CN1084790A

CN1084790A - 有浇口单元并垂直分离的模型

Info

Publication number: CN1084790A
Application number: CN 92112080
Authority: CN
Inventors: D·G·梅蒂费利斯; B·C·温菲尔德
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-06

Abstract

垂直分离成两部分的铸造金属模型，包括一个或多个模型型腔(3)和每个都与模型型腔(3)相通的许多浇口空穴(2)，有包括很多互相连接的浇口套管(7) 的浇口单元(6)，每个浇口套管(7)包围一个浇口空穴 (2)。模型(1)可以是垂直分离的固定模型，尤其是垂直分离的砂模。

Description

本发明与有浇口单元并垂直分离的模型有关，该浇口单元由许多互相连接的浇口套管组成。

当将熔融的金属浇铸到模型中并使它固化时金属在固化的过程中会收缩。为了补偿这种收缩和确保生产出良好的铸件，一般有必要应用称作为浇口的部件，将浇口放在铸件的上面和/或侧面。当铸件固化和收缩时熔融的金属从各浇口继续送入铸件，以防止形成收缩空洞。为了改进送料的效果和使浇口体积尽可能地小，通常将浇口的型腔和浇口本身用放热和/或绝热的材料包裹，以使浇口的金属在尽可能长的时间内保持熔融状态，一般通用的形式是套管。

垂直分离的沙模常常由制模机，如DISAMATIC（商标）机用自动化的很快的生产方法生产。在这种方法中生产的模型成两半，其一半称为放模芯边，或者如用DISAMATIC机生产的模型，则为冲头边。模芯，如果要用的话，将过滤器和浇口套管用人工或自动化的方法放入到模型中，用一种称为模芯定位器的机器将它们自动结合到模型中放置冲头的一边。由于机器的工作周期很短，把模芯等部件装入到模芯定位器的时间极其有限，一般约为8-15秒。这段时间常常来不及把浇口套管放入，从而在许多情况下垂直分离的模型不能使用浇口套管。在这种情况下铸件的进料使用相对较大用型砂围起来的浇口。但是使用这样的砂浇口，由于流动性不够会引起很多问题，由于各个浇口放得太靠近，会产生邻近浇口进料之间的互相作用，对铸件产生不利的影响，例如生铁铸件的石墨漂浮，或者钢铸件的碳分凝和这两种铸件中全相结构的变化。用这种砂线形浇口还可能需要连接浇口和铸件的较大颈部。在其他情况，由于模型生产周期的限制只能在模芯定位器中放入一个浇口套管。

现在已经发现，采用包括许多相互连接的浇口套管的浇口单元可以克服与沙线形浇口相关的许多问题和放入浇口套管的困难。

按照本发明提供一种垂直分成两半的模型，该模型包含一个或多个模型型腔和许多浇口空穴，每个空穴与一个模型型腔相通，模型有包括许多互相连接的浇口套管的浇口单元，每个浇口套管包围一个浇口空穴。

模型可以是任何类型的垂直分离的模型，包括垂直分离的固定模型，但是本发明特别可以应用于垂直分离的砂模，例如H-工艺模型或垂直分离的壳形砂模，或由DISAMATIC机生产的更特殊的模型。

构成单元的各个浇口套管的形状可取多种形式。

例如浇口套管内、外表面的周边可以是圆形、椭圆形、正方形或矩形，其壁厚从套管的顶部到底部可以是均匀的也可以是不均匀的。浇口套管的外表面和/或内表面可以是垂直的，从套管的底部到顶部逐渐缩小成锥形，或从套管的顶部到底部成锥形。另一种套管也可成球形。

浇口套管可以在它们的顶端开口，也可以是所谓瞎的浇口套管，在它们顶端由盖封闭，盖可以是平的或半球形的，盖也可以与套管整体成形，或固定在套管上。盖可以有与它整体成形或固定在它下面的威廉斯（Williams）芯，以保证在铸件的固化过程中浇口金属上有大气压，从而改善进料的效果。

各个套管在它们的内表面上可以有很多筋，如欧洲专利0202741号所述，或者在套管的内和/或外表面上开有槽。

各个浇口套管的尺寸可以变化，这取决于模型中生产的铸件进料的需要，但选择的尺寸应保证在套管可能的最小体积下获得最佳的进料或最大的产量。当在同一模型中生产一定数量的相同铸件时，如生产曲轴铸件时，每个套管的尺寸都是一样的。当单个铸件需要几个浇口，或者在模型中要生产一定量的不同铸件时，那么浇口单元可以包含不同形状或尺寸的浇口套管。

各个浇口套管之间的连接可以是简单地将相邻套管的外表面连接起来。最好，浇口单元的连接部分偏离模型的分离线。另一种是，每个浇口套管可以与浇口单元的不同部分连接，例如浇口单元可以是棒形或棍形结构，浇口单元可以由与套管相同或不同的材料制成。套管可以与棒或棍直接相连，或者也可以通过一块中间连接材料将它们连接起来。在后一种情况，只要棒或棍本身基本上是线性结构，各套管本身可以与棒或棍相隔不同的距离。棒或棍可以有构成模型横浇道一部分的孔，或者如果需要，棒或棍可以是中空的，通过它的渠道可以构成模型横浇道的一部分。

浇口单元最好由放热材料、热绝缘材料或既放热又热绝缘的材料构成。另一种是，浇口套管可以由这类材料制成，而单元的连接部分可以由粘结的砂这类材料组成。

在按照本发明的砂模生产过程中，在模型放置模芯这边的型腔里，在围绕型腔的砂内形成一定数量的水平筋或“挤压带”，从而当浇口单元插入时，通过筋或挤压带将它牢固地定位。模型另一半的型腔，与浇口单元的外部尺寸比较起来最好做得稍微大一点，从而当模型的两部分合起来时能保证单元的正确位置，不会发生浇口单元与模型砂的挤压。

