[发明专利]蜡模制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料的铸造成形领域，特别涉及用于带有密集不平行孔火焰筒的铸造用蜡模的制造装置。

背景技术

航空发动机燃烧室内燃气温度远高于火焰筒材料的许用温度，目前燃烧室多采用先进的冷却方式对火焰筒进行冷却，常用的先进冷却方式有冲击气膜冷却、发散冷却和层板冷却等。这些冷却方式都是通过在火焰筒壁上开设大量密集的冷却孔来实现。圆环结构的火焰筒为了获得更好的冷却效果，冷却孔的方向需要与火焰筒的法向保持一个固定的角度，这就导致了每个冷却孔的角度都不相同。

通常情况下，上述这类零件采用整体铸造的工艺来成形。铸件实现批量生产的前提是利用模具批量制造出合格的蜡模，蜡模的精度会直接影响铸件的精度。孔是蜡模制造的难点之一，传统蜡模制造是通过在模具上安装芯棒和相应的导向、抽芯机构来实现的，如图4所示，用于驱动芯棒安装板14的抽芯驱动机构15安装在底座16上，并可在由导向柱13限定的行程范围内带动芯棒安装板14和其上的芯棒4往复运动。抽芯驱动机构15一般是采用机械式结构或伺服电机，因而这些机构体积都比较大，需要很大的安装空间。

参照图4，传统蜡模的制造过程大致如下：下模1固定不动，将蜡料放入型腔后，上模3下行至与下模1闭合；蜡模成形完毕，芯棒4在抽芯驱动机构15的带动下回程，上模3上行，取出蜡模2。由于火焰筒上的孔是不平行的，沿单个方向同时抽芯会造成干涉而无法抽芯，如图4中用字母C标记的抽芯干涉区所示出的。

因而，对于带有密集不平行孔火焰筒的铸造用蜡模来说，只能对每个孔采用独立的抽芯机构。但是火焰筒上孔的直径很小(通常小于2mm)，距离非常近(间距通常小于10mm)，没有足够的安装空间来实现安装多个独立的传统导向、抽芯机构；如果采用手动的方式来进行抽芯，效率低下，精度也难以满足且容易导致芯棒变形。可见，采用传统方法来批量制造带有大量密集不平行冷却孔的火焰筒蜡模几乎不可行。因此，批量制造此类火焰筒的蜡模时必须采用一种新的方法来解决蜡模模具芯棒导向、抽芯的问题。

发明内容

本发明的目的在于设计一种蜡模制造装置，来解决火焰筒蜡模制造中密集不平行孔的芯棒导向、抽芯干涉问题，实现带密集不平行孔蜡模的批量制造。

根据本发明的一种实施方式，提供了一种蜡模制造装置，所述蜡模制造装置包括下模和上模，在下模和上模之间构成型腔，多个芯棒穿过所述上模中的导向孔对蜡模实施孔成形，多个抽芯驱动机构对应所述芯棒的位置设置，根据本发明，所述抽芯驱动机构为电磁驱动机构，包括安装在所述芯棒顶端的永磁体和相对安装的电磁线圈，所述电磁线圈安装于通过定位柱安装在所述上模上方的安装板上，这样，当所述永磁体与所述电磁线圈极性相同时，驱动所述芯棒实施孔成形，当所述永磁体与所述电磁线圈极性相反时，对所述芯棒进行抽芯。

有利地，所述多个芯棒的永磁体极性方向一致。进一步地，所述电磁线圈按相同极性并联在一起。

优选地，所述永磁体为圆柱形永磁体，其中心线与所述芯棒的中心线重合。进一步地，所述电磁线圈的中心线与所述永磁体的中心线重合。

根据一种优选实施方式，所述芯棒的外侧壁上设有定位槽，所述定位槽延伸于所述外侧壁的上端部分并与限位块相配合以限定所述芯棒的位置。

进一步地，所述限位块固定安装于所述上模上，并优选由聚四氟乙烯等强度较高的材料制成。聚四氟乙烯材料还可大幅降低限位块与芯棒之间的摩擦力。

根据一种优选实施方式，所述导向孔和所述芯棒均被设置为T形结构，并且所述导向孔和所述芯棒的小端部分的形状和尺寸与所述蜡模的孔相对应，在对蜡模进行孔加工时，所述芯棒的大端部分的端面与所述导向孔的大端部分的端面端接。

有利地，所述安装板的下表面的轮廓被设置为与所述蜡模的上表面的轮廓一致。

进一步地，所述电磁线圈和所述安装板之间通过线圈安装座来连接。其中，所述线圈安装座的上下端面的角度可调节所述电磁线圈的中心线角度。所述线圈安装座的高度可调节所述电磁线圈和所述永磁体之间的间隙。

根据本发明，在蜡模制造装置中采用一套电磁驱动机构实现芯棒的往复运动，同时通过一种特殊的机械结构(即，定位槽和限位块)来实现芯棒的导向和限位，可以精确地控制每根芯棒的运动方向和运动距离，从而解决不平行孔蜡模的批量制造过程中小空间密集排布不平行芯棒的导向、抽芯干涉的问题，且芯棒脱模容易、蜡模精度高，实现了带有密集不平行孔蜡模的批量制造。

附图说明