CN111906270A - 具有管流道的铸造产品、其铸造方法及嵌铸式管嵌入单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铸造具有管流道的铸造产品的方法，包括：将其中管的两端分别与外部固定件和内部固定件结合的嵌铸式管嵌入件安装至固定模具；将可动模具与固定模具组装在一起；将熔融金属注入在固定模具和可动模具的内侧限定的腔体中；在注入熔融金属后，从组装的模具中取出铸造产品；以及从铸造产品上去除外部固定件和内部固定件。本发明还提供一种具有管流道的铸造产品以及一种嵌铸式管嵌入件。根据本发明，在高压铸造中应用嵌铸式管嵌入件以形成流道，因此无需在铸造产品后加工流道的单独工艺，从而能够从根本上解决泄漏问题，并在铸造产品中形成复杂的流道。

Description

具有管流道的铸造产品、其铸造方法及嵌铸式管嵌入单元

技术领域

本发明涉及具有管流道的铸造产品、该产品的铸造方法以及其中使用的嵌铸式(cast-in)管嵌入单元。

背景技术

在车辆的变速器壳体的情况下，复合地要求耐磨性、刚性和气密性。因此，铝和钢产品的组合已被用于变速器壳体。

近来，随着铝材料和设计技术的发展，变速器壳体已发展为可减轻重量的铝一体型壳体。然而，因为难以反映复杂的内部流道，这种变速器壳体的设计受到限制。

具有复杂流道的部件的示例包括保持器。在内部形成有中空部的保持器的情况下，对于在诸如一端与中空部流体连通的保持器的部件中形成流道，施加了相当大的设计约束。

图1和图2示出用于相对于保持器的中空部反映流道的常规示例，其中图1示出在铝铸造之后用球密封用于完成流道的加工部的方法，图2示出压配合单独的外套筒的方法。

图1所示的现有技术是在两个方向上加工之后用球1密封变速器壳体的方法。在将流道2加工成直线形式时，会发生与加工部的干涉，并且由于无法确保加工工具的空间而难以进行加工作业。另外，由于使用十二个球进行密封，因此难以管理工艺并且还存在发生泄漏的可能。

图2示出在铸造一体的鼓3之后加工直线流道4然后压配合套筒5的方法。其存在的问题是，由于必须确保用于压配套筒的额外空间而使保持器的总长度增加，并且还存在发生泄漏的可能。

另一方面，在钢鼓的情况下，需要用于将钢鼓、钢套筒和铝凸台三个部件压配和焊接的工艺。

这两种方法都需要在铸造后单独加工流道。考虑到高压铸造产品的内部质量固有的特性，作为流道的加工部是厚的部分，因此气孔可能分布在厚的部分中，从而导致泄漏问题。此外，由于由作为支承离合器的壳体的保持器的性质所引起的、因操作中产生的载荷而施加的扭转或冲击，在压配合的球和外套筒与保持器之间也可能出现间隙。因此，鉴于这一点，并不能完全避免泄漏问题。此外，由于增加了诸如压配合的球和外套筒等单独的部件，因此组装过程也变得复杂。

此外，在形成有中空部的铸造产品的情况下，由于无法固定要嵌入的管，因此也不能使用作为用于形成与中空部流体连通的流道的铸造嵌件而嵌入的管来铸造产品。

在背景技术部分中记载的前述内容是为了促进对本发明的背景技术更好的理解，因此其可包括不属于本领域普通技术人员众所周知的现有技术范围内的事项。

发明内容

已经做出本发明以解决与现有技术相关的上述问题。本发明的目的是提供一种具有管流道的铸造产品，由于在高压铸造中应用了嵌铸式管嵌入件以形成流道，因此无需在铸造产品后加工流道的单独工艺，从而能够形成复杂的流道并从根本上避免泄漏问题。本发明的另一目的是提供一种铸造该铸造产品的方法。本发明的又一目的是提供一种嵌铸式管嵌入单元。

本发明的其他目的和优点可通过以下说明得以理解，并通过参照本发明的实施例而变得显而易见。对于本发明所属领域的技术人员而言显而易见的是，本发明的目的和优点可通过所要求保护的手段及其组合来实现。

