一种环状铸件下芯尺寸控制装置及下芯尺寸控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及砂芯铸造过程中的下芯过程尺寸控制技术领域，特别涉及一种环状铸件下芯尺寸控制装置及下芯尺寸控制方法。
【背景技术】
[0002]大型环状铸件造型时，通常使用组芯造型的方法，即以两个或者多个砂芯组合的方式进行造型。大型环状铸件如常见的水轮机上冠、下环类铸件，矿山机械齿圈铸件等，直径大多都在4000mm以上，形状结构简单，直径大，因为此类铸件壁厚小，完全采用实样造型的话，模具壁厚小，强度会比较低。所以，常采用外轮廓实样模具和内腔砂芯相结合或者砂芯完全组芯造型的方法来进行铸造生产。
[0003]对于此类铸件，组芯造型时需制作胎板作为下芯基准，而且造型过程需要翻箱，但铸件尺寸大，所需砂箱大，在翻箱时易裂箱，且翻箱后放置砂箱时不易将砂箱调平，会导致下芯基准面发生错台、倾斜等问题，使下芯尺寸产生严重偏差，并增加模具制作和造型过程的工艺成本。同时，组芯造型下芯时，砂芯局部不平整，不易被发现，会导致铸件局部壁厚不均匀的现象；或者由于铸件轮廓尺寸大，砂芯定位基准产生错偏，使整体铸型变形，导致后期铸件变形；再或者下芯时砂芯之间的间隙控制不均，容易产生大的披缝。这样一来，下芯对同一砂芯需要进行多次的调整和测量铸型尺寸，这样也会导致生产周期延长，增加生产成本。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有的大型环状铸件下芯造型技术存在问题，提供一种环状铸件下芯尺寸控制装置，旨在精确控制大型环状铸件下芯造型的精度，并降低造型工艺成本。
[0005]本发明的目的是这样实现的，一种环状铸件下芯尺寸控制装置，包括垂直设置的回转轴，所述回转轴底部设有固定座，所述回转轴上固定设有回转轴承，所述回转轴承的外圈固定设有连接架，所述连接架上固定连接有横梁，所述横梁的末端固定连接竖梁，所述竖梁下部固定连接卡板，所述卡板形状与环形铸件型腔的径向轮廓相适配。
[0006]本发明的环状铸件下芯尺寸控制装置，适用于环状薄壁铸件组合砂芯下芯过程的尺寸控制中，装置中的回转轴与铸件型腔的回转中心对应，卡板形状与型腔的径向轮郭相配，下芯过程中，砂芯的位置通过卡板调整，可以精确控制各组合砂芯的下芯尺寸，并且有效减少下芯时重复调整砂芯位置、尺寸和反复测量的工艺过程，简化下芯操作流程。
[0007]为进一步保证装置的强度，所述横梁为槽钢制成，为便于装置的安装连接，沿横梁的长度方向设有若干便于调整竖梁安装位置的安装孔，所述竖梁下部设有若干便于调整卡板安装位置的安装孔。
[0008]为防止卡板变形，所述卡板表面设有加强筋板。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种采用环状铸件下芯尺寸控制装置的下芯尺寸控制方法，包括如下过程: (a)根据环状铸件的环状型腔的回转半径，固定连接环状铸件下芯尺寸控制装置的各部件，使卡板内侧和外侧轮廓的回转半径分别与铸件的环状型腔的径向内侧和外侧相应的回转半径相等；
(b)验证卡板的位置精度:在卡板表面取两个检测点，其中检测点一位于卡板径向内侧的上部，检测点二位于卡板径向外侧的下部，沿回转轴转动横梁每隔45°分别测量检测点一和检测点二距回转轴中心的距离，以验证卡板沿回转轴转动一周的同轴度，若各检测点的同轴度小于Imm则合格，若各检测点的同轴度大于1_，则重新调整卡板的安装位置并再次验证卡板的位置精度直至合格；
