CN105108062B - 加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具，包括左半模、右半模、上半模、砂芯，所述左半模、右半模为“凹”形结构，且相对扣接在一起，其内部形成空腔，左半模、右半模顶部固定上半模，上半模为“凸”形结构，上半模的凸起部分与左半模、右半模的空腔紧密配合形成密闭空腔，所述砂芯设置在左半模、右半模、上半模形成的密闭空腔内，薄壁铸件在左半模、右半模、上半模形成的空腔内成型。能有效排出浇注过程中封闭顶面的气体，提高金属液在最后充型封闭顶面的充型能力，减少铸件气孔、冷隔和欠铸等缺陷出现的可能性，提高铸件质量，通用性强。

Description

加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种加强薄壁铸件金属型铸造的模具，适用于铝合金、镁合金等有色金属薄壁铸件的金属型铸造。

背景技术

金属型铸造具有铸件组织致密，尺寸精度高，生产效率高，易于实现机械化、自动化等优点，适用于批量生产形状较复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件以及钢铁金属的铸件铸锭等，在航空、航天、船舶、兵器、汽车等制造业领域有着越来越广泛的应用。

但是，由于金属型本身无透气性，常会造成气孔、冷隔和欠铸等缺陷。对于最后充型面为铸件封闭顶面的薄壁铸件的金属型铸造来说，顶面充型及凝固过程中会有大量气体需要排出，传统的在上半模上使用排气塞的方式往往不能很好地满足排气要求。同时，最后充型顶面上由于气体负压以及温度降低的影响，铝液充型能力较差。因此，需要探索新的模具排气形式来排出薄壁铸件封闭顶面在金属型铸造过程的气体，同时提高最后充型面金属液的充型能力。

发明内容

本发明的目的是提出一种加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具，克服了现有技术的上述不足，能有效排出浇注过程中封闭顶面的气体，同时提高金属液在最后充型顶面的充型能力，减少铸件气孔、冷隔和欠铸等缺陷出现的可能性，提高铸件质量，通用性强。

为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：

一种加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具，包括左半模、右半模、上半模、砂芯，所述左半模、右半模为“凹”形结构，且相对扣接在一起，其内部形成空腔，左半模、右半模顶部固定上半模，上半模为“凸”形结构，上半模的凸起部分与左半模、右半模的空腔紧密配合形成密闭空腔，所述砂芯设置在左半模、右半模、上半模形成的密闭空腔内，薄壁铸件在左半模、右半模、上半模形成的空腔内成型。

优选地，所述上半模主要由金属框架、定位托板以及砂芯层组成，金属框架的凸起部分上固定定位托板，定位托板上设有砂芯层，所述定位托板与砂芯层接触的一面设置三角形通筋；所述定位托板与金属框架接触的一面设置梯形滑轨，梯形滑轨和上模金属框架上相对设有的梯形滑槽形成间隙配合。

优选地，所述定位托板上设有均布的排气孔，金属框架上相对设有排气通孔。

优选地，所述开模方向上砂芯层、定位托板、金属框架设有整体5°的开模斜度，该斜度通过芯盒实现。

本发明所述的加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具的有益效果是：能有效排出浇注过程中顶面的气体，同时提高金属液在最后充型顶面的充型能力，减少铸件气孔、冷隔和欠铸等缺陷出现的可能性，提高铸件质量，通用性强。

具体为：1、能够排出薄壁铸件低压金属型浇注过程中封闭顶面的气体，减少铸件气孔、缩松等缺陷。气体的顺利排出能够降低封闭顶面上气体负压对铝液充型的阻碍，有利于薄壁铸件封闭顶面充型，减少铸件顶面浇不足等缺陷出现的可能性，提高铸件的生产质量。

2、薄壁铸件封闭顶面金属型铸造充型及凝固过程中有较大的排气需求。使用砂芯作为直接成型冷却介质，相较金属模具有较强的透气性。充型及凝固过程中封闭顶面上的气体可透过砂层经上模框架及定位托板上的排气通孔顺利排出。

3、在浇注过程中，到达铸件封闭顶面上的铝液温度较低，流动能力差，易产生浇不足缺陷。砂芯层相较铸铁冷却能力低，作为顶面的直接成型冷却介质，利于保证顶面上铝液的流动性，提高充型能力，减小浇不足缺陷产生的可能性。

