CN103464725A - 多孔真空浇铸模具组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多孔真空浇铸模具组件，适用于真空浇铸技术。本发明包括模具主体，石墨盖和石墨圈；模具主体由一个长方体的内模和四个长方体的外模组成，内模与外模相邻的界面即为铸模的分型面，在四周的分型面上对称分布着多个模孔；内模开有中心孔，石墨盖的柄部插入中心孔内；石墨圈位于模具主体上面，石墨圈的中心有石墨圈孔；石墨盖的头部在石墨圈内，两者之间有空隙。本发明能同时完成多个铸件的浇铸，结构更简单合理，经济性好；采用石墨盖分流、缓冲，较好地克服了顶注式浇注方式所存在的缺陷。

Description

多孔真空浇铸模具组件

技术领域

本发明涉及一种多孔真空浇铸模具组件，主要适用于真空浇铸技术中，属于浇铸模具领域。

背景技术

传统的模具一般为一个工件一副模具，多个工件在浇铸时需多套铸模在转盘中轮流浇铸，将一炉原料分别浇铸为多个铸锭时操作过程复杂，而且由于定位不准容易倒在模具的外面。

对于现有的组合式浇铸模具，虽然可实现一副模具多个工件，但是结构较为复杂，模具生产成本较高，组装过程复杂，对装配精度要求高，易发生装配错位，同时脱模较为复杂，影响整体操作速度，所以不适合结构较简单铸件的浇铸。对于结构简单、壁厚均匀的铸件，一般使用造型工艺简单、模具制造方便的顶注式浇注方式，熔液利用自身重力作用自上而下沿壁进入型腔，充型能力强、充型速度快，但是对型壁的热冲击也较大，充型过程不平稳会出现夹渣等缺陷。

另一方面，金属型模具一般应由导热性能好、力学性能也好的金属材料制成，因为模具使用过程中会经过反复的加热和冷却，会产生生长现象，使体积变大，与此同时密度减小、强度下降，容易产生裂纹以及内部型腔的龟裂，这会导致铸锭内部气孔增加，影响铸锭的性能。

中国专利号201010517266公开了名称为“一种真空浇铸模具组件”的专利，该模具可一次浇铸多个铸锭，但是它是通过中注管和淌道结构将熔液注入钢锭模，其模具结构设计复杂，结构不够紧密，没有克服现有技术中的上述缺陷。

中国专利号201220211292公开了名称为“真空铸锭装置”的专利，该模具设置有转盘，转盘上有多个铸锭模具，熔液通过铸锭管从真空箱注入铸锭模具，可通过转盘转动浇铸多个铸锭，但是其结构设计更复杂，还需要驱动转盘，定位精准度要求高，没有克服现有技术中的上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计简单合理、熔液浇注均匀缓和、强度好、便于制作的多孔真空浇铸模具组件。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该多孔真空浇铸模具组件包括模具主体，其特征在于：还包括石墨盖和石墨圈；所述的模具主体由一个长方体的内模和四个长方体的外模组成，四个外模围在内模四周，相邻的两个外模采用定位销连接；所述的内模与外模相邻的界面即为铸模的分型面，在分型面上对称分布着多个模孔，所述的模孔由内模四周的内模孔和外模一侧的外模孔构成，内模孔和外模孔一一对应；所述内模的中心开有中心孔，所述的石墨盖包括头部和柄部，柄部固定在头部的下面，头部的底面为直径大于中心孔的圆形，柄部插入中心孔内；所述的石墨圈位于模具主体上面，石墨圈的中心有石墨圈孔，石墨圈孔为通孔，石墨圈孔底部为圆形，该圆形的半径大于中心孔圆心至模孔圆周的最小距离；所述石墨盖的头部在石墨圈内，两者之间有空隙；所述的模具组件所有接触面平整贴合。模具组件结构简单合理，开模方便，能满足产品批量生产的要求；组模、拆模方便，可实现一次浇铸得到多个工件；针对顶注式浇注系统的缺陷，本发明选择在内模中心开一中心孔，由石墨盖堵住，石墨盖的头部可缓冲，使熔液分流入各个模孔型腔；石墨盖柄部插入内模中心孔内，使石墨盖固定，不会移动和浮动；石墨圈可防止浇铸过程中熔液向外溢溅，节约原料；所述的头部与石墨圈之间的空隙围绕在头部周围，且均匀分布，形成浇铸流道，顶部即作为浇口，便于浇铸过程中熔液分散流入各个模孔型腔中形成铸件；所述的所有接触面包括内模和四个外模的接触面，四个外模之间的接触面，模具主体和石墨盖的接触面，模具主体和石墨圈的接触面。

本发明优选所述石墨盖的头部的底面半径小于等于中心孔圆心至模孔圆周的最小距离；所述的石墨圈孔底部的半径小于中心孔圆心至模孔圆周的最大距离。更优选的，石墨圈孔的底部内圆半径大于中心孔圆心至模孔圆心的距离。控制头部和石墨圈孔的大小可调节头部与石墨圈之间的空隙大小，使溶液更平稳地注入模孔内，同时减少模具主体面上残留的熔液量，节约原料。