(C)下芯安装环状铸件砂芯组件:所述环状铸件的砂芯组件包括用于形成环状型腔的若干沿圆周向依次排布的内腔砂芯和外轮廓砂芯；将回转轴的固定座与砂箱底板固定使回转轴的垂直中心与环状型腔中心重合，下芯安装时，先下第一块内腔砂芯，再下与其对应的外轮廓砂芯，并依据卡板调节内腔砂芯和外轮郭砂芯的位置，使卡板的内侧边缘和外侧边缘分别与内腔砂芯和外轮廓砂芯对应的型腔轮郭重合；然后依次安装形成环状型腔的其余内腔砂芯和外轮郭砂芯，直至形成完整的环状型腔；最后再沿环状型腔旋转卡板一周，微调各内腔砂芯和外轮廓砂芯的位置，使卡板边缘与环状型腔内壁无刮碰。
[0010]本发明的环状铸件下芯尺寸控制装置及下芯尺寸控制方法不仅能够保证下芯位置，确保铸型尺寸，同时利用该装置可有效减少下芯时重复调整砂芯位置、尺寸和多次测量的工序，有效缩短下芯周期，简化下芯操作流程。并且还可以对整个铸型型腔的尺寸进行测量和控制，防止型腔局部变形和错偏。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的一种环状铸件下芯尺寸控制装置结构示意图。
[0012]图2采用本发明的一种环状铸件下芯尺寸控制装置进行下芯尺寸控制过程的示意图。
[0013]图3为图2的主视图
其中，I回转轴；2回转轴承；3横梁；4竖梁；5卡板；6固定座；7内腔砂芯；8外轮廓砂芯。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
如图1所示，为本发明的环状铸件下芯尺寸控制装置，包括垂直设置的回转轴1，回转轴I底部设有固定座6，回转轴I上固定设有回转轴承2，回转轴承2的外圈固定设有连接架，连接架上固定连接有横梁3，横梁3的末端固定连接竖梁4，竖梁4下部固定连接卡板5，卡板5形状与环形铸件型腔的径向轮廓相适配。为进一步保证装置的强度，本装置中，横梁3为槽钢制成，为便于装置的安装连接，沿横梁3的长度方向设有若干便于调整竖梁4安装位置的安装孔，竖梁上也对应设有安装孔，竖梁下部设有若干便于调整卡板安装位置的安装孔。为防止卡板5变形，卡板表面设有加强筋板。
[0015]本发明的环状铸件下芯尺寸控制装置，适用于大型环状薄壁铸件组合砂芯下芯过程的尺寸控制过程中，装置中的回转轴与铸件型腔的回转中心对应，卡板形状与型腔的径向轮郭相配，下芯过程中，砂芯的位置通过卡板调整，可以精确控制各组合砂芯的下芯尺寸，并且有效减少下芯时重复调整砂芯位置、尺寸和反复测量的工艺过程，简化下芯操作流程。
[0016]实施例2
如图2和图3所示，采用本发明的上述装置进行环状铸件下芯尺寸的控制方法包括如下过程:Ca)根据环状铸件的环状型腔的回转半径，固定连接环状铸件下芯尺寸控制装置的各部件，使卡板5内侧和外侧轮廓的回转半径分别与铸件的环状型腔的径向内侧和外侧相应的回转半径相等；
(b)验证卡板的位置精度:在卡板5表面取两个检测点，其中检测点一位于卡板5径向内侧的上部，检测点二位于卡板5径向外侧的下部，沿回转轴I转动横梁3每隔45°分别测量检测点一和检测点二距回转轴中心的距离，以验证卡板5沿回转轴I转动一周的同轴度，若各检测点的同轴度小于Imm则合格，若各检测点的同轴度大于1mm，则重新调整卡板5的安装位置并再次验证卡板5的位置精度直至合格；(c)下芯安装环状铸件砂芯组件:环状铸件的砂芯组件包括用于形成环状型腔的若干沿圆周向依次排布的内腔砂芯7和外轮廓砂芯8 ;将回转轴I的固定座6与砂箱底板固定使回转轴I的垂直中心与环状型腔中心重合，下芯安装时，先下第一块内腔砂芯，再下与其对应的外轮廓砂芯，并依据卡板5调节内腔砂芯7和外轮郭砂芯8的位置，使卡板的内侧边缘和外侧边缘分别与内腔砂芯7和外轮廓砂芯8对应的型腔轮郭重合；然后依次安装形成环状型腔的其余内腔砂芯7和外轮郭砂芯8，直至形成完整的环状型腔；最后再沿环状型腔旋转卡板5—周，微调各内腔砂芯7和外轮廓砂芯8的位置，使卡板5边缘与环状型腔内壁无刮碰。