根据本发明的一个方面，一种铸造具有管流道的铸造产品的方法包括：将其中管的两端分别与外部固定件和内部固定件结合的嵌铸式管嵌入件安装至固定模具；将可动模具与固定模具组装在一起；将熔融金属注入在固定模具和可动模具的内侧限定的腔体中；在注入熔融金属后，从组装的模具中取出铸造产品；以及从铸造产品上去除外部固定件和内部固定件。

嵌铸式管嵌入件可包括两个或更多个管。

可在固定模具或可动模具的前端形成锥部，并且其中锥部穿过内部固定件的内侧插入并紧密结合。

在这种情况下，外部固定件和内部固定件中的每一者可具有截面为圆形的环形形状。

另一方面，注入熔融金属的步骤可通过高压铸造法进行。

此外，管可布置在腔体中。

根据本发明的另一方面，一种具有管流道的铸造产品包括中空部，其中流道穿过铸造产品的中空部的表面和外表面，并且其中流道由作为嵌铸式嵌入件而嵌入的管限定。

根据本发明的又一方面，一种嵌铸式管嵌入件包括：内部固定件；外部固定件；以及分别在两端与外部固定件和内部固定件结合的管，其中，帽分别与各管的一端结合，使得帽与内部固定件或外部固定件结合。

帽可包括：插入部，其插入至管的一端中；以及头部，其直径大于插入部的直径。

头部的外径的尺寸可对应于管的外径的尺寸。

外部固定件和内部固定件中的每一者可具有截面为圆形的环形形状。

管与外部固定件和内部固定件结合的部分可通过弧焊接彼此固定。

应当理解，本发明的前述一般说明和以下详细说明都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细说明，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中：

图1和图2示出在铸造产品中形成流道的常规方法；

图3A至图3C示出根据本发明的实施例的铸造具有管流道的铸造产品的方法；

图4是根据本发明的实施例的铸造产品的剖视透视图；

图5示出应用于图4的B部分的嵌铸式管嵌入单元；

图6至图8示出根据本发明的实施例的制造嵌铸式管嵌入单元的方法；

图9示出根据比较例的嵌铸式管嵌入单元；

图10是示出图9的比较例所应用的高压铸造产品的截面的照片；

图11A是图9的比较例所应用的高压铸造产品的局部剖视图；

图11B是根据本发明的实施例的高压铸造产品的局部剖视图；

图12A是根据本发明的实施例的嵌铸式管嵌入单元所应用的模具的照片；

图12B是示出根据本发明的实施例的高压铸造产品的实际截面的照片；

图13示出用于表明根据本发明的实施例的高压铸造产品的截面的多幅CT照片；并且

图14A和图14B是用于表明如何根据是否应用嵌铸式管嵌入单元来抑制铝铸造产品的内部收缩的照片。

具体实施方式

为了充分理解本发明、本发明的操作优点以及通过实施本发明而实现的目的，应当参照例示本发明的实施例的附图以及附图中记载的内容。

在说明本发明的示例性实施例时，可缩减或省略对本领域中公知技术的详细说明或反复说明，以避免使本发明的主题不清晰。

图3A至图3C示出根据本发明的实施例的铸造具有管流道的铸造产品的方法，图4是根据本发明的实施例的铸造产品的剖视透视图，并且图5示出应用于图4的B部分的嵌铸式管嵌入单元。

在下文中，将参照图3A至图5说明根据本发明的实施例的具有管流道的铸造产品、铸造该铸造产品的方法以及嵌铸式管嵌入单元。

本发明的实施例涉及一种形成有中空部11的铸造产品10，以及一种铸造形成有中空部11的铸造产品10、同时在铸造产品10中形成贯穿铸造产品的中空部表面和外表面的流道的铸造方法。

为此目的，提供了一种嵌铸式管嵌入单元100。

换言之，本发明的该实施例旨在在用于形成流道的管嵌入的状态下经过高压铸造在铸造产品中形成流道，而不是通过后加工形成流道，其中，嵌铸式管嵌入单元100是用于将要嵌入的管固定至模具的构件。

将准备好的嵌铸式管嵌入单元100固定至固定模具20。嵌铸式管嵌入单元100用于将管固定在模具中，并且包括管、外部固定件和内部固定件，其中外部固定件固定至固定模具20。

图5示出一种示例性实施例，其中外部固定件和内部固定件分别对应于外环110和内环120，因此具有环形形状，其中形成在外环110中的模具结合槽112匹配并固定于互补地形成在固定模具20中的突起。模具结合槽和互补形成的突起可以在外环110和固定模具20之间相反地形成。

