箱4同心嵌套;所述第二內(nèi)圓砂箱4與平面 砂箱1的第二圓環(huán)6內(nèi)徑相等。
[0046] 在每個(gè)連接件7上開設(shè)有插口，在外圓砂箱2的圓環(huán)形支架上均勻分布有多個(gè)與所 述插口適配可插入的插件;在第二圓環(huán)6上設(shè)置有朝向第一圓環(huán)5的凸起。
[0047] 在所述平面砂箱1上，還設(shè)置有第三圓環(huán)9,所述第三圓環(huán)9設(shè)置在所述第一圓環(huán)5 和第二圓環(huán)6之間，每個(gè)所述連接件7貫通所述第三圓環(huán)9。
[0048]本實(shí)用新型所述的大型航天器制造用砂箱系統(tǒng)還包括組合式砂芯，在組裝時(shí)，基 底砂芯13、內(nèi)砂芯12和表層砂芯11均設(shè)置于所述平面砂箱1第一圓環(huán)5內(nèi)緣和所述第二內(nèi)圓 砂箱4外緣之間。
[0049] 從結(jié)構(gòu)上看，組合式砂芯具有三層砂芯結(jié)構(gòu)，分別為表層砂芯11、內(nèi)砂芯12和基底 砂芯13，其組合狀態(tài)見圖7所示。
[0050] 其中，表層砂芯11結(jié)構(gòu)見圖4所示，其包括設(shè)置在內(nèi)砂芯12的表層上，和內(nèi)砂芯12 接觸設(shè)置。從形狀上看，其呈圓環(huán)形。表層砂芯11由若干個(gè)表層分砂芯14拼接組成，所述表 層分砂芯14呈扇形結(jié)構(gòu)，在每個(gè)扇形表層分砂芯14上開設(shè)有多個(gè)貫通孔，在多個(gè)貫通孔中 至少有一個(gè)為第一直澆道15,至少有兩個(gè)貫通孔為冒口 16。其中，對(duì)于表層分砂芯14的設(shè) 置，可以根據(jù)實(shí)際工程需求設(shè)置其數(shù)量，從而根據(jù)數(shù)量來(lái)確定各表層分砂芯14的大小，此 外，對(duì)于貫通孔的設(shè)計(jì)也要考慮工程的實(shí)際需求，但是無(wú)論貫通孔的個(gè)數(shù)設(shè)置多少，至少要 保證貫通孔中一個(gè)為第一直澆道15,兩個(gè)為冒口 16。對(duì)于直澆道和冒口 16的設(shè)置，一般第一 直澆道15要設(shè)置在兩個(gè)冒口 16之間的位置上，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，會(huì)將第一直澆道15和 兩個(gè)冒口 16的位置按照如下設(shè)置進(jìn)行設(shè)計(jì)：即在表層砂芯11的徑向截面上，第一直澆道15 位于所述兩個(gè)貫通孔的中間位置，也就是說(shuō)，兩個(gè)冒口 16以第一直澆道15為中心對(duì)稱設(shè)置。 [00511內(nèi)砂芯12的結(jié)構(gòu)見圖5所示，其設(shè)置在基底砂芯13的表層上，和基底砂芯13接觸設(shè) 置。從形狀上看，內(nèi)砂芯12同樣呈圓環(huán)形，和前述表層砂芯11的形狀、大小相同。從結(jié)構(gòu)來(lái) 看，內(nèi)砂芯12在與所述表層砂芯11直澆道對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有與第一直澆道15連通的第二直 澆道17;內(nèi)砂芯12由若干個(gè)內(nèi)分砂芯18拼接組成，并在內(nèi)砂芯12內(nèi)部形成縱截面為"工"字 形的鑄件型腔19,在設(shè)置時(shí)，要求鑄件型腔19和冒口 16連通，此外，與鑄件型腔19連通在靠 近第二直澆道17的方向開設(shè)有內(nèi)澆道110。與內(nèi)澆道110進(jìn)一步連通且進(jìn)一步靠近第二直澆 道17的方向開設(shè)有橫澆道111。上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)分砂芯18經(jīng)拼接后，形成環(huán)形"工"字形的鑄件 型腔19、環(huán)形內(nèi)澆道110、環(huán)形橫澆道111。
[0052] 基底砂芯13結(jié)構(gòu)見圖6所不，基底砂芯13位于組合砂芯的最底端，基底砂芯13由若 干基底分砂芯113拼接組成?；咨靶?3和內(nèi)砂芯12以及表層砂芯11均呈圓環(huán)狀且形狀、大 小完全相同。在基底砂芯13上開設(shè)有澆口渦118,澆口渦118與第二直澆道17對(duì)應(yīng)連通設(shè)置， 與澆口渦118連通延伸設(shè)置有底層橫澆道112,底層橫澆道112對(duì)應(yīng)設(shè)置在內(nèi)砂芯所述橫澆 道111下方且與橫澆道111通過澆口渦118連通;基底分砂芯113經(jīng)拼接后，形成環(huán)形底層橫 饒道。
[0053]作為可以優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)用新型所述的組合式砂芯，每個(gè)表層分砂芯14由 至少三個(gè)表層分砂芯微單元114組成，所述表層分砂芯微單元114沿徑向均分所述表層分砂 芯14。在圖1中給出了最優(yōu)的實(shí)施方式，即每個(gè)表層分砂芯14沿徑向從內(nèi)到外由三個(gè)表層分 砂芯微單元114組成。
