CN112276072A - 一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线，涉及铸造技术领域，所述铸造线包括环形导轨、造型机、组合砂型运输车和加压增速全封闭浇注系统，所述环形导轨上安装有多个所述组合砂型运输车，所述环形导轨外侧安装有所述造型机和所述加压增速全封闭浇注系统，由所述造型机制作出的多个砂型呈多行多列的矩形阵列逐个水平叠放到所述组合砂型运输车上，再由所述组合砂型运输车运输至组合砂型浇铸凝固区域由所述加压增速全封闭浇注系统进行一次性浇注。该铸造线集砂型制作、砂型转移、砂型运输和砂型浇注于一体，机械化程度高，能节省人力，制作铸件的效率高。

Description

一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线。

背景技术

在现有的铸造工艺、铸造设备、铸造流水线里，采用的大多数都是以水平造型机和垂直造型机及与之相配套的辅助配套设备制作铸造流水线，这两种造型工艺各有优劣，水平造型铸件型腔需要同时制作两个砂型，合并后形成型腔，水平造型，水平摆放，水平浇注，一组砂型单独摆放，透气性好，铸件成品率高，但是水平造型机的动作比较多，造型速度慢，制作成本、使用成本、维修成本较高；垂直造型机所造的砂型两面采用的是凹凸型，砂型垂直摆放，依次组合成铸件型腔，具有造型速度快，效率高的特点，一个砂型就能够形成一个或多个铸件型腔，但是它的铁水利用率低，砂型大透气性不好，相对来说铸件的成品率低；它们的共同特点就是一次只能浇注一件或几件的铸件产品；那么如何把这两类造型机融合在一起，取其长，避其短，把一次只能浇注一件、几件、单组串联的砂型变成一次浇注几十、上百件、多组串联的的组合砂型是一个值得研究发明的方向。

发明内容

为此，本发明提供一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线，把横浇道系统的水平串联模式和组合砂型多组铸件型腔垂直串联模式完美的组合在一起，以解决现有砂型浇注方式存在的砂型透气性不好、造型砂用量多、铁水利用率低、铸件成品率低、铸造效率低等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线，所述铸造线包括环形导轨、造型机、组合砂型运输车和加压增速全封闭浇注系统，所述环形导轨上安装有多个所述组合砂型运输车，所述环形导轨外侧安装有所述造型机和所述加压增速全封闭浇注系统，由所述造型机制作出的多个砂型呈多行多列的矩形阵列逐个水平叠放到所述组合砂型运输车上，再由所述组合砂型运输车运输至组合砂型浇铸凝固区域由所述加压增速全封闭浇注系统进行一次性浇注。

进一步地，所述组合砂型运输车的横梁上安装有横浇道系统；

所述横浇道系统包括横浇道、盖板、第一内浇道、第二内浇道、第一阀门和浇道入口，所述横浇道系统由耐高温耐冲刷材料预制而成，其粘接在所述组合砂型运输车的横梁上的金属梯形槽内，所述横浇道上面安装有盖板，所述盖板上垂直安装有与所述横浇道连通的多个第一内浇道和多个第二内浇道，所述盖板上最外侧开设有浇道入口，所述浇道入口与横浇道之间靠近浇道入口处设置有第一阀门；

所述横浇道的纵截面为梯形；所述横浇道包括连通的一弧形浇道、两个相互平行的第一直形浇道和多个相互平行的第二直形浇道，所述弧形浇道的一端连接有其中一个所述第一直形浇道，另一端连接有另一个所述第一直形浇道，所述第一直形浇道与所述第二直浇道垂直相交；

所述盖板与所述弧形浇道的顶点相对应的位置上开设有所述浇道入口。

进一步地，所述第一内浇道和所述第二内浇道均由耐高温耐冲刷材料预制而成，其内部均设置有铁水通道；

所述第一内浇道和所述第二内浇道的上方均设置有铁水出口，下方均设置有第一锥形安装部；所述盖板上开设有与所述第一锥形安装部相配合的锥形连接槽。

进一步地，所述砂型具有凹面和凸面；所述凹面向内凹陷形成有多个铸件型腔；所述凸面上凸设有多个与所述铸件型腔相配合的凸台；所述砂型上设置有多条沿厚度方向贯通的垂直透气通道；所述垂直透气通道的内径从凸面到凹面逐渐增大。

