燃烧室浮动壁瓦片精密铸造模具的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型属于精密铸造模具领域，尤其涉及燃烧室浮动壁瓦片精密铸造模具。【【背景技术】】
[0002]燃烧室是航空发动机三大部件之一，位于压气机和涡轮之间，用来将燃油中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许温度，以便进入排气装置做功，涡轮前温度正是衡量发动机性能的重要指标。目前世界先进的短环型燃烧室，采用了新的浮动璧结构，在使用短环型结构的情况下减少应力、使用高熔点材料全面提升了燃烧室的性能。
[0003]现有瓦片铸造工艺主要是熔模铸造，先用蜡制作所要铸成零件的蜡件，然后在蜡件上沾砂制成砂模，用热水或蒸汽融化去除砂模中的蜡，最后用剩下的砂壳进行零件铸造。考虑到蜡件出模瞬间极易变形展开，无法保证零件尺寸需求，必须在零件某个部位增加加强筋，保证出模时零件不变型。而通常铸造工艺是在蜡件制壳前还要焊接浇注冒口，这使得蜡件又产生了二次变形。
[0004]同时由于浮动壁瓦片厚度只有1-1.2mm并且上面布满了上千个绕流柱和气模孔，在一个面积为150X60平方毫米表面上有500个直径为1.2mm-1.5mm的绕流柱和400个直径为1.3mm的气膜孔，同时这些绕流柱和气膜孔是分布在圆锥面上的，所以其上的绕流柱之间存在4°?13°的角度分布，因此精铸模具制造非常困难。现有的铸造工艺是将瓦片做成平面，见附图1，待浇注成型后，再通过热校正模具热弯曲模压制成圆锥面，这种铸造工艺对模具制造来说相对简单。但是浇注出来的浮动壁瓦片经过热压弯曲后有内应力产生，极易出现裂纹，发动机有安全隐患存在，零件合格率偏低。而瓦片一次成型形成圆锥面，主要存在以下几个难点问题，目前还没有相应的模具能够解决这些问题:
[0005]I)模具设计时要考虑冒口连接处的小孔成型难题，当零件铸造成型切掉冒口后如何将小孔打通，保证零件的最终尺寸；
[0006]2)上千个小孔及绕流柱在圆锥面上的定位加工难题；
[0007]3)零件的5个螺栓柱在法线上的抽芯难题，螺栓柱是沿法向分布的，无法沿模具的开模方向抽取；
[0008]4)绕流柱在模具中因困气无法充满的难题，上百个绕流柱在模具上是盲孔，压注时有空气存在型孔无法充满，尺寸精度难以保证；
[0009]5)如此薄壁零件在模具中的出模问题，如何让蜡件顺利出模、无变形、无损坏，模具操作顺畅，是亟待解决的问题。
【【实用新型内容】】
[0010]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种能够一次成型的燃烧室浮动壁瓦片精密铸造模具。
[0011]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0012]包括底座以及在底座上依次安装的前模、后模、顶针板和限位板，且前模、后模、顶针板和限位板能够合模并配合形成用于零件一次成型的腔体，前模、后模、顶针板和限位板上安装有用于合模后锁紧的楔形锁紧机构；后模的壁上设置有第一通孔；在前模和后模处于合模状态时，顶针板与后模之间留有间隙，在前模和后模处于开模状态时，顶针板与后模相接；且顶针板上固定安装有若干个顶针，顶针均穿入第一通孔，且其中一部分顶针的端部位于第一通孔内，形成用于零件上的绕流柱成型的绕流柱型腔，剩余顶针的端部穿入腔体内与前模相接；后模、顶针板和限位板上开设有相连通的第二通孔和第三通孔，且第二通孔内活动安装有用于零件上的安装台成型的重叠抽芯，第三通孔内活动安装有用于零件上的螺栓柱成型的筒状抽芯。
[0013]进一步地，在前模上安装有上抽芯，形成用于与零件相连的冒口成型的冒口型腔，穿入腔体内的顶针端部与上抽芯和前模相接。
[0014]进一步地，后模和限位板固定安装在底座上，前模和顶针板能够滑动，且前模和顶针板上设置有同步脱模装置。
[0015]进一步地，同步脱模装置包括能够旋转带动顶针板朝后模运动并复位的杠杆扳手，杠杆扳手安装在限位板上，顶针板上安装有与前模相接的随动顶杆。
[0016]进一步地，底座水平设置且其上安装有用于前模滑动的导轨，前模和后模均为竖直设置，形成卧式开模结构。
[0017]进一步地，楔形锁紧机构包括上锁紧机构以及在后模上设置的下锁紧机构，在前模的外侧安装合模块，合模块与限位板的外侧均为斜面，形成上端尺寸小于下端尺寸的楔形，上锁紧机构紧密扣合在该楔形上且与下锁紧机构配合相接。
[0018]进一步地，顶针与后模上的第一通孔之间为间隙配合。
[0019]进一步地，限位板上设置有配合的用于筒状抽芯开模的弹簧和定位波珠。
