CN101058114B - 一种铸造装置及铸造模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造装置，包括旋转机构和铸造模具，所述旋转机构与所述铸造模具连接，所述铸造模具由上模体和下模体组成，上、下模体相互对合，所述铸造模具上、下模体之间包括至少一个型腔、至少一个流道，在上模体中有直浇道，所述型腔通过所述流道与直浇道连通，所述直浇道以一定角度贯穿所述上模体。本发明还公开了一种铸造模具。通过本发明的技术方案，能够使铸件的型腔快速注满，使铸件快速成型，并由于离心力对液体金属的压注作用，从而使铸件补缩充分、铸件内部组织更加致密，从而能够高效率地生产出高精度、高质量的各种铸件。

Description

一种铸造装置及铸造模具

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种铸造装置及铸造模具。 

背景技术

随着我国工业的快速发展，对各种铸件的尺寸精度和外观质量的要求越来越高。 

在小型铸件的铸造领域，由于在铸造时所用的液体金属(如铁液)通常冷却速度比较快，而且浇注用的液体金属体积少，使得液体金属在很短的时间内就散发掉热量、冷却凝固，这导致液体金属在凝固后体积收缩量大且得不到补缩，造成缩孔、缩松等铸件缺陷，使得生产的小型铸件无法正常成型，满足不了高精度、高质量的铸造要求。 

目前，通常采用金属型铸造和砂型铸造方式对各种铸件进行铸造。 

对于小型铸件的铸造，如果使用现有技术的金属型铸造方式，由于所使用的金属模具的导热性强，不仅不能减缓液体金属的降温速度，而且会加快液体金属的降温速度，使得液体金属在更短的时间内散发掉热量、冷却凝固，从而无法在凝固之前注满整个铸件型腔，并且由于液体金属在凝固后体积收缩量大、从而铸件产品的形状不符合要求，产品无法满足高精度、高质量的市场要求。因此，现有技术中，人们不使用金属型铸造方式来铸造小型铸件。 

因此，现有技术中，在铸造领域为了减缓液体金属的降温速度以保证产品成型和补缩，普遍采用砂型铸造方式来生产小型铸件。采用砂型铸造方式生产小型铸件时，虽然可以减慢液体金属的冷却速度，使小型铸件成型和补缩，但是由于液体金属的冷却速度过慢，导致浇注出来的产品的晶粒粗大、硬度较低，同时由于所使用的型砂是由砂子和粘结剂所组成，使得浇注出来的铸件的精度、表面光洁度差，无法满足高精度和高质量铸件的生产要求。 

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种铸造装置及铸造模具，以生产出高精度、高质量的各种铸件。 

本发明提供了一种铸造装置，包括旋转机构和铸造模具，所述旋转机构与所述铸造模具连接，所述铸造模具由上模体和下模体组成，上、下模体相互对合，所述铸造模具上、下模体之间包括至少一个型腔、至少一个流道，所述流道由上、下模体的浇槽匹配对合形成，在上模体中有直浇道，所述型腔通过所述流道与直浇道连通，所述直浇道以一定角度贯穿所述上模体，所述至少一个型腔串联连通形成型腔串，所述型腔串的一端与流道连通，另一端密封，且所述型腔串按照旋转机构的旋转方向的逆向串联连通。 

优选地，所述直浇道垂直贯穿所述上模体的中心。 

优选地，所述型腔串中的型腔通过内浇道孔连通。 

优选地，所述型腔串的一端通过连接口与流道连通。 

优选地，所述连接口为型腔外壁上的凹口或腔壁内的豁口。 

优选地，所述连接口的朝向与旋转机构的旋转方向一致。 

优选地，所述铸造模具为全金属型模具。 

优选地，所述旋转机构为高速旋转机构。 

本发明还提供了一种铸造模具，所述铸造模具由上模体和下模体组成，上、下模体相互对合，所述铸造模具上、下模体之间包括至少一个型腔、至少一个流道，所述流道由上、下模体的浇槽匹配对合形成，在上模体中有直浇道，所述型腔通过所述流道与直浇道连通，所述直浇道以一定角度贯穿所述上模体；所述至少一个型腔串联连通形成型腔串，所述型腔串的一端与流道连通，另一端密封，且所述型腔串按照所述铸造模具旋转时的旋转方向的逆向串联连通。 