[0054]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)用新型所述的組合式砂芯，每個(gè)內(nèi)分砂芯18由若干內(nèi) 分砂芯微單元115組成，對(duì)于內(nèi)分砂芯微單元115的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)施需求進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選 所述基底分砂芯113微單元沿基底分砂芯113徑向由內(nèi)到外分別由三個(gè)扇形單元拼接組成， 中間的扇形單元由位于中心的圓形微單元116和平均分配該扇形單元的其余面積的外圍單 元117組成。作為可以變換的實(shí)施方式，優(yōu)選所述第二直澆道17位于圓形微單元116的中心。
[0055] 作為在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，優(yōu)選每個(gè)所述基底分砂113由若干基底分砂芯113 微單元組成，對(duì)于基底分砂芯113微單元的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)施需求進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選基底分砂 芯113微單元沿基底分砂芯113徑向由內(nèi)到外分別由三個(gè)扇形單元拼接組成，中間的扇形單 元由位于中心的圓形微單元116和平均分配該扇形單元的其余面積的外圍單元117組成，底 層橫澆道112設(shè)置在所述圓形微單元116內(nèi)。
[0056] 在上述實(shí)施例中，設(shè)置第一直澆道15和第二直澆道17為圓柱形；冒口 16為梯形，且 冒口 16上端寬度大于下端寬度。
[0057] 本實(shí)用新型所述的砂箱系統(tǒng)，在工作時(shí)，需要先將若干個(gè)等分的平面分砂箱8拼接 成圓形的平面砂箱1，再將外圓砂箱2放置于平面砂箱1的上部，使得外圓砂箱2和平面砂箱1 的第一圓環(huán)5重疊放置，為了提高其穩(wěn)定性，可以采用固定土質(zhì)進(jìn)行固定或者采用插口和插 件的配合固定同時(shí)輔以固定土質(zhì)固定;然后將第一內(nèi)圓砂箱3放置于平面砂箱1的第二圓環(huán) 6內(nèi)部且與第二圓環(huán)6同心設(shè)置，同時(shí)將第二內(nèi)圓砂箱4和平面砂箱1的第二圓環(huán)6重疊放置， 同樣用固定土質(zhì)對(duì)第一內(nèi)圓砂箱3和第二內(nèi)圓砂箱4進(jìn)行固定;最后將基底砂芯13、內(nèi)砂芯 12和表層砂芯11依次鋪設(shè)于平面砂箱1第一圓環(huán)5內(nèi)緣和所述第二內(nèi)圓砂箱4外緣之間，完 成砂箱的組合設(shè)置。之后，將澆鑄液從表層砂芯11的第一直澆道15澆口倒入，流動(dòng)至底層橫 澆道112,澆鑄液在底層橫澆道112內(nèi)不斷蓄積液面上升進(jìn)而進(jìn)入橫澆道111內(nèi)，逐漸將橫澆 道111充滿后經(jīng)橫澆道111進(jìn)入型腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)鑄件的澆鑄生產(chǎn)。在澆鑄過程中，氣體、雜質(zhì)和多 余的溶液就會(huì)進(jìn)一步向上涌流通過冒口溢出來(lái)，溶液冷卻體積隨之縮小，冒口層溶液就用 來(lái)補(bǔ)充滿鑄件型腔。
[0058] 雖然本實(shí)用新型已經(jīng)通過上述具體實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但是，本專業(yè)普 通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護(hù)范圍的任何形式和細(xì)節(jié)的 變化，均屬于本實(shí)用新型所要保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型航天器鑄鎂結(jié)構(gòu)件制造用砂箱系統(tǒng)，其特征在于，包括： 平面砂箱，具有圓形砂箱支架，支架包括環(huán)形嵌套的第一圓環(huán)，以及與第一圓環(huán)同心且 位于所述第一圓環(huán)內(nèi)部的第二圓環(huán);在第一圓環(huán)和第二圓環(huán)之間設(shè)置有多個(gè)均勻分布的、 用于連接兩個(gè)圓環(huán)的徑向連接件;所述平面砂箱由若干個(gè)等分的平面分砂箱組成； 外圓砂箱，為圓環(huán)形支架，所述外圓砂箱的內(nèi)徑等于平面砂箱第一圓環(huán)的內(nèi)徑； 第一內(nèi)圓砂箱，為圓環(huán)形支架;設(shè)置在所述平面砂箱的第二圓環(huán)內(nèi)且與第二圓環(huán)同心 設(shè)置； 第二內(nèi)圓砂箱，為圓環(huán)形支架，所述第二內(nèi)圓砂箱的內(nèi)徑大于第一內(nèi)圓砂箱的內(nèi)徑，第 一內(nèi)圓砂箱與第二內(nèi)圓砂箱同心嵌套;所述第二內(nèi)圓砂箱與平面砂箱的第二圓環(huán)內(nèi)徑相 等。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)連接件上開設(shè)有插口，在外圓 砂箱的圓環(huán)形支架上均勻分布有多個(gè)與所述插口適配可插入的插件;在第二圓環(huán)上設(shè)置有 朝向第一圓環(huán)的凸起。