本发明的模型提供许多优点。

通常，在垂直分离的沙模的生产过程中，插入浇口套管的模型放模芯一边的型腔，其体积比浇口套管的体积大50%，一般大于浇口套管体积的55%或60%。这样做是为了防止套筒掉出型腔，也是为了防止在模型两半合在一起时套管倾斜和挤压模型的另一半。结果由于浇口套管的轴偏离模型分离线的结果，常常导致因不适当的铸件进料所产生的某些问题。使用浇口套管互相连接的浇口单元，特别是浇口单元的连接部分偏离模型分离线的单元，或者是浇口套管连接到如棒或棍的单元分开部分，就不再需要使浇口套管偏离分离线，因为单元的连接部分和每个套管正好一半的体积可以插入到模型放模芯的一边。因为插入单元质量的比例是大于总质量的50%，因而不会有单元倾斜或掉出的危险。

浇口单元可在几秒钟之内将几个浇口套管插入到模型中，符合机器中模型生产周期的限制，如DISAMATIC机器，而不会增加成本或对机器增加投资。

构成单元的每个浇口套管可以有与套管整体成形或固定在套管底部的断路器芯。在安装模芯阶段不需要插入断路器芯的附加时间，从铸件上移除浇口时可以看到断路器的好处。如果需要断路器芯也可作为过滤器的支持机构，假如模型是从顶部浇铸的模型。

下面参考附图说明本发明，附图有：

图1是有许多浇口型腔的垂直分离沙模通过分离线的垂直剖面图，

图2是与图1相同的图，显示包含浇口单元的部分模型，该浇口单元有许多互相连接的浇口套管，

图3是图2中显示的浇口单元的透视图，在其一端的套管已部分切除，

图4是图2显示的浇口顶视平面图，和

图5是与图2类似的图，但显示的浇口单元有断路器芯固定在其底部。

参考各图，垂直分离的沙模1有很多浇口空穴2，每个空穴通过颈4与模型的型腔3相通。围绕浇口空穴2的模型1的沙中有水平的筋或挤压带5。浇口单元6由放热材料制成，包括很多浇口套管7，每个有威廉斯（Williams）芯8，通过连接部分9连接在一起并插入到模型1中，因此每个浇口套管7包围一个浇口空穴2，被筋或挤压带5牢固地保持在其位置上。连接部分9与模型的分离线偏离，因此插入到模型1放模芯这边的浇口单元的所有质量的比例大于总质量的50%，浇口单元6不会掉出来或倾斜。

在图5中浇口单元6有断路器芯10固定在它的底部，断路器芯10有孔11，位于每个浇口空穴2和浇口套管7的底部中央，使浇口空穴2与模型型腔直接相连。

Claims

1、垂直分离成两部分的模型(1)，该模型(1)包括一个或多个模型型腔(3)和每个都与模型型腔(3)相通的许多浇口空穴(2)，其特征是，模型(1)有包括许多互相连接的浇口套管(7)的浇口单元(6)，每个浇口套管(7)包围一个浇口空穴(2)。

2、按照权利要求1所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）有内、外表面，其周界是圆形的、椭圆形的、正方形的或矩形的。

3、按照权利要求1或2所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）有垂直的外和/或内表面。

4、按照权利要求1或2所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）的外和/或内表面从底部到顶部是逐渐收缩的。

5、按照权利要求1或2所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）的外和/或内表面从顶部到底部是逐渐收缩的。

6、按照权利要求1至5中任何一个所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）在它们顶端是开口的。

7、按照权利要求1至5中任何一个所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）在它们顶端由盖封闭。

8、按照权利要求7所述的模型（1），其特征是，盖是平的。

9、按照权利要求7所述的模型（1），其特征是，盖是半球形的。

10、按照权利要求7所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）有与盖整体成形或固定在盖上的威廉斯（Williams）芯（8）。

11、按照权利要求1至10中任何一个所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）在它们的内表面上有很多筋。

12、按照权利要求1至10中任何一个所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）的内和/或外表面是带槽的。

13、按照权利要求1至12中任何一个所述的模型（1），其特征是，每个浇口套管（7）有与其底端整体成形或固定在套管（7）底端的断路器芯（10）。

14、按照权利要求1所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）的形状是球形。

15、按照权利要求1至14中任何一个所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）通过邻近的套管外表面之间的接全处而相互连接。

16、按照权利要求1至14中任何一个所述的模型（1），其特征是，浇口单元（6）有连接部分（9），该部分偏离模型（1）的分离线。

17、按照权利要求1至14中任何一个所述的模型（1），其特征是，每个浇口套管（7）与浇口单元（6）的一个分离部分相连接。

18、按照权利要求17所述的模型（1），其特征是，分离部分是棒形或棍形结构。

19、按照权利要求18所述的模型（1），其特征是，浇口套管（7）通过中间的一块连接材料与棒形或棍形结构相连。

20、按照权利要求18或19所述的模型（1），其特征是，棒或棍有一孔，该孔构成模型（1）横浇道的一部分。

21、按照权利要求18或19所述的模型（1），其特征是，棒或棍是中空的，通过棒或棍的渠道构成模型（1）横浇道的一部分。

22、按照权利要求1至21中任何一个所述的模型（1），其特征是，模型（1）是沙模，浇口单元（6）插入到模型（1）一部分的型腔中，围绕该型腔的沙中有横向的筋（5）。

23、按照权利要求22所述的模型（1），其特征是，模型（1）另一部分的型腔，其尺寸与浇口单元（6）的外部尺寸相比稍微大一些。