CN106077493A - 一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,它包括一条直浇道、一条横浇道以及数条内浇道A和内浇道B,直浇道的出口与横浇道的进口垂直连接,内浇道A对称间距设置在横浇道的两侧,内浇道A出口连接过滤装置,过滤装置与内浇道B相连,内浇道B的浇口高度高于横浇道;所述直浇道的截面积小于横浇道的截面积,横浇道的截面积小于所有内浇道A截面积和内浇道B截面积的总和;内浇道A的截面积小于内浇道B的截面积;内浇道A的截面积沿横浇道上进口至出口的方向依次递减。本发明可有效防止金属液的氧化,减少对铸型的冲刷,铸件的成品率得到很大提高,适用于柴油机机体铸件这类大型铸铁件的铸造。
Description
技术领域
本发明涉及一种浇注系统,具体涉及一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,属于铸造技术领域。
背景技术
在铸造技术中,浇注系统是指将液态金属引入铸型型腔的通道,其作用有:1、控制金属液充填铸型的速度及充满铸型的所需的时间;2、使金属液平稳的进入铸型,避免紊流和对铸型的冲刷;3、阻止熔渣和其它夹杂物进入型腔;4、浇注时不卷入气体,并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则。现有浇注系统一般包括有直浇道、横浇道和内浇道,根据各组元断面的比例关系,分为封闭式、半封闭式和开放式浇注系统;按照内浇道在铸件上的注入位置,分为顶注式、中间注入式、底注式和分层注入式浇注系统。开放式浇注系统的特点为充型平稳,对型腔冲刷力小,但挡渣能力较差,当各组元开放比例较大时,金属液不易充满浇注系统,呈无压流动状态;底部注入式浇注系统的特点为金属液进入型腔平稳,对型、芯冲击力小,金属氧化小,有利于型腔内气体排出,但金属液消耗多,不利于补缩,金属液表面易生氧化皮。
传统的柴油机机体铸件的浇注系统为开放式加底注式的浇注系统,横浇道通常由两道或多道组成,沿铸件周围空间设置,内浇道通常设置6~14条均布,内浇道的形状和尺寸比例相同,因此该浇注系统结构复杂、尺寸较大,金属液易氧化,铸件易发生夹杂、夹砂、缩松等缺陷,成品率低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,提高铸件成品率。
为解决以上技术问题,本发明的技术方案为采用一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,它包括一条直浇道、一条横浇道以及数条内浇道A和内浇道B,直浇道的出口与横浇道的进口垂直连接,内浇道A对称间距设置在横浇道的两侧,内浇道A出口连接过滤装置,过滤装置与内浇道B相连,内浇道B的浇口高度高于横浇道;所述直浇道的截面积小于横浇道的截面积,横浇道的截面积小于所有内浇道A截面积和内浇道B截面积的总和;内浇道A的截面积小于内浇道B的截面积;内浇道A的截面积沿横浇道上进口至出口的方向依次递减。
进一步的,所述内浇道A的位置在横浇道的2/3高度以下,最初进入浇注系统的金属液表面氧化形成的杂质会聚集到横浇道的顶部,在后续充型过程中,不会进入铸型,避免铸件出现夹杂类缺陷,充分发挥封闭式浇注系统中横浇道的集渣能力。
进一步的,所述过滤装置为泡沫状陶瓷过滤网块,金属液通过过滤装置的过滤和整流,使得金属液更干净,充型更加平稳。
进一步的,为了方便该浇注系统的制造,所述直浇道的截面为圆形,横浇道、内浇道A、内浇道B的截面为矩形;所述直浇道由陶瓷或砂芯形成,所述横浇道、内浇道A、内浇道B由砂芯形成。
进一步的,本发明优选尺寸为直浇道的圆形截面尺寸为Φ110mm,横浇道的矩形截面尺寸为170mm×120mm,内浇道B的矩形截面尺寸为160mm×12mm,内浇道A的矩形截面尺寸沿横浇道进口至出口方向依次为100mm×18mm、100mm×16mm、100mm×14mm、100mm×12mm、100mm×10mm、100mm×9mm。