进一步地，所述砂型上开设有多个与所述第一内浇道相配合的第一垂直细浇道和多个与所述第二内浇道相配合的第二垂直细浇道；所述第一垂直细浇道和第二垂直细浇道均包括连通的直形部和锥形部，所述直形部用于内浇道的安装，所述锥形部的内径从凸面到凹面逐渐增大。

进一步地，所述铸件型腔的周围均匀设置有多个补缩点；所述补缩点与所述铸件型腔之间通过方形槽连接；所述凸面和所述凹面的边角处均设置多个倒锥形凹腔；

所述凸面和所述凹面上均开设有多条梯形槽；当多个所述砂型叠放在一起时，上砂型的梯形槽和下砂型的梯形槽配合在一起形成梯形透气通道；

所述凸面和所述凹面上设置有导气斜面；当多个所述砂型叠放在一起时，上砂型的导气斜面和下砂型的导气斜面配合在一起形成横向斜角排气通道。

进一步地，所述环形导轨包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨位于地面上，所述第二导轨位于地下；所述第一导轨上设置有横浇道安装区域、砂型组合区域和组合砂型冷却区域；

所述组合砂型浇铸凝固区域设置在所述第二导轨上，所述组合砂型浇铸凝固区域内还设置有升降装置、轨道式备用铁水包、备用铁水包升降台和通往地面的台阶。

进一步地，所述加压增速全封闭浇注系统包括浇注铁水包、第二锥形安装部和第二阀门，所述浇注铁水包的下部安装有所述第二阀门，所述浇注铁水包的底端设置有与所述浇道入口相配合的所述第二锥形安装部；

所述浇注铁水包采用耐高温耐冲刷材料预制而成；所述浇注铁水包是由多个预制件通过插接、接头密封和金属包围固定方式连接成一体形成的内径由上至下依次减少的倒锥体；所述浇注铁水包通过垂直液压升降装置实现其上下移动。

进一步地，所述铸造线还包括机械手，所述机械手安装在所述第一导轨外侧。

根据本发明的第二方面，一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造工艺，所述铸造工艺使用上述的铸造线，所述铸造工艺包括如下步骤：

将组合砂型运输车安装在环形导轨上，在第一导轨的横浇道安装区域再安装横浇道系统；

在第一导轨的砂型组合区域，首先用造型机制作出砂型，再将多个砂型通过机械手呈多行多列多组的矩形阵列逐个水平叠放在组合砂型运输车上形成多组独立砂型组成的水平叠加组合砂型；其中，第一内浇道对准最底层砂型的第一垂直细浇道，第二内浇道对准最底层砂型的第二垂直细浇道插入，上下砂型的第一垂直细浇道连通，上下砂型的第二垂直细浇道连通；

将承载有组合砂型的组合砂型运输车移动至组合砂型浇铸凝固区域，将加压增速全封闭浇注系统通过垂直液压升降装置下降，使浇注铁水包下面的第二锥形安装部与盖板上的浇道入口吻合封闭连接，打开第二阀门，开启加压增速全封闭浇注系统，浇注铁水包内的铁水经浇道入口导入至横浇道内；

流经横浇道内的铁水先经第一内浇道和第二内浇道的铁水出口，再经砂型的第一垂直细浇道和第二垂直细浇道依次进入垂直叠放的各个砂型的铸件型腔进行整体一次性同时同步自下而上地浇注；在地面上观察组合砂型顶部的浇道外出口，观察到组合砂型上部出现铁水说明铁水已经完全充满各个型腔，立即关闭第二阀门，停止铁水继续供应，随即关闭第一阀门，防止组合砂型内的铁水回流，将加压增速全封闭浇注系统通过垂直液压装置上升，使浇注铁水包与盖板上的浇道入口完全分离，完成单次浇注；期间，在铁水的浇铸过程中组合砂型各个型腔内的空气由底向上随着铁水进入砂型的铸件型腔的同时将铸件型腔内的空气快速的逐级向上排出，直至组合砂型上部的砂型垂直细浇道排出铸件型腔外，这个排气过程属于快排气，它排出的是型腔内的空气；砂型内的各铸件在凝固冷却的过程中产生的热空气经砂型内的垂直透气通道、梯形透气通道与横向斜角排气通道排出组合砂型外，这个过程属于慢排气，把铸件产生的热气经过砂型的各个通道排出组合砂型外，该慢排气过程也能起到降温的作用；

