CN108526405A - 摩托车前叉铸造设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及铸造技术领域，具体公开了摩托车前叉铸造设备，其包括由上模和下模组成的模体上模上设有浇注口，浇注口与模腔连通，模体内设有环绕在模腔外周的冷却腔，模体上设有加热组件；模体的下方设有缸体，模体的底面设有半圆槽，缸体上部嵌入半圆槽内，且缸体可相对于模体转动；缸体的两端分别设有左腔室和右腔室，并设有与活塞相抵的伸缩板；伸缩板将腔室分隔呈上腔和下腔，左腔室的上腔和右腔室的下腔内均设有吸热介质；缸体的两端均设有进气单向阀和出气单向阀，进气单向阀与冷却腔相连；活塞仅能相对于模体滑动，且同时能带动缸体转动；模体的下方设有水槽，缸体的下部浸入水槽内。向冷却液内注入冷却水，可加速铸件的成型。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种摩托车前叉铸造设备。
背景技术
目前对于一些汽车金属零部件的生产，通常是需要采用铸造工艺来进行生产的；其中摩托车前叉也是通过铸造进行生产。在铸造时，由于模具的温度通常较低，而铁水的温度极高；因此，铁水浇注进模腔后，铁水的温度将迅速降低，从而将导致先进入模腔内的铁水的温度迅速降低，从而使得铁水的流动性变差，因此在工件成型后，将导致工件的表面存在缺陷。为了解决上述缺陷，通常的方法是在浇注前，先对模具进行预热。但预热温度过高将导致工件成型后，降温过程较缓慢，从而延长加工时间；因此，对预热温度具有一定的限制。另外，铁水的流动性变差，是因为铁水自身的热量向外流失，因此减慢模腔周围的温度流失速度，也可降低成型后的工件存在缺陷的概率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摩托车前叉铸造设备，以减慢浇注时，模腔周围的热量向外流失的速率。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
摩托车前叉铸造设备包括由上模和下模组成的模体，上模和下模配合成模体后，模体内部形成模腔，上模上设有浇注口，浇注口与模腔连通，所述模体内设有环绕在模腔外周的冷却腔，且模体上设有对模体进行预热的加热组件；所述模体的下方设有呈圆筒状的缸体，模体的底面设有半圆槽，缸体水平设置且缸体上部嵌入半圆槽内，且缸体可相对于模体转动；缸体的两端分别设有左腔室和右腔室，左腔室内和右腔室内朝向缸体中部的一侧均设有活塞以及与活塞相抵的伸缩板，伸缩板将左腔室和右腔室分隔呈上腔和下腔，左腔室的上腔和右腔室的下腔内均设有吸热介质，吸热介质为沸点为200℃～250℃的液体；缸体的两端均设有进气单向阀和出气单向阀，左侧的进气单向阀和出气单向阀与左腔室相连，右侧的进气单向阀和出气单向阀与右腔室相连，且进气单向阀与冷却腔相连；所述活塞仅能相对于模体滑动，且活塞与缸体侧壁设有相互配合螺旋凹槽和螺旋凸棱；模体的下方设有水槽，缸体的下部浸入水槽内。
本方案摩托车前叉铸造设备的原理在于：
将上模和下模配合成模体后，先将模体预热至350℃～450℃后，再通过浇注口向模腔内浇注铁水。对模体预热的具体过程为：将加热组件接通电源，则加热组件将产生热量并向模体传热，从而使模体的温度逐渐升高。由于缸体设于模体的下方，且缸体的上部嵌入模体底部的半圆槽内，因此在模体温度升高的同时，模体也将向缸体传递热量，从而使缸体的温度升高。
若设定初始状态时，左腔室的上腔和右腔室的上腔位于半圆槽内，而左腔室的下腔和右腔室的下腔则浸入水槽内。且由于仅在左腔室的上腔和右腔室的下腔内设有吸热介质；因此，当模体的温度升高至250℃后，左腔室内的吸热介质将沸腾气化，从而将推动左腔室内的活塞向左移动，在活塞向左移动过程中，左腔室内的伸缩板伸长以始终保持与活塞相抵，从而避免上腔和下腔连通。由于活塞仅能相对于模体滑动，且活塞与缸体侧壁设有相互配合螺旋凹槽和螺旋凸棱，在螺旋凹槽和螺旋凸棱相互挤压作用下，缸体将转动半周，从而使左腔室的上腔转至下方，则左腔室的上腔浸入水槽中。另外，由于缸体转动，在螺旋凹槽和螺旋凸棱相互挤压作用下，右腔室内的活塞也将向左滑动，从而使右腔室内上腔和下腔的空间均减小。