本发明所述的石墨圈的外形可为长方体、圆柱体和圆台等。

本发明所述内模的应用面为正方形，外模的应用面为长方形，且四个外模形状、大小一致；所述内模的应用面边长与外模的应用面短边边长之和等于外模的应用面长边边长，应用面整体呈正方形。模具主体形状规整，结构紧密，组装完成后采用夹持框固定夹紧，可防止浇注过程中漏料；所述的应用面为说明书图1所表示的面。

本发明所述的多个模孔直径相等。模孔一致，可得到形状大小一致多个的铸锭。

本发明所述石墨盖的头部和柄部连成一体。

本发明所述石墨盖的头部为圆台结构、锥形结构、半圆拱形结构或其他相类似结构。浇铸过程中，熔液先与石墨盖的头部接触，借助冲击作用，熔液流向四周并沿有一定的坡度的侧面较均匀地流入模孔，由于石墨盖表面光滑，而且高温熔液在石墨上的流动性能佳，浇铸过程中石墨盖表面不会留下残留物，能够减少浇铸过程中废料损失；一方面，石墨盖能起到分流的作用，使各孔液流分配相当，整个充型过程均匀平稳，减少铸件缺陷的产生；另一方面，石墨盖能降低浇铸速度，起到缓冲作用，降低熔液对模具壁的热冲击，延长模具的使用寿命，较好地克服了一般顶注式浇注方式所存在的缺陷。

本发明优选石墨盖的头部为锥形结构，锥形结构脱模更方便。

本发明优选的所述石墨圈孔的内径上小下大。石墨圈孔的结构设计与石墨盖的结构相适应，上部半径小可更好地防止熔液向外溢溅，下部半径大可使熔液更顺利平缓地流入模孔内，并且使脱模方便。

本发明所述的模具主体、石墨盖和石墨圈同轴分布。同轴情况下，整个模具组件整体结构更规整，有利于熔液向四周更均匀地流下。

本发明所述的模具主体所使用的制作材料为铁素体型球墨铸铁或可锻铸铁。铁素体型球墨铸铁力学性能较高，具有良好的耐热、耐蚀性能，致密性良好，能保证铸锭的质量要求；而且其生长倾向小，在使用过程中温度的变化对模具的破坏小，模具使用寿命长。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：组件能同时完成多个铸件的浇铸，与普通一个工件式模具相比更适合真空环境浇铸生产的要求；与现有组合式浇铸模具相比，结构更简单合理，各组件间通过定位销固定，组模、拆模方便，更适用于结构简单铸件的批量生产，且模具可反复使用，经济性好；与熔液直接浇注进入型腔相比，用头部为圆台结构的石墨盖堵住中心孔，采用石墨盖分流、缓冲，对模具壁的冲击会大大降低，模具的使用寿命较长，而且使熔液较平稳进入型腔，可减少铸件缺陷的产生，较好地克服了一般顶注式浇注方式所存在的缺陷。

附图说明

图1是本发明模具主体的结构示意主视图（显示应用面）。

图2是本发明石墨盖的结构示意主视图。

图3是本发明石墨盖的结构示意俯视图。

图4是本发明石墨圈的结构示意主视图。

图5是图4的A-A剖面图。

图6是本发明组装完成时的结构示意主视图。

图7是图6的B-B剖面图。

图中：模具主体1，内模11，外模12，定位销13，模孔14，内模孔141，外模孔142，中心孔15，石墨盖2，头部21，柄部22，石墨圈3，石墨圈孔31；内模11的应用面边长a，外模12的应用面短边边长b，外模12的应用面长边边长c，中心孔15圆心至模孔14圆周的最小距离m，中心孔15圆心至模孔14圆周的最大距离n。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明。

参见图1-图7，本实施例包括：模具主体1、石墨盖2和石墨圈3，所述的模具主体1由一个应用面为正方形的长方体的内模11和应用面为长方形的四个长方体的外模12组成，四个外模12形状、大小一致，且内模11的应用面边长a与外模12的应用面短边边长b之和等于外模12的应用面长边边长c，模具主体1应用面为正方形；所述的四个外模12围在内模11四周，相邻的两个外模12采用定位销13连接；所述内模11的四周各开有两个内模孔141，每个外模12一侧开有两个外模孔142，内模孔141和外模孔142均为半圆柱体结构且一一对应，构成八个圆柱体结构的模孔14，且八个模孔14的直径均为18mm；所述的石墨盖2包括头部21和柄部22，柄部22固定在头部21的下面并连成一体，头部21为圆台结构；所述的内模11中心开有直径35mm的中心孔15，所述的头部21的底部直径大于35mm且半径小于中心孔15圆心至模孔14圆周的最小距离m，柄部22卡入中心孔15内；所述的石墨圈3位于模具主体1上面，石墨圈3中心的石墨圈孔31为圆台结构通孔，上部半径小、下部半径大；所述的头部21位于石墨圈3内，两者之间有空隙；所述的石墨圈孔31底部的半径大于中心孔15圆心至模孔14圆周的最小距离m，且石墨圈孔底部的半径小于中心孔15圆心至模孔14圆周的最大距离n；所述的模具主体1、石墨盖2和石墨圈3同轴，所有接触面平整贴合。