本发明的有益效果为:
(1)在金属液充型过程中,由于内浇道B的浇口位置高于横浇道顶部,金属液会很快的充满整个横浇道,确保了后期进入浇注系统的绝大部分金属液不会接触到空气,减少了金属液的表面氧化。
(2)内浇道A位于横浇道的2/3高度以下,最初进入浇注系统的金属液表面氧化形成的杂质会聚集到横浇道的顶部,在后续充型过程中,不会进入铸型,避免铸件出现夹杂类缺陷,充分发挥封闭式浇注系统中横浇道的集渣能力。
(3)内浇道A的截面积小于内浇道B的截面积,内浇道A与过滤装置、内浇道B形成无压力的结构,降低了金属液在内浇道B的充型速度,减少对铸型的冲刷,降低了夹砂缺陷出现的风险;同时金属液通过过滤装置的过滤和整流作用,使得金属液更干净,充型更加平稳。
(4)直浇道的截面积小于横浇道的截面积,横浇道的截面积小于所有内浇道A截面积和内浇道B截面积的总和,即直浇道、横浇道、内浇道形成一个具有递加比例的结构,且内浇道A的截面积沿横浇道上进口至出口的方向依次递减,在金属液充满浇注系统后,所有内浇道B的金属液同时流进铸型,充型结束后,所有内浇道B同时停止进流,且每条内浇道B的金属液进流量均匀,进流量误差在50±20Kg范围内,最大限度地保证了铸型内金属液温度场的一致,对于预防和解决铸件缩松问题有一定的帮助。
因此本发明浇注系统结构简单,可有效防止金属液的氧化同时减少对铸型的冲刷,极大降低了铸件发生夹杂、夹砂、缩松等缺陷的概率,且每条内浇道的浇口进流量相当,铸型内金属液温度场较均匀,铸件缩松问题减少,铸件的成品率得到很大提高,适用于柴油机机体铸件这类大型铸铁件的铸造。
附图说明
图1为本发明浇注系统的立体结构示意图;
图2为图1的侧视结构示意图。
图例说明:
1、直浇道;2、横浇道;3、内浇道A;4、过滤装置;5、内浇道B;6、柴油机机体铸型。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1、图2,本发明提供了一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,它包括一条直浇道1、一条横浇道2以及十二条内浇道A3和十二条内浇道B 5,直浇道1的出口与横浇道2的进口垂直连接,内浇道A3对称间距设置在横浇道2的两侧,内浇道A 3出口连接过滤装置4,过滤装置4与内浇道B 5相连,内浇道B 5的浇口高度高于横浇道2,金属液从内浇道B 5的浇口流入柴油机机体铸型6进行铸造;所述直浇道1的截面积小于横浇道2的截面积,横浇道2的截面积小于所有内浇道A 3截面积和内浇道B 5截面积的总和;内浇道A 3的截面积小于内浇道B 5的截面积;内浇道A 3的截面积沿横浇道2上进口至出口的方向依次递减。
进一步的,所述内浇道A的位置在横浇道的2/3高度以下,最初进入浇注系统的金属液表面氧化形成的杂质会聚集到横浇道的顶部,在后续充型过程中,不会进入铸型,避免铸件出现夹杂类缺陷,充分发挥封闭式浇注系统中横浇道的集渣能力。
进一步的,所述过滤装置为泡沫状陶瓷过滤网块,金属液通过过滤装置的过滤和整流,使得金属液更干净,充型更加平稳。
进一步的,为了方便该浇注系统的制造,所述直浇道的截面为圆形,横浇道、内浇道A、内浇道B的截面为矩形;所述直浇道由陶瓷或砂芯形成,所述横浇道、内浇道A、内浇道B由砂芯形成。
下面以中大型“V型”柴油机机体铸件为例进行说明:
