[发明专利]大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法

说明书

本发明提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，该托盘的圆心处开设有第一孔洞，在托盘的同心圆位置均匀开设有若干第二孔洞，第二孔洞的直径小于第一孔洞的直径；托盘的中心安装有固定锁扣，托盘的外圈包覆有挡蜡板。该制壳系统包括蜡模、机械手、面层浆桶、淋砂机、图像获取模块、控制模块和托盘；该方法包括：机械手带动蜡模浸入面层浆桶，进行第一次背层粘浆；根据背层粘浆的图像信息，当从蜡模上成股流下的面层浆料变为断续液流时，机械手再在淋砂机上进行第一次淋砂；待蜡模上的面层浆料完全干透后，机械手带动蜡模重复进行背层粘浆和淋砂，直至达到所需的层数。本发明能够显著提高大型复杂薄壁铸件表面质量。

技术领域

本发明涉及高温合金精密铸造技术领域，具体地，涉及一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法。

背景技术

熔模精密铸造通常包括压制与组装蜡模、制壳和浇注等工艺过程，因其可制造具有复杂内腔结构，高的熔炼温度，高化学活性金属铸件，广泛应用于制造大型复杂结构铸件，尤其是航空航天用高温合金精密铸件。随着更高使用温度、更大构效比和更高机动性等航空航天装备发展的迫切需求，促使高温合金精密铸件向极端大型化、复杂化和薄壁化方向发展。目前，高温合金精密铸件的最大尺寸已近2000mm，铸件80％壁厚小于3mm，最小壁厚仅1mm，截面厚度突变高达10倍。由于大型复杂薄壁蜡模整体强度低，受力时极易变形甚至破坏，这对大型复杂薄壁蜡模粘浆与淋砂的制壳工艺过程提出了巨大的挑战。

经对现有技术的文献检索发现：申请号为201911335934.X的中国发明专利，涉及一种熔模铸造制壳成套设备及其制壳方法，该发明制壳成套设备包括机械臂、蜡模架、浆料混合装置和混淋装置，制壳方法包括取蜡模、多次沾浆、多次淋砂和干燥硬化等步骤，该发明结构相对简单，用于熔模铸造浆料的混合，通过合理规划混料桶数量，进行混料划分，能够提高混料效率，保证浆料品质，提高蜡模粘浆制壳效果。其不足之处在于机械臂仅抓取主浇口棒进行粘浆，虽然对于叶片类小型蜡料能够实现批量稳定粘浆，但是对于具有多个冒口的大型复杂薄壁蜡模，单一的主浇口棒强度难以支撑整个大型复杂薄壁铸件用蜡模的重量，将导致蜡模主体结构破坏，难以完成制壳工序。

申请号为201921835081.1的中国实用新型专利，涉及一种应用于精密铸造件蜡模的辅助粘浆装置，具体包括用于承载蜡模粘浆的浆桶及放置于浆桶顶部的粘浆辅助机构，粘浆辅助机构包括承载托盘、托盘探入浆桶运动机构。该实用新型能够实现批量化蜡模粘浆，不但提高了工作效率，而且保证了蜡模粘浆效果的一致性。然而，该装置仅能进行简单的上下和左右运动，虽然在简单结构小型蜡模，甚至是大型蜡模的粘浆方面展示出一定的优势，但是无法保证大型复杂薄壁结构蜡模浆料涂挂均匀，而浆料的均匀涂挂是保证大型复杂薄壁铸件，尤其是具有半封闭内腔结构铸件高质量成型的关键环节之一。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘、蜡模粘浆制壳系统和方法，以期为大型复杂薄壁铸件的高尺寸精度与冶金质量的研制提供支持，也为实现熔模精密铸造制壳过程的数字化与智能化提供解决思路。

根据本发明的第一方面，提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘，所述托盘为圆形金属托盘，所述托盘的圆心处开设有第一孔洞，在所述托盘的同心圆位置均匀开设有若干第二孔洞，所述第二孔洞的直径小于所述第一孔洞的直径；所述托盘一侧的中心安装有固定锁扣，所述托盘另一侧的外圈包覆有挡蜡板。

根据本发明的第二方面，提供一种大型复杂薄壁铸件用蜡模粘浆制壳系统，包括蜡模、机械手、面层浆桶、淋砂机、图像获取模块、控制模块和上述的大型复杂薄壁铸件用蜡模托盘；