缸体转动半周后，左腔室和右腔室的下腔将转至上方并进入半圆凹槽内，而上腔浸入水槽内，因此右腔室的下腔内的吸热介质气化，而左腔室的上腔内的吸热介质液化，从而右腔内的活塞将被推动向右滑动。同左腔室内的活塞滑动的原理一样，缸体也将转动半周，从而返回至初始状态，则左腔室和右腔室内的活塞将反复滑动。
左腔室、右腔室、活塞、进气单向阀和出气单向阀构成类似打气筒的结构，且进气单向阀与冷却腔连接。以左腔室为例，当左腔室内的活塞向左滑动时，左腔室左部的空气将通过出气单向阀排出；而当左腔室内的活塞向右滑动时，冷却腔内的空气将通过进气单向阀被吸入左腔室内，从而冷却腔内的空气将逐渐被抽出，则冷却腔将逐渐形成真空状态。
本方案产生的有益效果是：
(一)通过加热组件对模体进行预热的同时，还可以利用模体的热量对冷却腔进行抽真空；对冷却腔进行抽真空后，可使冷却腔的热传递性能降低，从而在浇注时，可以避免模体的热量迅速向外扩散，导致浇注的铁水的温度迅速降低，导致铁水的流动性变差，从而导致铸件产生缺陷。
(二)在完成浇注后，通过向冷却液内注入冷却水，可以加速对模体及组件进行降温，从而加速铸件的成型，减少冷却时的等待时间。
优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述水槽为包括横部和竖部的L形，缸体的下部浸入水槽的横部；所冷却腔通过进水管与水槽连接，且进水管上设有第一截止阀，进水管的一端伸入水槽的底部；模体上还设有一端与冷却腔连接的排水管，排水管的另一端连接有水泵，且排水管上设有第二截止阀。
在缸体转动的过程中，水槽内的水对吸热介质具有冷凝的作用，即水槽内的水的温度也将逐渐升高；且由于缸体浸入水槽的横部，而水槽的横部位于缸体的底部，因此水槽底部的水温高于水槽上部的水温。启动水泵，并打开第一截止阀和第二截止阀，由于冷却腔内为负压，因此水槽内的水将被吸入冷却腔内，且在水泵的连续工作下，水槽内的水将不断注入冷却腔内，并不断排出。由于进水管的一端伸入水槽的底部，因此水槽底部的水先进入冷却腔内，即进入冷却腔的水的温度逐渐降低，从而可以避免模体的温度迅速降低，对铸件造成冷缩现象。
优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述水槽的横部和竖部之间设有隔板，隔板上设有可将竖部的水导向横部的导流单向阀。通过设置隔板，并在隔板上设有导流单向阀，可以避免横部的水进入竖部；因此，在横部的水温升高的过程中，横部内的水不会与竖部混合，从而可使横部和竖部具有较大的温差。而水槽向冷却腔供水的过程中，横部内的水将逐渐减少，因此竖部的水将经过导流单向阀进入横部，以对横部内的水进行补充。
优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述模体上设有对冷却腔内压力进行监控的压力表；从而可以通过观察压力表的数值了解冷却腔内的压力，以更准确的判断浇注的时机。
优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述伸缩板由保温隔热陶瓷制成；从而当吸热介质浸入水槽时，由于保温隔热陶瓷热传递性能较差，可以降低模体向吸热介质传递的热量，有利于吸热介质的冷凝。
优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述加热组件包括设于模体外周的感应加热线圈；采用感应加热线圈加热，由于通过模体自身发热升温，可以提高电能的利用率；且感应加热线圈设于模体外周，有利于对模体及感应加热线圈进行维护。
附图说明