另外，该实施例将管的数量例示为六个，但是管的数量可根据铸造产品而变化。管可以是一个，但是就固定而言，两个或更多个管是更优选的。

然而，外部固定件和内部固定件不必一定是圆环，并且其形状可根据要形成的流道而变化。

然后，移动可动模具30并与固定模具20组装在一起。

由组装的可动模具30和固定模具20形成的腔体的形状，由形成为与要铸造的铸造产品的形状匹配的可动模具30和固定模具20的相对表面限定。在可动模具30的前端形成有锥部31。锥部31贯穿内部固定件的内侧插入并与之紧密结合。

在示例性实施例中，尽管锥部31形成在可动模具30的前端，但是锥部31也可形成在固定模具20的前端。

然后，通过将熔融金属注入腔体中进行铸造。铸造可通过高压铸造法进行。

此时，用于形成流道的管130配置在腔体中，使得管130内嵌在铸造产品10的中空部表面与外表面之间。

然后，在冷却并取出后，获得如图3B所示内嵌有管130并形成有中空部11的铸造产品10。

图3C是图3B的局部剖视图，参照图3C，通过加工管130的两端A以去除外部固定件和内部固定件而完成铸造产品。

图4示出外环110和内环120去除前的状态。当通过加工去除外环110和内环120时，仅管130留在铸造产品10中。

图6至图8示出根据本发明的实施例的制造嵌铸式管嵌入单元的方法。

首先，将帽140结合至管130的一端。

可根据流道的设计，预先对管130进行弯曲处理。

管130的一端结合至内环120，而另一端结合至外环110。

内环120形成有管130的一端插入的内结合槽121，使得管130的一端可压配合至内结合槽121中，如图7所示。

帽140结合至管130的另一端，并且帽140压配合至形成在外环110中的外结合槽111中。

借助帽140的结合还用于如后所述提高铸造期间的耐压性能。尽管在本发明的该实施例中，帽140结合至管130的结合于外环110的一端，然而帽140也可结合至管130的结合于内环120的一端、或者管130的两端两者。

换言之，优选的是，帽140结合至管130的两端中承受更大铸造压力的一端。帽140用于将管的端部结合至内环120或外环110。可通过压配至结合槽中以外的其他结合方法，将帽结合至内环120或外环110。

在图6中，为了说明起见，帽140与管130相比被夸大地示出。然而，帽140被构造成由插入部141和直径大于插入部141的头部142构成，并且插入部141插入至管130的一端中，而头部142的外径和管130的外径具有相应的尺寸。

如图8所示，在结合管130然后焊接附图中用虚线表示的焊接部之后，完成了嵌铸式管嵌入单元100。这里，更优选地焊接是弧焊接。

换言之，根据本发明的实施例的嵌铸式管嵌入单元100利用帽140和弧焊接。相反，如果利用图9中作为比较例示出的适配器240并通过钎焊将其与管结合，则可能发生物理性能下降的问题。

尽管通过使用嵌入管可确保流道的气密性，但是在高压铸造过程中熔融金属有可能冲入管的内部。

通常，钎焊用于管的密封。这种钎焊方法的优点在于，在通过单独制造的圆筒形适配器240接合环与管之后，将例如铜的低熔点金属嵌入接缝中，然后长时间保持在高温下，结果，可通过低熔点金属完全确保气密性。然而，由于在钎焊时管长时间暴露在高温下，因此管的原材料的物理性能降低，所以在高压铸造期间管可能会变形，如图10所示。

换言之，如果管的原材料的抗压强度为9.33kN，则在钎焊时降低至2.95kN，约为初始抗压强度的1/3或更小，从而导致管的压缩。

因此，为了克服这种由于钎焊引起的物理性能的劣化，本发明的该实施例采用弧焊接以避免高压铸造期间管的变形。弧焊接的优点在于，与钎焊相比，其工艺更简单且更便宜，并且与激光焊接相比，其设备更简单且更便宜。

然而，在弧焊接的情况下，可能难以确保环与管之间的气密性。因此，本发明的该实施例采用插入至管130中的帽140以确保气密性。

此外，图11A示出应用了适配器240的高压铸造产品的局部截面，而图11B示出应用了本发明的该实施例的帽140的高压铸造产品的局部截面。从这些图中可以看出，在应用本发明的该实施例的帽140的情况下，与常规的用于钎焊的适配器相比，没有突出于外部的部分，这有利于确保管的外径与铸造加工面之间一定的间隙。