将一次性浇注完成后的组合砂型经升降装置上升至地面并转移到第一导轨上，运输至组合砂型冷却区域进行冷却；再运输至脱离区域将组合砂型和铸件通过机械手脱离组合砂型运输车，然后将组合砂型和铸件运输到铸件与造型砂分离区域，使铸件与造型砂分离；

将使用过的横浇道系统中的盖板和其他损坏件卸载，横浇道系统中完好的部件随组合砂型运输车继续循环使用；

分离后的铸件传送至下一道工序，分离后的造型砂运送至造型砂储存区域准备下一次的使用；

储存的造型砂进入混砂机混砂，混砂完成的造型砂传送至造型机进行二次使用。

本发明具有如下优点：

本发明一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线集组合砂型和增速浇注于一体，采用水平造型的工艺，制作出来的砂型是垂直造型机的两面是凹凸面的砂型，然后经过水平叠加组合成一组或多组，将一次浇注一件、几件、单组的的工艺改变成一次浇注几十、上百件、多组的铸造工艺，能有效提高工作效率、减少劳动强度，同时提高铸件成品率，提高铁水利用率，以降低人工和铸造成本；本发明的铸造线中的加压增速全封闭浇注系统利用浇注铁水包与组合砂型的高度差所产生的压力来增加铁水流速减少浇注时间；型腔内的各个铸件在凝固的时候需要彻底分断隔离的，利用组合砂型中的第一垂直细浇道和第二垂直细浇道在浇注的过程中把组合砂型内的各个型腔全部组合连接在一起，还能够在各个铸件凝固的过程中把各个型腔内铸件彻底断开，因为垂直细浇道的截面积小，当停止浇注铁水后，其首先凝固，凝固后就能够让砂型内的各个铸件都成为一个独立的单元体，同时起到浇道、直排气通道和截门的作用；各个型腔内铸件在凝固的过程中当发生缩松的现象时，型腔内的多个补缩点就能够近距离的多点对铸件同时补缩。通过本发明铸造线铸造的铸件成品率高、铸件质量好、效率高、铁水利用率高、铸造成本低。

本发明一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造工艺各步骤衔接紧密，操作方便，机械化程度高，可以根据客户的需要制作成全自动或者是半自动的铸造流水线，其属于是双串联模式，集水平造型和垂直造型于一体，采用这套铸造流水线的工艺铸造产品广、品质高，效率高、成本低，能从根本上彻底解决现有铸造过程中材料浪费、铸造成本高、工作效率低、成品率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的铸造线整体结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的横浇道在组合砂型运输车上的安装示意图；

图3为本发明实施例1提供的横浇道系统在组合砂型运输车上的安装示意图；

图4为本发明实施例1提供的横浇道的纵截面示意图；

图5为本发明实施例1提供的盖板上锥形连接槽的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的第一内浇道的结构示意图；

图7为本发明实施例1提供的砂型的凸面示意图；

图8为本发明实施例1提供的砂型的凹面示意图；

图9为本发明实施例1提供的第一垂直细浇道的内部结构示意图；

图10为本发明实施例1提供的组合砂型在组合砂型运输车上的安装示意图；

图11为本发明实施例1提供的组合砂型浇铸凝固区域的装置安装示意图；

图12为本发明实施例2提供的铁水浇注组合砂型形成铸件过程中铁水的流动图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示的一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线包括环形导轨1、造型机2、组合砂型运输车3、机械手27和加压增速全封闭浇注系统4，所述环形导轨1上安装有多个所述组合砂型运输车3，组合砂型运输车3是由钢件精焊而成的长方形砂型车，底部安装有八套轮组，便于在环形导轨1上行驶，驱动模式可采用液压顶动式、自行式等，所述环形导轨1外侧安装有所述造型机2、所述机械手27和所述加压增速全封闭浇注系统4，由所述造型机2制作出的多个砂型通过机械手27呈多行多列多组的矩形阵列逐个水平叠放到所述组合砂型运输车3上，再由所述组合砂型运输车3运输至组合砂型浇铸凝固区域1021由所述加压增速全封闭浇注系统4进行一次性浇注。

