一种内网纹套管精密铸件的蜡模模具的制作方法

本实用新型涉及精密铸造技术领域，具体的说是一种内网纹套管精密铸件的蜡模模具。

背景技术：

在机械精密铸造工艺中，常常遇到一些内部型腔比较复杂、外小内大、蜡件和模具的制造工艺性较差、模具设计蜡模成型不能采用直接抽芯或活块抽芯的技术生产的结构形式。现有技术硅溶胶精密铸造工艺通用的制造工艺有两种方式：第一种采用活块抽芯、水溶性芯、陶瓷芯、尿素芯的技术生产蜡模，第二种采用分体制造然后再装配焊接成型的技术生产蜡模。第一种制造工艺中，水溶性芯、陶瓷芯、尿素芯的制造蜡模和铸件制造工期长、占用工作空间大、蜡模铸件合格率低；最为关键的是后期制造过程中，溶解水溶性芯、尿素芯和碱爆清除陶瓷芯费工费力，产生大量的不可回收的工业废弃物和废气，给环境带来巨大的影响。第二种制造工艺在分体制造然后装配焊接成型过程中，蜡模需使用粘结剂，铸件焊接也会产生工业废气，同样费工影响环境。

一种不同形状网纹套管就是最特殊的系列产品之一，如图1-图3的一种结构图形式，内网纹套管内圆周上设计了形状大小深度一致的众多内六角形网纹，要求铸件内网纹套管不允许有钢珠、多肉等铸造缺陷。这种结构采用熔模精密铸造工艺，蜡模铸件制造一般的工艺只有使用水溶性芯或陶瓷芯，但由于内网纹较细，水溶性芯或陶瓷芯制造运输过程中，会因凹进的内网线钢珠、多肉等铸造缺陷而报废，更为重要的如前所述生产过程势必产生大量的不可回收的工业废弃物和废气，给环境带来巨大的影响。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种内网纹套管精密铸件的蜡模模具，解决精密铸造机械产品在硅溶胶精密铸造过程中，由于产品结构原因使用水溶性芯、陶瓷芯、尿素芯或装配焊接而造成的生产低效、工业排放物和废气较大的的制造工艺技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种内网纹套管精密铸件的蜡模模具，包括上模、下模、定位销、定位套、橡胶套和钢芯；所述上模和下模通过定位销和定位套定位连接，上模和下模设置与内网纹套管外侧壁的形状尺寸匹配的型腔；所述橡胶套为中空套筒结构，橡胶套的外侧壁设有与内网纹套管内侧壁形状尺寸匹配的网纹凸起；所述橡胶套配合套装在钢芯上；所述加装橡胶套的钢芯沿轴向穿过上模和下模之间的型腔；所述橡胶套的外侧壁与上模、下模的型腔之间形成的空间构成内网纹套管的蜡模的成型型腔，上模和下模的贴合面设置连接到成型型腔的浇口；所述橡胶套的材料采用聚氨酯橡胶或硅橡胶材料，橡胶套的壁厚为0.5—1.5mm。

上述内网纹套管精密铸件的蜡模模具，其进一步的改进在于：所述橡胶套的轴向长度大于内网纹套管的轴向长度；上模和下模对应橡胶套的两端端面设置限位台阶；钢芯的轴向长度大于橡胶套的轴向长度；钢芯的小端设置定位轴，上模和下模对应设置定位孔，钢芯的大端设置沿径向的销孔，上模和下模设置与销孔配合的过孔和销轴。

上述内网纹套管精密铸件的蜡模模具，其进一步的改进在于：所述橡胶套由橡胶套模具制作而成，橡胶套模具包括第一上模、第一下模、第一钢芯和橡胶成型套；所述第一上模和第一下模设置与橡胶成型套外侧壁的形状尺寸匹配的型腔；所述第一钢芯为与橡胶套内孔形状尺寸匹配的阶梯轴；所述橡胶成型套为中空套筒结构，橡胶成型套的内径与橡胶套的外径匹配，橡胶成型套的内侧壁加工与橡胶套外侧壁的网纹凸起的形状尺寸匹配的网格花纹，橡胶成型套的网格花纹两侧嵌装圆环骨架；所述橡胶成型套预嵌装定位在第一上模和第一下模的型腔内，第一钢芯沿轴向穿装定位在橡胶成型套内，第一钢芯与橡胶成型套之间形成的空间构成橡胶套的成型型腔。