附图说明

图1是本发明所述的薄壁铸件的示意图；

图2是本发明所述的薄壁铸件金属型铸造模具的结构示意图；

图3是本发明所述的薄壁铸件金属型铸造模具的上半模的示意图；

图4是本发明所述的薄壁铸件金属型铸造模具的上半模的仰视图；

图5是本发明所述的薄壁铸件金属型铸造上半模固定砂芯层的芯盒示意图；

图6是图5的A-A视图。

具体实施方式

下面对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。

对于某薄壁深腔结构的壳体铸件，材质ZL114A，T6热处理，铸件最大轮廓尺寸为300mm×200mm×350mm，铸件机械加工后零件蒙皮壁厚为3.5±0.5mm，结构如图1所示。铸件采用低压砂芯金属型浇注，铸型材料为QT600-3，铸型结构如图2所示，砂芯材料为石英树脂砂，最后充型面为铸件的封闭顶面。浇注过程中常因顶面排气不良及铝液充型能力减弱造成铸件顶面存在气孔、缩松或浇不足缺陷，引起铸件合格率降低。

如图2-6所示，所述的加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具，包括左半模2、右半模3、上半模1、砂芯，所述左半模2、右半模3为“凹”形结构，且相对扣接在一起，其内部形成空腔，左半模2、右半模3顶部固定上半模1，上半模1为“凸”形结构，上半模1的凸起部分与左半模2、右半模3的空腔紧密配合形成密闭空腔，所述砂芯设置在左半模2、右半模3、上半模1形成的密闭空腔内，薄壁铸件在左半模2、右半模3、上半模1形成的空腔内成型。

所述上半模1主要由金属框架4、定位托板5以及砂芯层6组成，金属框架4的凸起部分上固定定位托板5，定位托板5上设有砂芯层6，所述定位托板5与砂芯层6接触的一面设置两条三角形通筋7，用于加强砂芯层6的附着；所述定位托板5与金属框架4接触的一面设置梯形滑轨8，滑轨8自定位托板5一侧延伸至2/3长处，并和金属框架4上相对设有的梯形滑槽9形成间隙配合，见图3所示。所述通筋7和滑轨8均能抑制定位托板5变形，所述定位托板5厚度为10mm。

所述定位托板5上设有均布的Φ3的排气孔10，共计32个，孔与孔的间距约25mm，金属框架4上相对设有排气通孔，见图3所示。这样，铸件浇注过程中顶面上的气体就可以透过砂芯并经过定位托板和金属框架上的排气通孔排出。

砂芯层为铸件顶面成型的直接冷却介质。定位托板材料与上半模的金属框架均为球墨铸铁QT600-3。

砂芯层成型面尺寸与铸件顶面尺寸相同，成为整个顶面的直接冷却介质。壳体蒙皮厚度3.5±0.5mm，铝液充型过程中温度迅速下降，为保证铝液在顶面仍有足够的充型能力，故砂芯材质选择冷却能力较弱的石英树脂砂，砂芯厚度约为3倍铸件壁厚，为10mm。

所述开模方向上砂芯层、定位托板、金属框架设有整体5°的开模斜度。

所述芯盒用于上半模上固定砂芯层的成型，芯盒为四开边结构，两短边与两长边通过短边上的定位槽11与长边上的定位块12配合定位；所述芯盒内固定定位托板5，两短边与定位托板5上设有相对配合的Φ6的定位孔13，定位销14插入定位孔13中使得两短边与定位托板5定位。

使用时，定位托板与芯盒固定好后，向芯盒内填入型砂，待型砂硬化成砂芯层后，出模。砂芯通过定位托板可与金属框架即时安装与拆卸，故使用多个定位托板准备多个砂芯可实现金属型的连续铸造。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术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可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具，其特征在于：包括左半模、右半模、上半模、砂芯，所述左半模、右半模为“凹”形结构，且相对扣接在一起，其内部形成空腔，左半模、右半模顶部固定上半模，上半模为“凸”形结构，上半模的凸起部分与左半模、右半模的空腔紧密配合形成密闭空腔，所述砂芯设置在左半模、右半模、上半模形成的密闭空腔内，薄壁铸件在左半模、右半模、上半模形成的空腔内成型；所述上半模主要由金属框架、定位托板以及砂芯层组成，金属框架的凸起部分上固定定位托板，定位托板上设有砂芯层，所述定位托板与砂芯层接触的一面设置三角形通筋；所述定位托板与金属框架接触的一面设置梯形滑轨，梯形滑轨和上模金属框架上相对设有的梯形滑槽形成间隙配合；所述定位托板上设有均布的排气孔，金属框架上相对设有排气通孔。

2.根据权利要求1所述的加强薄壁铸件金属型铸造封闭顶面排气与成型的模具，其特征在于：开模方向上砂芯层、定位托板、金属框架设有整体5°的开模斜度。