该铸造线集砂型制作、砂型转移、砂型运输和砂型浇注于一体，机械化程度高，能节省人力，制作铸件的效率高。且该铸造线采取一次性浇注由多组独立砂型组成的水平叠加组合砂型，把现有技术只能单次完成一件、几件或者单组铸件毛坯的浇注方式变成单次能完成几十、几百件或者多组铸件砂型的浇注方式，能有效提高工作效率、减少劳动强度，同时提高铸件成品率，提高铁水利用率，以降低人工和铸造成本。

所述环形导轨1包括第一导轨101和第二导轨102，所述第一导轨101位于地面上，所述第二导轨102位于地下两米处；所述第一导轨101上设置有横浇道安装区域1011、砂型组合区域1012和组合砂型冷却区域1013；所述组合砂型浇铸凝固区域1021设置在所述第二导轨102上。

如图2-3所示，所述组合砂型运输车3的横梁上安装有横浇道系统；所述横浇道系统包括横浇道5、盖板6、第一内浇道12、第二内浇道13、第一阀门11和浇道入口10，所述横浇道系统的横浇道5、盖板6、第一内浇道12、第二内浇道13和第一阀门11均由耐高温耐冲刷材料预制而成，其粘接在所述组合砂型运输车3的横梁上的金属梯形槽内，所述横浇道5上面安装有盖板6，所述盖板6上垂直安装有与所述横浇道5连通的多个第一内浇道12和多个第二内浇道13；所述横浇道系统采用耐高温耐冲刷材料预制而成，能承受从加压增速全封闭浇注系统4流出的快速流动的铁水，使铁水进入到砂型后保持均匀快速的流动速度。

所述横浇道5的纵截面为梯形；所述横浇道5包括连通的一弧形浇道51、两个相互平行的第一直形浇道52和多个相互平行的第二直形浇道53，所述弧形浇道51的一端连接有其中一个所述第一直形浇道52，另一端连接有另一个所述第一直形浇道52，所述第一直形浇道52与所述第二直浇道53垂直相交。弧形浇道51的设计能够减少铁水冲击，减少浇注过程中气泡的产生。横浇道系统中的多个第一内浇道12和多个第二内浇道13形成串联组合，能同时浇注多个水平砂型。

所述盖板6与所述弧形浇道51的顶点相对应的位置上开设有浇道入口10；所述浇道入口10与横浇道之间靠近浇道入口处设置有第一阀门11；通过浇道入口10可以与组合砂型浇注装置4连通，将铁水引入横浇道5内。所述第一阀门11为垂直贯通横浇道5的柱形闸板装置，所述柱形闸板装置采用耐高温耐冲刷的材料制成，所述柱形闸板装置升起时靠近浇道入口，高于浇道顶壁，落下时远离浇道入口贯通浇道并完全抵触浇道底壁，铁水充满组合砂型后，关闭加压增速全封闭浇注系统4的第二阀门，接着关闭第一阀门11，第一阀门11在组合安装的时候处于打开的状态。

如图4-6所示，所述第一内浇道12和所述第二内浇道13均由耐高温耐冲刷材料预制而成，其内部均设置有铁水通道14；所述第一内浇道12和所述第二内浇道13的上方均设置有铁水出口140，下方均设置有第一锥形安装部16；所述盖板6上开设有与所述第一锥形安装部16相配合的锥形连接槽9。通过第一内浇道12和第二内浇道13的设计将进入横浇道5内的铁水沿垂直方向喷射出来。所述第一内浇道12和所述第二内浇道13均由耐高温耐冲刷材料预制而成，能够有效起到耐高温、耐冲刷的效果。