图1为本发明摩托车前叉铸造设备实施例的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：上模10、浇注口11、下模20、模腔30、冷却腔40、进水管41、第一截止阀42、排水管43、第二截止阀44、水泵45、水槽50、横部51、竖部52、导流单向阀53、缸体60、左腔室61、右腔室62、活塞63、出气单向阀64、进气单向阀65、螺旋凸棱67、伸缩板68、活塞杆69、安装板70、感应加热线圈80。
实施例基本如图1、图2所示：
本实施例的摩托车前叉铸造设备包括由上模10和下模20组成的模体，上模10和下模20通过螺栓固定并配合成模体，模体内部形成模腔30，上模10上设有浇注口11，浇注口11与模腔30连通。模体内设有环绕在模腔30外周的冷却腔40，且上模10和下模20相配合的面上设有由耐热橡胶制成的密封层，从而使得冷却腔40形成密封空间。模体的底部设有半圆槽，且模体的下方设有呈圆筒状的缸体60；模体底部的两端焊接有安装板70，缸体60的上部嵌入半圆槽内，且缸体60的两端转动连接在安装板70上，从而使得缸体60可相对于模体转动。
缸体60的两端均设有腔室，两个腔室分别为左腔室61和右腔室62，左腔室61内和右腔室62内均设有活塞63，且两活塞63相对的一侧均设有与活塞63相抵的伸缩板68。伸缩板68由两个相互滑动连接的分隔板组成，且两分隔板之间设有压簧，远离活塞63的分隔板与缸体60的侧壁焊接，而压簧将另一分隔板压在活塞63上。伸缩板68将腔室分隔成上腔和下腔，腔室内均设有吸热介质；本实施例中的吸热介质为邻氨基苯乙醚，邻氨基苯乙醚为沸点为228℃的液体；其中左腔室61内的吸热介质设于上腔内，而右腔室62内的吸热介质设于下腔内。当吸热介质受热气化后，则腔室内上腔或下腔压力将增大，以推动活塞63在缸体60内滑动。活塞63上焊接有活塞杆69，活塞杆69分别从缸体60的两端伸出，且活塞杆69由截面为圆形的圆柱段和截面为方形的方段组成；其中圆柱段与缸体60配合，从而使得缸体60能相对于活塞杆69转动，而方段则与安装板70配合，使得活塞杆69仅能相对于安装板70滑动。另外，活塞63与缸体60侧壁设有相互配合螺旋凹槽和螺旋凸棱67，螺旋凹槽的螺旋角为55°，且螺旋凹槽的断面为矩形，从而使得螺旋凹槽和螺旋凸棱67不构成自锁；则在活塞63相对于缸体60滑动的过程中，由于活塞63不能转动，因此在螺旋凹槽和螺旋凸棱67的相互挤压下，缸体60将相对于模体转动。
缸体60的两端均设有进气单向阀65和出气单向阀64，进气单向阀65和出气单向阀64与最近的腔室相连；其中，进气单向阀65与冷却腔40通过橡胶钢丝管相连，而出气单向阀64则与外部连通。以左腔室61为例；当活塞63向左移动时，左腔室61内的空气将通过出气单向阀64排出，而活塞63向右移动时，冷却腔40内的活塞63将通过进气单向阀65进入左腔室61；如此反复，冷却腔40将形成真空状态，且模体上设有对冷却腔40内压力进行监控的压力表，以随时监控冷却腔40内的压力情况。
模体的外部还设有水槽50，水槽50为包括横部51和竖部52的L形；其中横部51设置在模体的下方，而缸体60的下部则浸入水槽50的横部51。冷却腔40通过进水管41与水槽50连接，且进水管41上设有第一截止阀42，进水管41的一端伸入水槽50的底部；模体上还设有一端与冷却腔40连接的排水管43，排水管43的另一端连接有水泵45，且排水管43上设有第二截止阀44。水槽50的横部51和竖部52之间设有隔板，隔板上设有可将竖部52的水导向横部51的导流单向阀53；从而，只有在横部51的水逐渐排出的过程中，竖部52的水才能进入横部51内，即横部51的水将先排出。
模体的外周设有加热组件，加热组件主要包括感应加热线圈80以及控制温度的控制器和温度传感器。感应加热线圈80缠绕在模体外周，感应加热线圈80连通电源后，将在模体内形成涡流，从而使模体的温度升高；而通过温度传感器对温度进行监控，并在控制器的调节作用下，模体的最高温度设定在350℃。在模体温度升高的过程中，在热传递的作用下，缸体60内的温度将升高；但由于缸体60的下部浸入水中，因此缸体60上部和下部具有很大的温差，从而吸热介质在缸体60上部时将气化，而处于缸体60下部时又将冷凝液化。另外，伸缩板68由保温隔热陶瓷制成，从而当吸热介质浸入水槽50时，可以降低模体向吸热介质传递的热量，有利于吸热介质的冷凝。
