[发明专利]一种整体叶环的蜡模制造方法及组合夹具

说明书

技术领域

本发明属于精密铸造技术，涉及航空、航天涡扇、涡喷式发动机涡轮导向器、前置扩压器等叶环类零件熔模铸造整铸件的蜡模制造，特别涉及整体蜡模的分体组合制造。

背景技术

目前涡轮导向器、前置扩压器熔模铸造整铸件，一般采用整体蜡型铸造、蜡型结合羰芯铸造，这两种方法铸造工艺难度极大。

以上叶环类零件直径从Ф200mm到1000mm，叶片数从20多到近百个，叶片弯曲扭转程度不一。采用整体铸造时，模具设计难点多，加工困难，活块多，芯子多，模块定位配合易错位，积累误差大，整个模具精度难以提高；在生产过程中，模具外形尺寸过大，结构复杂，会带来压型时操作困难，且现有的设备很难满足压制要求；模具内腔结构复杂，形成叶片之间空腔的活块取型困难，整个蜡模难以成型，单个叶片上的一处缺陷都会导致整个熔模的报废。而且由于活块多，叶片型面上会有多处分型线，整个叶片的表面质量会下降很多。还有一种方法是用水溶型芯代替金属活块来形成叶片形状，但是水溶型芯精度差，表面质量差，且多个型芯定位困难，累计误差很大，整个盘环尺寸精度不能保证。在申请号为200910310304.7的发明创造中，公开了一种喷嘴环蜡模的加工工艺。该加工工艺中，利用两次熔蜡-注塑-脱模，将喷嘴环叶片与喷嘴环的内圈和外圈注塑为一个整体，在第一次熔蜡-注塑-脱模过程中注塑成型的是留有叶片形状空隙的喷嘴环叶片外形蜡模，注塑成这种形状不但可以简化模具的结构，同时方便在第二次熔蜡-注塑-脱模过程中将型蜡灌入形成一个整体的喷嘴环形状，最后再将第一次的蜡模溶化掉得到完整的喷嘴环形状。该方法所成型的喷嘴环蜡模的整体效果好，叶片之间的间距及开口面积均匀，叶片两端的连接牢固，不会出现内孔和修整痕迹，出口光洁的喷嘴环蜡模的生产工艺，但是这该加工方法的加工过程比较复杂，过程中控制点多，产品精度不能满足航空军用产品要求。

发明内容

为克服现有技术中存在的或者模具外形尺寸过大、结构复杂，并且精度较差，或者加工过程复杂并且过程中控制点多的不足，本发明提出了一种整体叶环的蜡模制造方法及组合夹具。

本发明提出的整体叶环的蜡模制造方法包括以下步骤：

步骤1，压制单叶片蜡模；将模具置于压蜡机上，压蜡机上模板和下模板的温度为35℃；合模压力为50bar；将蜡料注入模具中；向模具中注射压力后保压10s，注射时间为20s，得到成型单叶片；蜡料的注射温度为70℃，注射压力为18bar，得到成型的单叶片蜡模；重复上述过程，制作完成所需的单叶片蜡模；待压制好的单叶片蜡模冷却后，修整去除毛刺，整齐摆放待用；

步骤2，压制内环蜡模；将模具置于压蜡机上，压蜡机上模板和下模板的温度为35℃；合模压力为50bar；将蜡料注入模具中；向模具中注射压力后保压15s，注射时间为30s，得到成型单叶片；蜡料的注射温度为65℃，注射压力为18bar，得到成型的内环蜡模；重复上述过程，制作完成所需的环蜡模；待压制好的内环蜡模冷却后，修整去除毛刺，整齐摆放待用；

步骤3，压制外环蜡模；将模具置于压蜡机上，压蜡机上模板和下模板的温度为30℃；合模压力为50bar；将蜡料注入模具中；向模具中注射压力后保压15S，注射时间为30s，得到成型单叶片；蜡料的注射温度为65℃，注射压力为18bar，得到成型的外环蜡模；重复上述过程，制作完成所需的外环蜡模；待压制好的外环蜡模冷却后，修整去除毛刺，整齐摆放待用；

步骤4，组合单叶片蜡模；用组合夹具将全部叶片蜡模组合成环形；组合时，将一个叶片放置在夹具的定位块上并定位；用粘结蜡将第一个单叶片固定在夹具支撑环件上表面；旋转定位块至分度环下一定位孔处并固定；将第二个叶片放置在定位块上并定位，用粘结蜡将第二个叶片与第一个叶片焊接在一起；以此类推，将全部叶片逐个焊接组合成环形；粘结蜡的熔化温度为80℃；

步骤5，焊接内环蜡模和外环蜡模；用组合夹具将内环蜡模和外环蜡模依次分别与组合成环形的叶片蜡模焊接；焊接内环蜡模时，将内环蜡模与组合成环形的叶片蜡模焊接：将内环蜡模的圆弧面分别与叶片蜡模的内通道表面焊接，使全部内环蜡模在叶片蜡模的内通道表面形成圆环；焊接外环蜡模时：将各外环蜡模的内圆弧面分别与组合成环形的叶片蜡模的外通道表面焊接，使全部外环蜡模在叶片蜡模的外表面形成圆环；得到组合后的前置扩压器蜡模；粘结蜡的熔化温度为80℃；

步骤6，修整打磨蜡模；修整蜡模表面和焊缝，使其表面粗糙度满足设计要求，并使焊缝与蜡模表面光滑过渡；