CN111168005A - 一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法 - Google Patents

一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法，通过在上铁型和下铁型合模后的内腔两侧对称设置多组覆膜砂砂型，浇注时，将铁水从上铁型上的直浇道倒入，然后进入到下铁型上的主横浇道，通过主横浇道分流至各个支横浇道，再进入覆膜砂砂型上的第一直通冒口，铁水液面在第一直通冒口中不断上升，从各个内浇口分别进入各层平衡轴铸件腔中；随着铁水从底层开始逐层将整个平衡轴铸件腔充满，平衡轴铸件腔内的气体及覆膜砂铸型受热后产生的气体随着液面的上升由上铁型上的第二直通冒口排出到大气中；浇注后，待铁水凝固，完成平衡轴铸件的浇铸。本发明可以大大的提高平衡轴铸件的生产效率，而且工艺出品率高，铸件产品质量好，生产操作方便，有效降低生产成本。

Description

一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法
技术领域
本发明涉及铸造工艺领域，特别涉及一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法。
背景技术
铁型覆砂铸造是在金属型内腔覆上一层薄砂，形成高强度型腔的铸造方法，该工艺生产过程易于实现自动化生产，具有节能、节财、优质、环保等特点，特别在球铁铸件生产上有很大的优势，近年来在国内得到很好的应用。铁型的覆砂造型工艺与热芯盒相似，采用覆膜砂射砂造型，模型为电热管加热，而铁型的加热主要利用浇注后的余热。对于一些重量小的铸件，因每型的铁水量小，而使浇注后铁型达不到覆膜砂的固化温度200～230℃，如果需要连续循环生产，铁型必须要另外再加热，这样不但提高生产成本而且严重影响生产效率。如图1所示，传统铁型覆砂工艺铸造平衡轴的工艺示意图，一型中布置平衡轴铸件12根。
覆膜砂叠型工艺是将覆膜砂铸型延水平方向或者垂直方向叠成数层，然后一次浇注把这些铸型都浇注成型的铸造工艺方法。该工艺适合小件的批量生产，生产效率高，工艺出品率高，但是该工艺较难实现机械化生产，生产劳动强度大，需要人工将铸型叠好后，还需要人工将叠好后的铸型用专门的锁型装置锁住，防止浇注时铸型抬起。如图2所示，采用传统叠型工艺铸造平衡轴的方法，锁型装置将叠型的覆膜砂砂型锁住，一次浇注一串铸件。
传统铁型覆砂铸造生产中，一般采用单层或者双层铸件的摆放形式，如果每型的铸件重量很小，而与之相匹配的上、下铁型的重量之和远远大于铸件的总重量，因此铁水浇注的热量可能不能足够加热使铁型达到下一轮生产所需的覆砂造型的温度，为实现连续生产而需要对铁型进行加热，增加了生产成本，同时也增加了生产工序和设备，而且影响生产效率；传统的覆膜砂叠型工艺是将覆膜砂铸型延水平方向或者垂直方向叠成数层，然后一次浇注把这些铸型都浇注成型的铸造工艺方法，该工艺一般每次浇注一串铸件，而且较难实现机械化生产，生产劳动强度大，需要人工将铸型叠好后，再由人工将叠好后的铸型用专门的锁型装置锁住，防止浇注时铸型抬起。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法。本发明可以大大的提高平衡轴铸件的生产效率，而且工艺出品率高，铸件产品质量好，生产操作方便，有效降低生产成本。
