CN113458332A - 一种用于砂型铸造的模具及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铸造技术领域,主要涉及一种用于砂型铸造的模具及其制作方法,根据模具的结构将其划分为模具一、模具二;其中模具一为薄壁空腔结构,模具二为厚壁立方体实体结构;通过在模具一的外壁开设网格槽,且在网格槽中填充树脂砂及设置加强筋,在模具一下型面形成网格式树脂砂防变形骨架,以解决模具一空心结构消失模的变形问题,且可以阻止树脂砂热量传递,防止消失模烧损,提高消失模起型强度。在模具二大跨度结构消失模内部嵌入钢性骨架,即可支撑消失模防止下榻变形,又可增加结构强度防止模具扭曲变形;其中在骨架下端开吊鼻孔,可作为起型装置,确保消失模起模强度,减少起模时模具或砂型损坏。

Description

一种用于砂型铸造的模具及其制作方法
技术领域
本发明属于铸造技术领域,主要涉及一种用于砂型铸造的模具及其制作方法。
背景技术
大型核电铸钢件形状复杂、轮廓尺寸大等结构特征,一般订单量为单件或者小批量,铸造时由于模具成型难度大,采用木模价格昂贵,制作周期长,且不便于运输和存储,因此为了节约模具成型成本、缩短周期,小批量订单采用消失模模具,现有技术中铸造时采用消失模负压造型的方式,这样消失模不需要取模,但是这样只能使用一次,不能重复使用,寿命短,浪费成本,并且污染环境,不适合大型铸钢件的应用。
发明内容
本发明的目的是针对形状复杂、轮廓尺寸大的结构类的大型铸钢件,在铸造过程中,采用消失模负压造型方式的现有技术工艺存在的上述问题,提供一种新型的用于砂型铸造的模具,且该模具材质为消失模,以解决不能重复使用、寿命短、浪费成本等问题。
一种用于砂型铸造的模具,所述模具包括相连接的模具一和模具二,所述模具一为薄壁空腔结构,所述模具二为厚壁立方体结构;
所述模具一的外壁开设若干网格槽;
所述模具二内部设置有骨架槽,所述骨架槽内设置有骨架。
在其中一个实施例中,所述模具二包括第一模具块和第二模具块,所述第一模具块与所述第二模具块组配形成所述模具二;所述第二模具块设置有所述骨架槽。
在其中一个实施例中,所述网格槽内填充树脂砂,所述网格槽内设置有加强筋;由于所述模具一属于大轮廓薄壁空腔结构,消失模模具本身强度较低,下型造型紧实过程中树脂砂对模具一空心部位挤压力较大,较容易变形,并且模具一空心部位内外腔均与树脂砂接触,树脂砂固化剂反应产生热量较集中,也是模具一烧损最为严重的部位,因此制作模具一时,在模具一的外壁开设网格槽,且在网格槽中填充树脂砂及设置加强筋,这样在模具一外壁形成网格式树脂砂防变形骨架,以解决模具一空心结构消失模的变形问题,且可以阻止树脂砂热量传递,防止消失模模具一烧损。
在其中一个实施例中,相邻所述网格槽之间的间距为180mm~250mm;所述网格槽间距不宜过大,间距过大树脂砂隔热量传递效果下降。
在其中一个实施例中,所述网格槽的深度与宽度为50mm~100mm。
在其中一个实施例中,所述骨架下端部设置吊鼻孔。
一种上述用于砂型铸造的模具的制作方法,包括如下步骤:
根据所述模具的结构将其划分为所述模具一、所述模具二;其中所述模具一为薄壁空腔结构,所述模具二为厚壁立方体结构;
在所述模具一的外壁开设若干网格槽;
在所述网格槽内设置加强筋,并在网格内填充树脂砂;
根据所述模具二的结构将其划分为所述第一模具块和所述第二模具块;
在所述第二模具块上开设所述骨架槽;
制作所述骨架,所述骨架为框架结构,并且在所述骨架下端部开设吊鼻孔;将所述骨架放置在所述骨架槽内,并使所述骨架设有吊鼻孔的一端贯穿所述第二模具块的内腔。
由于所述模具二结构为厚壁立方体结构,特点为跨度大、多窝角的实体结构,这种结构的消失模结构强度低容易变形扭曲,多窝角部位起模时容易损坏砂型,因此将所述模具二划分为所述第一模具块和所述第二模具块,且在所述第二模具块上开设所述骨架槽,在所述骨架槽内设置所述骨架,通过所述骨架可支撑所述第一模具块防止下榻变形,又可增加结构强度减少变形扭曲,解决大跨度模具起模时变形问题,避免模具或砂型损坏;同时在骨架下端部开设吊鼻孔可作为起型装置。
