CN107297458B - 一种真空壳型模具及壳型成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种真空壳型模具及壳型成型方法，包括盖板、壳型料仓、壳型背膜、壳型面膜、真空负压砂箱和模具型板，壳型料仓位于真空负压砂箱内，所述真空负压砂箱腔体内下端设有砂箱内法兰，砂箱内法兰左侧与真空负压砂箱连接，所述壳型料仓外表面下端设有定位外法兰，定位外法兰下端与砂箱内法兰上端面接触，所述壳型背膜上设有进砂口，壳型背膜固定在壳型料仓下端，所述壳型背膜、砂箱内法兰和壳型面膜配合形成型壳腔体，所述模具型板下端面设有加热模块，可以使壳型减薄加大，生产的铸件可以更大更重，解决了型壳铸造的铸件尺寸小重量轻的问题，同时采用新型无机粘结剂解决了壳型的污染及废砂回收问题。

Description

一种真空壳型模具及壳型成型方法

技术领域

本发明涉及铸造造型技术领域，具体地说是一种真空壳型模具及壳型成型方法。

背景技术

现有的壳型造型工艺，通常采用含有粘结剂的型砂制作一定厚度(通常8-20mm)的型壳，然后合型浇铸的工艺；该种方式存在以下问题：1、壳型面积较小，生产的铸件重量受限一般限于几十千克，由于壳型厚度一般为8-20mm，受到壳型厚度及强度的限制，壳型长宽尺寸一般限于500*500mm以内，浇铸的铸件重量限制在几十千克以内，难以生产尺寸及重量较大的铸件；2、壳型旧砂难以回收，由于壳型砂多采用覆膜砂，旧砂有较多残留物，需要用专业的砂处理设备进行处理，另外生产覆膜砂也需要专业的设备，因此多数铸造厂难以自行砂处理及重复覆膜，然而再运输给覆膜砂生产企业，运费较高，因此旧砂回用困难；3、覆膜砂浇铸过程产生大量有害气体，由于覆膜砂采用有机树脂作为粘结剂，在高温浇铸环境下会分解产生有害气体；4、壳型铸造成本较高，覆膜砂使用树脂作为粘结剂，价格较高，另外旧砂难以回用，因此成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种真空壳型模具及壳型成型方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种真空壳型模具，包括盖板、壳型料仓、壳型背膜、壳型面膜、真空负压砂箱和模具型板，壳型料仓位于真空负压砂箱内，所述真空负压砂箱腔体内下端设有砂箱内法兰，砂箱内法兰外侧与真空负压砂箱连接，所述壳型料仓外表面下端设有定位外法兰，定位外法兰下端与砂箱内法兰上端面接触，所述壳型背膜上设有进砂口，壳型背膜固定在壳型料仓下端，所述壳型背膜、砂箱内法兰和壳型面膜配合形成型壳腔体，所述模具型板下端面设有加热模块。

进一步地，所述盖板内设有第一腔体，盖板上设有第一管道，第一管道一端与第一腔体相通，第一管道另一端与外界气泵连通。

进一步地，所述砂箱内法兰截面形状为倒置的L形或长方形，砂箱内法兰左焊接在真空负压砂箱内壁上。

进一步地，所述砂箱内法兰与壳型背膜之间设有间隙，砂箱内法兰内壁上端设有导向口。

进一步地，所述进砂口设有多个，进砂口上端与壳型料仓相通，进砂口下端与型壳腔体相通。

进一步地，所述真空负压砂箱内设有第二腔体，第二腔体通过第二管道与外界连通，真空负压砂箱与模具型板之间通过销钉定位。

进一步地，所述模具型板与壳型面膜之间通过螺栓连接，壳型背膜与壳型料仓之间通过螺栓连接。

进一步地，所述盖板下端面、壳型料仓和模具型板上端面均设有橡胶密封条。

一种壳型成型方法，利用所述的一种真空壳型模具，包括以下步骤：

S1、壳型面膜覆膜并抽真空；

S2、安装真空负压砂箱；

S3、壳型料仓、壳型背膜安装到真空负压砂箱并与真空负压砂箱配合；

S4:盖板落下并射砂，在型壳腔体内形成型壳；

S5:加热模块加热，对型壳进行预硬化；

S6:盖板、壳型背膜和壳型料仓移走；

S7:盖板再次压紧真空负压砂箱并抽真空；

S8:通过盖板吹入二氧化碳，实现硬化。

进一步地，步骤S7中，抽真空过程中达到的负压压强范围为-100到-1KPa。

本发明的有益效果是：

1、本发明包括盖板、壳型料仓、壳型背膜、壳型面膜、真空负压砂箱和模具型板，壳型料仓位于真空负压砂箱内，所述壳型背膜、砂箱内法兰和壳型面膜配合形成型壳腔体，型壳腔体内形成型壳，在壳型背面放置双层可抽真空砂箱，然后向砂箱内充填干砂，抽负压后起模，从而将壳型吸附到干砂层表面，抽真空的干砂层成为壳型的内衬层起到加强作用，从而可以使壳型减薄加大，生产的铸件可以更大更重。

