CN104128565A - 一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯 - Google Patents
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Abstract
一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，上杯体(1)和下杯体(4)构成分体结构并通过止口实现联接，下杯体的内腔底部呈漏斗状并配装有背靠背联接的上连环(5)和下连环(6)，上杯体、下杯体、上连环及下连环均从中心轴线方向被剖分成对等的两半，再通过捆扎环槽(2)实现对接，改变上连环和下连环的内径尺寸可以实现对浇注流量的控制，改变上杯体和下杯体的盛液高度可以满足浇注补缩压头的要求以适应不同的浇注条件，改变下连环的外径尺寸可以与不同石墨铸型浇道相配合，通用性得以拓展，上杯体、下杯体、上连环以及下连环均由球墨铸铁制作，因此分体剖分式通用浇口杯的强度得以提高且可重复利用，降低了钛合金铸件的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于铸造加工范畴，尤其涉及到一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯。
背景技术
浇口杯是浇注钛合金铸件的必用工具，浇口杯大致可以分为以下两类：
一类用钢管制作浇口杯，钢管只需要与相应的石墨铸型浇道相配合即可使用，但钢管作为浇口杯的配合方式较为粗糙，浇注钛合金铸件时其流量或流速不易控制，不适合精密钛合金铸件的铸造；
另一类是如图1所示用普通石墨材料制作的整体式浇口杯，该整体式浇口杯的内腔底部呈漏斗状，其下端外径D3与石墨铸型浇道相配合并通过其上端内径D1及上端内高H1来调节该整体式浇口杯的盛液量，改变其下端内径D2的大小可以调节浇口杯的流量，钛合金液通过真空自耗电极从该整体式浇口杯的上端流入其内，浇注完成后会有部分钛合金液残留在杯底中，为取出残存钛合金液，必须将该整体式浇口杯破坏，也就是说该整体式浇口杯只能用于一次浇注。此外该整体式浇口杯由普通石墨制作，由于石墨的脆性较大，在拆装过程中容易发生损坏且形状不统一，降低了该整体式浇口杯的通用性，不同批次的浇注需要重新制作该整体式浇口杯，造成极大的浪费。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，该浇口杯由上杯体和下杯体构成分体结构，上杯体和下杯体均从轴线方向剖分形成两个相等的半上杯体和两个相等的半下杯体，下杯体的内腔底部呈漏斗状并配装有背靠背联接的上连环和下连环，上连环和下连环也均从轴线方向剖分形成两个相等的半上连环和两个相等的半下连环，改变上连环和下连环的内径尺寸可以实现对浇注流量的控制，改变上杯体和下杯体的盛液高度可以满足浇注补缩压头的要求以适应不同的浇注条件，改变下连环的外径尺寸可以与不同石墨铸型浇道相配合，通用性得以拓展，由于上杯体、下杯体、上连环以及下连环均由球墨铸铁制作，因此分体剖分式通用浇口杯的强度得以提高且可重复利用，降低了钛合金铸件的生产成本。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，该浇口杯由上杯体和下杯体构成分体结构，下杯体的内腔底部呈漏斗状并分别配装有上连环和下连环，其中下连环最小外径端的高度与相配石墨铸型浇道的高度匹配，下连环的最小外径与相配石墨铸型浇道的内径匹配，本发明的特征如下：
上杯体的内径设定为d1而外径设定为d1+2×壁厚，上杯体的盛液高度设定为h1，在上杯体的任一端设置有阶梯状的外凸止口，在所述h1的中部设置有捆扎环槽，将上杯体从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半上杯体；
下杯体内径设定为d1而外径设定为d1+2×壁厚，从下杯体所述漏斗状最大内径处至下杯体上端的盛液高度设定为h2，在所述h2的中部同样设置有捆扎环槽，下杯体的上端设置有阶梯状的内凹止口且所述内凹止口与所述外凸止口相配合，下杯体的下端呈内缩圆台，所述内缩圆台的外径与所述d1匹配，在所述内缩圆台的中部开有内台阶状通孔，所述内台阶状通孔的最小止口内径设定为d2而其高度为h，所述内台阶状通孔的最大止口内径＞d2而其高度设定为h3，将下杯体从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半下杯体；
外径尺寸分别与所述最小止口内径和所述最大止口内径相匹配的上连环安装在所述最小止口内径处及最大止口内径处之间，上连环的总高度=所述h+ h4，所述h4为上连环最大外径端的高度，与所述h4匹配的上连环内孔直径设定为d3，从所述d3至上连环上端部呈倒角状，将上连环从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半上连环；
下连环背靠背安装在上连环的下端，下连环的最大外径端与所述内台阶状通孔的最大止口内径相匹配，下连环最大外径端的高度设定为h5，所述h5＜所述h4且所述h5+所述h4=所述d3，下连环最小外径端的高度与相配石墨铸型浇道的高度匹配，下连环的最小外径与相配石墨铸型浇道的内径匹配，下连环的内孔直径同样设定为d3，将下连环从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半下连环。
上述上杯体、下杯体、上连环以及下连环均由球墨铸铁制作而成。
下杯体内腔底部呈漏斗状的圆锥角控制在110~150o。
所述h2=1/2 所述h2~1/4所述h2。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