本发明提供的用于砂型铸造的模具及其制作方法,所述模具包含上型面和下型面,上型面即为模具的内腔面,下型面即为模具的外壁,其中所述下型面用于形成铸钢件的外形结构,所述上型面用于形成铸钢件的内腔结构;根据所述模具的结构将其划分为所述模具一、所述模具二;其中所述模具一为薄壁空腔结构,所述模具二为厚壁立方体结构;通过在模具一的外壁开设网格槽,且在网格槽中填充树脂砂及设置加强筋,在模具一外壁形成网格式树脂砂防变形骨架,以解决模具一空心结构消失模的变形问题,且可以阻止树脂砂热量传递,防止消失模烧损,提高消失模起型强度。在模具二厚壁立方体结构消失模内部嵌入钢性骨架,即可支撑消失模防止下榻变形,又可增加结构强度防止模具扭曲变形;其中在骨架下端开吊鼻孔,可作为起型装置,确保消失模起模强度,减少起模时模具或砂型损坏。
采用本发明提供的用于砂型铸造的模具的制作方法,操作简单实用,成本低廉,降低了模具成型成本,提高生产效率,尤其适合小批量产品的模具制作,实现消失模可多次使用。
附图说明
图1为实施例模具的上型面示意图;
图2为实施例模具的下型面示意图;
图3为实施例模具的模具一与模具二结构示意图;
图4为实施例模具二的第一模具块与第二模具块结构示意图;
图5为实施例骨架结构示意图;
图6为实施例模具一的结构示意图;
图7为实施例模具的活料设置示意图;
图8为实施例模具的消失模芯头设置示意图;
图9为实施例模具的消失模内胎结构示意图;
100-模具;110-上型面;120-下型面;130-模具一;140-模具二;150-活料;160-消失模内胎;170-消失模芯头;180-耐压板;131-网格槽;132-加强筋;133-防脱螺栓;141-第一模具块;142-第二模具块;1421-骨架槽;1422-骨架;1423-吊鼻孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
本实施例以某大型核电高压外缸模具为例,其结构为空腔形和大跨度的实体结构,造型时先造下型形成下箱砂型,翻箱后再造上型形成上箱砂型;将其消失模模具按照空腔结构和大跨度实体结构划分,在空腔结构模块的消失模外壁开网格槽填树脂砂,并放置防脱螺栓和加强筋,树脂砂硬化后形成网状式防变形骨架,提高消失模起型强度,减少消失模变形,同时阻隔热量传递,减少消失模烧损,减少模具维护量,在大跨度实体结构模块的消失模内部嵌入钢性骨架,即可支撑消失模防止下榻变形,又可增加结构强度防止模具扭曲变形,同时在钢性骨架下端开吊鼻孔,可作为起型装置,确保消失模起模强度,减少起模时模具或砂型损坏。将消失模芯头部位更换耐压板,提升消失模芯头强度,同时提高表面光整度,减少起模摩擦力,可减少剐蹭或变形,提升芯头精度。
具体模具结构如下:
一种用于砂型铸造的模具100,请参见图1至图9所示,模具100包括相连接的模具一130和模具二140,模具一130为薄壁空腔结构,模具二140为厚壁立方体结构。模具一130的外壁开设若干网格槽131,网格槽131内填充树脂砂,网格槽131内设置有加强筋132,且为了防止树脂砂与消失模固定不牢脱落或松动,需要在树脂砂网格槽131内安装若干个防脱螺栓133;优选地,相邻网格槽131之间的间距为180mm~250mm,深度与宽度为50mm~100mm。网格槽131间距不宜过大,间距过大树脂砂隔热量传递效果下降。
模具二140包括第一模具块141和第二模具块142,第一模具块141与第二模具块142组配形成模具二140;具体地,模具二140内部设置有骨架槽1421,骨架槽1421内设置有骨架1422;第二模具块142设置有骨架槽1421,在骨架槽1421内设置骨架1422;骨架1422下端部设置吊鼻孔1423。
需要说明的是,由于模具一130属于大轮廓空腔结构,消失模模具本身强度较低,下型造型紧实过程中树脂砂对模具一130空心部位挤压力较大,较容易变形,并且模具一130空心部位内外腔均与树脂砂接触,树脂砂固化剂反应产生热量较集中,也是消失模烧损最为严重的部位,因此制作模具一130时,在模具一130的外壁开设网格槽131,且在网格槽131中填充树脂砂及设置加强筋132,这样在模具一130外壁形成网格式树脂砂防变形骨架1422,以解决模具一130空心结构消失模的变形问题,且可以阻止树脂砂热量传递,防止消失模烧损。
