板后，对焊渣的清理，便于加工腔室。

进一步，所述第二连接板的两端也设有连通所述空腔的调节孔，调节孔内也固定连接有堵块。通过在第二连接板的两端设置调节孔，一方面有助于管件焊接在第二连接板的连接孔后，对焊渣的清理，便于加工空腔。

进一步，所述第一连接板的两个所述进水孔均固定连接有管接头。通过设置管接头，使得管接头固定连接在浇注后的铝合金冷却板上，避免了在浇注期间对进水孔的封堵和后续对管接头的连接工作。

本发明基于上述定位工装，还提供将该定位工装用于定位砂型铸造冷却板中管件的方法，包括以下步骤：

步骤一、管件焊接

a、将堵块焊接在第一连接板和第二连接板的调节孔处，使其完全密封；

b、将套管和支柱块对应套接在两根管件上，然后将两根管件的两端分别焊接在第二连接板的连接孔和第一连接板的出水孔；

c、将管接头焊接在第一连接板的进水孔；

步骤二、管件整形：对焊接后的管件进行整形校正，确保管件的平面度在1mm以内；

步骤三、管件试压：在1mpa的气压下对焊接后的管件进行密闭性检测，确保管件在保压状态下至少1h不漏气；

步骤四、管件定位

a、将第一安装板放在砂箱型腔对应的位置上；

b、将焊接好的管件上的支柱块设有支撑台的一侧固定连接在第一安装板上；

c、将抵持块固定连接在第二安装板上；

d、将砂芯放入砂箱型腔内，并使砂芯中间部位放置在支柱块的支撑台上，然后将装有抵持块的第二安装板盖在支柱块上，确保抵持块与支撑台将砂芯固定后，将第二安装板与支柱块固定连接；

e、将第一安装板伸出砂箱的两头用紧固钢绳固定在砂箱上，即完成管件的定位。

本方案的有益效果：通过采用第一连接板和第二连接板对管件进行焊接固定，再通过管套降低管件在厚度方向的偏移；再利用支柱块将固定后的管件与第一安装板和第二安装板连接，同时利用支柱块上的支撑台并结合抵持块实现对砂芯的固定，再通过第一安装板将管件及其定位装置固定在砂箱内，进而完成对管件的固定，确保了后续浇注工作的有效进行。

进一步，步骤二中对管件整形时，采用木榔头对焊接后的管件进行整形校正。采用木榔头对管件进行整形校正，可减少其与管件的刚性碰撞，避免将管件撞击变形。

附图说明

图1为本发明中定位工装定位管件的总装图；

图2为图1中的a-a剖视图；

图3为图1中的管件焊接装配图；

图4为图2中第一安装板的右视图；

图5为图2中第二安装板的左视图；

图6为图1中堵头的剖视图；

图7为图2中抵持块的左视图；

图8为图3中套管的左视图；

图9为图3中第一连接板的三视图；

图10为图3中第二连接板的三视图；

图11为图2中支柱块的剖视图；

图12为图3中管接头的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：堵块1、第一连接板2、管接头3、管套4、支柱块5、管件6、第二连接板7、第一安装板8、第二安装板9、螺钉10、抵持块11、砂芯12、堵头13、砂台14。

实施例基本如附图1～2所示：一种定位工装，包括固定部、用于连通两个管件6(如附图8所示，其内部为椭圆形通孔)的连接部和多个用于套接管件6的管套4，管套4的外径等于铝合金冷却板的厚度，连接部包括第一连接板2和第二连接板7，第二连接板7如附图10所示，第二连接板7内设有密闭的空腔，第二连接板7同一侧的壁体上设有两个连通空腔的连接孔，第二连接板7的两端设有连通空腔的调节孔，调节孔内焊接有密封调节孔的堵块1；第一连接板2如附图9所示，第一连接板2上设有两个密闭的腔室，每个腔室的壁上均设有进水孔和出水孔，两个腔室壁上的出水孔位于第一连接板2的同一侧；第一连接板2的两端也设有分别连通两个腔室的调节孔，调节孔内焊接有封堵其的堵块1；第一连接板2的两个进水孔均焊接有管接头3，管接头3可拆卸连接有堵头13，堵头13如附图6所示，管接头3如附图12所示；

固定部包括多组固定件，固定件包括抵持块11、第一安装板8、第二安装板9和两个支柱块5，第一安装板8如附图4所示，第一安装板8上设有两组用于连接支柱块5的螺纹孔；第二安装板9如附图5所示，第二安装板9设有两组用于连接支柱块5的螺纹孔、一个用于连接抵持块11的螺纹孔；支柱块5如附图11所示，支柱块5的中心处设有与管件6间隙配合的限位孔，支柱块5的一侧设有用于放置砂芯12的支撑台，支柱块5的两端分别设有用于连接第一安装板8和第二安装板9的螺纹孔；抵持块11如附图7所示，抵持块11呈类“凸”字形；

第一安装板8和第二安装板9均使用螺钉10与支柱块5螺纹连接，两块支柱块5设有支撑台的一侧相对设置；抵持块11通过螺钉10固定连接在第二安装板9上。

定位工装用于定位砂型铸造冷却板中管件6的方法，包括以下步骤：

步骤一、管件6焊接

a、将堵块1焊接在第一连接板2和第二连接板7的调节孔处，使调节孔完全密封；

b、将套管和支柱块5对应套接在两根管件6上，然后将两根管件6的两端分别焊接在第二连接板7的连接孔和第一连接板2的出水孔，并保证密闭连通；

c、将管接头3焊接在第一连接板2的进水孔；管件6焊接后的装配图如附图3所示；

步骤二、管件6整形：将堵头13与管接头3固定连接，采用木榔头对焊接后的管件6进行整形校正，确保管件6的平面度在1mm以内；

步骤三、管件6试压：在1mpa的气压下对焊接后的管件6进行密闭性检测，确保管件6在保压状态下至少1h不漏气；

步骤四、管件6定位

a、将第一安装板8放在砂箱型腔对应的位置上；

b、将焊接好的管件6上的支柱块5设有支撑台的一侧通过螺钉10固定连接在第一安装板8上；

c、将抵持块11通过螺钉10固定连接在第二安装板9上；

d、将砂芯12放入砂箱型腔内，并使砂芯12中间部位放置在支柱块5的支撑台上，修补好分型面、出气道和填补砂档位置；对一箱多型要分型修整，扫清灰尘，检查无误后吹净散砂；使用皮管吹灰时要注意吹灰方向，以免吹出的散砂冲击到人或其他砂型中去；对卧做竖浇的砂型，应将砂芯12落好，合箱紧固后再竖立稳当；然后将装有抵持块11的第二安装板9盖在支柱块5上，确保抵持块11与支撑台将砂芯12固定后，使用螺钉10将第二安装板9与支柱块5固定连接；砂芯12上设有砂台14，砂台14远离砂芯12的一侧与砂箱型腔内壁贴合；

e、将第一安装板8伸出砂箱的两头用紧固钢绳固定在砂箱上，即完成管件6的定位。

定位完成后，即可进行合箱浇铸。

使用本发明中的定位工装定位砂型铸造冷却板中管件6，可有效对管件6进行定位，可将浇注的铝合金冷却板的报废率控制在4％以内。

实施例中，堵块1、第一连接板2、管接头3、管件6和第二连接板7材质均为ocr18ni10ti；管套4和支柱块5选用铝材；第一安装板8和第二安装板9选用钢板；螺钉10和抵持块11选用铝合金；砂芯12和砂台14选用树脂砂；堵头13选用钢材。