如图7-8所示，所述砂型17具有凹面171和凸面172；所述凹面171向内凹陷形成有多个铸件型腔170；所述凸面172上凸设有多个与所述铸件型腔170相配合的凸台173；所述砂型17上设置有多条沿厚度方向贯通的垂直透气通道174；所述垂直透气通道174的内径从凸面172到凹面171逐渐增大。

所述砂型17上开设有多个与所述第一内浇道12相配合的第一垂直细浇道175和多个与所述第二内浇道13相配合的第二垂直细浇道176；如图9所示，所述第一垂直细浇道175和第二垂直细浇道176均包括连通的直形部18和锥形部19，所述直形部18用于内浇道的安装，所述锥形部19的内径从凸面到凹面逐渐增大。第一垂直细浇道175和第二垂直细浇道176截面积小于铸件的截面积，第一垂直细浇道175和第二垂直细浇道176的设计一方面能起到铸件型腔内的快排气作用(垂直细浇道是整个的组合砂型在加压增速的全封闭浇注过程中走铁水的，铁水在的浇注过程中铁水匀速顺畅同时同步的自下而上的进入到各个型腔的同时将型腔内的空气顺畅快速的由组合砂型上部直接排出组合砂型外，称为快排气)，另一方面起到阀门关闭的作用，，贯通砂型各个铸件型腔之间的第一垂直细浇道175和第二垂直细浇道176处的铁水先凝固，把各个铸件型腔在铸件凝固之前彻底断开，各个铸件型腔内的铸件成为独立的单元体，在独立的单元体内独立的冷却成型，保证铸件的成品率。

所述铸件型腔170的周围均匀设置有多个补缩点20；所述补缩点20与所述铸件型腔170之间通过方形槽21连接；所述凸面172和所述凹面171的边角处均设置多个倒锥形凹腔22；补缩点20与铸件的连接点的截面积大于铸件的截面积，通过补缩点20的设计，把过去的一点远距离大冒口补缩改变成为了近距离多点小冒口直接补缩，能有效解决铸件缩松问题，还能够加大铁水利用率，降低铸造成本。倒锥形凹腔22的设计，使在砂型水平叠加组合的过程中配之相对应的插销使组合砂型保持垂直度。

所述凸面172和所述凹面173上均开设有多条梯形槽23；当多个所述砂型17叠放在一起时，如图10所示，上砂型的梯形槽23和下砂型的梯形槽23配合在一起形成梯形透气通道34；梯形槽23能把各个砂型的垂直透气通道174连接在一起。

所述凸面172和所述凹面173上设置有导气斜面32；如图10所示，当多个所述砂型17叠放在一起时，上砂型的导气斜面32和下砂型的导气斜面32配合在一起形成横向斜角排气通道33。通过梯形透气通道34和斜角进气通道33的作用能够起到浇注过程中和过程后各个型腔内的铸件慢排气和降温的作用，这样，通过第一垂直细浇道175和第二垂直细浇道176与梯形透气通道34和斜角进气通道33的共同作用，能有效地排出浇注过程中型腔内产生的气体，防止窝气现象的出现，增加砂型的透气性，减少砂型的用砂量，增强砂型的强度。

所述加压增速全封闭浇注系统4包括浇注铁水包41、第二锥形安装部42和第二阀门43，所述浇注铁水包42的下部安装有所述第二阀门43，所述浇注铁水包41的底端设置有与所述浇道入口10相配合的所述第二锥形安装部42所述浇注铁水包41采用耐高温耐冲刷材料预制而成；所述浇注铁水包41是由多个预制件通过插接方式连接成一体形成的内径由上至下依次减少的倒锥体；所述浇注铁水包41通过垂直液压升降装置实现其上下移动。第二阀门43。第二锥形安装部42的设计能够实现浇注铁水包41与浇道入口10的吻合对接。

