CN114147186B - 一种模具翻转孔镶套和实型铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转孔镶套和实型铸造方法，包括圆柱体状的镶套本体，所述镶套本体上同轴设置有盲孔或通孔，所述镶套本体的外周面上设置有沿其轴向等距间隔布置的多个用于在实型铸造时保证盲孔或通孔的直径大小的环形凸台，每个环形凸台上旋转对称设置有多个用于在实型铸造时保证镶套本体不转动的防转槽，所述防转槽沿所述镶套本体的径向延伸。本发明通过翻转孔镶套直接铸造成形汽车覆盖件的翻转孔，具有制作方法简单、成本低、不需要大型侧铣机床加工等优点。

Description

一种模具翻转孔镶套和实型铸造方法

技术领域

本发明属于实型铸造技术领域，具体公开了一种模具翻转孔镶套和实型铸造方法。

背景技术

冲压模具铸件上的翻转孔，是一种用于模具铸件在加工制作、安装调试及后期维护保养过程中模具翻转的工艺结构，一般每个铸件设置8个翻转孔，分布冲压模具铸件两端面外轮廓的四角上，如下图1所示。

由于冲压模具铸件具有重量重、轮廓尺寸大等特点，同时由于该类铸件的翻转，没有专用的翻转设备或工装，只能使用生产现场的通用的起重设备设施，因此对翻转孔的孔径尺寸精、位置精度、同向孔的同轴度均有较高的要求。目前该铸件孔采用机加工方式制作，即铸造过程中铸件孔不铸出，铸造生产完成后，铸件加工过程中通过侧铣等方式加工做出。

由于汽车覆盖件冲压模具铸件，单个铸铁件重量一般均在几吨至十几吨不等，均为大型铸造件，因此该制作方法一般需要大型侧铣铣床等专用机加工设备，导致该制作方法具有制作成本高、加工困难等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种模具翻转孔镶套和实型铸造方法，其取代在模具铸件上直接钻孔加工形成翻转孔的制作工艺，通过翻转孔镶套直接铸造成形汽车覆盖件的翻转孔，具有制作方法简单、成本低、不需要大型侧铣机床加工等优点。

本发明公开了一种模具翻转孔镶套，包括圆柱体状的镶套本体，所述镶套本体上同轴设置有盲孔或通孔，所述镶套本体的外周面上设置有沿其轴向等距间隔布置的多个用于在实型铸造时保证盲孔或通孔的直径大小的环形凸台，每个环形凸台上旋转对称设置有多个用于在实型铸造时保证镶套本体不转动的防转槽，所述防转槽沿所述镶套本体的径向延伸。

在本发明的一种优选实施方案中，所述盲孔或所述通孔的直径d为： d＝[(D+0.5)×(1+0.58％)]，尺寸上偏差为+0.1mm，下偏差为0mm，其中，D为翻转孔内直径。

在本发明的一种优选实施方案中，所述环形凸台高度为t，宽度优选地为2t，数量按L/100+2取整后确定，均匀分布于所述翻转孔两侧端面2t范围内，其中 t为镶套本体径向厚度,优选地为5mm，L翻转孔长度，单位mm。

