[发明专利]双层叶片叶轮的铸造铸型及铸造方法

权利要求书

1.一种双层叶片叶轮的铸造铸型，所述双层叶片叶轮包括底盖、下叶片组、轮毂、上叶片组、顶盖，底盖、下叶片组、轮毂、上叶片组、顶盖同心同轴设置，且均具有相同的、连接的外圆周，上叶片组、下叶片组均包括六片结构相同的叶片，每个叶片具有圆滑曲线延伸的两个侧边和一个劣弧边，每个叶片的劣弧边形成上叶片组或下叶片组的外圆周，其特征在于：所述铸造铸型包括下型、中型、上型、下砂芯、上砂芯，下砂芯装配于中型、下型之间，上砂芯装配于上型、中型之间，下型上表面设置形成底盖下表面的型腔，下砂芯的下表面设置形成底盖上表面的型腔，下砂芯内部设置形成下叶片组的型腔，中型的下表面设置形成轮毂下表面的型腔，中型的上表面设置形成轮毂上表面的型腔，上砂芯内部设置形成上叶片组的型腔，上砂芯的上表面设置形成顶盖下表面的型腔，上型下表面设置形成顶盖上表面的型腔，还在铸型内设置浇注系统型腔，浇注系统型腔包括直浇道型腔、横浇道型腔、内浇道型腔，直浇道型腔竖直贯通设置于下型、中型、上型内部，横浇道型腔、内浇道型腔设置于下型内，横浇道型腔沿着水平方向设置于下型内底盖型腔的周围，与底盖型腔呈同心圆，且横浇道型腔包围底盖型腔周长的至少三分之二，直浇道型腔与横浇道型腔垂直设置，直浇道型腔与横浇道型腔的起始端连接，内浇道型腔为四个，四个内浇道型腔与下叶片组型腔中的四个叶片型腔连接，内浇道型腔为扁长浇道，内浇道型腔的一端与横浇道型腔连通，另一端与底盖型腔的外圆周连通，内浇道型腔的轴线方向与横浇道型腔中金属液流动方向呈锐角夹角，内浇道型腔的轴线方向与叶片型腔的圆滑曲线侧边方向相切，使得第一股金属液在沿着横浇道流动的时候，首先充满整个横浇道，再返流回来沿着内浇道进入型腔。

2.如权利要求1所述的双层叶片叶轮的铸造铸型，其特征在于：在横浇道型腔的末端设置集渣窝。

3.如权利要求1所述的双层叶片叶轮的铸造铸型，其特征在于：浇注系统比例按∑F直：∑F横：∑F内 =1:1.5～2:2～3。

4.一种双层叶片叶轮的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：

依据双层叶片叶轮产品二维图纸在三维建模软件中建立双层叶轮的三维模型；

在所述双层叶轮三维模型上布置开放式多点进流的浇注系统，包括直浇道、横浇道、内浇道，直浇道竖直贯通设置于下型、中型、上型内部，横浇道、内浇道设置于下型内，横浇道沿着水平方向设置于下型内底盖的周围，与底盖呈同心圆，且横浇道包围底盖周长的至少三分之二，直浇道与横浇道垂直设置，直浇道与横浇道的起始端连接，内浇道为四个，四个内浇道与下叶片组中的四个叶片连接，内浇道为扁长浇道，内浇道的一端与横浇道连通，另一端与底盖的外圆周连通，内浇道的轴线方向与横浇道中金属液流动方向呈锐角夹角，内浇道的轴线方向与叶片的圆滑曲线侧边方向相切，使得第一股金属液在沿着横浇道流动的时候，首先充满整个横浇道，再返流回来沿着内浇道进入型腔；

在已经布置了浇注系统的双层叶轮三维模型上布置出气结构和冒口，并在最小吃砂量的前提下通过求差获得双层叶轮的型芯体；

对所述双层叶轮型芯体进行分芯和/或分型，沿双层叶轮轮毂的两个法兰面将所述型芯体分切为三个砂型，分别为上型、下型和中型，同时将双层叶轮的两层叶片分为两个独立的上砂芯、下砂芯，上砂芯、下砂芯是沿双层叶轮轮毂轴对称切分，所述上砂芯、下砂芯用来形成双层叶轮的内腔结构，三个砂型用来形成双层叶轮的外型结构；

组型：将所述下型置于组型平台上，将上砂芯、下砂芯组芯到中型上，并将组芯后的中型组型到下型上，最后将上型扣合到中型上；

对三个砂型间的间隙进行密封和检查，合格后通过紧固结构将组型后的型芯体紧固，并转运到浇注区域进行浇注。

5.如权利要求4所述的双层叶片叶轮的铸造方法，其特征在于：还在所述双层叶轮三维模型上增加叶片补贴，所述叶片补贴用来保障薄壁叶片的厚度达到设计要求，以保证叶片具有一定使用寿命，同时保障叶片的厚度不会过大导致流量不足。

6.如权利要求5所述的双层叶片叶轮的铸造方法，其特征在于：内浇道的进流速度为0.5m/s～1m/s。