通过第二锥形安装部42使浇注铁水包41稳定且密封地与浇道入口10连接，通过第二阀门43可以关闭铁水供应和调整铁水流速。组合砂型浇铸凝固区域在地面正负零下若干毫米(依据组合砂型高度计算)，远离浇注处设置通往地面的台阶29通往地面供操作人员上下，该区域同时设置一个下沉区域，内壁用水泥(现)浇筑后再用耐火砖30砌筑四面和底部，底部先安装两条地轨后再砌筑耐火砖30，地轨上面设置一个可传送的备用铁水包28用来接垂直上方的浇注铁水包41的废铁水，备用铁水包28可通过备用铁水包升降台31传送升至地面。打开第二阀门43控制铁水的流速对组合砂型进行浇注，组合砂型的上表面发现有铁水后即证明组合砂型内的每一个铸件单元铁水全部充满，然后首先关闭第二阀门4343，然后关闭第一阀门，升起浇注铁水包41，动力系统推移组合砂型车，推出已经浇注好的组合砂型运输车的同时将下一组组合砂型运输车上的组合砂型进行浇注。

如图11所示，所述组合砂型浇铸凝固区域内还设置有升降装置24、轨道式备用铁水包28、备用铁水包升降台31和通往地面的台阶29。通过上述技术方案，将砂型制作、砂型转移和砂型运输工艺在第一导轨101上进行，砂型浇注在地面以下进行，将组合砂型运输至地下，与位于地面的组合砂型浇注装置4形成鲜明的高度差，使铁水在液压差的作用下能从组合砂型的底部进入再快速向上高效完成对多组砂型的浇注过程。

实施例2

一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造工艺，所述铸造工艺使用实施例1所述的铸造线，所述铸造工艺包括如下步骤：

将组合砂型运输车3安装在环形导轨1的第一导轨101的横浇道安装区域1011，再在组合砂型运输车3上安装横浇道系统；

在第一导轨101的砂型组合区域1012，首先用造型机2制作出砂型17，将制作的砂型17通过机械手27水平转移到组合砂型运输车3上，多个砂型17呈多行多列多组的矩形阵列逐个水平叠放在组合砂型运输车上形成组合砂型；其中，第一内浇道12对准最底层砂型17的第一垂直细浇道175，第二内浇道13对准最底层砂型17的第二垂直细浇道176插入，上下砂型的第一垂直细浇道175连通，上下砂型的第二垂直细浇道176连通；

将承载有组合砂型的组合砂型运输车3移动至组合砂型浇铸凝固区域1021，通过升降装置24下降并转移至第二导轨102上；将加压增速全封闭浇注系统4通过垂直液压升降装置下降，使浇注铁水包41与盖板6上的浇道入口10吻合封闭连接，打开第二阀门43，开启加压增速全封闭浇注系统4，浇注铁水包41内的铁水经浇道入口10导入至横浇道5内；

流经横浇道5内的铁水先经第一内浇道12和第二内浇道12的铁水出口140，再经砂型的第一垂直细浇道175和第二垂直细浇道176依次进入垂直叠放的各个砂型的铸件型腔进行整体一次性同时同步自下而上地浇注(铁水浇注组合砂型形成铸件过程中铁水的流动图如图12所示)；在地面上观察组合砂型顶部的浇道外出口，观察到组合砂型上部出现铁水说明铁水已经完全充满各个型腔，立即关闭第二阀门43，停止铁水继续供应，随即关闭第一阀门11，防止组合砂型内的铁水回流，将加压增速全封闭浇注系统4通过垂直液压装置上升，使浇注铁水包41与盖板上的浇道入口10完全分离，完成单次浇注；期间，在铁水的浇铸过程中组合砂型各个型腔内的空气由底向上随着铁水进入砂型的铸件型腔的同时将铸件型腔内的空气快速的逐级向上排出，直至组合砂型上部的砂型垂直细浇道排出铸件型腔外，这个排气过程属于快排气，它排出的是型腔内的空气；砂型内的各铸件在凝固冷却的过程中产生的热空气经砂型内的垂直透气通道、梯形透气通道与横向斜角排气通道排出组合砂型外，这个过程属于慢排气，把铸件产生的热气经过砂型的各个通道排出组合砂型外，该慢排气过程也能起到降温的作用；

将一次性浇注完成后的组合砂型经升降装置24上升至地面并转移到第一导轨101上，传送至组合砂型冷却区域1013进行冷却；再传送至脱离区域将组合砂型和铸件通过机械手脱离组合砂型运输车3，然后将组合砂型和铸件运输到铸件与造型砂分离区域，使铸件与造型砂分离；