上述内网纹套管精密铸件的蜡模模具，其进一步的改进在于：所述橡胶成型套由橡胶成型套模具制作而成，橡胶成型套模具包括第二上模、第二下模和网格钢芯；所述第二上模和第二下模的内腔设置与橡胶成型套外侧壁的形状尺寸匹配的型腔；所述网格钢芯的外侧壁精密加工与橡胶成型套内侧壁的网格花纹的形状尺寸匹配的网格凸起；所述网格钢芯沿轴向穿装定位在第二上模和第二下模的型腔内，网格钢芯与第二上模、第二下模的型腔之间形成的空间构成橡胶成型套的成型型腔。

上述内网纹套管精密铸件的蜡模模具，其进一步的改进在于：所述内网纹套管的内网纹为彼此连接的多边形花纹或者为多个分散的多边形花纹或者为异形花纹，橡胶套的外侧壁设置为对应的花纹凸起；或者所述内网纹套管替代为具有弯头、三通或十字通、泵阀产品，橡胶套的外侧壁为对应的匹配结构。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型根据产品内部形状设计制造薄壁的橡胶套，制造时，首先将橡胶套套装在有排气槽的钢芯上整体装到模具中，合模射蜡、分型、抽出钢芯，用尖嘴钳将橡胶套从蜡模拉出，就完成了形状结构复杂蜡模的制造。本实用新型解决了精密铸造机械产品在硅溶胶精密铸造过程中，由于产品结构原因使用水溶性芯、陶瓷芯、尿素芯或装配焊接而造成的生产低效、工业排放物和废气较大的制造工艺技术问题。

附图说明

图1为本实用新型一种内网纹套管精密铸件的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的c部局部放大图；

图4为本实用新型蜡模模具的结构示意图；

图5为本实用新型蜡模模具的主视图；

图6为本实用新型橡胶套的结构示意图；

图7为本实用新型橡胶套模具的结构示意图；

图8为本实用新型橡胶套模具的主视图；

图9为本实用新型橡胶成型套的主视图；

图10为图9的右视图；

图11为图9的e-e剖视图；

图12为本实用新型橡胶成型套模具的结构示意图；

图13为本实用新型橡胶成型套模具的主视图；

图14为本实用新型网格钢芯的结构示意图；

图15为本实用新型适用的另一种内网纹套管精密铸件的结构示意图；

图16为本实用新型适用的弯头及模具的结构示意图。

图中各标号分别表示为：1、上模，2、下模，3、销轴，4、钢芯，5、橡胶套，51、网纹凸起，6、浇口，7、内网纹套管，71、内网纹，8、第一上模，9、第一下模，10、第一钢芯，11、橡胶成型套，111、网格花纹，12、骨架，13、环形槽，14、集胶槽，15、网格钢芯，151、网格凸起，16、第二上模，17、第二下模，18、另一种结构的内网纹套管，19、弯头，20、蜡模。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：

本实用新型涉及一种内网纹套管精密铸件的蜡模模具，用于制作如图1-图3所示的内网纹套管7。内网纹套管7的内侧壁分布着众多形状大小深度一致的向内凹陷的内网纹71。该产品的铸造工艺要求铸件的内网纹无钢珠、多肉等铸造缺陷。为了满足工艺要求，采用溶模精密铸造工艺制作内网纹套管，因此首先需要制造符合设计要求的内网纹套管的蜡模。

所述内网纹套管的蜡模模具如图4-5所示，包括上模1、下模2、定位销、定位套、橡胶套5、钢芯4和销轴3。所述上模1和下模2通过定位销和定位套定位连接。所述上模1和下模2设置与内网纹套管产品外侧壁的形状尺寸匹配的型腔，上模1和下模2的型腔以内网纹套管产品的过轴心的轴向剖面为分界面，上下互相对称。

