一种工艺支撑堵头、工艺支撑骨架及模壳的制作方法

本实用新型涉及铸造工艺技术领域，具体涉及一种用于熔模铸造的工艺支撑堵头、工艺支撑骨架及模壳。

背景技术：

众所周知，熔模铸造技术以其尺寸精度高、生产灵活性高等特点在工业制造领域得以广泛应用，又称失蜡铸造，具体工艺路线包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。

随着失蜡铸造技术的日趋发展，超大尺寸模壳的需求越来越多。相应地，制壳过程中的蜡件、浇注系统(也是蜡材料)结合所形成的蜡树尺寸超大。在制壳沾涂料与淋砂的动作过程，单边夹持蜡树，蜡树自重形成弯曲力矩会使蜡树变形、断裂，请参见图1所示。随着制壳材料不断涂覆在蜡树上，包覆有蜡树的模壳重量高达数百公斤。

为解决这一问题，现有技术通常有在蜡树的浇注系统中预先设置承重骨架，骨架穿越浇浇道的两端，解决单侧夹持为两端承载，以避免蜡树自重过大导致蜡树变形、断裂的情况发生，请参见图2所示。失蜡成型之后，再除去骨架和夹持杆。但是，受其自身结构的限制，一方面制壳材料不可避免地延伸堆积至底部一侧的夹持杆a处，形成无效材料的浪费；另一方面，除去骨架和夹持杆后，浇道底部形成开放状态，并且开口b存在过大的可能，请参见图3所示，因此，需要另行修补封堵模壳开口b，严重影响生产效率，以及模壳修补处的可靠性，甚至会存在修补砂粒落入模壳内影响铸件质量的问题。

有鉴于此，亟待针对超大尺寸模壳制备工艺进行优化设计，以克服现有技术存在的上述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种工艺支撑堵头、工艺支撑骨架及模壳，通过结构优化形成模壳底部工艺结构，在获得良好工艺性的基础上，为提高铸件质量提供了技术保障。

本实用新型提供的工艺支撑堵头，适配于制作模壳的承重骨架，所述承重骨架的外周设置有流道模胎，所述工艺支撑堵头的本体的内端面开设有第一螺纹盲孔，所述第一螺纹盲孔可与所述承重骨架的内伸端外螺纹段旋紧，且旋紧后的所述内端面沿轴向可与所述流道膜胎贴合；所述工艺支撑堵头采用比所述模壳耐高温且强度高的材料制成。

优选地，所述第一螺纹盲孔采用锥螺纹。

优选地，所述堵头的本体外端面开设有第二螺纹盲孔，所述第二螺纹盲孔可与第一夹持杆的外螺纹段旋紧。

优选地，所述第二螺纹盲孔与所述第一螺纹盲孔为等径螺纹盲孔。

优选地，所述第二螺纹盲孔与所述第一螺纹盲孔为非等径螺纹盲孔。

优选地，所述工艺支撑堵头采用陶瓷材料制成。

优选地，所述工艺支撑堵头的本体的外周表面为圆柱面。

本实用新型还提供一种用于制作模壳的工艺支撑骨架，包括承重骨架，所述承重骨架的外周设置有流道模胎；还包括如前所述的工艺支撑堵头，其中，所述承重骨架的近所述模壳开口的外侧端具有第二夹持杆，所述承重骨架的近所述模壳底部的内侧端具有与所述堵头的第一螺纹盲孔旋紧的内伸端外螺纹段，所述工艺支撑堵头的第二螺纹盲孔与第一夹持杆的外螺纹段旋紧。

