CN106216602A - 一种球阀副阀体的两开箱模型及铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种球阀副阀体的两开箱模型，包括上箱、下箱和顶部芯子，所述上箱和下箱从副阀体侧法兰的内侧分箱，所述上箱从端法兰的内侧分模，在端法兰上端面设置顶冒口并配置冷铁，在侧法兰外侧设置边冒口；采用底部充型浇注的方案；将端法兰顶冒口及冷铁的凝固温度场设计为具有轴对称性，并在模型上将顶冒口、冷铁连同端法兰的上端面一起由顶部芯子形成，且使该顶部芯子具有沿轴向360°的可动度；侧法兰边冒口设计为下沉、热节承接式设计，形成了鲜明的铸件、冒口分界线，同时形成均匀有序的凝固温度场，避免铸件局部过热导致粗晶及凝固前沿二次氧化，确保铸件内部质量可靠。

Description

一种球阀副阀体的两开箱模型及铸造工艺
技术领域
本发明涉及球阀副阀体铸造模具技术领域，特别是涉及一种球阀副阀体的两开箱模型及铸造工艺。
背景技术
球阀作为上世纪50年代发展起来的一种阀门种类，在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，只需要旋转90°和用很小的转动力矩就能关闭严密，使用方便、性能良好，使用量逐年不断上升。
如图1所示，球阀副阀体100一端是与管道连接的端法兰1，一端是主副阀体连接的侧法兰2；副阀体100内腔全加工，精密度及内在质量要求高。铸造工艺必须确保法兰和内腔尺寸准确，确保法兰跟内腔无内在质量缺陷，这需要从铸造工艺上给予保证。
对较大口径的球阀副阀体100，传统铸造工艺中的两开箱方案有以下几种，一种是带活料的、沿法兰面水平分型的两箱方案，如图2所示，包括上箱101、下箱102和活料103，上箱101与下箱102从侧法兰2内侧分箱；另一种穿过回转中心线水平分型的两箱方案，如图3所示，包括上箱101和下箱102，上箱101与下箱102从回转中心线水平分箱；这两种方案均存在突出缺点，在第一种方案中，一个法兰被做成小块活料103，很不利于保证尺寸；在第二种方案中，虽然没有活料103，但是不利于浇注质量控制，在浇注过程中钢液容易形成紊流，不利于铸件内部质量。对第一种方案也有改良型方案，如图4所示，将活料103改为消失模104，消失模104可以作为整体，不用切割为小块活料103，解决了尺寸稳定性的问题，但是每生产一件铸件，都要制作一次消失模104，增加了额外投入，不利于提高生产效率和节约资源。此外，由于铸件浇注系统以及铸件凝固过程中温度场的设计不合理，铸件上下法兰等关键部位中易于出现缩松、二次氧化夹杂缺陷，使铸件返修量大，影响铸件使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明为了保证对较大口径球阀副阀体的铸造的铸件质量，同时兼顾生产效率和资源节约，在铸造工艺上做出创新，提供一种球阀副阀体的两开箱模型及铸造工艺。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种球阀副阀体的两开箱模型，包括上箱、下箱和顶部芯子，所述上箱和下箱从副阀体侧法兰的内侧分箱，所述上箱从端法兰的内侧分模，所述顶部芯子位于上箱内，端法兰上端面设置顶冒口并配置冷铁，所述顶冒口和冷铁的凝固温度场设计为具有轴对称性，且所述顶冒口、冷铁和端法兰的上端面一起由顶部芯子形成，侧法兰外侧设置边冒口。该两开箱方案使副阀体内外轮廓同轴、无活料，铸件尺寸可靠，生产效率高；两开箱造型，同时适应于手工造型及造型线，生产灵活度大；出品率比传统高出50％，资源利用率高，清理及加工量减少约20％。
优选的，所述顶冒口和冷铁均为三个，且顶冒口沿周向均匀分布在端法兰的上端面上，相邻两顶冒口正中间设置一个冷铁。
进一步，所述顶部芯子沿轴向360°可旋转。顶部芯子采用沿轴向360°可任意角旋转的设计，使定位操作简单，质量可靠。
进一步，所述边冒口为下沉、热节承接式，并形成均匀有序的凝固温度场。边冒口的下沉、热节承接式设计，使铸件冒口界线清晰，温度场均匀有序，铸件质量可靠，便于清理。
