本发明涉及熔模精密铸造领域，具体地，涉及一种测量蜡料收缩率的模具、方法及应用。

  熔模铸造是一种精密铸造方法，采用此方法得到的铸件具有尺寸精度高、表面上的质量高、少机加工等优点，是一种净成型工艺。蜡模制备是熔模铸造中的第一大工序，制备的蜡模的品质直接影响最终铸件的品质，其中收缩率的大小对蜡模成型的尺寸精度与脱蜡时型壳受热膨胀的趋势有着密不可分的关系，因此收缩率是蜡料的一个重要的性能指标。

  在传统的蜡模制备的过程中，蜡模的模具设计都是根据模具设计中心过去的经验累积进行蜡模收缩率的补偿，且这种补偿是在各个方向上采用相同的收缩率，这导致所制备蜡模尺寸超差，后期通过不断的反复修模甚至重新制作模具来提高蜡模尺寸精度，这种方法耗费大量的时间与物料，导致成本上升。

  经检索发现，公开号cn208721597u的中国专利，公开了一种适用于涡轮蜡模的测量蜡收缩率的试样模具，包括从上到下依次设置的上模板、上模仁、下模仁和下模板，述上模仁内设有试样型腔，试样型腔包括处于同一圆心的层圆台型腔；但是，采用上述模具没办法实现外环与内环方向的收缩率的测量，同样会导致所制备蜡模尺寸超差，并且上述模具测量的不同厚度与不同直径方向上的收缩率仅适用于涡轮形状的蜡模，不具有广泛性。

  因此，如何设计一种测量蜡料收缩率的模具及方法，能获得不同方向上蜡料的收缩率，使得在模具设计中可以依据各个方向上收缩率大小进行一次性进行补偿，是目前要解决的一个问题。

  针对现存技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种测量蜡料收缩率的模具、方法及应用。

  对得到的所述蜡模做测量并计算收缩率，得到所述待测蜡料在多个方向的不同收缩率的大小。

  优选地，所述设计用以测量水平、竖直、厚度及外环与内环方向的收缩率的模具，其中，所述模具包括：

  优选地，将待测蜡料注入所述平板件模具的型腔，得到平板件蜡模，根据所述平板件蜡模的长度、宽度以及高度的尺寸变化，计算待测蜡料在流动方向为水平方向和竖直方向的收缩率。

  优选地，将待测蜡料注入所述阶梯件模具的型腔，得到阶梯件蜡模，根据所述阶梯件蜡模的各个阶梯厚度的尺寸变化，计算待测蜡料在不同厚度方向的收缩率。

  优选地，将待测蜡料注入所述环形件模具的型腔，得到环形件蜡模，根据所述环形件蜡模的外环和内环的尺寸变化，计算蜡料在外环限制性收缩率与内环自由性收缩率。

  本发明第二个方面提供一种测量蜡料收缩率的方法的应用，将权利要求1-5中任一项所述的测量蜡料收缩率的方法用于蜡模模具设计中；包括：

  根据得到蜡料在多个方向的不同收缩率的大小，在蜡模模具设计时对不同方向设计相匹配的收缩率的补偿，使所述蜡模模具设计一次完成。

  本发明第三个方面提供一种测量蜡料收缩率的模具，用于上述的测量蜡料收缩率的方法中，包括：

  平板件下模，所述平板件下模设有平板件型腔，所述平板件型腔为具有上部敞口的长方体空间；所述平板件下模上设有平板件注蜡通道，所述平板件注蜡通道与所述长方体空间相连，用于向所述平板件型腔内注入待测蜡料；

  平板件上模，所述平板件上模设置于所述平板件下模上，使所述平板件下模的所述长方体空间的上部敞口封闭。

  具有中空容纳空间的阶梯件模具滑块，所述阶梯件模具滑块设置于所述阶梯件下模上，所述阶梯件模具滑块的中空容纳空间与所述阶梯件下模的上端面构成上部敞口的阶梯件型腔，所述阶梯件型腔内沿高度方向设有呈阶梯分布的不同厚度的台阶；所述阶梯件模具滑块可沿所述阶梯件下模外侧方向挪动，从而取出蜡模；

  所述阶梯件模具滑块上设有阶梯件注蜡通道，所述阶梯件注蜡通道与所述阶梯件型腔相连，用于向所述阶梯件型腔内注入待测蜡料；

  阶梯件上模，所述阶梯件上模设置于所述阶梯件模具滑块上，使所述阶梯件型腔的上部敞口封闭。

  环形件下模，所述环形件下模的上端面设有呈个字形铺设的滑轨，即所述滑轨包括位于两侧的弧形轨道和位置中间的直线轨道；

  环形件模具滑块，所述环形件模具滑块设置于所述滑轨上，所述环形件模具滑块包括第一滑块、第二滑块和第三滑块，其中，所述第一滑块、所述第二滑块分布设置于所述滑轨两侧弧形轨道上并能沿所述弧形轨道方向滑动，所述第三滑块设置于所述滑轨中间的直线轨道上并能沿所述直线轨道方向滑动，所述第一滑块和所述第二滑块位于所述第三滑块的外圈，且所述第一滑块和所述第二滑块位于同一外径上；由所述环形件下模的上端面、所述第一滑块、所述第二滑块与所述第三滑块之间构成的环形件型腔，所述环形件型腔为具有上部敞口的圆弧空间；

