【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鑄造，具體涉及一種船舶用尾軸架的鑄造模具及方法。
技術介紹
1、尾軸架用于船體組裝，位于船體底部尾端，一端與船體結構相連，另一端與螺旋槳軸相連。尾軸架起支撐和固定螺旋槳軸的作用，并允許螺旋槳軸在尾軸架內自由轉動，承受螺旋槳軸傳遞的扭矩和推力，并將其傳遞到船體結構上。
2、尾軸架是船體結構的關鍵受力產品，要求與船體同壽命，內部質量要求嚴格，進行全身超聲波探傷檢測(i級質量等級要求)，產品到船廠焊接和加工不能有鑄造缺陷。尾軸架重量9000kg，最大外形尺寸3100*2000*950mm，主要壁厚在210-310mm，屬于大型鑄鋼件。
3、通常這種大型鑄鋼件采用木模造型，木模能夠保證批量生產時澆注前的造型質量，但是單個木模成本高且制作時間長，存在影響生產效率的情況；反復多次使用，木模容易受溫度、濕度等環境因素的影響，導致模具變形，影響鑄件的尺寸精度和形狀，重新更換成本高，不更換情況需要頻繁修整，進一步增加了生產成本，這對于要求嚴格的船舶尾軸架來說，是一個重大問題。
技術實現思路
1、本專利技術意在提供一種船舶用尾軸架的鑄造模具，利用泡沫模型結合支撐結構的方式以代替木模，在保持成品精度的質量要求基礎上，結構穩定，成本低，更換容易，能夠持續穩定確保成品質量，使得利用泡沫模型鑄造大型鑄鋼件成為可能。
2、本專利技術提供的基礎方案為：一種船舶用尾軸架的鑄造模具，包括泡沫模型、支撐架、支撐桿和兩個泥芯；
3、所述泡沫模型具有尾軸架型和沿
4、所述支撐架的外形與泡沫模型外形相適配，為泡沫模型提供力學支撐點；
5、兩個所述泥芯的尾部中心開有與支撐桿適配的孔，鑄造時的支撐桿和對稱裝配在支撐桿兩端的兩個泥芯組成的整體具有適配尾軸架軸孔的結構，同時用于形成鑄造補貼；
6、所述支撐桿采用內外雙層不同材料制成。
7、本專利技術基于一種船舶用尾軸架的鑄造模具，還提供一種船舶用尾軸架的鑄造方法，所述方法包括如下步驟：
8、s100，鑄造準備，將制成的泡沫模型放置在支撐架上，若干支撐梁的位置排布以及交叉點位與泡沫模型變形風險大的位置相對應；準備與泡沫模型適配的砂箱；所述砂箱包括蓋箱和底箱，所述蓋箱頂部具有與發熱保溫冒口對應的開口；
9、s200，造型合箱，使用泡沫模型分別在蓋箱和底箱中造型，其中在發熱保溫冒口根部圓角處敷預設厚度的鉻鐵礦砂；蓋箱和底箱中的造型均完成后，取出泡沫模型；對蓋箱和底箱中的造型區域和泥芯進行涂料處理；支撐桿放置在兩個泥芯中間，兩個泥芯和支撐桿對應放置在尾軸架軸孔位置處；蓋箱和底箱上下合箱，并對合箱形成的型腔進行預熱；
10、s300，澆注保溫，以預設澆注溫度和澆注時間向型腔進行澆注，澆注完成后補澆預設次數，保溫預設時間；
11、s400，冷卻成形，冷卻時間到后得到鑄件，把鑄件從型腔中取出；進行支撐桿擊碎，冒口和鑄造補貼氣割，以及后加工處理，得到船舶用尾軸架成品，其中鑄造補貼氣割時，利用鑄造時支撐桿形成的軸孔作為氣割鋼水流出通道。
12、本專利技術的工作原理及優點在于：
13、與現有技術相比，本方案突破常規采用木模具、金屬模具鑄造大型鑄鋼件的方式，提出泡沫模型結合支撐結構的鑄造方式，使得利用泡沫模型鑄造大型鑄鋼件成為可能。
14、目前泡沫模型進行大型鑄鋼件的鑄造存在泡沫模型易變形性的缺點，影響鑄件的質量和生產效率，因此將泡沫模型用來鑄造大型鑄鋼件是存在技術偏見的。對于生產量大的企業直接使用木模具、金屬模具鑄造大型鑄鋼件的方式更有利于生產，但是對于小批量生產的企業來說木模具、金屬模具成本壓力太大，因此成本較低的泡沫模型鑄造大型鑄鋼件的研究是有必要的。
15、本方案為克服泡沫模型進行大型鑄鋼件容易變形的鑄造難點，采用與泡沫模型適配的支撐架，規避了泡沫模型易變形的難題，同時在鑄造過程中能夠對砂箱進行支撐，為尾軸架造型針對性提供力學支撐點，最大程度降低整個鑄造全過程的變形風險；采用泥芯和支撐桿的組合方式，利用支撐桿不僅能夠為泥芯提供支撐，防止泥芯傾斜，提高泡沫模型的造型質量，同時還能夠防止軸孔燒結情況，并且在鑄件成型時，采用擊碎方式即可處理，從避免變形和燒結，以及便捷處理等方面，均起到有益效果；巧妙利用支撐桿和兩個泥芯組成的整體形成鑄造補貼，尤其是支撐桿形成的軸孔，能夠在鑄造補貼氣割時，利用鑄造時支撐桿形成的軸孔作為氣割鋼水流出通道，提高氣割安全性。
