CN112846095B - 一种用于提高铸造出品率的铸造模具及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，包括相对设置吻合的正板模具和反板模具，正板模具和反板模具的模板面上设置有浇铸流道，所述浇铸流道连接有若干个铸造腔，铸造腔内嵌设有砂芯，砂芯内设置有砂芯成型部，浇铸流道包括浇铸口，浇铸口通过若干条流道与若干组砂芯的砂芯成型部连接，浇铸流道包括位于相邻的砂芯之间的主干浇道，主干浇道上设置有若干组与铸件连接的冒口入水处和横浇道，横浇道与砂芯的底部连接；正板模具和反板模具上设置有若干个用于定位砂芯的定位芯钉。

Description

一种用于提高铸造出品率的铸造模具及其加工方法

技术领域

本发明涉及机械制造加工领域，具体涉及一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具及其加工方法。

背景技术

随着铸件加工生产切削效率的提高要求，铸件加工量的要求也越来越小。一般铸件的加工量设计在2-3mm之间。定涡旋盘铸件内旋壁是波纹铣刀双边同时加工，单边加工量一般设计在1.1-1.5mm之间。加工量过大会导致波纹铣刀加工时阻力增大铣刀易断。加工量的减小导致铸件的废品率高；这样对于定涡旋盘铸件来说，铸件的错模精度需求就高，来确保涡旋壁两边同时加工时的加工量均匀性；对于潮模砂垂直生产线错模量控制：不带砂芯0.5mm，带砂芯1.0mm以内。小的加工量同样对浇注工艺方案的稳定性也有高要求，确保铸件加工后涡旋壁表面无砂眼气孔等不良缺陷。

一般定涡旋盘的模具设计工艺：造模后使用下芯治具下砂芯，然后PP板形成的潮模砂型与SP板形成的砂型合模。这就要导致二次错模，很难保证铸件的错模量要求及加工时铸件涡旋壁加工量均匀性；铸件加工量小也导致铸件出品率低。

综上所述，针对以上缺点，需要研发一种新型定涡旋盘垂直线的铸造模具，可稳定的减少定涡旋盘铸件的错模量，及降低涡旋壁加工后表面的缺陷不良，提高涡旋壁两侧加工量的均匀性及铸件成品率。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种能降低定涡旋盘铸件错模量，提升铸件出品率的铸造模具。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，包括相对设置吻合的正板模具和反板模具，所述正板模具和反板模具的模板面上设置有所述浇铸流道，所述浇铸流道连接有若干个铸造腔，所述铸造腔内嵌设有砂芯，所述砂芯内设置有砂芯成型部，所述浇铸流道包括浇铸口，所述浇铸口通过若干条流道与若干组砂芯的砂芯成型部连接，所述浇铸流道包括位于相邻的砂芯之间的主干浇道，所述主干浇道上设置有若干组与铸件连接的冒口入水处和横浇道，所述横浇道与砂芯的底部连接；所述正板模具和反板模具上设置有若干个用于定位砂芯的定位芯钉。更优选的，所述定位芯钉为柱形。

作为本发明一个优选的实施方式，所述冒口入水处与砂芯上部连接的补缩冒口连接；且所述浇铸流道还包括设置在补缩冒口上部的补缩排气口。

作为本发明一个优选的实施方式，所述模板面的上方还设置有与砂芯通的砂芯排气口。

作为本发明一个优选的实施方式，所述横浇道通过内浇口与所述砂芯连接。

作为本发明一个优选的实施方式，所述横浇道和所述主干浇道的衔接处的外围设置有底压边区。

作为本发明一个优选的实施方式，所述浇铸口与主干浇道之间还设置有主干压边区。

作为本发明一个优选的实施方式，所述单个铸件对应的内浇口入水面积满足条件：

其中，k是常数，且k的取值与铁水的密度对应，更优选的，k＝1036。F是内浇口的面积，单位是mm²。G是铸件的单重量，单位是kg。t是浇铸的时间，单位是s。H是浇铸口到内浇口之间的距离，单位是mm。m是摩擦系数，取值一般在0.2-0.6之间。按照上述浇注系统工艺公式算出单个铸件内浇口入水面积，再按照经验放置各浇道及入水口面积比例。可以大幅度减少定涡旋盘加工量小情况下的废品率。

作为本发明一个优选的实施方式，正板模具的浇铸口下方的主干压边区与主干浇道连接，铸件的冒口入水处与主干浇道的连接；反板模具的底压边区与横浇道连接。

作为本发明一个优选的实施方式，主干浇道和横浇道以及主干压边区和底压边区以及内浇口的截面积按照此比例设置；设置比例为：主干压边区︰主干浇道︰底压边区︰横浇道︰内浇口，为1.2︰0.5︰1︰1.5︰1。各面积按照此比例放置可用大幅度提高铸件成品率。

