铸件旋翼是航空引信上的重要零件,如图1所示。有12个叶片,尺寸精度要求高、三维角度、分型面复杂,需要12个侧抽芯、1个上抽芯、1个下抽芯;整个旋翼零件被这些型芯所包围。这套模具的设计理念是:结构简单独特、成本低、效率高。
(1)方案一:上方大型芯,侧面12个侧型芯,小型芯;即上、下及四周12个侧型芯下都用液压装置自动开模;这种方案效率高,适合年产10万件以上的大批量生产。
模具结构如图2,在中模板7下面与侧型芯6及底板33上面为上分型面,各型芯之间结合面组成其他分型面。用12个液压缸各连接1个侧型芯6抽芯脱模及合模,这12个侧型芯是由一件由φ430 mm×60 mm圆板形件通过线旋翼的主视图叶片与垂直方向有35°夹角,故侧型芯的两面都有35°斜角。12个侧型芯安装在底板33的T形导向槽中。下型芯30与下型芯液压缸36连接抽芯及合模。大型芯27与液压缸固定板18、支撑板11及中模板7连接固定,由大型芯压板9压紧,支撑套8和拉料杆10连接压板12和上固定板16。压板12和上固定板16压紧和固定上连杆17并连接上型芯液压缸19控制大型芯27抽芯及合模。支撑板11、液压缸固定板18、导向轴21、长螺钉26构成大型芯抽芯、合模及导向部件。底板33与模具底座38通过内六方螺钉39连接。
(1)浇注:在模具(如图2)合模状态下,先在大型芯上放好浇杯,然后将融化好的ZL104液体按照一定的浇注速度通过浇杯的浇口和大型芯中心浇道浇注到模具型腔里,成形、凝固、冷却形成铸件。经过45 s的冷却时间使铸件达到脱模时开始脱模。
首先由上型芯液压缸19带动上连杆17、连接压板12和上固定板16、支撑套8和拉料杆10、中模板7、大型芯压板9,带动控制大型芯27上下移动而完成抽芯及合模动作。然后由侧抽芯液压缸1通过连接螺套2、侧型芯连杆3、侧芯压板5分别连接及带动12个侧型芯6抽芯脱模。最后由下芯液压缸36带动下型芯30抽芯脱模。经过上述3步抽芯后,只剩下旋翼零件摆放在模具中间。用铁夹子取出。
(1)在大型芯27(如图3),上部车空、下部钻若干个排气孔,用排气塞排气;另外在其锥面上开0.5 mm深的三角形排气道。
由于本零件的年产量只有1万件,所以模具的所有材料均采用优质碳素钢45号钢,其中侧型芯6、小型芯30、大型芯27的材料要调质处理使硬度达到28HRC,其余各件均不用热处理。
该模具于2010年设计,并于当年在某兵工厂试模生产,模具造价约人民币3万元,已应用超过了3年的时间。生产实践证明该模具结构合理:具有简单的结构及开、合模动作,液压自动开模。取铸件到合模一般最多用120 s的时间,如模具温度过高,开模取件后可以晾一段时间再合模。这段时间可以对模具起到降温散热的作用,从而保证了模具的热平衡。按2 min生产一件计算、每班按实际7 h计算,每班产量为210件,双班每天生产420件,按每月生产22天计算,每月可生产9 240件。因此模具年产量能达到10万件的能力。根据经验及目前的使用情况预计模具寿命可达7年。


