大型工件分形模块多组芯造型方法及定位装置与流程

本发明涉及铸造领域，特别是一种大型工件分形模块多组芯造型方法及定位装置。

背景技术

船用柴油机盘车轮、调频轮，均属大型圆盘类铸件，其毛坯外径尺寸均在外径2500—4500mm范围，如图5的外轮廓所示，这些类型的铸件对应每台柴油机，结构简单，尺寸较大，重复使用量较少。制造这些类型的铸件，通常的步骤使先制造木质外形模型，再利用该木质外形模型翻砂造型，然后进行浇注。由于这些铸件重复使用量较少，模型数量品种繁多，占地面积大，造成工期长、成本高、生产效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种大型工件分形模块多组芯造型方法及定位装置，能节省模型制造费用和缩短生产周期，且能够确保合模精度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种大型工件分形模块多组芯造型方法，包括以下步骤：

s1、在圆盘类铸件组芯的中心设置周向三维定位装置，以周向三维定位装置定位不同高度的定位点；

s2、采用圆盘类铸件的分形模块配合周向三维定位装置给出的定位点辅助定位砂芯块，形成浇注型腔；

通过以上步骤，实现通过分形模块精确定位砂芯块。

优选的方案中，所述的分形模块为圆盘类铸件沿圆周分形的1/n圆局部结构。

优选的方案中，所述的三维定位装置中，支座体位于组芯的圆心位置，在支座体内设有可转动的支轴，支轴上设有标尺杆，标尺杆的一端设有可沿标尺杆滑动的套筒，套筒内设有可升降并可被固定的落针。

优选的方案中，所述的支座体内通过轴承竖直的支承有支轴，支轴的顶部与支撑座底部的螺杆螺纹连接，并能够调节支撑座的升降高度。

优选的方案中，所述的支撑座与标尺杆固定连接；

还设有水平拉紧装置，水平拉紧装置中，钢丝绳一端与标尺杆的中部固定连接，钢丝绳绕过支撑座的顶端后，钢丝绳的另一端与调节螺杆连接，调节螺杆穿过标尺杆的端头与调节螺母连接；

在调节螺杆的底部设有平衡配重；

标尺杆靠近调节螺杆的一端设有可沿标尺杆滑动的滑动配重；

在支座体上还设有配重。

一种用于上述的造型方法的周向三维定位装置，支座体位于组芯的圆心位置，在支座体内设有可转动的支轴，支轴上设有标尺杆，标尺杆的一端设有可沿标尺杆滑动的套筒，套筒内设有可升降并可被固定的落针。

优选的方案中，所述的支座体内通过轴承竖直的支承有支轴，支轴的顶部与支撑座底部的螺杆螺纹连接，并能够调节支撑座的升降高度。

优选的方案中，所述的支撑座与标尺杆固定连接；

还设有水平拉紧装置，水平拉紧装置中，钢丝绳一端与标尺杆的中部固定连接，钢丝绳绕过支撑座的顶端后，钢丝绳的另一端与调节螺杆连接，调节螺杆穿过标尺杆的端头与调节螺母连接。

优选的方案中，在调节螺杆的底部设有平衡配重，标尺杆靠近调节螺杆的一端设有可沿标尺杆滑动的滑动配重；

在支座体上还设有配重。

优选的方案中，在标尺杆上设有滑槽，滑块上的销轴穿过滑槽，在标尺杆的底部设有基准面，在滑块的顶部设有定位面，定位面与基准面接触。

本发明提供的一种大型工件分形模块多组芯造型方法及定位装置，取消大型工件的模型的制作，和占用有限的生产空间，并确保浇注型腔的尺寸精度。采用的周向三维定位装置，能够精确定位沿圆周的定位点，确保分形模块的位置精度，进而确保砂芯块的位置精度，快速纠正砂芯块之间的位置偏差，从而控制浇注型腔的累计误差。本发明针对圆盘类大型铸件，实现无整体外形模型，仅需1/n圆模块，即能够定位n个砂芯块的组合，获得精确的浇注型腔，从而获取高精度等级铸件毛坯，毛坯外圆尺寸误差可控在直径的1‰内。本发明的方案特别适用于大尺寸单件或小批量零件的制造，如柴油机的盘车轮、调频轮。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的半剖结构示意图。