本发明的另一个目的是提供了一种提高定涡旋盘铸造出品率的铸件的加工方法，采用前述用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具进行铸造；包括如下步骤：

步骤一，将砂芯通过砂芯定位芯钉对应嵌设在正板模具和反板模具之间形成的铸造腔中；

步骤二，通过正板模具和反板模具合拢，在正板模具和反板模具之间形成若干个铸造腔以及连接所述铸造腔的浇铸流道；

步骤三，通过对浇铸流道上的浇铸口注入铁水，铁水通过主干浇道引入若干组与铸造腔中的砂芯连接的冒口入水处和横浇道，实现铸造生产；

步骤四，铸造的过程中通过补缩排气口和砂芯排气口对砂芯中的气体进行排气；

步骤五，铁水注入完毕后，静置一段时间，通过补缩冒口进行补缩；

步骤六，铸造固化后分离正板模具和反板模具，将铸造的铸件脱模；

步骤七，对脱模的铸件进行表面打磨处理操作，即得。

本发明解决了技术背景中存在的缺陷，本发明有益的技术效果是：

本发明公开了一种能降低定涡旋盘铸件错模量，提升铸件出品率的铸造模具。

1.在本发明的铸造模具中，定涡旋盘铸件形状位置与砂芯上的芯钉在同一侧。砂芯芯钉与模具配合芯钉设计为过盈，能有效防减少定涡旋盘铸件错模；铸件整体加工量少的情况下，提升铸件出品率。

2.在本发明的铸造模具中，并将芯钉设计成为柱形，下砂芯时砂芯的芯钉与外模的芯钉相互过盈配合，进行自动导正，可以减少中心错模量。实现定涡旋盘波纹铣刀在同时加工涡旋壁两侧时，达到均匀的加工量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的铸造模具的主视结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的铸造模具的浇铸通路的结构示意图一；

图3是本发明的优选实施例的铸造模具的浇铸通路的结构示意图二；

其中，1-模板面，2-浇铸口，3-主干压边区，4-主干浇道，5-冒口入水处，6-底压边区，7-横浇道，8-内浇口，9-铸件，10-砂芯，11-砂芯定位芯钉，12-砂芯排气口，13-补缩冒口，131-补缩排气口，14-砂芯成型部。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、底、顶等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1～图3所示，是本发明的一种优选实施方案，具体的，提供了一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，包括相对设置吻合的正板模具和反板模具，正板模具和反板模具的模板面1上设置有浇铸流道，浇铸流道连接有若干个铸造腔，铸造腔内嵌设有砂芯10，砂芯10内设置有砂芯成型部14，浇铸流道包括浇铸口2，浇铸口2通过若干条流道与若干组砂芯10的砂芯成型部14连接，浇铸流道包括位于相邻的砂芯10之间的主干浇道4，主干浇道4上设置有若干组与铸件9连接的冒口入水处5和横浇道7，横浇道7与砂芯10的底部连接；正板模具和反板模具上设置有若干个用于定位砂芯10的定位芯钉11，且定位芯钉11为柱形,更进一步的采用的是锥台柱结构。

具体的，冒口入水处5与砂芯10上部连接的补缩冒口13连接；且浇铸流道还包括设置在补缩冒口13上部的补缩排气口131。

更具体的，模板面1的上方还设置有与砂芯10通的砂芯排气口12。

更具体的，如图2所示，横浇道7通过内浇口8与砂芯10连接。横浇道7和主干浇道4的衔接处的外围设置有底压边区6。浇铸口2与主干浇道4之间还设置有主干压边区3。

更具体的，正板模具的浇铸口2下方的主干压边区3与主干浇道4连接，铸件9的冒口入水处5与主干浇道4的连接；反板模具的底压边区6与横浇道7连接。主干浇道4和横浇道7以及主干压边区3和底压边区6以及内浇口8的截面积按照主干压边区3︰主干浇道4︰底压边区6︰横浇道7︰内浇口8，为1.2︰0.5︰1︰1.5︰1。

