(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号7.6(22)申请日2021.04.14(71)申请人中国航发商用航空发动机有限责任公司地址200241上海市闵行区莲花南路3998(72)发明人鲍俊李寒松李玉龙(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公31100专利代理师喻学兵(51)Int.Cl.B22C9/04(2006.01)B22C9/22(2006.01)(54)发明名称熔模铸造模壳及制备方法、熔模铸造方法及零件制造方法(57)摘要本发明提供一种熔模铸造模壳、模壳制备方法、熔模铸造方法及零件制造方法。熔模铸造模壳的外侧面包括网状凸起。模壳制备方法有：添加网状结构的陶瓷生坯；制备剩余的背层，从第N+2层开始，每次淋砂均要去除堆积在网状结构的网眼内的部分砂子。熔模铸造方法有采用该模壳制备方法制备模壳，通过在模壳中添加网状结构以提高铸件凝固过程中的刚性，并形成网状热节以便于金属液沿网状通道进行补缩。零件制造方法有采用该熔模铸造方法制备零件毛坯和对零件毛坯来加工，对零件毛坯来加工包括：检测零件毛坯的实际尺寸；求解实际尺寸与铸件理论模型之间的偏移量；根据偏移量调节零件毛坯的定位基准。权利要求书2页说明书6页附图3页CN1151940921.熔模铸造模壳，包括内侧面和外侧面，其特征是，所述外侧面包括网状凸起。2.如权利要求1所述的熔模铸造模壳，其特征是，所述网状凸起通过制壳过程中在模壳厚度的中间位置添加网状结构的陶瓷生坯而形成。3.如权利要求1所述的熔模铸造模壳，其特征是，所述熔模铸造模壳用于铸造叶片类零件，所述叶片类零件包括缘板结构和叶身结构，所述网状凸起的位置及尺寸对应所述缘板结构的非流道侧表面。4.如权利要求1至3中任一项所述的熔模铸造模壳，其特征是，所述网状凸起的中心的网格密度高于边缘的网格密度。5.如权利要求1至3中任一项所述的熔模铸造模壳，其特征是，所述网状凸起的中心的厚度高于边缘的厚度。6.模壳制备方法，用于制备熔模铸造用的模壳，其特征是，包括：在第N+1层背层添加网状结构的陶瓷生坯；制备剩余的背层，其中从第N+2层开始，每次淋砂均要去除堆积在所述网状结构的网眼内的部分砂子。7.如权利要求6所述的模壳制备方法，其特征是，N＝2或3或4。8.如权利要求6所述的模壳制备方法，其特征是，所述模壳用于铸造叶片类零件，所述叶片类零件包括缘板结构和叶身结构，所述网状结构的位置及尺寸对应所述缘板结构的非流道侧表面。9.如权利要求6至8中任一项所述的模壳制备方法，其特征是，所述网状结构的中心的网格密度高于边缘的网格密度。10.如权利要求6至8中任一项所述的模壳制备方法，其特征是，所述网状结构的中心的厚度高于边缘的厚度。11.熔模铸造方法，其特征是，包括采用如权利要求6至10中任一项所述的模壳制备方法制备模壳，通过在模壳中添加网状结构以提高铸件凝固过程中的刚性，并形成网状热节以便于金属液沿网状通道对所述铸件进行补缩。12.零件制造方法，其特征是，所述零件制造方法有：采用如权利要求11所述的熔模铸造方法制备零件毛坯；对所述零件毛坯来加工，包括：检测所述零件毛坯的实际尺寸；求解所述实际尺寸与铸件理论模型之间的偏移量；根据所述偏移量调节所述零件毛坯的定位基准。13.如权利要求12所述的零件制造方法，其特征是，采用三坐标测量或光学三维扫描检测所述实际尺寸。14.如权利要求12所述的零件制造方法，其特征是，通过最佳拟合求解所述偏移量。15.如权利要求12至14中任一项所述的零件制造方法，其特征是，采用可调定位工装调节所述零件毛坯的定位基准，所述可调定位工装根据六点定位原理设置六个定位件，所述六个定位件中的部分或全部可调整位置。16.如权利要求12至14中任一项所述的零件制造方法，其特征是，所述零件为叶片类CN115194092零件，包括缘板结构和叶身结构。17.