所述橡胶套5为如图6所示的中空套筒结构，橡胶套5的壁厚为0.5—1.5mm，橡胶套根据铸件蜡模收缩率采用聚氨酯橡胶或硅橡胶材料设计。所述橡胶套5的外侧壁设有网纹凸起51,网纹凸起51与内网纹套管7内侧壁的内网纹71的形状尺寸匹配。所述橡胶套5的中空内孔为阶梯孔，与内网纹套管7产品的形状对应一致，包括大端圆孔、过渡圆台孔和小端圆孔。为了便于实际操作，橡胶套5的轴向长度向外延伸超出内网纹套管7的轴向长度，延伸部分的形状尺寸与延伸始端的形状尺寸一致。

所述钢芯4为设有排气槽的阶梯轴结构，钢芯4的轴向长度以及排气槽的长度大于橡胶套5的轴向长度，钢芯4包括与橡胶套5内孔对应的配合段。配合段的小端设置定位轴，用于定位到上模1和下模2预设的限位孔内。配合段的大端顺轴向向外延伸，设置用于穿插销轴3的定位段，定位段的外端设置伸出上模1和下模2的外伸段。

所述钢芯4的外侧壁加装橡胶套5后作为整体，沿轴向插入上模1和下模2之间的型腔。所述橡胶套5的两端端面通过上模1和下模2上预设的限位台阶限位。所述钢芯4伸出橡胶套5的小端定位轴装配在上模和下模预设的限位孔，钢芯4伸出橡胶套5的定位段通过沿径向穿过上模和下模之间的销轴3定位，钢芯4的外伸段伸出上模和下模的外侧。定位限位后的橡胶套5的外侧壁与上模1、下模2的型腔之间形成的空间构成内网纹套管的蜡模20的成型型腔，上模1和下模2的贴合面设置连接到成型型腔的浇口6。

所述橡胶套5由橡胶套模具制作而成，如图7-图8所示，橡胶套模具包括第一上模8、第一下模9、第一钢芯10和橡胶成型套11。

所述橡胶成型套11为如图9-图11所示的中空套筒结构。所述橡胶成型套11的内径与橡胶套5的外径匹配，橡胶成型套11的内侧壁制造的网格花纹111,网格花纹111与橡胶套5的外侧壁的网纹凸起51的形状尺寸匹配。所述橡胶成型套11的外径对应橡胶套5的大端端面为方形端面，橡胶成型套11的对应橡胶套5的中间和小端均为圆环，在大端的端面设置截面为半圆的环形槽13。所述橡胶成型套11的网格花纹111两侧分别嵌装两组圆环骨架12，使橡胶成型套11保持形状。

所述第一钢芯10为阶梯轴，阶梯轴的中间段为与橡胶套5内孔匹配的形状尺寸，中间段的小端设置定位轴，中间段的大端设置外伸段。

所述第一上模8和第一下模9通过贴合面预设的定位槽和定位凸起定位连接，第一上模8和第一下模9设置与橡胶成型套外侧壁的形状尺寸匹配的型腔，第一下模9的贴合第一上模8的端面加工截面为半圆的环形集胶槽14。所述橡胶成型套11预嵌装定位在第一上模8和第一下模9的型腔内，第一钢芯10沿轴向穿装定位在橡胶成型套11内，第一钢芯10的外侧壁与橡胶成型套11的内侧壁之间形成的空间构成橡胶套5的成型型腔。

所述橡胶成型套11由橡胶成型套模具制作而成，如图12-图13所示，橡胶成型套模具包括第二上模16、第二下模17和网格钢芯15。所述第二上模16和第二下模17的内腔设置与橡胶成型套外侧壁的形状尺寸匹配的型腔。

所述网格钢芯15如图14所示，网格钢芯15在四轴高速雕刻机雕铣加工。网格钢芯15优选为阶梯轴，阶梯轴的中段外侧壁精密加工网格凸起151，网格凸起151与橡胶成型套11内侧壁的网格花纹111的形状尺寸匹配；阶梯轴的小端设置定位轴；阶梯轴的大端设置外伸段，外伸段开设销孔。