本实用新型还提供一种采用如前所述的工艺支撑骨架制成的模壳。

与现有技术相比，本实用新型创新性地提出了适配于制作模壳承重骨架的工艺支撑堵头，具体地，工艺支撑堵头的本体内端面开设有第一螺纹盲孔，该第一螺纹盲孔可与承重骨架内伸端的外螺纹段旋紧，且旋紧后的堵头的内端面沿轴向可与流道膜胎贴合，形成用于制作模壳的工艺支撑骨架。如此设置，通过承重骨架开口端的夹持杆及工艺支撑堵头的外侧端，在制壳材料涂覆过程中实现了两端夹持。使用时，完成涂覆后加温熔蜡，待液体蜡完全流出后可转动承重骨架内伸端的外螺纹段，进而与工艺支撑堵头脱离，工艺支撑堵头保留在模壳底部，并形成对底部模壳材料的支撑；完成金属液浇铸并去除模壳后，进一步将工艺支撑堵头自铸件上切割下来，并可将存留在第一螺纹盲孔内的金属旋出，或加温溶融与工艺支撑堵头分离，该工艺支撑堵头可复用。

应用本方案提供的上述工艺支撑堵头，一方面在制备完成模壳后工艺支撑堵头保留在模壳底部，即满足了两端夹持进行材料涂覆的功能需要，又避免了后续工序人工修补所带来的生产效率及作业成本的浪费；同时，能够完全规避修补影响铸件质量的问题。另一方面，基于该工艺支撑堵头与流量模胎贴合的特点，可有效避免无效制壳材料的堆积，可进一步合理控制工艺成本。此外，本方案提出的工艺支撑堵头可重复使用，可全面克服现有技术缺陷，且基于此未增加工艺成本，具有较好的经济性。

在本实用新型的优选方案中，工艺支撑堵头的本体的外端面增设有第二螺纹盲孔，该第二螺纹盲孔可与第一夹持杆的外螺纹段旋紧，也就是说，本方案在模壳底部所对应的一侧同样采用夹持杆进行制壳两端夹持，具有更好的可操作性。

在本实用新型的另一优选方案中，第一螺纹盲孔采用锥螺纹。如此设置，铸造完成冷却过程中，液态金属凝固过程在径向为自由体收缩，且其与工艺支撑堵头的收缩率不同，锥螺纹的设置能够使得两者在轴向的同侧螺纹面抵接，进一步提高将存留于第一螺纹盲孔中旋出的便利性。

附图说明

图1为传统失蜡铸造制壳工艺中单侧夹持的状态示意图；

图2为现有失蜡铸造制壳工艺中两侧夹持的状态示意图；

图3为图2中所示两侧夹持除去骨架后的一种典型模壳形态示意图；

图4为具体实施方式中所示工艺支撑堵头的整体结构示意图；

图5为具体实施方式中所示工艺支撑骨架的整体结构示意图；

图6为应用图5中所述工艺支撑骨架完成制壳材料涂覆后的状态示意图；

图7为图6中所示模壳成品示意图。

图中：

工艺支撑堵头1、内端面11、第一螺纹盲孔111、外端面12、第二螺纹盲孔121、承重骨架2、第二夹持杆21、外螺纹段211、第一夹持杆22、外螺纹段221、流道模胎3、蜡件4、模壳5、工艺支撑骨架6。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示模壳作为描述主体，详细说明本方案所述工艺支撑堵头的结构及其工作原理。应当理解，该模壳的尺寸及具体比例关系，对于本申请请求保护的技术方案并未构成实质性限制。

请参见图4和图5，其中，图4为本方案所述工艺支撑堵头的整体结构示意图，图5为应用该工艺支撑堵头的骨架整体结构示意图。

该工艺支撑堵头1适配于制作模壳的承重骨架2，如图所示，该承重骨架2的外周设置有流道模胎3，与现有技术相同的是，该流道模胎3的外周具有外部轮廓与金属件形状一致蜡件4。

其中，工艺支撑堵头1的本体的内端面11开设有第一螺纹盲孔111，第一螺纹盲孔111可与承重骨架2的内伸端外螺纹段211旋紧，两者适配形成关系稳固的工艺支撑骨架6，具体如图5所示。具体地，旋紧后的内端面11沿轴向可与流道膜胎3贴合，这里，工艺支撑堵头1采用比模壳5耐高温且强度高的材料制成，以便工艺支撑堵头1满足工艺要求及可重复使用的功能设计。优选采用采用陶瓷材料制成。