本发明的技术方案：一种平衡轴铸件的铸造装置，包括上铁型以及与上铁型相互合模的下铁型；所述下铁型的内表面设有多个第二铸件下型腔；所述上铁型的内表面设有多个第二铸件上型腔；所述上铁型和下铁型合模后的内腔内设有由多块覆膜砂砂型叠加形成的覆膜砂砂型组，每块覆膜砂砂型上设有多个第一铸件上型腔和多个第一铸件下型腔，相邻之间的覆膜砂砂型的第一铸件上型腔和第一铸件下型腔形成平衡轴铸件腔，顶层覆膜砂砂型的第一铸件下型腔与上铁型的第二铸件上型腔形成平衡轴铸件腔；底层的覆膜砂砂型的第一铸件上型腔与下铁型的第二铸件下型腔形成平衡轴铸件腔；所述覆膜砂砂型上还设有多个第一直通冒口，第一直通冒口与平衡轴铸件腔之间通过内浇口连通；覆膜砂砂型组中的多个所述覆膜砂砂型之间对应的第一直通冒口相连通；所述上铁型上还设有多个的第二直通冒口，第二直通冒口与顶层的覆膜砂砂型上对应的第一直通冒口相连通；所述上铁型上还设有直浇道；所述下铁型上设有与直浇道相连通的主横浇道，主横浇道连接有多条支横浇道；所述支横浇道与最底层的覆膜砂砂型上的对应的第一直通冒口相连通。
上述的平衡轴铸件的铸造装置，所述的上铁型和下铁型上均设有射砂孔。
前述的平衡轴铸件的铸造装置，所述覆膜砂砂型由下向上总有3-8块，每块覆膜砂砂型上共有4-8个第一铸件上型腔和4-8个第一铸件下型腔。
前述的平衡轴铸件的铸造装置，所述覆膜砂砂型由下向上总有4块，每块覆膜砂砂型上共有6个第一铸件上型腔和6个第一铸件下型腔。
前述的平衡轴铸件的铸造装置，所述覆膜砂砂型上共设有6个第一直通冒口，横向一直线上的2个第一直通冒口共连通4个内浇口。
前述的平衡轴铸件的铸造装置，所述覆膜砂砂型组具有1组或多组，多组覆膜砂砂型组并列设置。
前述的平衡轴铸件的铸造装置的铸造方法，将铁水从上铁型上的直浇道倒入，然后进入到下铁型上的主横浇道，通过主横浇道分流至各个支横浇道，再进入覆膜砂砂型上的第一直通冒口，铁水液面在第一直通冒口中不断上升，从各个内浇口分别进入各层平衡轴铸件腔中；随着铁水从底层开始逐层将整个平衡轴铸件腔充满，平衡轴铸件腔内的气体及覆膜砂铸型受热后产生的气体随着液面的上升由上铁型上的第二直通冒口排出到大气中；浇注后，待平衡轴铸件腔内的铁水凝固，完成平衡轴铸件的浇铸。
前述的铸造方法，所述下铁型上设置的第二铸件下型腔、主横浇道和支横浇道是通过将下铁型与模具合模后，在两者之间形成覆砂层间隙，然后在覆砂造型机上进行覆砂造型，将覆膜砂从下铁型背面的射砂孔射入覆砂层间隙，覆膜砂固化后的覆砂层就覆着在下铁型上，以此形成。
前述的铸造方法，所述上铁型上设置的第二铸件上型腔、第二直通冒口和直浇道是通过将上铁型与模具合模后，在两者之间形成覆砂层间隙，然后在覆砂造型机上进行覆砂造型，将覆膜砂从下铁型背面的射砂孔射入覆砂层间隙，覆膜砂固化后的覆砂层就覆着在下铁型上，以此形成。
前述的铸造方法，所述的覆膜砂砂型由射芯机和热芯盒以叠型的制型方式制得。
与现有技术相比，本发明结合了铁型覆砂工艺和叠型工艺的特点，实现平衡轴铸件机械化、高效的生产，提高生产效率、降低生产成本；本发明通过在上铁型和下铁型合模后的内腔两侧对称设置多组覆膜砂砂型，其中最底层的覆膜砂砂型上的第一铸件上型腔与下铁型上的第二铸件下型腔形成完整的平衡轴铸件腔，最底层的覆膜砂砂型的第一铸件下型腔与第二层的覆膜砂砂型上的第一铸件上型腔形成完整的平衡轴铸件腔，以此组合直至最顶层的覆膜砂砂型上的第一铸件下型腔与上铁型上的第二铸件上型腔形成完整的平衡轴铸件腔；浇注时，将铁水从上铁型上的直浇道倒入，然后进入到下铁型上的主横浇道，通过主横浇道分流至各个支横浇道，再进入覆膜砂砂型上的第一直通冒口，铁水液面在第一直通冒口中不断上升，从各个内浇口分别进入各层平衡轴铸件腔中；随着铁水从最下层开始逐层将整个平衡轴铸件腔充满，平衡轴铸件腔内的气体及覆膜砂铸型受热后产生的气体随着液面的上升由上铁型上的第二直通冒口排出到大气中；浇注后，待平衡轴铸件腔内的铁水凝固，完成平衡轴铸件的浇铸。