如权利要求16所述的零件制造方法，其特征是，采用可调定位工装调节所述零件毛坯的定位基准，所述可调定位工装根据六点定位原理设置六个定位件，所述六个定位件的位置均可调，所述六个定位件中的其中三个与所述叶身结构的其中一面为点接触，所述六个定位件中的其中两个与所述叶身结构的其中一个侧边为线接触，所述六个定位件中的其余一个与所述缘板结构的非流道侧表面为点接触。CN115194092熔模铸造模壳及制备方法、熔模铸造方法及零件制造方法技术领域[0001]本发明涉及加工和铸造技术领域，具体涉及一种熔模铸造模壳、模壳制备方法、熔模铸造方法及零件制造方法。背景技术[0002]航空发动机经济效益是航空发动机的一项重要指标，提高航空发动机涡轮前温度，是提高航空发动机涡轮效率的一项主要手段。随着航空发动机尺寸慢慢的变大或为了匹配冷热态结构收缩，航空发动机的机匣慢慢的变多的采用分段结构，具有大尺寸的缘板结构的叶片类零件在航空发动机的涡轮部件中发挥着逐渐重要的作用。该叶片类零件1的结构如图1所示，包括大尺寸的缘板结构11和叶身结构12，该类零件的例子包括整流叶片铸件、机匣支板铸件及相关高温合金结构铸件等，该类零件采用三维气动设计，结构较为复杂，且外形为曲面结构，多采用熔模精密铸造后对铸造毛坯来加工的方法来制造。[0003]具有大尺寸的缘板结构11的叶片类零件1的铸造的主要难点在于厚薄变化的结构引起的缩松等冶金缺陷，以及铸造应力等导致大尺寸的缘板结构11变形引起的型面轮廓度超差。其中冶金缺陷可用通过优化浇铸和增加补缩解决，而铸造应力等导致的尺寸结构的变化一般对于具有大尺寸的缘板结构11的叶片类零件1没有一定的变形规律，难以通过模具调整解决，通常通过后期冷或热矫形解决，但是矫形将影响铸件的尺寸一致性和服役可[0004]具有大尺寸的缘板结构的叶片类零件1的加工的主要难点在于零件的准确定位。由于叶片类零件1的外形结构较为复杂，难以利用原有零件结构特征直接建立三维基准，目前多采用六点定位原理进行零件定位及加工制造。但由于设计六点位于铸件理论模型的型面上，而熔模铸造过程中由于受铸造应力、模壳膨胀等因素影响会导致零件毛坯的实际六点位置偏离理论点，当零件的尺寸跨度较大时，六点的位置偏差会导致零件毛坯无法与六点中的部分点接触，或者即便零件毛坯与六点全部接触，但远离六点位置的位置度偏差被累积放大，导致零件加工尺寸超差，因此就需要根据零件毛坯的实际尺寸与铸件理论模型之间的偏移量，对定位基准做调整。[0005]例如授权公告号为CN105423970B的专利文献公开了一种机匣支板制造的定位方法，在机匣支板叶身的一面设置A1、A2、A3三个定位凸台，A1、A2、A3三个定位凸台以三点定位方式布置；叶身的一侧安装边上部选择定位点B1设置定位凸台，叶身的一侧安装边下部选择定位点B2设置定位凸台，在机匣支板的法兰背部选择定位点C1设置定位凸台；以A1、A2、A3三个定位凸台为主基准，实现叶型定位；以定位凸台B1、B2为辅助定位点，定位轴向高 度尺寸；以定位凸台C1为辅助基准定位，定位周向尺寸；定位凸台通过铸造的方法形成于机 匣支板上，并在工艺流程中通过打磨调整凸台高度来调整铸件加工位置。该方法在零件本 体上铸造出多个定位凸台，增加了铸件的结构复杂性，通过打磨凸台调整加工位置，零件加 工完成后还需将凸台切除，操作效率低，且影响零件的表面上的质量。 CN115194092 发明内容[0006] 本发明的一个目的是提供一种熔模铸造模壳，能够大大减少铸件的变形和缩松等铸造 缺陷。 [0007] 为实现所述目的的熔模铸造模壳，包括内侧面和外侧面，所述外侧面包括网状凸 [0008]在所述的熔模铸造模壳的一个或多个实施方式中，所述网状凸起通过制壳过程中 在模壳厚度的中间位置添加网状结构的陶瓷生坯而形成。 [0009] 在所述的熔模铸造模壳的一个或多个实施方式中，所述熔模铸造模壳用于铸造叶 片类零件，所述叶片类零件包括缘板结构和叶身结构，所述网状凸起的位置及尺寸对应所 述缘板结构的非流道侧表面。 [0010] 在所述的熔模铸造模壳的一个或多个实施方式中，所述网状凸起的中心的网格密 度高于边缘的网格密度。 [0011] 在所述的熔模铸造模壳的一个或多个实施方式中，所述网状凸起的中心的厚度高 于边缘的厚度。 [0012] 该熔模铸造模壳通过设置网状凸起能大大的提升模壳的刚度，来提升铸件凝固过程 中的刚性，减少铸件的变形，避免铸件的型面轮廓度超差，此外，该网状凸起的网线位置的 模壳比网眼位置的模壳更厚，因此网线位置的模壳和铸件上对应位置的冷却速度较慢，可 以形成网状热节，以便于金属液沿网状通道对铸件进行补缩，由此减少缩松等铸造缺陷。 [0013] 本发明的另一个目的是提供一种模壳制备方法，采用该方法制备的模壳能够大大减少 铸件的变形和缩松等铸造缺陷。 [0014] 为实现所述目的的模壳制备方法，用于制备熔模铸造用的模壳，包括：制备面层和 第1层至第N层背层；在第N+1层背层添加网状结构的陶瓷生坯；制备剩余的背层，其中从第N +2层开始，每次淋砂均要去除堆积在所述网状结构的网眼内的部分砂子。 [0015] 在所述的模壳制备方法的一个或多个实施方式中，N＝2或3或4。 [0016] 在所述的模壳制备方法的一个或多个实施方式中，所述模壳用于铸造叶片类零 件，所述叶片类零件包括缘板结构和叶身结构，所述网状结构的位置及尺寸对应所述缘板 结构的非流道侧表面。 [0017] 在所述的模壳制备方法的一个或多个实施方式中，所述网状结构的中心的网格密 度高于边缘的网格密度。 [0018] 在所述的模壳制备方法的一个或多个实施方式中，所述网状结构的中心的厚度高 于边缘的厚度。 [0019] 采用该方法制备熔模铸造用的模壳，可以轻松又有效地获得前述的外侧面包括网状凸起 的模壳，通过在模壳中添加该网状结构，能大大的提升模壳的刚度，来提升铸件凝固过程中的 刚性，减少铸件的变形，避免铸件的型面轮廓度超差，此外，该网状结构的网线位置的模壳 比网眼位置的模壳更厚，因此网线位置的模壳和铸件上对应位置的冷却速度较慢，可以形 成网状热节，以便于金属液沿网状通道对铸件进行补缩，由此减少缩松等铸造缺陷。 [0020] 本发明的再一个目的是提供一种熔模铸造方法，能够大大减少铸件的变形和缩松等铸 造缺陷。 [0021] 为实现所述目的的熔模铸造方法，包括采用前述的模壳制备方法制备模壳，通过 CN115194092 在模壳中添加网状结构以提高铸件凝固过程中的刚性，并形成网状热节以便于金属液沿网状通道对所述铸件进行补缩。 [0022] 本发明的又一个目的是提供一种零件制造方法，能大大的提升零件的铸造质量和加工 质量。 [0023] 为实现所述目的的零件制造方法，包括采用前述的熔模铸造方法制备零件毛坯和 对所述零件毛坯来加工，其中对所述零件毛坯来加工包括：检测所述零件毛坯的实际 尺寸；求解所述实际尺寸与铸件理论模型之间的偏移量；根据所述偏移量调节所述零件毛 坯的定位基准。 [0024] 在所述的零件制造方法的一个或多个实施方式中，采用三坐标测量或光学三维扫 描检测所述实际尺寸。 [0025] 在所述的零件制造方法的一个或多个实施方式中，通过最佳拟合求解所述偏移 [0026]在所述的零件制造方法的一个或多个实施方式中，采用可调定位工装调节所述零 件毛坯的定位基准，所述可调定位工装根据六点定位原理设置六个定位件，所述六个定位 件中的部分或全部可调整位置。 [0027] 在所述的零件制造方法的一个或多个实施方式中，所述零件为叶片类零件，包括 缘板结构和叶身结构。 [0028] 在所述的零件制造方法的一个或多个实施方式中，采用可调定位工装调节所述零 件毛坯的定位基准，所述可调定位工装根据六点定位原理设置六个定位件，所述六个定位 件的位置均可调，所述六个定位件中的其中三个与所述叶身结构的其中一面为点接触，所

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