CN211304676U - 燃烧器毛坯件的组装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃烧器毛坯件的组装结构，属于硅溶胶精密铸造技术领域。本实用新型采用分段铸造，铸造完之后再焊接的生产工艺，大大降低了加工难度，并且也降低了生产成本。本实用新型在每一块叶片侧面开窗口，有利于制壳工序中撒砂以及壳型干燥，同时有利于后处理过程中叶片内部流道的清砂，解决了硅溶胶铸造过程中的制壳和清砂两道关键工序中可能出现的问题。铸造过程可以不再使用陶瓷芯，避免了因陶瓷芯的不稳定性给铸件质量带来的不稳定性，提高了产品的合格率，同时提高了生产效率，很大程度降低了生产成本。本实用新型设计了防止内腔出现焊接瘤的特殊坡口，保证了内腔的表面质量。

Description

燃烧器毛坯件的组装结构

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器毛坯件的组装结构，属于硅溶胶精密铸造技术领域。

背景技术

某工业燃烧器的毛坯件产品是一种中空、薄壁类零件，包括1件主筒体及8件叶片，主筒体为顶部开口、底端封闭的筒体结构，叶片间隔布置于主筒体的外周方向，并与主筒体固定连接成整体结构；叶片内部具有空腔结构，并且该空腔结构与主筒体的内腔相连通

该零件壁厚最小6mm，叶片内部流道宽度12mm，外形尺寸为长×宽×高＝560mm×560mm×305mm；产品材质为CK-20耐高温不锈钢，重量约26公斤；产品要求100％试气压，压力100psi,不允许泄露。产品外形如图1所示：

现有工艺均是采用硅溶胶精密铸造，常用的方法是采用整体铸造并需要在内腔下陶瓷芯(一种高强度耐火材料)的工艺方案。

其关键铸造工序如下：

1)外购陶瓷芯，铸造厂通常通过生产陶瓷芯的专业厂家购买，陶瓷芯生产厂家需要开专用的陶瓷芯模具来生产陶瓷芯，图2为陶瓷芯三维结构示意图(8块陶瓷芯中的1块)。

2)射蜡：将融化状态的蜡，通过高压射蜡机射入产品模具，高温蜡冷却后形成蜡模，同时陶瓷芯固定在蜡模内。

3)制壳：在蜡模表面覆盖多层砂以及粘结剂。

4)失蜡：壳型固化之后，使用高温水将蜡模融化掉，最后只剩下壳型及内腔的陶瓷芯。

5)壳型焙烧。

6)熔炼钢水。

7)浇注：将熔炼后的钢水浇铸在制好的壳型里。

8)浇注完之后，进入后工序处理。

但现有工艺存在两个问题：

一、陶瓷芯的强度和扩散性是两个相互矛盾的特性，且不稳定。如果陶瓷芯强度过高，那它的扩散性就差，后期内腔清砂困难(产品技术要求：不允许内腔有一点粘砂)；如果陶瓷芯强度过低，它的扩散性会好一些，后期清砂比较容易，但是强度低的陶瓷芯在浇铸的时候，很容易被高温的钢水冲断，导致整个产品报废。所以，不管是上述哪一种情况，都会导致产品不合格，产品报废率很高；

二、每一件产品需要一件陶瓷芯，陶瓷芯的成本非常高，直接导致了产品成本增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种燃烧器毛坯件的组装结构，以解决目前铸造加工时陶瓷芯清理的难题，同时降低生产成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：燃烧器毛坯件的组装结构，包括主筒体及多件叶片，主筒体为顶部开口、底端封闭的筒体结构，叶片间隔布置于主筒体的外周方向，并与主筒体固定连接成整体结构；叶片内部具有空腔结构，并且该空腔结构与主筒体的内腔相连通，在每一件叶片的侧面设置有连通其空腔结构的叶片开口，主筒体、叶片及叶片开口为铸造成型的整体结构，叶片开口配设有盖板，盖板与叶片开口一一相对应，盖板的周向与叶片开口的内壁形成焊接坡口，通过焊接将两者连接成整体结构。

进一步的是：盖板为整体成型的铸件，并且与主筒体及叶片为相同材质。

进一步的是：盖板与叶片开口之间焊接坡口结构为，叶片开口的侧壁在内端部分设置有凸起，盖板的周向端面设置有容纳该凸起的缺口，凸起与缺口构成卡合定位结构，叶片开口的侧壁外端部分与盖板的周向端面组对形成V型坡口。