[0020]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0021]本实用新型通过在前模上设置第一通孔，并在第一通孔中穿入配合的顶针，由第一通孔和端部在第一通孔内的顶针配合形成绕流柱型腔，满足型腔深度要求，实现了带有密布小圆柱类零件的成形；同时由剩余的顶针端部和前模相接，用于形成气膜孔，能够有效定位加工气膜孔及绕流柱，而第二通孔及重叠抽芯的设置，能够很好地用于成型零件上的安装台，第三通孔及筒状抽芯的设置，能够很好地用于成型零件上的螺栓柱，使本实用新型在应用中快速、便捷，同时在零件成型后，重叠抽芯和筒状抽芯是活动安装，可以直接抽出，有效避免与顶针之间的干涉，也就避免了与锥面零件上绕流柱之间的干涉，不会对绕流柱造成损坏；在前模和后模开模后，再通过顶针板与后模相接，此时顶针板将带动顶针顶出零件，其中的第一通孔起到了很好的导向作用，同时保证了对于零件的顶出力均匀，防止因为用力不当所导致绕流柱的断裂，本实用新型实现了零件圆锥面一次成型，同时使零件顺利出模、无变形、无损坏，无需后续热压，有效地提高了零件的生产效率和合格率。
[0022]进一步地，本实用新型通过设置上抽芯，直接将冒口与零件合并成整体，即起到了加强防变形作用，又避免了焊接冒口时产生的二次变形，同时也提高了生产效率。
[0023]进一步地，本实用新型通过设置同步脱模装置，有效保证零件顶出过程中的稳定性。
[0024]进一步地，本实用新型通过设置杠杆扳手，通过杠杆原理设计压杆可以轻松地完成顶针板的顶出和复位，同时通过设置随动顶杆，在顶针板带动顶针顶出时，能够有效推动零件和如1? 一起运动，使零件取出，且避免翻倒。
[0025]进一步地，本实用新型通过采用卧式开模结构，简化了模具结构，使各个方向抽芯便于锁紧和抽取。
[0026]进一步地，本实用新型楔形锁紧机构安装方便，锁紧快速稳定。
[0027]进一步地，本实用新型顶针与后模上的第一通孔之间采用间隙配合，保证零件成形过程中的排气，有效保证零件的尺寸精度。
【【附图说明】】
[0028]图1是现有瓦片零件按平面展开，浇注后热弯曲的结构示意图；
[0029]图2是本实用新型顶出系统及自动起模机构的结构示意图；
[0030]图3是本实用新型去掉上锁紧机构的结构示意图。
[0031]图4是本实用新型的结构示意图；
[0032]图5是本实用新型的俯视图；
[0033]图6是本实用新型顶针板和顶针的正面结构示意图；
[0034]图7是本实用新型顶针板和顶针的背面结构示意图；
[0035]图8是本实用新型中瓦片零件的圆锥一次成型并带浇注冒口的结构示意图；
[0036]其中，1-底座，2-前模，3-后模；4-顶针板，5-顶针，6-杠杆扳手，7-随动顶杆，8-零件，9-冒口，10-绕流柱，11-螺栓柱，12-上抽芯；13焊接点，14-下锁紧机构，15-限位板；16_导轨；17_重叠抽芯，18-上锁紧机构。
【【具体实施方式】】
[0037]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0038]参见图2至图7，本实用新型包括水平的底座I以及在底座I上从前往后依次竖直安装的合模块、前模2、后模3、顶针板4和限位板15。参见图8，由本实用新型形成的零件8和冒口 9为一体式结构，其上还包括若干个绕流柱10、若干个气膜孔、五个螺栓柱和四个安装台。
[0039]参见图2至图5，底座I上设置导轨16，前模2能够在底座I的导轨16上前后滑动，顶针板4也能够前后滑动，后模3和限位板15固定，形成卧式开模结构；前模2上安装有上抽芯12，上抽芯12与后模3配合相接，形成零件8和冒口 9 一体成型的腔体，且其中上抽芯12上包括若干个凸块，并卡入前模2的凹槽内，形成用于冒口 9成型的冒口型腔，上抽芯12与后模3、顶针板4和限位板15相配合形成零件8 一次成型的型腔。
[0040]零件8的成型结构:后模3的壁上设置有第一通孔；在前模2和后模3处于合模状态时，顶针板4与后模3之间留有间隙，在前模2和后模3处于开模状态时，顶针板4与后模3相接。
[0041]参见图6至图7，顶针板4上固定安装有若干个顶针5，顶针5均穿入第一通孔，且其中一部分顶针5的端部位于第一通孔内，形成用于零件8上的绕流柱10成型的绕流柱型腔，剩余顶针5的端部与上抽芯12和前模2相接，用于成型零件8上的若干气膜孔；后模3、顶针板4和限位板15上开设有相连通的第二通孔和第三通孔，且第二通孔内安装有活动的重叠抽芯17，用于零件8上的安装台成型，其中重叠抽芯17是将用于成型零件8上安装台内孔的柱形芯与用于成型安装台外环的镶块连接一起形成的，重叠抽芯17上的柱形芯与镶块端部均将与上抽芯12和前模2相接，便于形成安装台内孔和外环；第三通孔内活动安装有用于零件8上的螺栓柱11成型的筒状抽芯，在限位板15上设置有配合的用于使筒状抽芯开模的弹簧和定位波珠。
[0042]前模2和顶针板4上设置有同步脱模装置，包括安装在限位板15上的杠杆扳手6，顶针板4上安装有与前模2相接的随动顶杆7，杠杆扳手6能够转动且与顶针板4相接，在杠杆扳手6转动时将推动顶针板4朝其前侧的后模3运动，同时顶针板4上的随动顶杆7将推动前模2朝前侧滑动，顶针