优选的，所述边冒口为三个，沿侧法兰外侧周向均匀分布。
进一步，为了保证浇注时冒口的通气，所述顶冒口和边冒口上均设有气管。
进一步，还包括浇道，所述浇道与边冒口连接。底部充型、顶冒口及冷铁，有利于充型与凝固，确保内在质量。
进一步，所述下箱上设有副阀体内腔芯子，所述内腔芯子与下箱一体连接。法兰与内腔的模型整体性强，确保内外同轴度，保证尺寸可靠、稳定。
一种球阀副阀体的两开箱模型铸造工艺，首先完成下箱造型、上箱造型及顶部芯子的制作，然后合箱；在制作上箱造型和下箱造型时，侧法兰的内侧面既是上箱型芯和下箱型芯的分箱面也是上箱型芯和下箱型芯的分模面，即上箱下箱的分箱面与分模面重合；针对上箱造型时，将上箱型芯在端法兰内侧面处分模但不分箱，使上箱型芯分为上下两部分，分模面上面一部分型芯在上箱上端面处朝上起模，直接拔掉，分模面下面一部分型芯在分箱面上朝下起模，顶部芯子从上箱上端面起模；针对下箱造型时，副阀体内腔部分的砂型与下箱造型连为整体，下箱型芯从分箱面朝上起模。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种球阀副阀体的两开箱模型，该两开箱方案使副阀体内外轮廓同轴、无活料，铸件尺寸可靠，生产效率高；两开箱造型，同时适应于手工造型及造型线，生产灵活度大；出品率比传统高出50％，资源利用率高，清理及加工量减少约20％。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是球阀副阀体铸件的结构示意图；
图2是带活料的、沿法兰面水平分型的两箱方案的结构示意图；
图3是穿过回转中心线水平分型的两箱方案的结构示意图；
图4是带活料、沿法兰面水平分型的两箱方案的改良型方案的结构示意图；
图5是本发明最佳实施例的结构示意图；
图6是浇冒口系统的结构示意图；
图7是下箱铸造造型图；
图8是上箱铸造造型图；
图9是铸造工艺合箱状态图。
图中：100、副阀体，101、上箱，102、下箱，103、活料，104、消失模，1、端法兰，2、侧法兰，3、上箱，4、下箱，5、顶部芯子，6、顶冒口，7、冷铁，8、边冒口，9、气管，10、浇道，11、内腔芯子，12、分箱面，13、分模面。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图5-9所示，本发明的一种球阀副阀体的两开箱模型，包括上箱3、下箱4和顶部芯子5，所述上箱3和下箱4从副阀体100侧法兰2的内侧分箱，所述上箱3和顶部芯子5从端法兰1的内侧分模，所述顶部芯子5位于上箱3内，所述顶部芯子5沿轴向360°可旋转，顶部芯子5为上大下小的圆台形，便于顶部芯子5从上箱3取出，所述下箱4上设有副阀体100内腔芯子11，所述内腔芯子11与下箱4一体连接。
侧法兰2的内侧和端法兰1的内侧指侧法兰2和端法兰1相对的一侧。
端法兰1上端面设置顶冒口6并配置冷铁7，所述顶冒口6和冷铁7的凝固温度场设计为具有轴对称性，且所述顶冒口6、冷铁7和端法兰1的上端面一起由顶部芯子5形成，所述顶冒口6和冷铁7均为三个，且顶冒口6沿周向均匀分布在端法兰1的上端面上，相邻两顶冒口6正中间设置一个冷铁7。
侧法兰2外侧设置边冒口8，所述边冒口8为下沉、热节承接式，并形成均匀有序的凝固温度场，所述边冒口8为三个，沿侧法兰2外侧周向均匀分布。
所述顶冒口6和边冒口8上均设有气管9，边冒口8底部连接浇道10。
从过程质量及生产效率的角度综合考虑，在浇冒口设计、模型设计上予以创新，从侧法兰2内侧分箱形成上箱3和下箱4，从端法兰1内侧分模形成顶部芯子5，使副阀体100铸件的法兰、外轮廓及内腔均由实模形成，实现两开箱，将副阀体100中心部分的内腔芯子11带到下箱4，将端法兰1上端面采用顶部芯子5形成，确保铸件质量，确保操作效率。