进一步的是：凸起与缺口构成卡合定位结构后，盖板的内表面与叶片的腔体内壁形成光滑连续的平面或者曲面。

进一步的是：在V型坡口处形成焊缝，焊缝的外端面高于V型坡口的外端面，以形成加工余量。

进一步的是：每一件叶片的叶片开口设置在同一侧。

进一步的是：叶片在主筒体的外周方向均匀间隔布置。

燃烧器毛坯件采用上述的的组装结构实施时，包括如下步骤：将由主筒体、叶片及叶片开口构成的整体结构设定为铸件A，铸造加工得到铸件A；加工得到盖板；将盖板焊接在铸件A上的叶片开口位置，得到燃烧器毛坯件。

其中，铸件A的铸造加工包括如下步骤：

步骤一，以铸件A为目标产品，制作蜡模A；蜡模A通过如下方式制得：以主筒体为目标产品，制作蜡模B；以布置有叶片开口的单件叶片作为目标产品，制作蜡模C；将蜡模B和多件蜡模C定位组装,并在两者的连接部以热熔合的方式将两者连接成整体，得到蜡模A；

步骤二，将蜡模A转入制壳工序；

步骤三，失蜡；

步骤四，壳型焙烧；

步骤五，钢水熔炼，浇注；

步骤六，将浇注后的铸坯清砂以及抛丸处理，得到铸件A。

蜡模B的侧壁布置有蜡模定位槽，蜡模C设置有与蜡模定位槽相适配的蜡模定位凸台，通过蜡模定位槽与蜡模定位凸台构成蜡模卡合定位结构。

蜡模B和蜡模C的定位组装通过如下工装实现：工装包括定位底座和限位板，定位底座的上表面布置有与蜡模C一一相对应的第一定位卡槽，同时还布置有与蜡模B相对应的第二定位卡槽；将蜡模B和多件蜡模C定位安装在定位底座的上表面；限位板布置在蜡模B和蜡模C构成的整体结构的外周方向，限位板与蜡模C的外端部分接触。限位板的优选布置方式为：限位板为对称设置的两件，两件限位板组合形成抱箍结构，两件限位板在端头位置通过螺栓相连接。在以热熔合的方式制得蜡模A后，将上述工装拆卸。

盖板采用整体成型的铸件时，其铸造包括如下步骤：以单件盖板为目标产品，制作蜡模D；将蜡模D转入制壳工序；失蜡；壳型焙烧；钢水熔炼，浇注；将浇注后的铸坯清砂以及抛丸处理，得到盖板。

本实用新型的有益效果是：由上述生产实施过程可知，本实用新型解决了中空、薄壁类零件的铸造清砂难题，能够满足质量要求，降低成本。具体如下：

第一，该组装结构在每一块叶片侧面开窗口，有利于制壳工序中撒砂以及壳型干燥，同时有利于后处理过程中叶片内部流道的清砂，解决了硅溶胶铸造过程中的制壳和清砂两道关键工序中可能出现的问题。

第二，铸造过程不再使用陶瓷芯，避免了因陶瓷芯的不稳定性给铸件质量带来的不稳定性，提高了产品的合格率，同时提高了生产效率。

第三，降低生产成本。该工艺不再涉及到陶瓷芯的使用，很大程度降低了生产成本。

第四，该组装结构中设计了防止内腔出现焊接瘤的特殊坡口，保证了内腔的表面质量。

经过实践，本实用新型已成功运用于某工业燃烧器产品的生产，取得较好的经济效益。

附图说明

图1是现有技术中燃烧器毛坯件的产品外形结构示意图；

图2是现有技术中陶瓷芯三维结构示意图；

图3是本实用新型中铸件A的产品外形结构示意图；

图4是本实用新型中盖板与叶片开口之间焊接坡口结构示意图；

图5是本实用新型中蜡模B的正视图；

图6是本实用新型中蜡模B的剖视图；

图7是本实用新型中蜡模C的三维结构图；

图8是本实用新型中蜡模D的三维结构图；

图9是本实用新型中蜡模B和蜡模C组装成蜡模A的流程示意图；

图10是本实用新型中定位底座的三维结构图；

图11是本实用新型中限位板的三维结构图；

图12是本实用新型中蜡模B和蜡模C定位组装时的工装结构示意图。

图中标记为：1-主筒体，2-叶片，3-叶片开口，31-凸起，4-盖板，100-蜡模A，101-蜡模B，102-蜡模C，103-蜡模定位槽，104-蜡模定位凸台，105-蜡模D，201-定位底座，202-限位板，203-第一定位卡槽，204-第二定位卡槽，205-中心定位槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图3和图4所示，本实用新型中的燃烧器毛坯件采用分体式结构，然后再组装成整体，具体组装结构为：包括主筒体1及多件叶片2，主筒体1为顶部开口、底端封闭的筒体结构，叶片2间隔布置于主筒体1的外周方向，并与主筒体1固定连接成整体结构；叶片2内部具有空腔结构，并且该空腔结构与主筒体1的内腔相连通，在每一件叶片2的侧面设置有连通其空腔结构的叶片开口3，主筒体1、叶片2及叶片开口3为铸造成型的整体结构，本实用新型中将由主筒体1、叶片2及叶片开口3构成的整体结构设定为铸件A，其外形结构如图3所示。叶片开口3分别配设有盖板4，盖板4与叶片开口3一一相对应，盖板4的周向与叶片开口3的内壁形成焊接坡口，通过焊接将两者连接成整体结构。