优选地，所述直浇道垂直贯穿所述上模体的中心。 

优选地，所述型腔串中的型腔通过内浇道孔连通。 

优选地，所述型腔串的一端通过连接口与流道连通。 

优选地，所述连接口为型腔外壁上的凹口或腔壁内的豁口。 

优选地，所述铸造模具为全金属型模具。 

优选地，所述型腔为球形型腔或段形型腔。 

与现有技术相比，本发明提供的铸造装置，具有以下优点： 

1、由于在铸造模具上固定有旋转机构，该旋转机构带动铸造模具高速旋转，当进行铸件浇铸时，液体金属从模具的直浇道注入，在高速旋转产生的离心力的压注作用下，液体金属沿模具内的流道迅速流动，通过连接口流入型腔，并注满所有的型腔，从而使液体金属能够在注满型腔的状态下冷却凝固。通过本发明的技术方案，能够使铸件的型腔快速注满，使铸件快速成型，并由于离心力对液体金属的压注作用，从而使铸件补缩充分、铸件内部组织更加致密，从而能够高效率地生产出高精度、高质量的各种铸件。 

2、铸造装置所包含的型腔也可以大大提高铸件的生产效率，从而节约了铸造成本，方便地实现铸件的批量生产。

附图说明

下面结合附图详细描述本发明的实施方式： 

图1为铸造铸球时，铸造模具的上模体的俯视图； 

图2为铸造铸球时，铸造模具的下模体的俯视图； 

图3是图1中所标C部分的局部放大图； 

图4为上模体与下模体合箱后，沿图2中B-B线的剖视图； 

图5是沿图1中A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面以铸造铸球为例说明本发明提供的铸造装置。 

本发明提供的铸造装置包含有铸造模具和旋转机构，铸造模具与旋转机构连接。 

通常情况下，旋转机构安装于所述铸造模具下方，优选为能够高速旋转的旋转机构。 

所包含的铸造模具为导热快的模具，优选为全金属型模具。 

铸造模具由上模体和下模体两部分对合而成。 

请参阅图1和图2，图1为铸造铸球时，铸造模具的上模体的俯视图，图2为铸造铸球时，铸造模具的下模体的俯视图。 

如图1和图2所示，上模体1上有两个定位孔91，多个内凹半球71，多个内浇道凹口81，上浇槽31、32、33、34，直浇道5，连接口10。 

作为与上模体对合的下模体，下模体2上有与上模体1同等数目的内凹半球72、内浇道凹口82以及定位销92，还包含有下浇槽61、62、63、64，以及连接口10。 

上模体与下模体的形状为正方形，当然，上模体与下模体的形状不局限于正方形，也可以是矩形、圆形等其他形状。 

上模体1和下模体2的内凹半球位于相邻两个浇槽所夹区域内，上模体或下模体的多个内凹半球71或72按照旋转机构的旋转方向I的逆向串联连接，多个内凹半球呈矩形方阵队形排列，当然，内凹半球的排列队形不局限于矩形方阵，也可以为三角形阵列或其他形状的阵列。 

上模体1和下模体2上的内凹半球71、72对应放置，且数目、大小相同。 

上模体1或下模体2的多个内凹半球71或72按照旋转机构的旋转方向I的逆向串联连接，上模体1和下模体2上的内凹半球71、72对应放置，数目、大小相同，上模体1与下模体2合箱后，上模体1和下模体2的内凹半球71、72合在一起形成多个球形型腔7，当然，该多个球形型腔7亦为按照旋转机构的旋转方向I的逆向串联连接，形成多个球形型腔串。 

需要说明的是，铸造模具型腔的形状不局限于球形，还可以是任何一种所需要的形状，如段形或鼓形。 

当然，如果相邻两个浇槽所夹区域内的型腔只有一个，那么所形成的型腔串也只包含一个型腔。 

在型腔大小相同或近似的情况下，型腔的形状可以任意搭配，例如，球形型腔和段形型腔可以依次间隔连接，也可以先连接几个球形型腔，再接着连接几个段形型腔。 

所述浇槽31、32、33、34、61、62、63、64的形状、大小一致，皆为水平放置的浇道，上浇槽33的形状具体参见图3。当上模体1与下模体2合箱后，上模体1和下模体2的浇槽匹配对合，形成4条液体金属的流道。 