在本发明的一种优选实施方案中，所述防转槽的横截面形状为等腰三角形。

在本发明的一种优选实施方案中，所述镶套本体的外周面上设置有沿其径向延伸的用于打断的应力环槽。

在本发明的一种优选实施方案中，翻转孔镶套为钢制套管。

本发明还公开了一种实型铸造方法，在汽车覆盖件的泡沫塑料模型上依据待加工的翻转孔的位置加工定位孔；将前述的模具翻转孔镶套安装至定位孔进行实型铸造成型汽车覆盖件。

在本发明的一种优选实施方案中，所述定位孔的孔径与所述翻转孔镶套的环形凸台的外径相对应。

在本发明的一种优选实施方案中，实型铸造过程中，泡沫塑料模型表面上涂设有2-3mm的耐火涂料。

在本发明的一种优选实施方案中，所述定位孔与所述翻转孔镶套之间填充有型砂。

在本发明的一种优选实施方案中，铸件成型后，利用应力环槽拆除翻转孔镶套的外露部分，将定位孔内型砂及粘附的涂料清理干净，打磨平整翻转孔镶套的端面后使用圆锥磨头在翻转孔镶套的内孔端面加工45度倒角，利用专用检验棒检查翻转孔镶套，确保模具铸件使用过程中，翻转棒能够正常插入翻转套孔内。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、成本低，能够有效地取代在模具铸件上直接钻孔加工形成翻转孔的制作工艺，本发明通过在实型铸造件泡沫塑料模型上提前装入尺寸合适的翻转孔镶套，在铸件浇注成形后，翻转孔镶套直接镶嵌在铸件上，形成冲压模具铸件的翻转孔，具有制作方法简单、成本低、不需要大型侧铣机床加工等优点；由于铸型浇注铁水后，镶入的钢质套管会随铸升高，然后再随铁水凝固、冷却，打箱后随铸件冷却至常湿状态，在随铁水、铸件温度变化过程中，镶入的翻转孔镶套会出现膨胀-随铁水降温收缩-随铸件冷却收缩这一物理变化过程，翻转孔镶套的内孔孔径在装入模型后相应地出现了增大-变小-冷却至常温孔径稳定过程，为了保证翻转孔镶套孔径的符合要求，本发明在镶套本体的外周面上设置了沿其轴向等距间隔布置的多个用于在实型铸造时保证盲孔或通孔的直径大小的环形凸台，从而保证了确保铸铁冷却后镶套本体内孔孔径满足翻转孔公差0～+1mm的尺寸要求；进一步的，本发明为防止翻转孔镶套在使用过程中出现松脱、转动现象，在环形凸台上增加了防转槽(将环形凸台上划分为多个环状筋结构)，其不仅没有降低翻转孔镶套的刚度，同时也不会影响内孔尺寸的稳定性；进一步的，本发明公开的盲孔或所述通孔的直径是经过多次试验提取的经验公式，其对翻转孔镶套的涉及具有直接的指导意义，并不是所属技术领域通过有限次试验可以获取的；进一步的，本发明提供了环形图凸台的设计公式，带有该结构的翻转孔镶套，内孔孔径在应用不同场所条件下，更具稳定、可控性；进一步的，本发明通过将防转槽的横截面形状为等腰三角形，不仅没有降低翻转孔镶套的刚度，同时也不会影响内孔尺寸的稳定性，而且便于加工制造；进一步的，本发明通过在的外周面上设置有沿其径向延伸的用于打断的应力环，更利于翻转孔镶套成型后的加工；进一步的，本发明公开的实型铸造方法所制作的翻转孔具有制作方法简单、成本低、不需要大型侧铣机床加工等优点。

附图说明

图1是本发明一种模具翻转孔镶套的主视图(通孔)；

图2是本发明一种模具翻转孔镶套的侧视图(通孔)；

图3是本发明一种模具翻转孔镶套的主视图(盲孔)；

图4是本发明一种模具翻转孔镶套的侧视图(盲孔)；

图5是本发明一种模具翻转孔镶套的设置位置示意图；

图中：1-镶套本体；2-环形凸台；3-防转槽；4-应力环槽；5-翻转孔镶套。

具体实施方式

下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

进一步的，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

汽车覆盖冲压模具铸件的翻转孔，为模具铸件的安全项，在模具铸件的设计制及使用过程中，对孔的尺寸、孔位置及稳定性，都有比较严格的要求。为防止套管在使用过程中出现松动、脱落等现场，在镶嵌面上须设置有防脱槽结构，在圆周设置防套管转动结构，同时为牢固固定盲孔式翻转孔，还须该类套管上设置有埋入型砂内固定端。因翻转孔孔径，与翻转棒之间有严格的配合公差要求，而在铸造过程中，镶入的翻转套管会随铸件的收缩出现相应的尺寸变化，因此镶入件的孔径尺寸，需要通过试验验证，最终确定不同规格翻转孔的孔径尺寸。

本发明所要解决的问题的难点在于：铸型浇注铁水后，镶入的钢质套管会随铸升高，然后再随铁水凝固、冷却，打箱后随铸件冷却至常湿状态。在随铁水、铸件温度变化过程中，镶入的套管会出现膨胀-随铁水降温收缩-随铸件冷却收缩这一物理变化过程，套管孔孔径在装入模型后相应地出现了增大-变小-冷却至常温孔径稳定过程。孔径实际变化，受铸件结构、浇注温度、镶件材质等多因素影响，因此为确保铸铁冷却后，套管孔孔径满足翻转孔公差0～+1mm的尺寸要求，须选择一种尺寸变化稳定、受铸件结构、浇注温度变化影响小的镶套套管结构