需要说明的是，本文中所使用的“内”、“外”等方位词，是以模壳5的内腔几个中以为基准定义的。可以理解的是，上述方位词的使用仅用于清晰表达构件适配关系，并未构成对本方案的实质性限制。

实际应用时，通过承重骨架2开口端的第二夹持杆21及工艺支撑堵头1的外侧端，在制壳材料涂覆过程中实现了两端夹持，具体如图6所示的完成制壳材料涂覆后的状态示意。定型后加温熔蜡，待液体蜡完全流出后可转动承重骨架2内伸端的外螺纹段211，进而与工艺支撑堵头1脱离，工艺支撑堵头1保留在模壳5底部，并形成对底部模壳材料的支撑，请参见图7，该图为模壳成品示意图。

需要说明的是，与第一螺纹盲孔111适配的外螺纹段211可以形成于第二夹持杆21，也可以根据承重骨架2的基础结构设计为与第二夹持杆21分体式，第二夹持夹持杆21和外螺纹段构件依次旋出即可完成与模壳5脱离。

本方案在完成金属液浇铸并去除模壳5后，将工艺堵头自铸件上切割下来，获得金属铸件产品。其中，可将存留在第一螺纹盲孔111内的金属旋出，或加温溶融与堵头分离，只要满足工艺堵头1可重复使用的功能需要均在本申请请求保护的范围内。可以理解的是，本方案提供的工艺堵头使得制壳过程无需修补作业，且该工艺堵头可重复使用，可全面克服现有技术缺陷，且基于此未增加工艺成本，具有较好的经济性。

为了更进一步地提高可操作性，作为优选，该堵头1的本体外端面12开设有第二螺纹盲孔121，该第二螺纹盲孔121可与第一夹持杆22的外螺纹段221旋紧，从而在模壳5底部所对应的一侧同样采用夹持杆进行制壳两端夹持，具有更好的可操作性。同样地，完成模壳材料涂覆后即可实现第一夹持杆22与模壳5的脱离。

进一步地，第一螺纹盲孔111及与其适配的外螺纹段111采用锥螺纹。铸造完成冷却过程中，液态金属凝固过程在径向为自由体收缩，且其与工艺支撑堵头1的收缩率不同，锥螺纹的设置能够使得两者在轴向的同侧螺纹面抵接，进一步提高将存留于第一螺纹盲孔111中旋出的便利性。

当然，第二螺纹盲孔121与第一螺纹盲孔111可以为等径螺纹盲孔，也可以为非等径螺纹盲孔，具体可以根据产品尺寸及蜡树的载荷大小进行选定。

此外，工艺支撑堵头1的本体外周表面优选为圆柱面，以利于制壳材料涂覆，且具有较好的周向承载能力同一性。

除前工艺支撑堵头外，本实施方式还提供一种用于制作模壳的工艺支撑骨架，结合图5所示，该工艺支撑骨架6包括承重骨架2，该承重骨架2的外周设置有流道模胎3；其中，该承重骨架2的近模壳5开口的外侧端具有第二夹持杆21，承重骨架2的近模壳5底部的内侧端具有与堵头1的第一螺纹盲孔111旋紧的内伸端外螺纹段211，且工艺支撑堵头1的第二螺纹盲孔12与第一夹持杆22的外螺纹段221旋紧。这里，承重骨架的作用基理与现有技术相同，本文不再赘述。

本实施方式还提供一种由工艺支撑骨架6制成的模壳5。

需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，模壳5的内腔形状或金属构件形状非本申请的核心实用新型点所在，应当理解，只要采用与本方案核心构思一致的技术手段均在本申请请求保护的范围内。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。