本实施例摩托车前叉铸造设备的具体工作过程为：
将上模10和下模20配合成模体后，关闭第一截止阀42和第二截止阀44，将模体预热至350℃。预热时，腔室的上腔位于半圆槽内，而腔室的下腔则浸入水槽50内。由于左腔室61的上腔内设有吸热介质；因此，当模体的温度升高至250℃后，左腔室61内的吸热介质将沸腾气化，推动左腔室61内的活塞63向左移动，在螺旋凹槽和螺旋凸棱67相互挤压作用下，缸体60将转动半周。左腔室61的上腔转至下方并浸入水槽50中；而右腔室62内的活塞63也将向左滑动，使右腔室62内上腔和下腔的空间均减小。缸体60转动半周后，腔室的下腔将转至上方并进入半圆凹槽内，因此右腔室62的下腔内的吸热介质气化，而左腔室61的上腔内的吸热介质液化，从而右腔内的活塞63将被推动向右滑动；如此左腔室61和右腔室62内的活塞63将反复滑动。
腔室、活塞63、进气单向阀65和出气单向阀64构成类似打气筒的结构，且进气单向阀65与冷却腔40连接。因此活塞63滑动过程中，冷却腔40将逐渐形成真空状态，可以降低模腔30内温度降低的速度。另外，水槽50内的水对吸热介质具有冷凝的作用，即水槽50内的水的温度也将逐渐升高；且水槽50底部的水温高于水槽50上部的水温。在完成工件的成型后，启动水泵45，并打开第一截止阀42和第二截止阀44，水将进入冷却腔40内，以加速对工件和模体的降温；且水槽50底部的水先进入冷却腔40内，即进入冷却腔40的水的温度逐渐降低，从而可以避免模体的温度迅速降低，对铸件造成冷缩现象。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.摩托车前叉铸造设备，包括由上模和下模组成的模体，上模和下模配合成模体后，模体内部形成模腔，上模上设有浇注口，浇注口与模腔连通，其特征在于：所述模体内设有环绕在模腔外周的冷却腔，且模体上设有对模体进行预热的加热组件；所述模体的下方设有呈圆筒状的缸体，模体的底面设有半圆槽，缸体水平设置且缸体上部嵌入半圆槽内，且缸体可相对于模体转动；缸体的两端分别设有左腔室和右腔室，左腔室内和右腔室内朝向缸体中部的一侧均设有活塞以及与活塞相抵的伸缩板，伸缩板将左腔室和右腔室分隔呈上腔和下腔，左腔室的上腔和右腔室的下腔内均设有吸热介质，吸热介质为沸点为200℃～300℃的液体；缸体的两端均设有进气单向阀和出气单向阀，左侧的进气单向阀和出气单向阀与左腔室相连，右侧的进气单向阀和出气单向阀与右腔室相连，且进气单向阀与冷却腔相连；所述活塞仅能相对于模体滑动，且活塞与缸体侧壁设有相互配合螺旋凹槽和螺旋凸棱；模体的下方设有水槽，缸体的下部浸入水槽内。
2.根据权利要求1所述的摩托车前叉铸造设备，其特征在于：所述水槽为包括横部和竖部的L形，缸体的下部浸入水槽的横部；所冷却腔通过进水管与水槽连接，且进水管上设有第一截止阀，进水管的一端伸入水槽的底部；模体上还设有一端与冷却腔连接的排水管，排水管的另一端连接有水泵，且排水管上设有第二截止阀。
3.根据权利要求2所述的摩托车前叉铸造设备，其特征在于：所述水槽的横部和竖部之间设有隔板，隔板上设有可将竖部的水导向横部的导流单向阀。
4.根据权利要求3所述的摩托车前叉铸造设备，其特征在于：所述模体上设有对冷却腔内压力进行监控的压力表。
5.根据权利要求4所述的摩托车前叉铸造设备，其特征在于：所述伸缩板由保温隔热陶瓷制成。
6.根据权利要求5所述的摩托车前叉铸造设备，其特征在于：所述加热组件包括设于模体外周的感应加热线圈。
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