所述网格钢芯15沿轴向穿装定位在第二上模16和第二下模17的型腔内，网格钢芯15的外侧壁与第二上模16、第二下模17的型腔之间形成的空间构成橡胶成型套11的成型型腔。

上述一种内网纹套管精密铸件的蜡模模具的制造及铸造方法，包括以下步骤：

a.制作阶梯轴结构的网格钢芯。网格钢芯在四轴高速雕刻机雕铣加工，网格钢芯的外侧壁精密加工制作网格凸起，网格凸起与内网纹套管内网纹的形状尺寸匹配。

b.以网格钢芯为型芯设计制作橡胶成型套模具。在橡胶成型套模具内加注胶液，不失时机添加骨架，合模压紧，多余的胶液流入到集胶槽中，制得匹配套装在网格钢芯外侧壁的橡胶成型套，橡胶成型套的内侧壁形成与网格钢芯的网格凸起形状尺寸匹配的网格花纹。待胶液冷却后分型，将橡胶成型套与网格钢芯分离后完成橡胶成型套的制造。

c.以橡胶成型套的内侧壁为基准设计制作橡胶套模具。在橡胶套模具内用胶液注塑套装在预设的阶梯轴结构的第一钢芯上的薄壁橡胶套，橡胶套的外侧壁形成与橡胶成型套内侧壁网格花纹的形状尺寸配合的网纹凸起，待胶液冷却后分型，用尖嘴钳将橡胶套从橡胶成型套内分离完成橡胶套的制造。

d.以橡胶套为基体设计内网纹套管的蜡模模具。将橡胶套套装在带排气槽的钢芯上作为型芯，合模、按工艺技术要求射蜡和分型，抽出钢芯后，用尖嘴钳从蜡模中将橡胶套取出，完成内网纹套管的蜡模的制造。

e.通过溶模精密铸造的修蜡、浇注系统设计组树、蜡模清洗、制壳、脱蜡、壳焙烧、熔炼浇注、后处理、热处理和检验工艺步骤后，完成内网纹套管精密铸造。

在制壳工艺中对蜡模沾浆制作模壳，沾浆的浆液使用325目锆粉、120目的锆砂和硅溶胶按工艺要求配置，配置后的浆液粘度用詹氏量杯测量39-43秒，浆液配浆后连续搅拌必须大于12小时以上，具体的操作工艺，在沾浆时，必须让蜡模孔与浆液面成45-60°角慢慢地侵入，并目不停的慢慢转动模壳，使细窄网格纹底部的空气排出完全充型，模壳从浆液中取出口，用压缩汽枪喷嘴对网格纹逐个处理，使之网格纹完全充型后才允许转入下序。

本文所有使用“匹配”的含义均是指本领域技术人员结合具体的橡胶、蜡件、铸件收缩率等参数能够选择的满足工艺要求的配合形式。各个模具的制作均是按工艺方法要求以及铸件、橡胶、蜡模综合收缩率设计。

利用本实用新型的橡胶套工艺代替一般的硅溶胶精密铸造工艺活块抽芯、水溶性芯、陶瓷芯、尿素芯、装配焊接成型的技术生产蜡模工艺，可以制作内孔有任何形状图案的不能抽芯的高精密铸件,例如图15所示的另一种结构的内网纹套管18产品。利用本实用新型还可以制作铸件内腔倒拔模或蜡模成型不能采用直接抽芯完成蜡模成型的产品，例如弯头类产品、三通、十字通管件产品、泵阀通用机械产品。如图16的弯头19结构，中间为圆环状，两端为直径较小圆锥面，可根据铸件的具体的结构直接制造薄壁橡胶套，使用时两端分别传入钢芯后整体放到下模具定位面，合模、射蜡、分型、抽芯、最后用尖嘴钳将橡胶套从橡胶成型套拉出，就完成弯头蜡模的精密制造。