[0017]本发明的环状铸件下芯尺寸控制装置及下芯尺寸控制方法不仅能够保证下芯位置，确保铸型尺寸，同时利用该装置可有效减少下芯时重复调整各砂芯位置、尺寸和多次测量的工序，有效缩短下芯周期，简化下芯操作流程。并且还可以对整个铸件型腔的尺寸进行测量和控制，防止型腔局部变形和错偏。
【主权项】
1.一种环状铸件下芯尺寸控制装置，其特征在于，包括垂直设置的回转轴，所述回转轴底部设有固定座，所述回转轴上固定设有回转轴承，所述回转轴承的外圈固定设有连接架，所述连接架上固定连接有横梁，所述横梁的末端固定连接竖梁，所述竖梁下部固定连接卡板，所述卡板形状与环形铸件型腔的径向轮廓相适配。2.根据权利要求1所述的环状铸件下芯尺寸控制装置，其特征在于，所述横梁为槽钢制成，并且沿横梁的长度方向设有若干便于调整竖梁安装位置的安装孔，所述竖梁下部设有若干便于调整卡板安装位置的安装孔。3.根据权利要求1所述的环状铸件下芯尺寸控制装置，其特征在于，所述卡板表面设有加强筋板。4.一种采用权利要求1一3任一项所述的环状铸件下芯尺寸控制装置的下芯尺寸控制方法，其特征在于，包括如下过程: Ca)根据环状铸件的环状型腔的回转半径，固定连接环状铸件下芯尺寸控制装置的各部件，使卡板内侧和外侧轮廓的回转半径分别与铸件的环状型腔的径向内侧和外侧相应的回转半径相等； (b)验证卡板的位置精度:在卡板表面取两个检测点，其中检测点一位于卡板径向内侧的上部，检测点二位于卡板径向外侧的下部，沿回转轴转动横梁每隔45°分别测量检测点一和检测点二距回转轴中心的距离，以验证卡板沿回转轴转动一周的同轴度，若各检测点的同轴度小于1_，则合格，若各检测点的同轴度大于1_则重新调整卡板的安装位置并再次验证卡板的位置精度直至合格； (C)下芯安装环状铸件砂芯组件:所述环状铸件的砂芯组件包括用于形成环状型腔的若干沿圆周向依次排布的内腔砂芯和外轮廓砂芯；将回转轴的固定座与砂箱底板固定使回转轴的垂直中心与环状型腔中心重合，下芯安装时，先下第一块内腔砂芯，再下与其对应的外轮廓砂芯，并依据卡板调节内腔砂芯和外轮郭砂芯的位置，使卡板的内侧边缘和外侧边缘分别与内腔砂芯和外轮廓砂芯对应的型腔轮廓重合；然后依次安装形成环状型腔的其余内腔砂芯和外轮郭砂芯，直至形成完整的环状型腔；最后再沿环状型腔旋转卡板一周，微调各内腔砂芯和外轮廓砂芯的位置，使卡板边缘与环状型腔内壁无刮碰。
【专利摘要】本发明涉及铸造技术领域内一种环状铸件下芯尺寸控制装置及下芯尺寸控制方法。其中，环状铸件下芯尺寸控制装置，包括垂直设置的回转轴，所述回转轴底部设有固定座，所述回转轴上固定设有回转轴承，所述回转轴承的外圈固定设有连接架，所述连接架上固定连接有横梁，所述横梁的末端固定连接竖梁，所述竖梁下部固定连接卡板，所述卡板形状与环形铸件型腔的径向轮廓相适配。本发明的装置，可以精确控制大型环状铸件下芯过程中各组合砂芯的下芯尺寸位置精度，并且有效减少下芯时重复调整砂芯位置、尺寸和反复测量的工艺过程，简化下芯操作流程。
【IPC分类】B22C9/10, B22C19/04
【公开号】CN105108066
【申请号】CN201510537771
【发明人】李朝东, 苏志东, 程亚军
【申请人】共享铸钢有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月28日