1.上杯体、下杯体、上连环以及下连环均由球墨铸铁制作而成，由于球墨铸铁具有较高的强度，经测算本发明的分体剖分式通用浇口杯可使用100炉次以上。
2. 本发明的分体剖分式通用浇口杯由上杯体和下杯体构成分体结构，而上杯体、下杯体、上连环以及下连环均从中心轴线方向对开剖分为两半，因此装配起来非常方便，并且拆装也很方便，重复利用率较高。
3. 本发明的分体剖分式通用浇口杯的内径d1比真空自耗电极大，浇注检测化学成分合格且扒皮后可直接焊在真空自耗电极上并用于浇注同牌号的钛合金铸件，降低钛合金的损耗。
4.通过调节上杯体的高度h1可以调节浇注压头，保证钛合金铸件的产品质量，降低铸造成本，提高生产率。
附图说明
图1是整体式浇口杯的结构示意简图。
图2是本发明分体剖分式通用浇口杯的结构剖面示意简图。
图2中：1-上杯体；2-捆扎环槽；3-内凹止口；4-下杯体；5-上连环；6-下连环。
具体实施方式
本发明是一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，具体结构尺寸和相关联接关系请参见技术方案和图2所示，不另赘述，但应注意以下几点：
上杯体的盛液高度h1+下杯体的盛液高度h2=总盛液高度，多数情况下下杯体的盛液高度h2是保持不变的，根据浇注压头可以调节上杯体的盛液高度h1，但下杯体的总高可以根据h2、h3、h以及所述漏斗状的圆锥角高来计算出。
建议将上杯体或是下杯体从中心轴线方向对开剖分后再加工出所述d1，同理建议将上连环或是下连环从中心轴线方向对开剖分后再加工出所述d3，如果加工条件许可也可在对开剖分面上设置内止口或外止口，方法可以参见所述外凸止口或是所述内凹止口。
上杯体的壁厚=下杯体的壁厚，但所述壁厚以满足盛液要求为准，建议所述壁厚＞10mm。
上杯体的捆扎环槽=下杯体的捆扎环槽，从中心轴线方向对开剖分的上杯体或是下杯体通过捆扎带联接在一起，捆扎带的宽度＜捆扎环槽的宽度，或以捆扎环槽内能容纳捆扎带为准。
本发明从细微设计出发将整体式浇口杯变为分体剖分式通用浇口杯，通过这些细微设计可以看出：改变上连环和下连环的内径尺寸可以实现对浇注流量的控制，改变上杯体和下杯体的总盛液高度可以满足浇注补缩压头的要求以适应不同的浇注条件，改变下连环的外径尺寸可以与不同石墨铸型浇道相配合，浇注时只需更换上连环和下连环，而不用更换上杯体和下杯体，因而本发明的通用性得以充分拓展。
每浇注一炉消耗一个整体式浇口杯，成本约需100元，加上真空除气约需300元/个，而本发明的分体剖分式通用浇口杯可重复利用100次以上，且每次浇注后可节省钛合金液15~20公斤，100次可节省钛合金液1500~2000公斤，效果非常明显。
Claims (4)
1.一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，该浇口杯由上杯体(1)和下杯体(4)构成分体结构，下杯体(4)的内腔底部呈漏斗状并分别配装有上连环(5)和下连环(6)，其中下连环(6)最小外径端的高度与相配石墨铸型浇道的高度匹配，下连环(6)的最小外径与相配石墨铸型浇道的内径匹配，其特征是：
上杯体(1)的内径设定为d1而外径设定为d1+2×壁厚，上杯体(1)的盛液高度设定为h1，在上杯体(1)的任一端设置有阶梯状的外凸止口，在所述h1的中部设置有捆扎环槽(2)，将上杯体(1)从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半上杯体；
下杯体(4)内径设定为d1而外径设定为d1+2×壁厚，从下杯体(4)所述漏斗状最大内径处至下杯体(4)上端的盛液高度设定为h2，在所述h2的中部同样设置有捆扎环槽(2)，下杯体(4)的上端设置有阶梯状的内凹止口(3)且所述内凹止口(3)与所述外凸止口相配合，下杯体(4)的下端呈内缩圆台，所述内缩圆台的外径与所述d1匹配，在所述内缩圆台的中部开有内台阶状通孔，所述内台阶状通孔的最小止口内径设定为d2而其高度为h，所述内台阶状通孔的最大止口内径＞d2而其高度设定为h3，将下杯体(4)从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半下杯体；
外径尺寸分别与所述最小止口内径和所述最大止口内径相匹配的上连环(5)安装在所述最小止口内径处及最大止口内径处之间，上连环(5)的总高度=所述h+ h4，所述h4为上连环(5)最大外径端的高度，与所述h4匹配的上连环(5)内孔直径设定为d3，从所述d3至上连环(5)上端部呈倒角状，将上连环(5)从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半上连环；
下连环(6)背靠背安装在上连环(5)的下端，下连环(6)的最大外径端与所述内台阶状通孔的最大止口内径相匹配，下连环(6)最大外径端的高度设定为h5，所述h5＜所述h4且所述h5+所述h4=所述d3，下连环(6)最小外径端的高度与相配石墨铸型浇道的高度匹配，下连环(6)的最小外径与相配石墨铸型浇道的内径匹配，下连环(6)的内孔直径同样设定为d3，将下连环(6)从中心轴线方向对开剖分并形成两个相等的半下连环。
2.根据权利要求1所述一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，其特征是：上杯体(1)、下杯体(4)、上连环(5)以及下连环(6)均由球墨铸铁制作而成。
3.根据权利要求1所述一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，其特征是：下杯体(4)内腔底部呈漏斗状的圆锥角控制在110~150o。
4.根据权利要求1所述一种钛合金浇注使用的分体剖分式通用浇口杯，其特征是：所述h2=1/2 所述h2~1/4所述h2。
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