  环形件上模，所述环形件上模设置于所述环形件下模上并罩于所述环形件模具滑块上方，使所述环形件型腔的圆弧空间的上部敞口封闭。

  本发明上述方法，用于进行蜡模模具设计时，不再单一的采取各个方向相同收缩率进行补偿，解决了以往由于采用相同收缩率而导致的蜡模尺寸精度低的问题，摆脱了反复修模甚至模具重新设计的困扰，设计理念和设计方法更为合理，使模具设计阶段能够一次性进行补偿，使蜡模模具设计一次成功，极大的减少了资源的浪费。

  通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

  图中标记分别表示为：1为平板件上模、2为平板件下模、3为平板件型腔、4为平板件注蜡通道、5为阶梯件上模、6为阶梯件下模、7为阶梯件模具滑块、8为阶梯件型腔、9为阶梯件注蜡通道、10为环形件上模、11为环形件下模、12为滑轨、13为环形件模具滑块、14为环形件型腔。

  下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有利于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还能做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

  参照图1所示，为本发明一优选实施例的测量蜡料收缩率的方法的步骤示意图，包括以下步骤：

  对得到的蜡模做测量并计算收缩率，得到待测蜡料在多个方向的不同收缩率的大小。

  本实施例的另一个方面提供上述测量蜡料收缩率的方法的应用，将上述测量蜡料收缩率的方法用于蜡模模具设计中；包括：

  根据得到蜡料在多个方向的不同收缩率的大小，在蜡模模具设计时对不同方向设计相匹配的收缩率的补偿，使蜡模模具设计一次成功，避免了反复修模甚至重新进行模具设计的困扰，节省了大量的时间与成本。

  采用上述办法来进行蜡模制备时，可以在水平方向、竖直方向、不同厚度方向以及内外环方向得到相应的收缩率，从而在模具设计时能够准确的通过这些方向的收缩率进行精确补偿，解决了以往采用单一收缩率造成蜡模尺寸精度低的问题。

  在其他部分优选实施例中，设计用以测量流动方向为水平方向和竖直方向的收缩率，不同的厚度方向的收缩率及外环限制性收缩率与内环自由性收缩率的模具，采用三种不同设计结构的模具，包括：平板件模具、阶梯件模具和环形件模具，平板件模具用于测量流动方向为水平方向和竖直方向的收缩率；阶梯件模具用于测量不同厚度方向的收缩率；环形件模具用于测量外环限制性收缩率与内环自由性收缩率。

  在其他部分优选实施例中，将待测蜡料注入平板件模具的型腔，得到平板件蜡模，根据平板件蜡模的长度、宽度和高度的尺寸变化，计算待测蜡料在流动方向为水平方向和竖直方向的收缩率，计算结果如表1所示。

  在其他部分优选实施例中，将待测蜡料注入阶梯件模具的型腔，得到阶梯件蜡模，根据阶梯件蜡模的各个阶梯厚度的尺寸变化，计算待测蜡料在不同厚度方向的收缩率，计算结果如表2所示。

  在其他部分优选实施例中，将待测蜡料注入环形件模具的型腔，得到环形件蜡模，根据环形件蜡模的外环和内环的尺寸变化，计算蜡料在外环限制性收缩与内环自由性收缩的收缩率,计算结果如表3所示。

  在另一实施例中，提供一种用于上述实施例的测量蜡料收缩率的方法的模具，模具包括：平板件模具、阶梯件模具和环形件模具。

  平板件模具用于测量流动方向为水平方向和竖直方向的收缩率，即可根据平板件蜡模的水平方向和竖直方向尺寸的变化，从而计算出蜡料水平方向和竖直方向上的收缩率。参照图2所示，平板件模具包括平板件下模2和平板件上模1。

  平板件下模2的上端面设有平板件型腔3，平板件型腔3为具有上部敞口的长方体空间；平板件下模2上设有平板件注蜡通道4，平板件注蜡通道4与长方体空间相连，用于向平板件型腔3内注入待测蜡料。

  平板件上模1设置于平板件下模2上，使平板件下模2的长方体空间的上部敞口封闭。

  注蜡机在注射的过程中通过平板件上模1与平板件下模2的结合增加模具的锁模力，蜡料通过注蜡口流经平板件注蜡通道4最终流向平板件型腔3，得到所需要的平板件蜡模。

  在一具体实例中，平板件模具能够使用以下尺寸参数：平板件上模1的最大尺寸可以为：长208mm×宽108mm×高23mm；平板件下模2的最大尺寸可以为：长208mm×宽88mm×高65mm；平板件注蜡通道4的尺寸可以为：长27.4mm,宽为3.6mm,高为2mm；平板件型腔3的尺寸可以为：长为150mm，宽为40mm，高为2mm。