将使用过的横浇道系统中的盖板和其他损坏件后从组合砂型运输车3卸载，横浇道系统中完好的部件随组合砂型运输车3继续循环使用；

分离后的铸件传送至下一道工序，分离后的造型砂运送至造型砂储存区域准备下一次的使用；

储存的造型砂进入混砂机混砂，混砂完成的造型砂传送至造型机进行二次使用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造线，其特征在于，所述铸造线包括环形导轨、造型机、组合砂型运输车和加压增速全封闭浇注系统，所述环形导轨上安装有多个所述组合砂型运输车，所述环形导轨外侧安装有所述造型机和所述加压增速全封闭浇注系统，由所述造型机制作出的多个砂型呈多行多列的矩形阵列逐个水平叠放到所述组合砂型运输车上，再由所述组合砂型运输车运输至组合砂型浇铸凝固区域由所述加压增速全封闭浇注系统进行一次性浇注。

2.如权利要求1所述的铸造线，其特征在于，所述组合砂型运输车的横梁上安装有横浇道系统；

所述横浇道系统包括横浇道、盖板、第一内浇道、第二内浇道、第一阀门和浇道入口，所述横浇道系统由耐高温耐冲刷材料预制而成，其粘接在所述组合砂型运输车的横梁上的金属梯形槽内，所述横浇道上面安装有盖板，所述盖板上垂直安装有与所述横浇道连通的多个第一内浇道和多个第二内浇道，所述盖板上最外侧开设有浇道入口，所述浇道入口与横浇道之间靠近浇道入口处设置有第一阀门；

所述横浇道的纵截面为梯形；所述横浇道包括连通的一弧形浇道、两个相互平行的第一直形浇道和多个相互平行的第二直形浇道，所述弧形浇道的一端连接有其中一个所述第一直形浇道，另一端连接有另一个所述第一直形浇道，所述第一直形浇道与所述第二直浇道垂直相交；

所述盖板与所述弧形浇道的顶点相对应的位置上开设有所述浇道入口。

3.如权利要求2所述的铸造线，其特征在于，所述第一内浇道和所述第二内浇道均由耐高温耐冲刷材料预制而成，其内部均设置有铁水通道；

所述第一内浇道和所述第二内浇道的上方均设置有铁水出口，下方均设置有第一锥形安装部；所述盖板上开设有与所述第一锥形安装部相配合的锥形连接槽。

4.如权利要求3所述的铸造线，其特征在于，所述砂型具有凹面和凸面；所述凹面向内凹陷形成有多个铸件型腔；所述凸面上凸设有多个与所述铸件型腔相配合的凸台；所述砂型上设置有多条沿厚度方向贯通的垂直透气通道；所述垂直透气通道的内径从凸面到凹面逐渐增大。

5.如权利要求4所述的铸造线，其特征在于，所述砂型上开设有多个与所述第一内浇道相配合的第一垂直细浇道和多个与所述第二内浇道相配合的第二垂直细浇道；所述第一垂直细浇道和第二垂直细浇道均包括连通的直形部和锥形部，所述直形部用于内浇道的安装，所述锥形部的内径从凸面到凹面逐渐增大。

6.如权利要求4所述的铸造线，其特征在于，所述铸件型腔的周围均匀设置有多个补缩点；所述补缩点与所述铸件型腔之间通过方形槽连接；所述凸面和所述凹面的边角处均设置多个倒锥形凹腔；

所述凸面和所述凹面上均开设有多条梯形槽；当多个所述砂型叠放在一起时，上砂型的梯形槽和下砂型的梯形槽配合在一起形成梯形透气通道；

所述凸面和所述凹面上设置有导气斜面；当多个所述砂型叠放在一起时，上砂型的导气斜面和下砂型的导气斜面配合在一起形成横向斜角排气通道。

7.如权利要求1所述的铸造线，其特征在于，所述环形导轨包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨位于地面上，所述第二导轨位于地下；所述第一导轨上设置有横浇道安装区域、砂型组合区域和组合砂型冷却区域；