本发明实现降低定涡旋盘铸件错模量，提升铸件出品率的原理在于：定涡旋盘铸件形状位置与砂芯上的芯钉在同一侧。并将芯钉设计成为柱形，砂芯芯钉与模具配合，芯钉设计为过盈，单边过盈量为0.15-0.20mm之间。造模后，下芯治具、下芯后铸件及砂芯成型的部位在同一侧，只产生一次下芯错模，避免了合模错模；再加上两处芯钉设计为柱形，下砂芯时砂芯的芯钉与外模的芯钉的过盈配合自动导正，可以保证铸件中心错模量在0.25mm之内。实现定涡旋盘波纹铣刀同时加工涡旋壁两侧时，均匀的加工量。

实施例2：

本发明的另一种优选实施方案是提供了一种提高定涡旋盘铸造出品率的铸件的加工方法，采用实施例1中的模具进行铸造；包括如下步骤：

步骤一，将砂芯通过砂芯定位芯钉对应嵌设在正板模具和反板模具之间形成的铸造腔中；

步骤二，通过正板模具和反板模具合拢，在正板模具和反板模具之间形成若干个铸造腔以及连接所述铸造腔的浇铸流道；

步骤三，通过对浇铸流道上的浇铸口注入铁水，铁水通过主干浇道引入若干组与铸造腔中的砂芯连接的冒口入水处和横浇道，实现铸造生产；

步骤四，铸造的过程中通过补缩排气口和砂芯排气口对砂芯中的气体进行排气；

步骤五，铁水注入完毕后，静置一段时间，通过补缩冒口进行补缩；

步骤六，铸造固化后分离正板模具和反板模具，将铸造的铸件脱模；

步骤七，对脱模的铸件进行表面打磨处理操作，即得。

通过实施例2中的方法制造获得的定涡旋盘铸件，能有效减少定涡旋盘铸件错模，错模量可控制在0.25mm以内；铸件整体加工量少的情况下，在1.1-1.5mm时保证较高的铸件出品率。

以上具体实施方式是对本发明提出的方案思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (5)

1.一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，包括相对吻合的正板模具和反板模具，所述正板模具和反板模具的模板面上设置有浇铸流道，所述浇铸流道连接有若干个铸造腔，所述铸造腔内嵌设有砂芯，所述砂芯内设置有砂芯成型部，所述浇铸流道包括浇铸口，所述浇铸口通过若干条流道与若干组砂芯的砂芯成型部连接，其特征在于：所述浇铸流道包括位于相邻的砂芯之间的主干浇道，所述主干浇道上设置有若干组与铸件连接的冒口入水处和横浇道，所述横浇道与砂芯的底部连接；所述正板模具和反板模具上设置有若干个用于定位砂芯的定位芯钉；

所述横浇道和所述主干浇道的衔接处的外围设置有底压边区；

所述浇铸口与主干浇道之间还设置有主干压边区；

铸件对应的内浇口入水面积满足条件：

；其中，k是常数，且k的取值与铁水的密度对应，F是内浇口的面积，G是铸件的单重量，t是浇铸的时间，H是浇铸口到内浇口之间的距离，m是摩擦系数；

正板模具的浇铸口下方的主干压边区与主干浇道连接，铸件的冒口入水处与主干浇道的连接；反板模具的底压边区与横浇道连接；

主干压边区、主干浇道、底压边区、横浇道、内浇口的截面比例是1.2︰0.5︰1︰1.5︰1。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，其特征在于：所述冒口入水处与砂芯上部连接的补缩冒口连接；且所述浇铸流道还包括设置在补缩冒口上部的补缩排气口。

3.根据权利要求2所述的一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，其特征在于：所述模板面的上方还设置有与砂芯连通的砂芯排气口。

4.根据权利要求3所述的一种用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具，其特征在于：所述横浇道通过内浇口与所述砂芯连接。

5.一种提高定涡旋盘铸造出品率的铸件的加工方法，其特征在于：采用权利要求1～4中任一权利要求所述的用于提高定涡旋盘铸造出品率的模具进行铸造；包括：

步骤一，将砂芯通过砂芯定位芯钉对应嵌设在正板模具和反板模具之间形成的铸造腔中；

步骤二，通过正板模具和反板模具合拢，在正板模具和反板模具之间形成若干个铸造腔以及连接所述铸造腔的浇铸流道；

步骤三，通过对浇铸流道上的浇铸口注入铁水，铁水通过主干浇道引入若干组与铸造腔中的砂芯连接的冒口入水处和横浇道，实现铸造生产；

步骤四，铸造的过程中通过补缩排气口和砂芯排气口对砂芯中的气体进行排气；

步骤五，铁水注入完毕后，静置一段时间，通过补缩冒口进行补缩；

步骤六，铸造固化后分离正板模具和反板模具，将铸造的铸件脱模；

步骤七，对脱模的铸件进行表面打磨处理操作，即得。

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