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，在所述平面砂箱上，還設(shè)置有第三 圓環(huán)，所述第三圓環(huán)設(shè)置在所述第一圓環(huán)和第二圓環(huán)之間，每個(gè)所述連接件貫通所述第三 圓環(huán)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，還設(shè)置有砂芯，所述砂芯包括基底砂 芯，所述基底砂芯由若干基底分砂芯拼接組成； 內(nèi)砂芯，設(shè)置在基底砂芯的表層上，和基底砂芯接觸設(shè)置； 表層砂芯，設(shè)置在內(nèi)砂芯的表層上，和內(nèi)砂芯接觸設(shè)置； 所述基底砂芯、內(nèi)砂芯和表層砂芯均呈圓環(huán)狀且形狀、大小相同； 表層砂芯由若干個(gè)表層分砂芯拼接組成，所述表層分砂芯呈扇形結(jié)構(gòu)，在每個(gè)扇形表 層分砂芯上開設(shè)有多個(gè)貫通孔，在多個(gè)貫通孔中至少有一個(gè)為第一直澆道，至少有兩個(gè)貫 通孔為冒口； 內(nèi)砂芯在與所述表層砂芯直澆道對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有與第一直澆道連通的第二直澆道； 內(nèi)砂芯由若干個(gè)內(nèi)分砂芯拼接組成，并形成縱截面為"工"字形的鑄件型腔，所述鑄件型腔 和冒口連通，與所述鑄件型腔連通在靠近所述第二直澆道開設(shè)有內(nèi)澆道，與所述內(nèi)澆道進(jìn) 一步連通且進(jìn)一步靠近所述第二直澆道開設(shè)有橫澆道；內(nèi)分砂芯經(jīng)拼接后，形成環(huán)形"工" 字形的鑄件型腔、環(huán)形內(nèi)澆道、環(huán)形橫澆道； 在基底砂芯上開設(shè)有澆口渦，所述澆口渦與所述第二直澆道對(duì)應(yīng)連通設(shè)置，與澆口渦 連通延伸設(shè)置有底層橫澆道，所述底層橫澆道對(duì)應(yīng)設(shè)置在內(nèi)砂芯所述橫澆道下方且與所述 橫澆道通過澆口渦連通;基底分砂芯經(jīng)拼接后，形成環(huán)形底層橫澆道;所述基底砂芯、內(nèi)砂 芯和表層砂芯均設(shè)置于所述平面砂芯第一圓環(huán)內(nèi)緣和所述第二內(nèi)圓砂箱外緣之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述表層分砂芯由至少三個(gè)表層 分砂芯微單元組成，所述表層分砂芯微單元沿徑向均分所述表層分砂芯。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，在表層砂芯的徑向截面上，設(shè)置有一 個(gè)第一直澆道和兩個(gè)貫通孔，且第一直澆道位于所述兩個(gè)貫通孔的中間位置。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)內(nèi)分砂芯由若干內(nèi)分砂芯微單元 組成，所述內(nèi)分砂芯微單元沿基底分砂芯徑向由內(nèi)到外分別由三個(gè)扇形單元拼接組成，中 間的扇形單元由位于中心的圓形微單元和平均分配該扇形單元的其余面積的外圍單元組 成。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，所述第二直澆道位于圓形微單元的中 心。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述基底分砂芯由若干基底分砂 芯微單元組成，所述基底分砂芯微單元沿基底分砂芯徑向由內(nèi)到外分別由三個(gè)扇形單元拼 接組成，中間的扇形單元由位于中心的圓形微單元和平均分配該扇形單元的其余面積的外 圍單元組成，底層橫澆道設(shè)置在所述圓形微單元。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂箱系統(tǒng)，其特征在于，第一直澆道和第二直澆道為圓柱形； 冒口為梯形，且冒口上端寬度大于下端寬度。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大型航天器鑄鎂結(jié)構(gòu)件制造用砂箱系統(tǒng)，通過獨(dú)特的平面砂箱、外圓砂箱、內(nèi)圓砂箱的組合設(shè)計(jì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用整體的上下砂箱所帶來(lái)的占地面積大、技術(shù)難度大、耗時(shí)多、生產(chǎn)效率低下的問題。
【IPC分類】B22C9/02, B22C9/08, B22C21/00
【公開號(hào)】CN205362553
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520956827
【發(fā)明人】化宜文, 王利平, 張軍, 高斌, 王登峰, 張高龍, 王玉鳳, 畢瑞祺, 武鵬, 鄧智燕
【申請(qǐng)人】山西神舟航天科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日