一种球阀副阀体的两开箱模型铸造工艺，生产中，首先完成下箱4造型、上箱3造型及顶部芯子5的制作，然后合箱；在制作上箱3造型和下箱4造型时，侧法兰2的内侧面既是上箱3型芯和下箱4型芯的分箱面12也是上箱3型芯和下箱4型芯的分模面13，即上箱3下箱4的分箱面12与分模面13重合；针对上箱3造型时，将上箱3型芯在端法兰1内侧面处分模但不分箱，作为分模面13，使上箱3型芯分为上下两部分，分模面13上面一部分型芯在上箱3上端面处朝上起模，直接拔掉，分模面13下面一部分型芯在分箱面12上朝下起模，顶部芯子5从上箱3上端面起模；针对下箱4造型时，副阀体100内腔部分的砂型与下箱4造型连为整体，下箱4型芯从分箱面12朝上起模。
生产中，首先完成下箱4造型，上箱3造型及顶部芯子5的制作，然后合箱。整个过程紧凑、操作简单，质量及效率较传统得到突破改进，既适宜于造型线，又适宜于手工造型；上箱3和下箱4模具整体性强，铸件尺寸可靠，顶部芯子5定位简单可靠。
图中箭头表示上箱3、101和下箱4、102的分开方向。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：包括上箱（3）、下箱（4）和顶部芯子（5），所述上箱（3）和下箱（4）从副阀体（100）侧法兰（2）的内侧分箱，所述上箱（3）从端法兰（1）的内侧分模，所述顶部芯子（5）位于上箱（3）内，端法兰（1）上端面设置顶冒口（6）并配置冷铁（7），所述顶冒口（6）和冷铁（7）的凝固温度场设计为具有轴对称性，且所述顶冒口（6）、冷铁（7）和端法兰（1）的上端面一起由顶部芯子（5）形成，侧法兰（2）外侧设置边冒口（8）。
2.如权利要求1所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：所述顶冒口（6）和冷铁（7）均为三个，且顶冒口（6）沿周向均匀分布在端法兰（1）的上端面上，相邻两顶冒口（6）正中间设置一个冷铁（7）。
3.如权利要求1所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：所述顶部芯子（5）沿轴向360°可旋转。
4.如权利要求1所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：所述边冒口（8）为下沉、热节承接式，并形成均匀有序的凝固温度场。
5.如权利要求4所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：所述边冒口（8）为三个，沿侧法兰（2）外侧周向均匀分布。
6.如权利要求1所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：所述顶冒口（6）和边冒口（8）上均设有气管（9）。
7.如权利要求1所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：还包括浇道（10），所述浇道（10）与边冒口（8）连接。
8.如权利要求1所述的球阀副阀体的两开箱模型，其特征在于：所述下箱（4）上设有副阀体（100）内腔芯子（11），所述内腔芯子（11）与下箱（4）一体连接。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的球阀副阀体的两开箱模型铸造工艺，其特征在于：首先完成下箱（4）造型、上箱（3）造型及顶部芯子（5）的制作，然后合箱；在制作上箱（3）造型和下箱（4）造型时，侧法兰（2）的内侧面既作为上箱（3）型芯和下箱（4）型芯的分箱面（12）也是上箱（3）型芯和下箱（4）型芯的分模面（13）；针对上箱（3）造型时，将上箱（3）型芯在端法兰（1）内侧面处分模但不分箱，使上箱（3）型芯分为上下两部分，分模面（13）上面一部分型芯在上箱（3）上端面处朝上起模，直接拔掉，分模面（13）下面一部分型芯在分箱面（12）上朝下起模，顶部芯子（5）从上箱（3）上端面起模；针对下箱（4）造型时，副阀体（100）内腔部分的砂型与下箱（4）造型连为整体，下箱（4）型芯从分箱面（12）朝上起模。
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