2、本发明所述模具型板下端面设有加热模块，所述加热模块设有多个，均匀的分布在模具型板，加热模块固定在模具型板下端面，加热模块能够对型壳进行预加热，防止在后续操作中因为型壳硬度不够导致型壳破裂，壳型通过加热模块预加热以及真空负压砂箱抽真空后吹入二氧化碳实现硬化，不需采用特殊的覆膜砂，解决了型壳回收困难的问题，在生产及回收的过程中不会产生有害气体，成本更低。

3、本发明所述砂箱内法兰与壳型背膜之间设有间隙，间隙在射砂过程中能够帮助泄压，并且降低的生产精度及难度，减少成本，生产方便，砂箱内法兰内壁上端设有导向口，导向口在安装壳型背膜时起导向作用，能够方便壳型背膜安装。

4、本发明定位外法兰下端与砂箱内法兰上端面接触，定位外法兰对壳型料仓起垂直方向定位作用。

5、本发明壳型背膜与壳型料仓通过螺栓固定为一个整体，防止壳型背膜从壳型料仓上脱落，能够使壳型背膜、砂箱内法兰和壳型面膜配合形成型壳腔体，同时在将壳型背膜与壳型料仓从真空负压砂箱内取出时更加方便，操作简单。

6、所述盖板下端面、壳型料仓和真空负压砂箱上端面均设有橡胶密封条，在盖板再次压紧真空负压砂箱并抽真空的过程中能够实现很好的密封，防止漏气，影响抽真空效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图3为图2中A处局部放大图；

图4为本发明壳型成型方法流程图。

具体实施方式

根据图1至图3所示，一种真空壳型模具，包括盖板1、壳型料仓2、壳型背膜3、壳型面膜4、真空负压砂箱5和模具型板6，壳型料仓2位于真空负压砂箱5内，所述真空负压砂箱5腔体内下端设有砂箱内法兰7，砂箱内法兰7外侧与真空负压砂箱5连接，所述壳型料仓2外表面下端设有定位外法兰8，定位外法兰8下端与砂箱内法兰7上端面接触，定位外法兰8对壳型料仓2起垂直方向定位作用，所述壳型背膜3上设有进砂口9，壳型背膜3固定在壳型料仓2下端，所述壳型背膜3、砂箱内法兰7和壳型面膜4配合形成型壳腔体10，所述模具型板6下端面设有加热模块11。所述加热模块11设有多个，均匀的分布在模具型板6，加热模块11固定在模具型板6下端面。加热模块11能够对型壳进行预加热，防止在后续操作中因为型壳硬度不够导致型壳破裂。

所述盖板1内设有第一腔体101，盖板1上设有第一管道102，第一管道102一端与第一腔体101相通，第一管道102另一端与外界气泵连通。

所述砂箱内法兰7截面形状为倒置的L形和长方形，砂箱内法兰7外侧焊接在真空负压砂箱5内壁上；所述砂箱内法兰7与壳型背膜3之间设有间隙12，间隙12在射砂过程中能够帮助泄压，并且降低的生产精度及难度，减少成本，生产方便，砂箱内法兰7内壁上端设有导向口13，导向口13在安装壳型背膜3时起导向作用，能够方便壳型背膜3安装。

所述进砂口9设有多个，进砂口9上端与壳型料仓2相通，进砂口9下端与型壳腔体10相通，进砂口9均匀的分布在壳型背膜3上，在射砂过程中，壳型料仓2内的砂粒经过进砂口9进入到型壳腔体10内，在型壳腔体10形成型壳。

所述真空负压砂箱5内设有第二腔体51，第二腔体51通过第二管道52与外界连通，真空负压砂箱5与模具型板6之间通过销钉14定位。

所述模具型板6与壳型面膜4之间通过螺栓连接，壳型背膜3与壳型料仓2之间通过螺栓连接。壳型背膜3与壳型料仓2通过螺栓固定为一个整体，防止壳型背膜3从壳型料仓2上脱落，能够使壳型背膜3、砂箱内法兰7和壳型面膜4配合形成型壳腔体10，同时在将壳型背膜3与壳型料仓2从真空负压砂箱5内取出时更加方便，操作简单。

