[發(fā)明專利]一種可保障大型水輪機(jī)鑄造葉片尺寸精度的模具制造新工藝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910117720.5
• 申請(qǐng)日: 2009-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN101716654A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭凡;原曉雷;納建紅;撖俊虎;王向陽;徐國(guó)強(qiáng);閆小龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏長(zhǎng)城須崎鑄造有限公司;寧夏共享集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22C9/22
• 分類號(hào): B22C9/22
• 代理公司: 寧夏專利服務(wù)中心 64100
• 代理人: 古玲玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可保障大型水輪機(jī)鑄造葉片尺寸精度的模具制造新工藝方法，尤其是涉及一種可保障大型水輪機(jī)鑄造葉片尺寸精度的模具制造工藝方法。

背景技術(shù)

大型(≥400MW)水輪機(jī)葉片鑄造模具，完全屬于三維空間模型的實(shí)物制作。模具沿周無任何可供測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)面，且由于葉片本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具制作過程及模具在使用過程中，非常容易變形，影響尺寸精度。依靠傳統(tǒng)模具制作工藝、方法及材料，制作成本高，質(zhì)量難于保證。本專利申請(qǐng)的這種類型的模具制作工藝方法，在國(guó)內(nèi)尚處于空白。目前，國(guó)內(nèi)的葉片鑄模具的主要制作方式，仍然依靠手工方式來實(shí)現(xiàn)。這類方式存在以下缺陷：外觀過度不光滑，壁厚尺寸不容易保證，易存在模具缺量或者局部壁厚過大，制作效率極低等缺陷，對(duì)大型鑄鍛件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程造成極大的制約。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝方法獨(dú)特、制作效率高及設(shè)計(jì)精度滿足鑄件標(biāo)準(zhǔn)的葉片類鑄造模具、通過新材料、新方法在模具制作過程中的研究應(yīng)用，解決模具本身的變形問題、保證葉片類模具的尺寸精度的一種可保障大型水輪機(jī)鑄造葉片尺寸精度的模具制造新工藝方法。

本發(fā)明通過如下方法實(shí)現(xiàn)：

一種可保障大型水輪機(jī)鑄造葉片尺寸精度的模具制造工藝方法，其特征是：它包括如下步驟：

a.選材：模具采用含水率低的木材、模具表面覆蓋一層固化后可切削加工的環(huán)保型新型環(huán)氧樹脂；

b.制作模具工藝方案設(shè)計(jì)：成形的木料交錯(cuò)搭接制作模具骨架和模具工作表面基底，在模具表面基底粘附樹脂層，固化后，通過大型數(shù)控加工中心設(shè)備，加工形成模具的工作表面；

c.建立制作模具的三維模型：按照葉片鑄件的鑄造工藝標(biāo)準(zhǔn)文件，采用UG軟件建立模具的三維模型，為模具骨架和后序加工制作模具，選定兩個(gè)基準(zhǔn)輔助平面及雙向的扭面上設(shè)置若干個(gè)矩陣排列的輔助加工測(cè)量定位點(diǎn)點(diǎn)的小凸臺(tái)面；

d.模具毛坯的制作：根據(jù)UG三維模型，縱橫各建立X個(gè)等距交叉網(wǎng)格矩陣截面，在這2X個(gè)網(wǎng)格界面上，100％釋放、制作隨形支撐樣板，在此網(wǎng)格上面，用多層木方料，縱橫交錯(cuò)疊加搭接、粘釘，制作隨形的模具骨架，在隨形的模具骨架外圍的頂面，用標(biāo)準(zhǔn)厚度的寬立板料，隨形錯(cuò)位圈、粘、釘，制作與葉片本體表面輪廓完全吻合的模具工作表面底基；

e.加工模具：根據(jù)UG三維模型，通過計(jì)算機(jī)編程，形成標(biāo)準(zhǔn)的模具加工程序，先用五坐標(biāo)加工CNC設(shè)備，將模具毛坯工作表面，加工掉一層厚度均勻的木料，然后在加工后的模具表面，覆蓋一層新型環(huán)氧樹脂材料，環(huán)氧樹脂完全固化后，用五坐標(biāo)加工CNC設(shè)備，對(duì)表面覆層進(jìn)行了CNC加工，最終形成模具工作表面；

f.模具檢測(cè)：對(duì)模具表面劃分網(wǎng)格矩陣，形成一定數(shù)量的檢測(cè)點(diǎn)，然后針對(duì)相應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)，用激光跟蹤儀，依靠步驟c中所明確建立的基準(zhǔn)平面與基準(zhǔn)凸臺(tái)進(jìn)行擬合，檢測(cè)形成空間點(diǎn)陣，與UG三維模型進(jìn)行比對(duì)，確定模具尺寸偏差，按照偏差修理、校正模具，保證模具的尺寸、形狀精度；

所述環(huán)氧樹脂層的厚度為2-15mm；

所述環(huán)氧樹脂內(nèi)加入了815B固化劑，加入的固化劑的重量含量為40-90％。

本發(fā)明有如下效果：

1)模具選材獨(dú)特、實(shí)施容易、制作簡(jiǎn)便、成本較低、延長(zhǎng)模具壽命、防止吸收空氣水分變形：本發(fā)明采用木材制作葉片本體，在最外側(cè)包覆2-15mm樹脂層，這種樹脂覆蓋層包覆木材本體的應(yīng)用結(jié)構(gòu)屬于木模制作基礎(chǔ)上的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，具有實(shí)施容易、制作簡(jiǎn)便、成本較低、延長(zhǎng)模具壽命、止吸收空氣水分變形等諸多優(yōu)點(diǎn)。