可以理解的是，上浇槽33的形状不限于如图3所示形状，还可以是任何一种所需要的形状，如半圆形。 

在上模体中，直浇道5垂直贯穿上模体1的中心，相邻的两条浇槽互相垂直，上浇槽31、32、33、34所在平面与直浇道5垂直。 

在下模体中，相邻的两条浇槽相互垂直，下浇槽61、62、63、64所在平面与直浇道5垂直。 

可以理解的是，上模体1中的直浇道可以和一条以上的浇槽垂直连通。 

上浇槽31、32、33、34的一端相交于直浇道5，下浇槽61、62、63、64的一端也相交于直浇道5，当上模体和下模体对合时，上浇槽31、32、33、34和下浇槽61、62、63、64对合形成的4条流道的一端连通直浇道，另一端密封。 

一并参阅图4，图4为上模体1、下模体2合箱后，沿图2中B-B线的剖视图，如图4所示，上浇槽31与下浇槽61对合，形成了一条液体金属的流道41，流道41包括上浇槽31和下浇槽61，该流道与直浇道5相通。 

所述上模体1的两个定位孔91与下模体2上的定位销92分别以上模体和下模体的中心为对称点中心对称。当然，上模体1与下模体2可以有多个中心对称的定位销或定位孔，使上模体与下模体紧密对合。参见图4所示，上模体1与下模体2通过定位销92嵌入定位孔91固定在一起。 

本发明提供的铸造装置，旋转机构带动铸造模具做高速旋转，在铸造模具中，相邻两条流道之间的球形型腔7都按照旋转机构的旋转方向I的逆向串联连通，形成球形型腔串，在球形型腔串靠近流道的一端固定有连接口与流道相通。 

如图4、图5所示，球形型腔串通过连接口10与液体金属的流道连通，所述连接口10为型腔外壁上的喇叭状凹口，其朝向与旋转机构的旋转方向一致，以方便液体金属的注入。 

当然，该连接口也可以为球形型腔的腔壁内的豁口。 

需要说明的是，该连接口的大小可以根据型腔的大小以及所浇注液体金属的流动性能作相应调整。 

参阅图1、图2、图3可知，模具中所有的球形型腔串都通过连接口10与流道连通，连接口都为外连的喇叭状凹口，其朝向与旋转机构的旋转方向一致，以方便液体金属的注入。 

内浇道凹口81、82位于一串内凹半球中任意两个内凹半球的连接处，其形状为半圆形。上模体1和下模体2的内浇道凹口81、82对应放置，数目、大小相同，上模体1与下模体2合箱后，两个对合的内浇道凹口组合形成内浇道孔8，一串球形型腔7的腔壁上的多个内浇道孔8位于一直线上，参见图4，这串空心球腔7通过内浇道孔8连通。当进行浇注时，液体金属从连接口10浇注进其中一个球形型腔，再依次通过多个内浇道孔8在这串球形型腔之间流动。 

需要说明的是：内浇道凹口81、82的形状也可以为其它方便液体金属通过的形状使铸造模具上、下模体的内凹半球71、72上的内浇道凹口81、82形状、大小、位置一致，使得上模体1与下模体2合箱后，一串球形型腔7上的内浇道孔8位于同一直线上。球形型腔7上的内浇道孔8的大小可以根据型腔的大小以及所浇注液体金属的流动性能作相应调整。 

需要说明的是，在实际应用中，可以在上模体与下模体的周边增加一个以上起模孔，该上模体与下模体的起模孔对应，以方便进行起模。 

当进行铸件浇铸时，上模体1与下模体2处于合箱状态，整个模具通过旋转机构沿I方向做高速旋转，液体金属从模具中心的直浇道5注入，在高速旋转产生的离心力的压注作用下，液体金属迅速沿流道流动，流经连接口10进入球形型腔7，依次通过多个内浇道孔注满所有的球形型腔，从而使液体金属能够在注满球形型腔的状态下冷却凝固。 

需要说明的是：由于本发明提供的铸造装置高速旋转，所以铸造模具中的流道和内浇道孔8可以采用较小的尺寸，从而大大提高了液体金属的利用率，一般情况下，液体金属的利用率可以达到75％以上。 