在本实施例中，模具主体1所使用的制作材料为铁素体型球墨铸铁。铁素体型球墨铸铁力学性能较高，具有良好的耐热、耐蚀性能，致密性良好，能保证铸锭的质量要求；而且其生长倾向小，在使用过程中温度的变化对模具的破坏小，模具使用寿命长。

本发明的组装过程如下：在内模11四周各放置一个外模12，外模12的外模孔142与内模11的内模孔141一一对应，一个外模12的短边与相邻的一个外模12的长边垂直相接，通过定位销13进行固定，且内模11卡在四个外模12中间，形成一个形状规整的长方体并带有八个直径为18mm的模孔14，组装完成后的模具主体1采用夹持框固定夹紧，可防止浇注过程中漏料。然后，将石墨盖2放入内模11的中心孔15，堵住中心孔15，再将石墨圈3放置于模具主体上，使石墨盖头部21位于石墨圈3内，整个模具组件组装完成。

本发明在浇铸过程中，溶液从中心注入，从头部21与石墨圈3之间的空隙流向模孔14。由于石墨盖2的头部21为圆台结构，顶部有一较小平台，熔液先与平台接触，借助冲击作用，熔液流向四周并沿有一定的坡度的圆台侧面较均匀地流入八个模孔14，在模孔14中进行自然成型。由于石墨盖2表面光滑，而且高温熔液在石墨上的流动性能佳，浇铸过程中石墨盖2表面不会留下残留物，能够减少浇铸过程中废料损失。浇铸时，有一定量熔液流到模孔14四周的面上，且有一定熔液溢溅，这部分熔液会被石墨圈3阻挡，继而流入孔内，其中少部分会留在模具主体1的上面。浇铸完成后，可得到高度一致的铸锭，模具主体1上面的少部分熔液形成的残留物作为废料回收处理。

本发明模具组件能同时完成八个铸件的浇铸，结构更简单合理，各组件间通过定位销13固定，组模、拆模方便，更适用于结构简单铸件的批量生产，且模具可反复使用，经济性好；用头部为圆台结构的石墨盖2堵住中心孔15，采用石墨盖2分流、缓冲，对模具壁的冲击会大大降低，模具的使用寿命较长，而且使熔液较平稳进入型腔，可减少铸件缺陷的产生，较好地克服了顶注式浇注方式所存在的缺陷。

本发明实施例中设置了八个模孔14，实际应用时，模孔14的数量，即内模孔141和外模孔142的数量，可根据需要设置。

通过上述描述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，只要其零件未明确说明具体形状和尺寸的，则该零件可以为与其结构相适应的任何形状和尺寸；同时，零件所取的名称也可以不同。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多孔真空浇铸模具组件，包括模具主体，其特征在于：还包括石墨盖和石墨圈；所述的模具主体由一个长方体的内模和四个长方体的外模组成，四个外模围在内模四周，相邻的两个外模采用定位销连接；所述的内模与外模相邻的界面即为铸模的分型面，在分型面上对称分布着多个模孔，所述的模孔由内模四周的内模孔和外模一侧的外模孔构成，内模孔和外模孔一一对应；所述内模的中心开有中心孔，所述的石墨盖包括头部和柄部，柄部固定在头部的下面，头部的底面为直径大于中心孔的圆形，柄部插入中心孔内；所述的石墨圈位于模具主体上面，石墨圈的中心有石墨圈孔，石墨圈孔为通孔，石墨圈孔底部为圆形，该圆形的半径大于中心孔圆心至模孔圆周的最小距离；所述石墨盖的头部在石墨圈内，两者之间有空隙；所述的模具组件所有接触面平整贴合。

2.根据权利要求1所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述内模的应用面为正方形，外模的应用面为长方形，且四个外模形状、大小一致；所述内模的应用面边长与外模的应用面短边边长之和等于外模的应用面长边边长，应用面整体呈正方形。

3.根据权利要求1所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述的多个模孔直径相等。

4.根据权利要求1所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述石墨盖的头部和柄部连成一体。

5.根据权利要求1或4所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述石墨盖的头部为圆台结构、锥形结构和半圆拱形结构中的一种。

6.根据权利要求1所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述石墨圈孔的内径上小下大。

7.根据权利要求1所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述的模具主体、石墨盖和石墨圈同轴分布。

8.根据权利要求1或2所述的多孔真空浇铸模具组件，其特征在于：所述的模具主体所使用的制作材料为铁素体型球墨铸铁或可锻铸铁。

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