一种大型钛合金熔模精密铸件的制壳工装的制作方法

本发明涉及一种大型钛合金熔模精密铸件的制壳工装，属于熔模精密铸造工艺设备技术领域。

背景技术：

近年来，随着航空航天武器装备升级换代，钛合金结构件越来越呈现大型化、复杂化和高精度的趋势。熔模精密铸造是研制和生产大型复杂薄壁铸件的重要工艺方法，和其他工艺方法相比，其生产过程涉及蜡模制备、蜡模修组、涂料制壳等关键工序，尤其是涂料制壳过程对铸件的内部质量和表面质量有着至关重要的影响。现有技术中，常常将蜡模模组直接架在支架上，涂料时直浇道杆充当旋转轴进行旋转。但该方法相对而言更适合尺寸较小的铸件，对于较大尺寸铸件，直浇道杆会发生震颤，在涂料过程中会导致模组发生裂纹，进而影响型壳质量。

专利号为201610795850.4的发明专利公开了一种钛合金近回转体铸造制壳工装，适用于钛合金近回转体铸件制壳，但是该工装无法适用于不规则形状的蜡模模组，通用性不好。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的大型钛合金熔模精密铸件进行涂料制壳工序时，直浇道杆易发生震颤，进而导致模组在制壳过程中开裂的问题，进而提供了一种大型钛合金熔模精密铸件的制壳工装。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种大型钛合金熔模精密铸件的制壳工装，它包括浇道工装、工装支架、加固框架、两个第一支撑轮、两个第二支撑轮及两个固设在加固框架两侧部的旋转轴，所述加固框架通过两个水平设置的旋转轴转动设置在工装支架的上部，所述浇道工装包括直浇道杆和固接在直浇道杆下部的横浇道杆，浇道工装设置在加固框架内，直浇道杆的顶部及横浇道杆均与加固框架固接，两个第二支撑轮并排固设在工装支架的中部下方，且两个第二支撑轮所在竖直平面与两个旋转轴所在竖直平面相互垂直设置，两个第一支撑轮对称设置在工装支架的两端部，且两个第一支撑轮所在竖直平面与两个旋转轴所在竖直平面相互平行设置。

进一步地，所述工装支架包括水平台面和对称固接在其上方两端部的竖直支架，加固框架通过两个旋转轴转动设置在两个竖直支架之间。

进一步地，每个旋转轴的一端均与加固框架固接，每个旋转轴的另一端均转动设置在竖直支架上部，每个竖直支架上均设置有定位装置，所述定位装置包括定位销和定位盘，所述定位销滑动设置在竖直支架的上部，且其滑动方向与旋转轴的轴线方向相同，所述定位盘套装在旋转轴上且与旋转轴固接为一体，定位盘沿其周向开设有若干与定位销配合的定位通孔。

进一步地，所述定位通孔的数量为十二个，且均布在定位盘上。

进一步地，旋转轴的一端焊接有连接板，所述连接板与加固框架之间通过螺杆和螺母固接。

进一步地，每个第一支撑轮与竖直支架侧壁之间均设置有连接杆，每个第一支撑轮均通过连接杆转动设置在竖直支架上。

进一步地，工装支架的两端部还分别固设有把手。

进一步地，所述加固框架为长方体结构，它包括上下平行设置的上框架及下框架、两个左右平行设置的侧框架以及两个前后平行且均竖直设置的支撑杆，其中上框架与下框架的两端分别通过两个侧框架固接，两个支撑杆均位于两个侧框架之间且每个支撑杆的两端分别与上框架、下框架固接，直浇道杆的顶部与上框架中部之间通过螺母固接，横浇道杆与下框架之间通过螺母固接。

进一步地，第一支撑轮和第二支撑轮均为橡胶充气轮。

进一步地，旋转轴及支撑杆均为实心结构且其材质均为碳素钢。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

通过本申请的工装能够对模组进行加固，稳定地控制模组的旋转和倾斜，有效避免模组在制壳过程中开裂，使模组涂挂充分、均匀，提高了型壳的合格率，进一步保障不规则形状铸件的稳定性，有效减少不规则形状铸件的废品率。其结构简单、操作方便效率高。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为工装支架的立体结构示意图；