本发明公开了一种模具翻转孔镶套，其包括圆柱体状的镶套本体1，镶套本体1上同轴设置有盲孔或通孔，镶套本体1的外周面上设置有沿其轴向等距间隔布置的多个用于在实型铸造时保证盲孔或通孔的直径大小的环形凸台2，每个环形凸台2上旋转对称设置有多个用于在实型铸造时保证镶套本体1不转动的防转槽3，防转槽3沿镶套本体1的径向延伸。因结构需要，部分模具铸件的翻转孔为盲孔结构，此时也需要铸入盲孔结构的镶套本体1；与通孔式套管相比，盲孔式套管在保证铸入后内孔径尺符合孔径公差要求的同时，还须保证套管有合理的定位方式、预防盲孔端出现严重气孔、防止盲孔端型砂烧结等问题。翻转孔作为模具使用过程中的安全项，须保证镶套套管镶入的安全可靠性。为防止套管在使用过程中出现松脱、转动现象，在套管结构上下须设置有防止套管松动脱出、套管转动的预防结构。

优选地，盲孔或通孔的直径d为：d＝[(D+0.5)×(1+0.58％)]，尺寸上偏差为 +0.1mm，下偏差为0mm，其中，D为翻转孔内直径。

盲孔或通孔的内径选择的原理如下：因套管镶入后，存在先膨胀后收缩的一个复杂过程，因此套管镶随铸件冷却至室温后，内孔径尺寸既不是原尺寸，也不是简单地铸件收缩后的尺寸。

1)套管加工尺寸选择

套管镶入后，内孔孔径公差为0-+1mm，为防止降低尺寸变化导致的超差风险，故套管的目标尺寸按D+0.5mm确定(D为翻转孔内直径)。

2)尺寸变化规律

在通过了结构设计增加套管内孔终尺寸的稳定后，对比镶铸前后尺寸变化，确套管内尺寸变化约为-0.58％。

3)镶件内孔孔径公差

考虑到实际加工过程中，套管内孔径所能达到的加工公差要求，镶件加工内孔径公差确定为0～+0.1mm。

结构套管镶入后目标尺寸，并考虑铸造过程中孔径变化情况，套管加工后内孔孔径确定为:

d＝[(D+0.5)×(1+0.58％)]，尺寸上偏差为+0.1mm，下偏差为0mm。

优选地，环形凸台2的高度为t(即环形凸台2的外周面与镶套本体1的外周面之间的间距)，环形凸台2的宽度优选地为2t(即环形凸台2沿镶套本体1 的轴向的长度)，环形凸台2的数量按L/100+2取整后确定，均匀分布于所述翻转孔两侧端面2t范围内，其中t为镶套本体1的径向厚度,优选地为5mm，L翻转孔长度，单位mm。

优选地，防转槽3的横截面形状为等腰三角形。

优选地，镶套本体1的外周面上设置有沿其径向延伸的用于打断的应力环槽4。

本发明还公开了一种实型铸造方法，在汽车覆盖件的泡沫塑料模型上依据待加工的翻转孔的位置加工定位孔；翻转孔镶套安装至定位孔进行实型铸造成型汽车覆盖件。

优选地，其具体步骤包括，

S1.套管安装

泡沫塑料模型制作过程中，须提前在模型上做出镶套的安装孔，孔位置中心按翻转孔中心确定，孔径与套管外径相匹配，以保证套管在模型上牢固固定，防止在泡沫模型刷涂料及搬运过程中出现松动、脱落等现象。套管安装完成后，还须做位置度、同轴检查，防止套管歪斜影响翻转孔的使用。套管安装完成后，还须对钢质套管与模型间的缝隙做修补处理，防止此类缝出现在铸件上，形成安全隐患。

S2.涂料刷涂

实型铸造过程中，为防止铸件出现严重的粘砂缺陷，须在泡沫塑料模型表面刷2-3mm的耐火涂料。在模型刷涂料过程中，套管表面也刷厚度2-3mm的涂料，防止在高温状态下，套管表面出现粘砂及套管内型砂出现烧结现象，造成套管报废无法使用。