由于模具二140结构特点为跨度大、多窝角的实体结构,这种结构的消失模结构强度低容易变形扭曲,多窝角部位起模时容易损坏砂型,因此将模具二140划分为第一模具块141和第二模具块142,且在第二模具块142上开设骨架槽1421,在骨架槽1421内设置骨架1422,通过骨架1422可支撑第一模具块141防止下榻变形,又可增加结构强度减少变形扭曲,解决大跨度模具起模时变形问题,避免模具或砂型损坏;同时在骨架1422下端部开设吊鼻孔1423可作为起型装置。
用于砂型铸造的模具100的制作方法,包括如下步骤:
步骤S01,将用于砂型铸造的模具100的取模倒稍部位切为活料150,活料150嵌入主体模具15~20mm作为定位防止活料150错偏,内腔空心部位加工随形的消失模内胎160,用于组装模具和支撑模具,保证下型造型时消失模不会下塌,翻箱后取出内胎,再造型上型。
步骤S02,用于砂型铸造的模具100包含薄壁空腔结构和大跨度厚壁立方体实体结构;由于整体模具100轮廓尺寸过大,不便于加工和起模,需要按不同结构进行分模,根据用于砂型铸造的模具100的结构将其划分为模具一130、模具二140;其中模具一130为薄壁空腔结构,模具二140为厚壁立方体结构。
步骤S03,在模具一130的外壁上开设若干网格槽131;在网格槽131内设置加强筋132,并在网格内填充树脂砂。
步骤S04,根据模具二140的结构将其划分为第一模具块141和第二模具块142;在第二模具块142上开设骨架槽1421;制作骨架1422,骨架1422为框架结构,并且在骨架1422下端部开设吊鼻孔1423;将骨架1422放置在骨架槽1421内,并使骨架1422设有吊鼻孔1423的一端贯穿第二模具块142的内腔。
步骤S05,芯头关键部位处理,消失模芯头170强度低,容易磕碰损坏或操作踩踏变形,影响下芯精度,因此芯头为关键部位需确保强度,将芯头部位更换耐压板180,耐压板180可选择树脂板或12~14mm高密度板,提升消失模芯头170强度,同时提高表面光整度,减少起模摩擦,可减少消失模损坏或变形,提升芯头精度。
步骤S06,尺寸验证、表面处理:将模具一130、模具二140以及活料150组装后,进行尺寸划线验证,尺寸合格后处理进行表面喷涂,打磨处理。
步骤S07,标识、放置工艺辅料:标识工艺信息,如:冷铁、冒口、浇口、拉筋、吊把等,并放置活料150。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于砂型铸造的模具,其特征在于,
所述模具包括相连接的模具一和模具二,所述模具一为薄壁空腔结构,所述模具二为厚壁立方体结构;
所述模具一的外壁开设若干网格槽;
所述模具二内部设置有骨架槽,所述骨架槽内设置有骨架。
2.根据权利要求1所述的用于砂型铸造的模具,其特征在于,所述模具二包括第一模具块和第二模具块,所述第一模具块与所述第二模具块组配形成所述模具二;所述第二模具块设置有所述骨架槽。
3.根据权利要求1所述的用于砂型铸造的模具,其特征在于,所述网格槽内设置有加强筋。
4.根据权利要求1所述的用于砂型铸造的模具,其特征在于,相邻所述网格槽之间的间距为180mm~250mm。
5.根据权利要求1所述的用于砂型铸造的模具,其特征在于,所述网格槽的深度与宽度为50mm~100mm。
6.根据权利要求1所述的用于砂型铸造的模具,其特征在于,所述骨架下端部设置吊鼻孔。
7.根据权利要求1所述的用于砂型铸造的模具,其特征在于,所述网格槽内填充树脂砂。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的用于砂型铸造的模具的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
根据所述模具的结构将其划分为所述模具一、所述模具二;其中所述模具一为薄壁空腔结构,所述模具二为厚壁立方体结构;
在所述模具一的外壁开设若干网格槽;
在所述网格槽内设置加强筋,并在网格内填充树脂砂;
根据所述模具二的结构将其划分为所述第一模具块和所述第二模具块;
在所述第二模具块上开设所述骨架槽;
制作所述骨架,所述骨架为框架结构,并且在所述骨架下端部开设吊鼻孔;
将所述骨架放置在所述骨架槽内,并使所述骨架设有吊鼻孔的一端贯穿所述第二模具块的内腔。
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