图3为第二支撑轮的立体结构示意图；

图4为第一支撑轮的立体结构示意图；

图5为浇道工装的立体结构示意图；

图6为加强框架的立体结构示意图；

图7为旋转轴的立体结构示意图；

图8为定位装置与旋转轴的安装示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～8说明本实施方式，一种大型钛合金熔模精密铸件的制壳工装，它包括浇道工装1、工装支架2、加固框架3、两个第一支撑轮4、两个第二支撑轮5及两个固设在加固框架3两侧部的旋转轴6，所述加固框架3通过两个水平设置的旋转轴6转动设置在工装支架2的上部，所述浇道工装1包括直浇道杆11和固接在直浇道杆11下部的横浇道杆12，浇道工装1设置在加固框架3内，直浇道杆11的顶部及横浇道杆12均与加固框架3固接，两个第二支撑轮5并排固设在工装支架2的中部下方，且两个第二支撑轮5所在竖直平面与两个旋转轴6所在竖直平面相互垂直设置，两个第一支撑轮4对称设置在工装支架2的两端部，且两个第一支撑轮4所在竖直平面与两个旋转轴6所在竖直平面相互平行设置。通过旋转轴6自身的旋转来实现整体加固框架3的旋转，进而实现浇道工装1的旋转。旋转轴6实现旋转作用的基础上，还起到将整个模组支撑起来的作用。第二支撑轮5并排安装在工装支架2宽度方向中心的两侧，第一支撑轮4安装在工装支架2的两端。两个第一支撑轮4所在竖直平面与两个旋转轴6所在竖直平面位于同一平面。四个支撑轮用于保证工装支架2整体的稳定性。两个第二支撑轮5之间通过连接轴固接。

直浇道杆11与横浇道杆12相互穿插交错，材料为45#钢。浇道工装1放在浇道模具中，糊状的蜡液通过压蜡机注入模具中，将浇道工装1包裹，形成浇道。

横浇道杆12的结构根据不同形状的蜡模而定，并不限于附图所示一种结构。

进一步地，所述工装支架2包括水平台面21和对称固接在其上方两端部的竖直支架22，加固框架3通过两个旋转轴6转动设置在两个竖直支架22之间。水平台面21与竖直支架22相互焊接为一体。竖直支架22通过方管焊接成等腰三角形结构，提高了竖直支架22的稳定性。

每个旋转轴6的一端均与加固框架3固接，每个旋转轴6的另一端均转动设置在竖直支架22上部，每个竖直支架22上均设置有定位装置7，所述定位装置7包括定位销71和定位盘72，所述定位销71滑动设置在竖直支架22的上部，且其滑动方向与旋转轴6的轴线方向相同，所述定位盘72套装在旋转轴6上且与旋转轴6固接为一体，定位盘72沿其周向开设有若干与定位销71配合的定位通孔72-1。定位销71可以沿水平方向滑动及转动，通过定位销71与若干定位通孔72-1的配合，能够锁定加固框架3的旋转角度。

所述定位通孔72-1的数量为十二个，且均布在定位盘72上。保证加固框架3及其内的浇道工装1的旋转角度均匀，进而保证涂料均匀。

旋转轴6的一端焊接有连接板8，所述连接板8与加固框架3之间通过螺杆和螺母固接。便于拆装。

每个第一支撑轮4与竖直支架22侧壁之间均设置有连接杆9，每个第一支撑轮4均通过连接杆9转动设置在竖直支架22上。工装在整体移动时，第一支撑轮4触底，作为支撑轮使用；当工装需要左右倾斜以实现加固框架3内蜡模在另一个方向的转动时，将第一支撑轮4抬高悬空。

工装支架2的两端部还分别固设有把手10。利于整体工装的移动。

所述加固框架3为长方体结构，它包括上下平行设置的上框架31及下框架32、两个左右平行设置的侧框架33以及两个前后平行且均竖直设置的支撑杆34，其中上框架31与下框架32的两端分别通过两个侧框架33固接，两个支撑杆34均位于两个侧框架33之间且每个支撑杆34的两端分别与上框架31、下框架32固接，直浇道杆11的顶部与上框架31中部之间通过螺母固接，横浇道杆12与下框架32之间通过螺母固接。如此设计，加强框架与浇道工装1牢牢地形成一个结构稳定的模组框架。上框架31、下框架32和侧框架33都是由方形管相互焊接而成，保证强度的同时可最大限度的减少加固框架3的重量。支撑杆34是由实心的碳素钢制成。

第一支撑轮4和第二支撑轮5均为橡胶充气轮。可以减少模组和型壳在移动过程中的震动，降低了型壳开裂的可能性。

旋转轴6及支撑杆34均为实心结构且其材质均为碳素钢。

本发明的实用方法为：

第一步，将浇道工装1放在浇道模具中进行蜡模压制。

第二步，将铸件蜡模组装在浇道工装1上，形成蜡模模组。

第三步，将加固框架3分别安装在浇道工装1的四周，使用螺母紧固，形成一个稳固的模组框架。

第四步，将整体模组框架架在工装支架2上。

第五步，转动整体模组框架，将涂料涂挂在旋转的蜡模表面，蜡模涂挂充分且均匀。

第六步，为了避免涂料的堆积，通过将第一支撑轮4抬起，适当将整体模组框架进行左右倾斜。

第七步，将定位销71插入定位孔中，使工装锁定在固定的角度，利于型壳干燥。