图2为本发明的局部放大示意图。

图3为本发明中周向三维定位装置的结构示意图。

图4为本发明中周向三维定位装置的俯视结构示意图。

图5为本发明中分形模块的结构示意图。

图中：周向三维定位装置1，标尺杆2，滑槽3，滑块4，套筒5，落针6，支撑座7，支轴8，支座体9，配重10，螺杆11，轴承12，滑动配重13，水平拉紧装置14，调节螺母15，平衡配重16，砂芯块17，分形模块18。

具体实施方式

实施例1：

如图1~5中，一种大型工件分形模块多组芯造型方法，包括以下步骤：

s1、在圆盘类铸件组芯的中心设置周向三维定位装置1，以周向三维定位装置1定位不同高度的定位点；

优选的方案中，所述的三维定位装置1中，支座体9位于组芯的圆心位置，在支座体9内设有可转动的支轴8，支轴8上设有标尺杆2，标尺杆2的一端设有可沿标尺杆2滑动的套筒5，套筒5，内设有可升降并可被固定的落针6。通过标尺杆2的转动，和套筒5沿着标尺杆2滑动，以及落针6的升降，落针6的底部尖端能够沿着圆周精确定位。从而确定分形模块18的位置，再通过分形模块18和落针6确定的定位点定位砂芯块17的位置。如图3中，在套筒5侧壁设有螺钉，落针6的外壁设有凹槽，落针6升降一定位置后，通过螺钉固定连接。

优选的方案如图3中，所述的支座体9内通过轴承12竖直的支承有支轴8，优选的，轴承分为两组，每组设有两个轴承，在支座体9的顶部还设有顶部端盖将轴承固定，由此结构，提高支轴8的回转精度。支轴8的顶部与支撑座7底部的螺杆11螺纹连接，并能够调节支撑座7的升降高度。

优选的方案如图3中，所述的支撑座7与标尺杆2固定连接；支撑座7通过三个螺栓与标尺杆2固定连接。

还设有水平拉紧装置14，水平拉紧装置14中，钢丝绳一端与标尺杆2的中部固定连接，钢丝绳绕过支撑座7的顶端后，在支撑座7的顶端设有销轴，钢丝绳绕过销轴，钢丝绳的另一端与调节螺杆连接，调节螺杆穿过标尺杆2的端头与调节螺母15连接；由此结构，通过转动调节螺母15能够将标尺杆2调整至水平。

在调节螺杆的底部设有平衡配重16，设置的平衡配重16用于使支撑座7两端的标尺杆2保持平衡，避免由于滑块4的滑动而导致的不平衡，以及由不平衡而导致的标尺杆2变形，本例中的平衡配重16能够根据滑块的位置调整数量从而调整平衡配重16的大小。

标尺杆2靠近调节螺杆的一端设有可沿标尺杆2滑动的滑动配重13，通过滑动配重13能够更精确的调整平衡；

在支座体9上还设有配重10。本例中的配重重量为20kg，除配重外，周向三维定位装置1的自重仅有4.8kg。

s2、采用圆盘类铸件的分形模块18配合周向三维定位装置1给出的定位点辅助定位砂芯块17，形成浇注型腔；

优选的方案如图5中，所述的分形模块18为圆盘类铸件沿圆周分形的1/n圆局部结构。采用该方案能够大幅减少零件模块的体积。

通过以上步骤，实现通过分形模块精确定位砂芯块。

实施例2：

如图3、4中，一种用于上述的造型方法的周向三维定位装置，支座体9位于组芯的圆心位置，在支座体9内设有可转动的支轴8，支轴8上设有标尺杆2，标尺杆2的一端设有可沿标尺杆2滑动的套筒5，套筒5内设有可升降并可被固定的落针6。

优选的方案中，所述的支座体9内通过轴承12竖直的支承有支轴8，支轴8的顶部与支撑座7底部的螺杆11螺纹连接，并能够调节支撑座7的升降高度。

优选的方案中，所述的支撑座7与标尺杆2固定连接；

还设有水平拉紧装置14，水平拉紧装置14中，钢丝绳一端与标尺杆2的中部固定连接，钢丝绳绕过支撑座7的顶端后，钢丝绳的另一端与调节螺杆连接，调节螺杆穿过标尺杆2的端头与调节螺母15连接。

优选的方案中，在调节螺杆的底部设有平衡配重16，标尺杆2靠近调节螺杆的一端设有可沿标尺杆2滑动的滑动配重13；

在支座体9上还设有配重10。

优选的方案如图3、4中，在标尺杆2上设有滑槽3，滑块4上的销轴穿过滑槽3，在标尺杆2的底部设有基准面，在滑块4的顶部设有定位面，定位面与基准面接触。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。