16、本方案鑄造模具大幅節約了模具制作成本(泡沫模型費用為3.4萬元，木模費用為14.8萬元，泡沫模型費用為木模費用的23％)和模具制作時間(泡沫模型周期為10天，木模周期為25天，泡沫模型周期為木模費用的40％)，具有可觀的經濟效益，更換成本低，可持續穩定的保證成品質量。
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1.一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，包括泡沫模型、支撐架、支撐桿和兩個泥芯；
2.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述支撐架包括支撐框和焊接在支撐框內的若干支撐梁，且若干支撐梁的位置排布以及交叉點位與泡沫模型變形風險大的位置相對應。
3.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述泥芯的尾部設置有梯形芯頭；所述泥芯采用鉻鐵礦砂制成。
4.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述支撐桿為內部填充石墨的陶瓷澆管。
5.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述支撐桿的直徑小于鑄造時支撐桿所在位置處相應軸孔的直徑。
6.一種船舶用尾軸架的鑄造方法，其特征在于，利用權利要求1-5任一所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，所述方法包括：
7.根據權利要求6所述的一種船舶用尾軸架的鑄造方法，其特征在于，S200中，使用泡沫模型分別在蓋箱和底箱中造型為，將蓋箱放置在位于支撐架上的泡沫模型上進行蓋箱造型，蓋箱造型做好后，整體翻轉
8.根據權利要求6所述的一種船舶用尾軸架的鑄造方法，其特征在于，S200中，對蓋箱和底箱中的造型區域和泥芯進行涂料處理為，在蓋箱和底箱中的造型區域和泥芯刷兩遍醇基鋯英粉涂料，并點燃燒干涂料。
9.根據權利要求6所述的一種船舶用尾軸架的鑄造方法，其特征在于，S200中，對合箱形成的型腔進行預熱為，在澆注前4-6h，開始從蓋箱的開口向型腔內通入100-160℃的熱風，直到開始澆注停止。
10.根據權利要求6所述的一種船舶用尾軸架的鑄造方法，其特征在于，S300中，所述預設澆注溫度為1565±5℃，預設澆注時間為145-185s，補澆預設次數為4次，保溫預設時間為168h。
...【技術特征摘要】
1.一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，包括泡沫模型、支撐架、支撐桿和兩個泥芯；
2.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述支撐架包括支撐框和焊接在支撐框內的若干支撐梁，且若干支撐梁的位置排布以及交叉點位與泡沫模型變形風險大的位置相對應。
3.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述泥芯的尾部設置有梯形芯頭；所述泥芯采用鉻鐵礦砂制成。
4.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述支撐桿為內部填充石墨的陶瓷澆管。
5.根據權利要求1所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，其特征在于，所述支撐桿的直徑小于鑄造時支撐桿所在位置處相應軸孔的直徑。
6.一種船舶用尾軸架的鑄造方法，其特征在于，利用權利要求1-5任一所述的一種船舶用尾軸架的鑄造模具，所述方法包括：
7.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃金亮，章千，程大海，葉洪明，賴輝，秦大國，
申請(專利權)人：重慶長征重工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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