所述组合砂型浇铸凝固区域设置在所述第二导轨上，所述组合砂型浇铸凝固区域内还设置有升降装置、轨道式备用铁水包、备用铁水包升降台和通往地面的台阶。

8.如权利要求3所述的铸造线，其特征在于，所述加压增速全封闭浇注系统包括浇注铁水包、第二锥形安装部和第二阀门，所述浇注铁水包的下部安装有所述第二阀门，所述浇注铁水包的底端设置有与所述浇道入口相配合的所述第二锥形安装部；

所述浇注铁水包采用耐高温耐冲刷材料预制而成；所述浇注铁水包是由多个预制件通过插接、接头密封和金属包围固定方式连接成一体形成的内径由上至下依次减少的倒锥体；所述浇注铁水包通过垂直液压升降装置实现其上下移动。

9.如权利要求7所述的铸造线，其特征在于，所述铸造线还包括机械手，所述机械手安装在所述第一导轨外侧。

10.一种一次浇注多组串联铸件水平叠加组合砂型的铸造工艺，其特征在于，所述铸造工艺使用权利要求1-9任一项所述的铸造线，所述铸造工艺包括如下步骤：

将组合砂型运输车安装在环形导轨上，在第一导轨的横浇道安装区域再安装横浇道系统；

在第一导轨的砂型组合区域，首先用造型机制作出砂型，再将多个砂型通过机械手呈多行多列多组的矩形阵列逐个水平叠放在组合砂型运输车上形成多组独立砂型组成的水平叠加组合砂型；其中，第一内浇道对准最底层砂型的第一垂直细浇道，第二内浇道对准最底层砂型的第二垂直细浇道插入，上下砂型的第一垂直细浇道连通，上下砂型的第二垂直细浇道连通；

将承载有组合砂型的组合砂型运输车移动至组合砂型浇铸凝固区域，将加压增速全封闭浇注系统通过垂直液压升降装置下降，使浇注铁水包下面的第二锥形安装部与盖板上的浇道入口吻合封闭连接，打开第二阀门，开启加压增速全封闭浇注系统，浇注铁水包内的铁水经浇道入口导入至横浇道内；

流经横浇道内的铁水先经第一内浇道和第二内浇道的铁水出口，再经砂型的第一垂直细浇道和第二垂直细浇道依次进入垂直叠放的各个砂型的铸件型腔进行整体一次性同时同步自下而上地浇注；在地面上观察组合砂型顶部的浇道外出口，观察到组合砂型上部出现铁水说明铁水已经完全充满各个型腔，立即关闭第二阀门，停止铁水继续供应，随即关闭第一阀门，防止组合砂型内的铁水回流，将加压增速全封闭浇注系统通过垂直液压装置上升，使浇注铁水包与盖板上的浇道入口完全分离，完成单次浇注；期间，在铁水的浇铸过程中组合砂型各个型腔内的空气由底向上随着铁水进入砂型的铸件型腔的同时将铸件型腔内的空气快速的逐级向上排出，直至组合砂型上部的砂型垂直细浇道排出铸件型腔外，这个排气过程属于快排气，它排出的是型腔内的空气；砂型内的各铸件在凝固冷却的过程中产生的热空气经砂型内的垂直透气通道、梯形透气通道与横向斜角排气通道排出组合砂型外，这个过程属于慢排气，把铸件产生的热气经过砂型的各个通道排出组合砂型外，该慢排气过程也能起到降温的作用；

将一次性浇注完成后的组合砂型经升降装置上升至地面并转移到第一导轨上，运输至组合砂型冷却区域进行冷却；再运输至脱离区域将组合砂型和铸件通过机械手脱离组合砂型运输车，然后将组合砂型和铸件运输到铸件与造型砂分离区域，使铸件与造型砂分离；

将使用过的横浇道系统中的盖板和其他损坏件卸载，横浇道系统中完好的部件随组合砂型运输车继续循环使用；

分离后的铸件传送至下一道工序，分离后的造型砂运送至造型砂储存区域准备下一次的使用；

储存的造型砂进入混砂机混砂，混砂完成的造型砂传送至造型机进行二次使用。

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