所述盖板1下端面、壳型料仓2和真空负压砂箱5上端面均设有橡胶密封条。在盖板1再次压紧真空负压砂箱5并抽真空的过程中能够实现很好的密封，防止漏气，影响抽真空效果。

根据图4所示，一种壳型成型方法，利用所述的一种真空壳型模具，包括以下步骤：

S1、壳型面膜4覆膜并抽真空；

S2、安装真空负压砂箱；

S3、壳型料仓2、壳型背膜3安装到真空负压砂箱5并与真空负压砂箱5配合；

S4:盖板1落下并射砂，在型壳腔体10内形成型壳；

S5:加热模块11加热，对型壳进行预硬化；

S6:盖板1、壳型背膜3和壳型料仓2移走；

S7:盖板1再次压紧真空负压砂箱5并抽真空；

S8:通过盖板1吹入二氧化碳，实现硬化。

步骤S7中，抽真空过程中达到的负压压强范围为-100到-1KPa。在壳型成型过程中增加了加热模块11加热，对型壳进行预硬化的过程，使得型壳在具有一定的硬度，在后期的操作过程中，型壳不容易损坏，操作过程可靠稳固。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种真空壳型模具，包括盖板(1)、壳型料仓(2)、壳型背膜(3)、壳型面膜(4)、真空负压砂箱(5)和模具型板(6)，壳型料仓(2)位于真空负压砂箱(5)内，其特征是，所述真空负压砂箱(5)腔体内下端设有砂箱内法兰(7)，砂箱内法兰(7)外侧与真空负压砂箱(5)连接，所述壳型料仓(2)外表面下端设有定位外法兰(8)，定位外法兰(8)下端与砂箱内法兰(7)上端面接触，所述壳型背膜(3)上设有进砂口(9)，壳型背膜(3)固定在壳型料仓(2)下端，所述壳型背膜(3)、砂箱内法兰(7)和壳型面膜(4)配合形成型壳腔体(10)，所述模具型板(6)下端面设有加热模块(11)；

所述砂箱内法兰(7)截面形状为倒置的L形或长方形，砂箱内法兰(7)外侧焊接在真空负压砂箱(5)内壁上，所述砂箱内法兰(7)与壳型背膜(3)之间设有间隙(12)，砂箱内法兰(7)内壁上端设有导向口(13)；

所述模具型板(6)与壳型面膜(4)之间通过螺栓连接，壳型背膜(3)与壳型料仓(2)之间通过螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的一种真空壳型模具，其特征是，所述盖板(1)内设有第一腔体(101)，盖板(1)上设有第一管道(102)，第一管道(102)一端与第一腔体(101)相通，第一管道(102)另一端与外界气泵连通。

3.根据权利要求1所述的一种真空壳型模具，其特征是，所述进砂口(9)设有多个，进砂口(9)上端与壳型料仓(2)相通，进砂口(9)下端与型壳腔体(10)相通。

4.根据权利要求1所述的一种真空壳型模具，其特征是，所述真空负压砂箱(5)内设有第二腔体(51)，第二腔体(51)通过第二管道(52)与外界连通，真空负压砂箱(5)与模具型板(6)之间通过销钉(14)定位。

5.根据权利要求1所述的一种真空壳型模具，其特征是，所述盖板(1)下端面、壳型料仓(2)和模具型板(6)上端面均设有橡胶密封条。

6.一种壳型成型方法，利用权利要求1到5中任意一项所述的一种真空壳型模具，其特征是，包括以下步骤：

S1、壳型面膜(4)覆膜并抽真空；

S2、安装真空负压砂箱；

S3、壳型料仓(2)、壳型背膜(3)安装到真空负压砂箱(5)并与真空负压砂箱(5)配合；

S4:盖板(1)落下并射砂，在型壳腔体(10)内形成型壳；

S5:加热模块(11)加热，对型壳进行预硬化；

S6:盖板(1)、壳型背膜(3)和壳型料仓(2)移走；

S7:盖板(1)再次压紧真空负压砂箱(5)并抽真空；

S8:通过盖板(1)吹入二氧化碳，实现硬化。

7.根据权利要求6所述的一种壳型成型方法，其特征是，步骤S7中，抽真空过程中达到的负压压强范围为-100到-1KPa。

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