本发明整个充型过程铁水液面是由下往上平稳上升的，型腔内的气体可以从第二直通冒口顺畅排除，对铸件成型非常有利，而且铁水完全凝固时，第一直通冒口能对铸件进行补缩，防止铸件内部出现缩孔缩松的缺陷，减少了铸件夹渣、气孔等问题，提高合格率和产品质量，本发明一次可以浇注多层多串铸件，不但提高了生产效率，而且一次铁水量是传统工艺的五倍，足够使铁型的温度升高至200度左右，相比传统的一次浇注一层铸件，每型铁水量小，浇注后铁水的热量不能使铁型温度达到下一次铁型覆砂造型的温度(200度左右)，导致生产不能正常循环，本发明能在不采用外界加热的条件下使生产正常循环，并实现机械化生产。
附图说明
图1是传统铁型覆砂工艺铸造平衡轴的工艺示意图；
图2是传统叠型工艺铸造平衡轴的工艺示意图；
图3是本发明结构示意图
图4是本发明俯视结构示意图；
图5是本发明覆膜砂砂型结构示意图；
图6是本发明覆膜砂砂型俯视结构示意图；
图7是本发明实施例的上铁型和上模具合模示意图；
图8是本发明实施例的下铁型和下模具合模示意图。
附图标记：
1、上铁型；2、下铁型；3、第二铸件下型腔；4、第二铸件上型腔；5、覆膜砂砂型；6、第一铸件上型腔；7、第一铸件下型腔；8、平衡轴铸件腔；9、第一直通冒口；10、内浇口；11、第二直通冒口；12、直浇道；13、主横浇道；14、支横浇道；15、射砂孔；16、覆砂层间隙；17、上模具；18、上型板；19、平衡轴铸件上模型；20、直浇道模型；21、直通冒口模型；22、下模具；23、下型板；24、平衡轴铸件下模型；25、支横浇道模型。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：一种平衡轴铸件的铸造装置及铸造方法，如图3-4所示，包括上铁型1以及与上铁型1相互合模的下铁型2；所述下铁型2的内表面设有12个第二铸件下型腔3；所述上铁型1的内表面设有12个第二铸件上型腔4；所述上铁型1和下铁型2合模后的内腔两侧设有由多块覆膜砂砂型5叠加形成的覆膜砂砂型组5，每块覆膜砂砂型5上设有多个第一铸件上型腔6和多个第一铸件下型腔7，所述的覆膜砂砂型5由射芯机和热芯盒以叠型的制型方式制得；如图5所示，所述的覆膜砂砂型5上设有6个第一铸件上型腔6和6个第一铸件下型腔7，相邻之间的覆膜砂砂型的第一铸件上型腔6和第一铸件下型腔7形成平衡轴铸件腔8，顶层覆膜砂砂型的第一铸件下型腔7与上铁型1的第二铸件上型腔4形成平衡轴铸件腔8；底层的覆膜砂砂型的第一铸件上型腔6与下铁型2的第二铸件下型腔3形成平衡轴铸件腔8(其中最底层的覆膜砂砂型5上的第一铸件上型腔6与下铁型2上的第二铸件下型腔3形成完整的平衡轴铸件腔8，最底层的覆膜砂砂型5的第一铸件下型腔7与第二层的覆膜砂砂型5上的第一铸件上型腔6形成完整的平衡轴铸件腔8，以此组合直至最顶层的覆膜砂砂型5上的第一铸件下型腔7与上铁型1上的第二铸件上型腔4形成完整的平衡轴铸件腔8)；所述覆膜砂砂型5上还设有6个第一直通冒口9，第一直通冒口9与平衡轴铸件腔8之间连通有内浇口10；横向一直线上的2个第一直通冒口9共连通4个内浇口10；多组所述覆膜砂砂型5之间对应的第一直通冒口9相连通；如图6所示，所述上铁型1上还设有6个的第二直通冒口11，第二直通冒口11与最顶层的覆膜砂砂型5上对应的第一直通冒口9相连通；所述上铁型1上还设有直浇道12；所述下