  阶梯件模具用于测量不同厚度方向的收缩率，即可根据阶梯件蜡模的不同厚度方向尺寸的变化，从而计算出蜡料在不同厚度方向的收缩率。参照图3所示，阶梯件模具包括阶梯件下模6、阶梯件模具滑块7和阶梯件上模5。

  阶梯件模具滑块7设置于阶梯件下模6上端面，阶梯件模具滑块7可沿着阶梯件下模6外侧方向挪动，阶梯件模具滑块7的中空容纳空间与阶梯件下模6的上端面构成上部敞口的阶梯件型腔8，阶梯件型腔8内沿高度方向设有呈阶梯分布的不同厚度的台阶。在阶梯件模具滑块7上设有阶梯件注蜡通道9，阶梯件注蜡通道9与阶梯件型腔8相连，用于向阶梯件型腔8内注入待测蜡料。

  在具体实施时，可通过移动阶梯件模具可便于取出蜡模，即将阶梯件模具滑块7沿着阶梯件下模6向外侧方向挪动，便可取出阶梯件型腔8内的蜡模。作为一优选方式，在阶梯件模具滑块7一侧增加圆孔便于移动阶梯件模具滑块7，从而取出阶梯件蜡模，以防止阶梯件蜡模卡在模具取不出的现象的发生，大幅度减少阶梯件蜡模由于取出用力导致的变形。

  注蜡机在注射的过程中通过阶梯件模具滑块7与阶梯件上模5以及阶梯件下模6的结合，可以加大阶梯件模具在注蜡过程中的锁模力，蜡料通过注蜡口经阶梯件注蜡通道9，得到所需要的阶梯件蜡模。

  在一具体实例中，阶梯件模具能够使用以下尺寸参数：阶梯件上模5的最大尺寸可以为：长218mm×宽94mm×高42mm；阶梯件模具滑块7的尺寸可以为：长218mm×宽94mm×高42mm；阶梯件下模6的最大尺寸可以为：长218mm×宽78mm×高42mm。阶梯件注蜡通道9的尺寸可以为：半径为3mm,长为16mm。阶梯件型腔8的尺寸可以为：宽为32mm，高为32mm，阶梯高度从低到高分别为2mm、4mm、8mm、12mm、20mm、32mm。

  环形件模具用于测量外环限制性收缩率与内环自由性收缩率，即可根据环形件蜡模的外环以及内环方式上尺寸的变化，从而计算出蜡料在内外环上的收缩率。参照图4所示，环形件模具包括：环形件下模11和环形件模具滑块13。

  其中，环形件下模11的上端面设有滑轨12，滑轨12的形状呈个字形铺设，即滑轨12包括位于两侧的弧形轨道和位于中间的直线铺设方向由环形件模具下模上端面尾端至环形件模具下模上端面离注蜡口附近(约60.5mm)处。

  环形件模具滑块13设置于滑轨12上，环形件模具滑块13包括第一滑块、第二滑块和第三滑块，其中，第一滑块、第二滑块分别安装于两侧的弧形轨道上并可沿弧形轨道方向呈倒u型滑动，第三滑块安装于中间的直线轨道并沿可直线轨道进行前后移动。第一滑块和第二滑块位于第三滑块的外圈，且第一滑块和第二滑块位于同一外径上；由环形件下模11的上端面、第一滑块、第二滑块与第三滑块之间构成的环形件型腔14，环形件型腔14为具有上部敞口的圆弧空间。通过移动三个滑块可以便捷的取出环形件蜡模，以防止模具锁模力过大而导致蜡模不易取出的问题。环形件上模10设置于环形件下模11上并罩于环形件模具滑块13上方，使环形件型腔14的圆弧空间的上部敞口封闭。

  注蜡机在注射的过程中通过环形件模具滑块13与环形件上模10以及环形件下模11的结合可以加大阶梯件模具在注蜡过程中的锁模力，通过三个环形件模具滑块13与环形件下模11的组合构成了环形件型腔14，当环形件蜡模成型结束后，通过滑轨12移动三个环形件模具滑块13从而取出环形件蜡模。

  对上述三种结构的模具制成的蜡模分别做测量并计算收缩率，得到蜡料在多个方向不同收缩率的大小，从而能够在模具设计时在不同方向进行设计不同收缩率的补偿，从而使蜡模模具设计一次成功。

  在一具体实例中，环形件模具能够使用以下尺寸参数：环形件上模10的最大尺寸可以为：长236mm×宽195mm×高72mm；第一滑块和第二滑块采用相同尺寸，两者的最大尺寸可以为：长90.2mm×宽83.5mm×高100.3mm；第三滑块13的最大尺寸可以为：长76.7mm×宽52.1mm×高100.3mm；环形件下模11的最大尺寸可以为：长286mm×宽158mm×高23mm。环形件型腔14的尺寸可以为：外环弧长为174.7mm,内环弧长为83.mm,高为85mm,壁厚3mm。

  以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人能在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

  技术研发人员：汪东红;陈晶阳;肖程波;孙宝德;疏达;董安平;祝国梁;官邦;余江平

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