该铸件工艺设计浇注重量为3250Kg,最初设计1条直浇道:内径为Φ110mm圆形截面,1条横浇道:矩形截面尺寸为170mm×120mm,12条内浇道A:矩形截面均为100mm×18mm(12条内浇道A在横浇道上的排列方式为出口1至6与出口7至12分别沿横浇道进口至出口方向等距设置,出口1至6与出口7至12依次对称设置在横浇道的两侧),12条内浇道B:矩形截面均为160mm×12mm,整体形成一套截面积比例为:∑F直∶∑F横∶∑F内A∶∑F内B:=1∶2.1∶2.27∶2.42的浇注系统。采用铸造模拟软件进行充型、凝固过程仿真模拟,12条内浇道A的进流量进行模拟统计结果,见表1。从表1可以看出:每道内浇道A的进流量变化具有一定规律性,进流量存在较大差异,紊流现象严重。因此该浇注系统设计不合理,需要改进。本发明根据每道内浇道A的进流总量的差异情况及规律性,通过调整内浇道A的截面积比例,再进行模拟和调整的重复工作,最后满足铁水的充型和凝固的原理、设计规范、标准要求。考虑到模具的制作和操作的合理性,每条内浇道A的宽度尺寸不变,只调整高度尺寸,最后得到每条内浇道A的截面尺寸及对应内浇道A的进流量满足铁水的充型和凝固的原理,见表2。
表1改进前内浇道A的进流量
内晓道A | 出口1 | 出口2 | 出口3 | 出口4 | 出口5 | 出口6 |
进流量(Kg) | 225.36 | 273.50 | 348.89 | 420.25 | 398.66 | 395.80 |
内晓道A | 出口7 | 出口8 | 出口9 | 出口10 | 出口11 | 出口12 |
进流量(Kg) | 168.67 | 411.00 | 422.52 | 458.18 | 453.37 | 445.35 |
表2改进后内浇道A的截面尺寸和进流量
综上,本发明浇注系统结构简单,可有效防止金属液的氧化同时减少对铸型的冲刷,极大降低了铸件发生夹杂、夹砂、缩松等缺陷的概率,且每条内浇道的浇口进流量相当,铸件温度场均匀,铸件的成品率得到很大提高,适用于柴油机机体铸件这类大型铸铁件的铸造。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,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 (7)
1.一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:它包括一条直浇道、一条横浇道以及数条内浇道A和内浇道B,直浇道的出口与横浇道的进口垂直连接,内浇道A对称间距设置在横浇道的两侧,内浇道A出口连接过滤装置,过滤装置与内浇道B相连,内浇道B的浇口高度高于横浇道;所述直浇道的截面积小于横浇道的截面积,横浇道的截面积小于所有内浇道A截面积和内浇道B截面积的总和;内浇道A的截面积小于内浇道B的截面积;内浇道A的截面积沿横浇道上进口至出口的方向依次递减。
2.根据权利要求1所述的一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:所述内浇道A的位置在横浇道的2/3高度以下。
3.根据权利要求1所述的一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:所述过滤装置为泡沫状陶瓷过滤网块。
4.根据权利要求1所述的一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:所述直浇道的截面为圆形,横浇道、内浇道A、内浇道B的截面为矩形。
5.根据权利要求1所述的一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:所述直浇道由陶瓷或砂芯形成。
6.根据权利要求1所述的一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:所述横浇道、内浇道A、内浇道B由砂芯形成。
7.根据权利要求1所述的一种用于铸造柴油机机体铸件的浇注系统,其特征在于:所述直浇道的圆形截面尺寸为Φ110mm,横浇道的矩形截面尺寸为170mm×120mm,内浇道B的矩形截面尺寸为160mm×12mm,内浇道A的矩形截面尺寸沿横浇道进口至出口方向依次为100mm×18mm、100mm×16mm、100mm×14mm、100mm×12mm、100mm×10mm、100mm×9mm。
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