图12A是实际应用根据本发明的实施例的嵌铸式管嵌入单元的模具的照片，并且图12B是示出根据本发明的实施例的高压铸造产品的实际截面的照片。图13示出用于表明根据本发明的实施例的高压铸造产品的截面的多幅CT照片。如上所述，在本发明的该实施例的嵌铸式管嵌入单元100中，利用插入至管中的帽将管固定至外部固定件，并且替代钎焊通过弧焊接来焊接焊接部。因此，如从图12B和图13中可见，表明了由管130很好地形成了流道而没有管的变形。

如上所述，本发明的实施例具有如下有利效果，可以在通过嵌铸式管嵌入单元将管稳定地固定在模具中的状态下进行铸造工艺，而在铸造过程中不会发生管的变形，并且通过在管嵌入模具中的状态下进行铸造工艺还提高了铸造产品的质量。

参照图14A和图14B，图14A示出未应用管嵌入件的铝铸造产品的内部，而图14B示出在管嵌入模具中的状态下制造的铝铸造产品中抑制内部收缩的示例。

这些附图中所示的示例是深的携带箱。在如图14A所示的示例中，由于厚壁部C中的收缩缺陷而发生泄漏。也就是说，当加工铸造产品经过厚壁部中的缺陷部分时，很可能发生泄漏。相反，如图14B所示的示例表明，在钢管嵌入模具中的状态下进行铸造工艺时，收缩缺陷得到改善。原因是在铸造至凝固的过程中，由于通过嵌入嵌件而减小了铸件的厚度，从而减小了铸件的体积，因而提高了冷却效果，由此抑制了凝固收缩。

根据本发明的实施例，在铸造产品的铸造中应用嵌铸式管嵌入件以形成流道，因此无需在铸造产品后加工流道的单独工艺，从而能够从根本上解决泄漏问题，并在铸造产品中形成复杂的流道。

尽管以上已经参照示例性地示出的附图说明了本发明，但是本发明不限于所公开的实施例，并且对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的思想和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变化。因此，这样的修改或变化落入所要求保护的本发明的范围内，并且本发明的范围应基于所附权利要求书来解释。

Claims (12)

1.一种铸造具有管流道的铸造产品的方法，包括以下步骤：

将其中管的两端分别与外部固定件和内部固定件结合的嵌铸式管嵌入件固定至固定模具；

将可动模具与所述固定模具组装在一起；

将熔融金属注入在所述固定模具和所述可动模具的内侧限定的腔体中；

在注入熔融金属的步骤之后，取出铸造产品；以及

从所述铸造产品上去除所述外部固定件和所述内部固定件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述嵌铸式管嵌入件包括两个或更多个管。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固定模具或所述可动模具在前端具有锥部，并且

其中，所述锥部穿过所述内部固定件的内侧插入并结合。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外部固定件和所述内部固定件中的每一者具有截面为圆形的环形形状。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，注入熔融金属的步骤是通过高压铸造进行的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管布置在所述腔体中。

7.一种具有管流道的铸造产品，所述铸造产品包括：中空部，

其中，所述管流道穿过所述铸造产品的中空部的表面和外表面，并且

其中，所述流道由作为嵌铸式嵌入件而嵌入的管限定。

8.一种嵌铸式管嵌入件，包括：

内部固定件；

外部固定件；以及

分别在两端与所述外部固定件和所述内部固定件结合的管，

其中，帽与各所述管的一端结合，使得所述帽与所述内部固定件或所述外部固定件结合。

9.根据权利要求8所述的嵌铸式管嵌入件，其中，所述帽包括：

插入至所述管的一端中的插入部；以及

直径大于所述插入部的直径的头部。

10.根据权利要求9所述的嵌铸式管嵌入件，其中，所述头部的外径的尺寸对应于所述管的外径的尺寸。

11.根据权利要求8所述的嵌铸式管嵌入件，其中，所述外部固定件和所述内部固定件中的每一者具有截面为圆形的环形形状。

12.根据权利要求8所述的嵌铸式管嵌入件，其中，所述管与所述外部固定件和所述内部固定件结合的部分通过弧焊接彼此固定。

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