铁型2上设有与直浇道12相连通的主横浇道13，主横浇道13连接有多条支横浇道14；所述支横浇道14与最底层的覆膜砂砂型5上的对应的第一直通冒口9相连通；本实施例中，通过结合了铁型覆砂工艺和叠型工艺的特点，浇注时，将铁水从上铁型1上的直浇道12倒入，然后进入到下铁型2上的主横浇道13，通过主横浇道13分流至各个支横浇道14，再进入覆膜砂砂型5上的第一直通冒口9，铁水液面在第一直通冒口9中不断上升，从各个内浇口10分别进入各层平衡轴铸件腔8中；随着铁水从最下层开始逐层将整个平衡轴铸件腔8充满，平衡轴铸件腔8内的气体及覆膜砂铸型受热后产生的气体随着液面的上升由上铁型1上的第二直通冒口11排出到大气中；浇注后，待型腔内的铁水凝固，完成平衡轴铸件的浇铸，之后的冷却、开箱、出铸件等工序，根据传统的铁型覆砂铸造生产方式实现机械化生产。本发明整个充型过程铁水液面是由下往上平稳上升的，型腔内的气体可以从第二直通冒口11顺畅排除，对铸件成型非常有利，而且铁水凝固时，第一直通冒口9能对铸件进行补缩，防止铸件内部出现缩孔缩松的缺陷，减少了铸件夹渣、气孔等问题，提高合格率，本发明一次可以浇注多层多串铸件，不但提高了生产效率，而且一次铁水量是传统工艺的五倍，足够使铁型的温度升高至200度左右，相比传统的一次浇注一层铸件，每型铁水量小，浇注后铁水的热量不能使铁型温度达到下一次铁型覆砂造型的温度(200度左右)，导致生产不能正常循环，本发明能在不采用外界加热的条件下使生产正常循环，并实现机械化生产。
进一步地，所述的上铁型1和下铁型2上均设有射砂孔15，所述下铁型2上设置的第二铸件下型腔3、主横浇道13和支横浇道14是通过将下铁型2与模具(如图7所示，该模具为上模具17，包括上型板18、平衡轴铸件上模型19、直浇道12模型和直通冒口模型21)合模后，在两者之间形成覆砂层间隙16，然后在覆砂造型机上进行覆砂造型，将覆膜砂从下铁型2背面的射砂孔15射入覆砂层间隙16，覆膜砂固化后的覆砂层就覆着在下铁型2上，以此形成。
进一步地，所述上铁型1上设置的第二铸件上型腔4、第二直通冒口11和直浇道12是通过将上铁型1与模具(如图8所示，该模具为下模具22，包括下型板23、平衡轴铸件下模型24和支横浇道14模型)合模后，在两者之间形成覆砂层间隙16，然后在覆砂造型机上进行覆砂造型，将覆膜砂从下铁型2背面的射砂孔15射入覆砂层间隙16，覆膜砂固化后的覆砂层就覆着在下铁型2上，以此形成。
工作原理
浇注时，将铁水从上铁型1上的直浇道12倒入，然后进入到下铁型2上的主横浇道13，通过主横浇道13分流至各个支横浇道14，再进入覆膜砂砂型5上的直通冒口，铁水液面在直通冒口中不断上升，从各个内浇口10分别进入各层平衡轴铸件腔8中；随着铁水从最下层开始逐层将整个平衡轴铸件腔8充满，平衡轴铸件腔8内的气体及覆膜砂铸型受热后产生的气体随着液面的上升由上铁型1上的第二直通冒口11排出到大气中；浇注后，待平衡轴铸件腔8内的铁水凝固，完成平衡轴铸件的浇铸。

Claims (10)

1.一种平衡轴铸件的铸造装置，其特征在于：包括上铁型(1)以及与上铁型(1)相互合模的下铁型(2)；所述下铁型(2)的内表面设有多个第二铸件下型腔(3)；所述上铁型(1)的内表面设有多个第二铸件上型腔(4)；所述上铁型(1)和下铁型(2)合模后的内腔内设有由多块覆膜砂砂型(5)叠加形成的覆膜砂砂型组，每块覆膜砂砂型(5)上设有多个第一铸件上型腔(6)和多个第一铸件下型腔(7)，相邻之间的覆膜砂砂型的第一铸件上型腔(6)和第一铸件下型腔(7)形成平衡轴铸件腔(8)，顶层覆膜砂