S3.摏砂造型

铸件造型过程中，翻转孔套管内也须摏入型砂，对套管进行固定，防止在浇注过程中，套管出现错动，造成套管出现偏移，导致镶套管无法。同时，摏入的型砂，也可以有效预防套管在型腔浇注铁水后，在高温、高压状态下，套管出现变形导致孔径变形及尺寸不准，导致翻转棒无法插入翻转孔内。

S4.铸件清理

铸件成型后，套管已镶铸在铸件。在铸件清理过程中，须将盲孔式套管的外露固定端打断清掉，将孔内型砂及粘附的涂料清理干净，端面打磨平整，使用圆锥磨头在套管内孔端面打磨约45度倒角，方便翻转棒插入。

S5.套管检查

铸件发交前，使用专用检验棒，对翻转套进行检查，确保模具铸件使用过程中，翻转棒能够正常插入翻转套孔内。

S6.铸入式翻转套的使用

通过翻转孔镶套铸造工艺制作出的翻转孔与机加工方式制件出的翻转孔，使用方法、方式完全一致，完全没有特殊的使用要求。

S7.缺陷预防

翻转孔套管镶铸过程中，须采取诸如本实施方式3-4所载的内孔涂料刷涂及内已摏砂造型等方式，来防止套管内壁出现多肉类凸瘤缺陷。

优选地，定位孔的孔径与翻转孔镶套的环形凸台2的外径相对应。

优选地，实型铸造过程中，泡沫塑料模型表面上涂设有2-3mm的耐火涂料。

优选地，定位孔与翻转孔镶套之间填充有型砂。

优选地，铸件成型后，利用应力环槽4拆除翻转孔镶套的外露部分，将定位孔内型砂及粘附的涂料清理干净，打磨平整翻转孔镶套的端面后使用圆锥磨头在翻转孔镶套的内孔端面加工45度倒角，利用专用检验棒检查翻转孔镶套，确保模具铸件使用过程中，翻转棒能够正常插入翻转套孔内。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模具翻转孔镶套，其特征在于：包括圆柱体状的镶套本体（1），所述镶套本体（1）上同轴设置有盲孔或通孔，所述镶套本体（1）的外周面上设置有沿其轴向等距间隔布置的多个用于在实型铸造时保证盲孔或通孔的直径大小的环形凸台（2），每个环形凸台（2）上旋转对称设置有多个用于在实型铸造时保证镶套本体（1）不转动的防转槽（3），所述防转槽（3）沿所述镶套本体（1）的径向延伸；所述盲孔或所述通孔的直径d为：d=[(D+0.5)×(1+0.58%)]，尺寸上偏差为+0.1mm，下偏差为0mm，其中，D为翻转孔内直径；每个环形凸台（2）高度为t，每个环形凸台（2）的宽度为2t，环形凸台（2）的总数量为（L/100+2）取整，均匀分布于所述翻转孔两侧端面2t范围内，其中t为镶套本体（1）的径向厚度，L为翻转孔长度，单位mm。

2.根据权利要求1所述的模具翻转孔镶套，其特征在于：所述防转槽（3）的横截面形状为等腰三角形。

3.根据权利要求1所述的模具翻转孔镶套，其特征在于：所述镶套本体（1）的外周面上设置有沿其径向延伸的用于打断的应力环槽（4）。

4.一种实型铸造方法，其特征在于：在汽车覆盖件的泡沫塑料模型上依据待加工的翻转孔的位置加工定位孔；将如权利要求1-3任一项所述的模具翻转孔镶套安装至定位孔进行实型铸造成型汽车覆盖件。

5.根据权利要求4所述的实型铸造方法，其特征在于：所述定位孔的孔径与所述翻转孔镶套的环形凸台（2）的外径相对应。

6.根据权利要求4所述的实型铸造方法，其特征在于：实型铸造过程中，泡沫塑料模型表面上涂设有2-3mm的耐火涂料。

7.根据权利要求4所述的实型铸造方法，其特征在于：所述定位孔与所述翻转孔镶套之间填充有型砂。

8.根据权利要求4所述的实型铸造方法，其特征在于：铸件成型后，利用应力环槽（4）拆除翻转孔镶套的外露部分，将定位孔内型砂及粘附的涂料清理干净，打磨平整翻转孔镶套的端面后使用圆锥磨头在翻转孔镶套的内孔端面加工45度倒角，利用专用检验棒检查翻转孔镶套，确保模具铸件使用过程中，翻转棒能够正常插入翻转套孔内。