一种多叶组导叶精铸模具的收缩率设计方法

摘要

本发明公开了一种多叶组导叶精铸模具的收缩率设计方法，通过假设参数、假定收缩方向、收缩率大小选定最终设定收缩率；在设计制造蜡模模具时，在尺寸相差悬殊的L、D、R(见假定的收缩方向)三个方向上设定相应收缩率，解决了因以往只采用单一收缩率而导致的多叶组导向叶片铸件通道面积超差问题。本发明适用于所有的多叶组导叶。通过计算的方法获得偏置角Δα1、Δα2，解决了通道面积超差问题，设计理念和方法更加合理。设计制作模具“一步到位”，极大的减少了产品研制费用，缩短了产品试制周期。且工程应用中可以推广使用。

主权项

一种多叶组导叶精铸模具的收缩率设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)假设参数假设，一种多叶组导向叶片有K个叶片，上缘板和下缘板所在圆周的半径分别为R₂和R₁，上缘板和下缘板的宽度均为D，两叶片间的夹角为α，且(K‑1)α＜45°；2)假定收缩方向根据多叶组导向叶片的尺寸结构特征，假定多叶组导向叶片的收缩方向分为L方向、D方向和R方向，其中，L方向为上、下缘板的弧度方向，D方向为上、下缘板的宽度方向，R方向为叶片的长度方向；3)收缩率大小的选定根据实际生产过程中现场蜡料的特性，不同长度选用相对应的收缩率；4)收缩率设定在设计制作多叶组导叶精铸模具时，各方向上的收缩分别按以下方式设定：D方向上：上、下缘板宽度方向上放大ψ₄；R方向上：叶身长度方向上放大ψ₁，即R₁变为(1+ψ₁)R₁，R₂变为(1+ψ₁)R₂，叶片间的夹角α不变；L方向上：放大之前使多叶组导向叶片的中心轴线与坐标轴Z轴重合，上缘板弧度方向上放大ψ₂，下缘板弧度方向上放大ψ₃；设AB表示多叶组导向叶片的中心轴线，与坐标轴Z轴重合；A₁B₁表示R方向上放大后的多叶组导向叶片中的一个叶片；β表示A₁B₁方向上的叶片与多叶组导向叶片中心轴线的夹角；A₁′B₁′表示叶片A₁B₁在L方向上放大后的尺寸形状；计算下缘板A₁点在L方向上放大后，从A₁到A₁′的偏置角度Δα₁以及上缘板B₁点在L方向上放大后，从B₁到B₁′的偏置角度Δα₂；计算Δα₁和Δα₂的具体方法是：Δα₁和Δα₂，由$\frac{(\beta +{\mathrm{\Delta \alpha }}_1)\times (1+{\psi }_1)\times R_1-\beta \times R_1}{{\mathrm{\beta R}}_1}={\psi }_3---\left(1\right)$$\frac{(\beta +{\mathrm{\Delta \alpha }}_2)\times (1+{\psi }_1)\times R_2-\beta \times R_2}{{\mathrm{\beta R}}_2}={\psi }_2---\left(2\right)$得${\mathrm{\Delta \alpha }}_1=\frac{{\psi }_3-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}\beta ---\left(3\right)$${\mathrm{\Delta \alpha }}_2=\frac{{\psi }_2-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}\beta ---\left(4\right)$当K为奇数时，A₁′B₁′表示相邻AB的第一个叶片，则β＝α${\mathrm{\Delta \alpha }}_1=\frac{{\psi }_3-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}\alpha ---\left(5\right)$${\mathrm{\Delta \alpha }}_2=\frac{{\psi }_2-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}\alpha ---\left(6\right)$A₁′B₁′表示相邻AB的第N个叶片时，β＝Nα${\mathrm{\Delta \alpha }}_1=\frac{{\psi }_3-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}N\alpha ---\left(7\right)$${\mathrm{\Delta \alpha }}_2=\frac{{\psi }_2-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}N\alpha ---\left(8\right)$当K为偶数时，A₁′B₁′表示相邻AB的第N个叶片，则β＝Nα－α/2${\mathrm{\Delta \alpha }}_1=\frac{{\psi }_3-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}(N\alpha -\frac{\alpha }{2})---\left(9\right)$${\mathrm{\Delta \alpha }}_2=\frac{{\psi }_2-{\psi }_1}{1+{\psi }_1}(N\alpha -\frac{\alpha }{2})---\left(10\right)$由公式(7)、(8)、(9)和(10)可得：当ψ₁＝ψ₂＝ψ₃时，即按整体统一的综合收缩率设定模具，Δα₁＝Δα₂＝0，这时叶片角度不会出现偏置；当ψ₂＝ψ₃时，Δα₁＝Δα₂，所做模具的叶片长度等长。