[发明专利]一种大型复杂结构多层环形铸件蜡模制作方法及夹具

说明书

本发明涉及一种大型复杂结构多层环形铸件蜡模制作方法及夹具，大型复杂结构多层环形铸件蜡模制作方法将整体蜡模拆分成若干个便于组合定位的分体蜡模，数量尽量少，分体蜡模模具便与制造、互换性高，然后利用蜡模组焊夹具将分体蜡模组焊成形整体蜡模。

技术领域

本发明涉及一种制造大型复杂结构多层环形铸件整体蜡模的技术，特别是一种大型复杂结构多层环形铸件蜡模制作方法及夹具。

背景技术

增加航空发动机涡轮前进气温度和减重是提高其推重比的主要途径。构成航空发动机的主要承力部件，如高温合金涡轮后机匣、钛合金中介机匣等部件的结构设计复杂，对其金属基体材料及其加工技术提出了更加苛刻的要求。从世界航空发达国家发展的历程和未来趋势看，在发动机推力一定的情况下，通过机匣类铸件薄壁化、高度集成的复杂结构化和采用整体精铸技术，使发动机减重并提高可靠性，大大提升了发动机性能，也是提高发动机推重比的有效途径之一。

近净形熔模精密铸造技术是国内外制备发动机大型复杂结构最重要的技术。该技术通过采用可熔失的蜡料制造蜡模，然后制作陶瓷型壳，熔失掉蜡模后对陶瓷型壳进行焙烧，最后将熔融的金属液浇注到型壳中，待金属液凝固、冷却后清壳，得到所需的铸件。通过对铸型材料以及对铸件成型过程中各工艺环节和工艺因素的严格控制，进行必要的热处理，可获得工作面无需机械加工或只进行局部打磨的近净形铸件。因此熔模精密铸造技术具有铸件尺寸精度高、表面粗糙度低、可用于铸造形状、结构复杂的大型薄壁复杂结构铸件的优点。

采用熔模精密铸造技术生产大型复杂结构多层环形铸件时，压制蜡模及蜡模尺寸精度是其中的重要步骤，大型复杂结构多层环形铸件通常具有结构复杂、外形尺寸大的特点，如果采用压制整体蜡模的方法，模具外形尺寸大、注蜡量大，对压蜡设备要求高；模具制造困难；取出蜡模时间长、操作繁琐，容易损坏蜡模；不利于调整蜡模尺寸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制造大型复杂结构多层环形铸件整体蜡模的方法及夹具，以满足航空发动机机匣类大型复杂结构多层环形铸件的熔模精密铸造技术的需求。

为解决上述技术问题，本发明提供的大型复杂结构多层环形铸件蜡模制作方法，包括如下步骤：

S1，将整体蜡模拆分成若干个便于组合定位的分体蜡模，并预留焊缝1.4mm-1.6mm；

S2，设计制造与拆分的分体蜡模相适配的分体蜡模模具；

S3，设计制造蜡模组焊夹具，包括多组定位夹具和锁紧夹具；

S4，采用填充蜡料在环境温度21-25℃、射蜡温度59℃-61℃、射蜡压力16-20bar、射蜡时间40s～50s、保压时间120s～150s的条件下压制分体蜡模；

S5，打开模具，小心取出蜡模放入室温的水中，以防止蜡模冷却变形；待分体蜡模冷却到室温后，去除分体蜡模上的多余物；

S6，组焊成形整体蜡模，将各分体蜡模按定位要求放置在蜡模组焊夹具上锁紧蜡模相应部位，用滴液吸管吸取熔化成液态的粘结蜡，将各分体蜡模粘结在一起；

S7，待焊缝上的粘结蜡冷却至室温后松开各锁紧夹具，从蜡模组焊夹具上取出整体蜡模，放置在平台上，去除整体蜡模上的多余物；

S8，用三坐标检测整体蜡模尺寸，检测结果符合控制要求时，整体蜡模制造完成。

进一步，整体蜡模包括蜡模外环件和蜡模内环件，所述蜡模内环件置于蜡模外环件中心的顶部，所述蜡模内环件包括组焊成型的多个内环件分体蜡模，所述蜡模外环件包括多个组焊成型的分体蜡模。

进一步，所述分体蜡模包括内侧壁、外侧壁和连接撑，所述内侧壁与外侧壁之间经连接撑进行固定，所述内侧壁的顶部设置内侧壁上凸沿，内侧壁的底部设置内侧壁下凸沿；所述外侧壁的顶部设置外侧壁上凸沿，外侧壁的底部设置外侧壁下凸沿。