如图4所示，本实用新型将盖板4与叶片开口3之间的焊接坡口结构做了特殊设计,具体结构为，叶片开口3的侧壁在内端部分设置有凸起31，盖板4的周向端面设置有容纳该凸起31的缺口，凸起31与缺口构成卡合定位结构，叶片开口3的侧壁外端部分与盖板4的周向端面组对形成V型坡口。在焊接时，该凸起31结构可防止焊材形成的熔融状液体流入内腔以形成焊接瘤，保证了内腔的表面质量。为保证内腔结构的整体性能，凸起31与缺口构成卡合定位结构后，盖板4的内表面与叶片2的腔体内壁形成光滑连续的平面或者曲面。焊接时，在V型坡口处形成焊缝，焊缝的外端面高于V型坡口的外端面，以形成加工余量，焊接完成后，在焊缝处打磨，使得外表面平整，有效保证了产品的外表面质量。

盖板4可以选用现有技术中的各种机加工方式成形，也可以选用其他不同材质，但为保证产品的整体性能，同时节约生产成本，本实用新型中的盖板4采用整体成型的铸件，并且与主筒体1及叶片2为相同材质。此外，在采用上述的焊接坡口结构实施时，盖板4及其周向端面位置的缺口可以整体铸造成型；同样地，对于叶片开口3侧壁位置的凸起31，可以随同铸件A整体铸造成型。对于叶片开口3在叶片2上的位置，可以设置在不同侧面，也可以设置在相同侧面，但为了方便加工制作，每一件叶片2的叶片开口3优选设置在同一侧，以图3所示的实施方式为例，叶片开口3均设在叶片2的左侧。与最终的燃烧器产品结构性能相适应，叶片2应均匀分布，即叶片2在主筒体1的外周方向为均匀间隔布置。

本实用新型中的燃烧器毛坯件在采用上述的的组装结构实施时，包括如下步骤：将由主筒体1、叶片2及叶片开口3构成的整体结构设定为铸件A，铸造加工得到铸件A；加工得到盖板4；将盖板4焊接在铸件A上的叶片开口3位置，得到燃烧器毛坯件。

其中，铸件A的铸造加工包括如下步骤：

步骤一，以铸件A为目标产品，制作蜡模A100；

如图5至图7、图9至图12所示，蜡模A100通过如下方式制得：以主筒体1为目标产品，制作蜡模B101；以布置有叶片开口3的单件叶片2作为目标产品，制作蜡模C102；将蜡模B101和多件蜡模C102定位组装,并在两者的连接部以热熔合的方式将两者连接成整体，得到蜡模A100；

步骤二，将蜡模A100转入制壳工序；

步骤三，失蜡；

步骤四，壳型焙烧；

步骤五，钢水熔炼，浇注；

步骤六，将浇注后的铸坯清砂以及抛丸处理，得到铸件A。

为便于实现蜡模B101和蜡模C102的定位连接：蜡模B101的侧壁布置有蜡模定位槽103，蜡模C102设置有与蜡模定位槽103相适配的蜡模定位凸台104，通过蜡模定位槽103与蜡模定位凸台104构成蜡模卡合定位结构。该蜡模卡合定位结构可以起到连接定位作用。

为便于实现蜡模B101和蜡模C102的定位组装，在以热熔合方式连接之前，预先通过如下工装进行固定：工装包括定位底座201和限位板202，定位底座201的上表面布置有与蜡模C102一一相对应的第一定位卡槽203，同时还布置有与蜡模B101相对应的第二定位卡槽204；将蜡模B101和多件蜡模C102定位安装在定位底座201的上表面；限位板202布置在蜡模B101和蜡模C102构成的整体结构的外周方向，限位板202与蜡模C102的外端部分接触。限位板202的优选布置方式为：限位板202为对称设置的两件，两件限位板202组合形成抱箍结构，两件限位板202在端头位置通过螺栓相连接。在以热熔合的方式制得蜡模A100后，将上述工装拆卸。此外，为便于装配时定位，定位底座201的上表面还布置有中心定位槽205。