砂型的第一铸件下型腔(7)与上铁型(1)的第二铸件上型腔(4)形成平衡轴铸件腔(8)；底层的覆膜砂砂型的第一铸件上型腔(6)与下铁型(2)的第二铸件下型腔(3)形成平衡轴铸件腔(8)；所述覆膜砂砂型(5)上还设有多个第一直通冒口(9)，第一直通冒口(9)与平衡轴铸件腔(8)之间通过内浇口(10)连通；覆膜砂砂型组中的多个所述覆膜砂砂型(5)之间对应的第一直通冒口(9)相连通；所述上铁型(1)上还设有多个的第二直通冒口(11)，第二直通冒口(11)与顶层的覆膜砂砂型(5)上对应的第一直通冒口(9)相连通；所述上铁型(1)上还设有直浇道(12)；所述下铁型(2)上设有与直浇道(12)相连通的主横浇道(13)，主横浇道(13)连接有多条支横浇道(14)；所述支横浇道(14)与最底层的覆膜砂砂型(5)上的对应的第一直通冒口(9)相连通。
2.根据权利要求1所述的平衡轴铸件的铸造装置，其特征在于：所述的上铁型(1)和下铁型(2)上均设有射砂孔(15)。
3.根据权利要求1所述的平衡轴铸件的铸造装置，其特征在于：所述覆膜砂砂型(5)由下向上总有3-8块，每块覆膜砂砂型(5)上共有4-8个第一铸件上型腔(6)和4-8个第一铸件下型腔(7)。
4.根据权利要求3所述的平衡轴铸件的铸造装置，其特征在于：所述覆膜砂砂型(5)由下向上总有4块，每块覆膜砂砂型(5)上共有6个第一铸件上型腔(6)和6个第一铸件下型腔(7)。
5.根据权利要求4所述的平衡轴铸件的铸造装置，其特征在于：所述覆膜砂砂型(5)上共设有6个第一直通冒口(9)，横向一直线上的2个第一直通冒口(9)共连通4个内浇口(10)。
6.根据权利要求1所述的平衡轴铸件的铸造装置，其特征在于：所述覆膜砂砂型组具有1组或多组，多组覆膜砂砂型组并列设置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的平衡轴铸件的铸造装置的铸造方法，其特征在于：将铁水从上铁型上的直浇道倒入，然后进入到下铁型上的主横浇道，通过主横浇道分流至各个支横浇道，再进入覆膜砂砂型上的第一直通冒口，铁水液面在第一直通冒口中不断上升，从各个内浇口分别进入各层平衡轴铸件腔中；随着铁水从底层开始逐层将整个平衡轴铸件腔充满，平衡轴铸件腔内的气体及覆膜砂铸型受热后产生的气体随着液面的上升由上铁型上的第二直通冒口排出到大气中；浇注后，待平衡轴铸件腔内的铁水凝固，完成平衡轴铸件的浇铸。
8.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于：所述下铁型上设置的第二铸件下型腔、主横浇道和支横浇道是通过将下铁型与模具合模后，在两者之间形成覆砂层间隙，然后在覆砂造型机上进行覆砂造型，将覆膜砂从下铁型背面的射砂孔射入覆砂层间隙，覆膜砂固化后的覆砂层就覆着在下铁型上，以此形成。
9.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于：所述上铁型上设置的第二铸件上型腔、第二直通冒口和直浇道是通过将上铁型与模具合模后，在两者之间形成覆砂层间隙，然后在覆砂造型机上进行覆砂造型，将覆膜砂从下铁型背面的射砂孔射入覆砂层间隙，覆膜砂固化后的覆砂层就覆着在下铁型上，以此形成。
10.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于：所述的覆膜砂砂型由射芯机和热芯盒以叠型的制型方式制得。
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