需要说明的是，由于本发明提供的铸造装置可以采用全金属型模具，从而使得铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定。此外，在铸造模具采用金属材料时，液体金属的冷却速度加快，从而使得浇注出来的铸件晶粒细化、硬度高，正常情况下，可以比砂型铸件提高洛氏硬度7度以上。 

此外，本发明提供的铸造装置可以采用全金属型模具，从而可以重复使用模具，大大提高铸件的生产效率，降低生产成本，同时由于不要使用砂子和粘结剂形成型砂，大量节约了砂子和粘结剂，保护了生态环境。 

本发明提供的铸造装置包含有多个型腔，可以大大提高了铸件的生产效率，从而节约了铸造成本，方便地实现铸件的批量生产。 

上述实施例为本发明的优选实施例，本发明的基本思想是，在铸造模具上固定有旋转机构，该旋转机构带动铸造模具高速旋转，当进行铸件浇铸时，液体金属从模具的直浇道注入，在高速旋转产生的离心力的压注作用下，液体金属沿模具内的流道迅速流动，通过连接口流入球形型腔，并注满所有的球形型腔，从而使液体金属能够在注满球形型腔的状态下冷却凝固。通过本发明的技术方案，能够使铸球的型腔快速注满，使铸球成型，并由于离心力对液体金属的压注作用，从而使铸球补缩充分、铸件内部组织更加致密，从而能够高效率地实现高精度、高质量的铸球生产。 

在上述基本思想下，可以得知，本发明提供的铸造装置不仅适用于对铸球进行能够进行高精度、高质量、高效率的生产，而且适用于对所有的铸件高精度、高质量、高效率的生产。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (15)

1.一种铸造装置，其特征在于，包括旋转机构和铸造模具，所述旋转机构与所述铸造模具连接，所述铸造模具由上模体和下模体组成，上、下模体相互对合，所述铸造模具上、下模体之间包括至少一个型腔、至少一个流道，所述流道由上、下模体的浇槽匹配对合形成，在上模体中有直浇道，所述型腔通过所述流道与直浇道连通，所述直浇道以一定角度贯穿所述上模体，所述至少一个型腔串联连通形成型腔串，所述型腔串的一端与流道连通，另一端密封，且所述型腔串按照旋转机构的旋转方向的逆向串联连通。

2.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，所述直浇道垂直贯穿所述上模体的中心。

3.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，所述型腔串中的型腔通过内浇道孔连通。

4.根据权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，所述型腔串的一端通过连接口与流道连通。

5.根据权利要求4所述的铸造装置，其特征在于，所述连接口为型腔外壁上的凹口或腔壁内的豁口。

6.根据权利要求4所述的铸造装置，其特征在于，所述连接口的朝向与旋转机构的旋转方向一致。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的铸造装置，其特征在于，所述铸造模具为全金属型模具。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的铸造装置，其特征在于，所述旋转机构为高速旋转机构。

9.一种铸造模具，其特征在于，所述铸造模具由上模体和下模体组成，上、下模体相互对合，所述铸造模具上、下模体之间包括至少一个型腔、至少一个流道，所述流道由上、下模体的浇槽匹配对合形成，在上模体中有直浇道，所述型腔通过所述流道与直浇道连通，所述直浇道以一定角度贯穿所述上模体；所述至少一个型腔串联连通形成型腔串，所述型腔串的一端与流道连通，另一端密封，且所述型腔串按照所述铸造模具旋转时的旋转方向的逆向串联连通。 

10.根据权利要求9所述的铸造模具，其特征在于，所述直浇道垂直贯穿所述上模体的中心。

11.根据权利要求9所述的铸造模具，其特征在于，所述型腔串中的型腔通过内浇道孔连通。

12.根据权利要求9所述的铸造模具，其特征在于，所述型腔串的一端通过连接口与流道连通。

13.根据权利要求12所述的铸造模具，其特征在于，所述连接口为型腔外壁上的凹口或腔壁内的豁口。

14.根据权利要求9至13任意一项所述的铸造模具，其特征在于，所述铸造模具为全金属型模具。

15.根据权利要求9至13任意一项所述的铸造模具，其特征在于，所述型腔为球形型腔或段形型腔。 

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