本实用新型中的盖板4在采用整体成型的铸件时，其铸造工艺包括如下步骤：如图8所示，以单件盖板4为目标产品，制作蜡模D105；将蜡模D105转入制壳工序；失蜡；壳型焙烧；钢水熔炼，浇注；将浇注后的铸坯清砂以及抛丸处理，得到盖板4。

优选实施例：

本实用新型应用于生产某工业燃烧器的毛坯件产品，其产品外形结构尺寸与背景技术所介绍的产品相同。不同点在于:本实用新型在每一件叶片2的侧面设置有连通其空腔结构的叶片开口3，主筒体1、叶片2及叶片开口3为铸造成型的整体结构，本实用新型中将由主筒体1、叶片2及叶片开口3构成的整体结构设定为铸件A，其外形结构如图3所示。叶片开口3分别配设有盖板4，盖板4与叶片开口3一一相对应，盖板4的周向与叶片开口3的内壁形成焊接坡口，通过焊接将两者连接成整体结构。焊接坡口结构如图4所示。

本实用新型在生产时，通过如下步骤实现：

步骤一，以铸件A为目标产品，制作蜡模A100；以单件盖板4为目标产品，制作蜡模D105；

蜡模A100通过如下方式制得：以主筒体1为目标产品，制作蜡模B101；以布置有叶片开口3的单件叶片2作为目标产品，制作蜡模C102；将蜡模B101和多件蜡模C102定位组装,并在两者的连接部以热熔合的方式将两者连接成整体，得到蜡模A100；

步骤二，将蜡模A100和蜡模D105分别转入制壳工序；

步骤三，失蜡；

步骤四，壳型焙烧；

步骤五，钢水熔炼，浇注；

步骤六，将浇注后的铸坯分别进行清砂以及抛丸处理，得到铸件A和盖板铸件；

步骤七，将铸件A和盖板铸件焊接，焊接后将焊缝处的加工余量打磨平整，得到燃烧器毛坯件。然后转入后工序处理。

上述的蜡模制作，采用常规的射模工艺即可实现，不再需要设置陶瓷芯。此外，制壳工序，失蜡，壳型焙烧，钢水熔炼，浇注，均为常规工序，可参照背景技术部分的介绍，这里不再赘述。

本实用新型的关键点在于采用分段射蜡再组合的方式，并且采用分段铸造，铸造完之后再焊接的生产工艺，大大降低了加工难度，并且也降低了生产成本。

Claims (7)

1.燃烧器毛坯件的组装结构，包括主筒体(1)及多件叶片(2)，主筒体(1)为顶部开口、底端封闭的筒体结构，叶片(2)间隔布置于主筒体(1)的外周方向，并与主筒体(1)固定连接成整体结构；叶片(2)内部具有空腔结构，并且该空腔结构与主筒体(1)的内腔相连通，其特征在于：在每一件叶片(2)的侧面设置有连通其空腔结构的叶片开口(3)，主筒体(1)、叶片(2)及叶片开口(3)为铸造成型的整体结构，叶片开口(3)配设有盖板(4)，盖板(4)与叶片开口(3)一一相对应，盖板(4)的周向与叶片开口(3)的内壁形成焊接坡口，通过焊接将两者连接成整体结构。

2.如权利要求1所述的燃烧器毛坯件的组装结构，其特征在于：盖板(4)为整体成型的铸件，并且与主筒体(1)及叶片(2)为相同材质。

3.如权利要求1或2所述的燃烧器毛坯件的组装结构，其特征在于：盖板(4)与叶片开口(3)之间焊接坡口结构为，叶片开口(3)的侧壁在内端部分设置有凸起(31)，盖板(4)的周向端面设置有容纳该凸起(31)的缺口，凸起(31)与缺口构成卡合定位结构，叶片开口(3)的侧壁外端部分与盖板(4)的周向端面组对形成V型坡口。

4.如权利要求3所述的燃烧器毛坯件的组装结构，其特征在于：凸起(31)与缺口构成卡合定位结构后，盖板(4)的内表面与叶片(2)的腔体内壁形成光滑连续的平面或者曲面。

5.如权利要求3所述的燃烧器毛坯件的组装结构，其特征在于：在V型坡口处形成焊缝，焊缝的外端面高于V型坡口的外端面，以形成加工余量。

6.如权利要求1或2所述的燃烧器毛坯件的组装结构，其特征在于：每一件叶片(2)的叶片开口(3)设置在同一侧。

7.如权利要求1或2所述的燃烧器毛坯件的组装结构，其特征在于：叶片(2)在主筒体(1)的外周方向均匀间隔布置。

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