CN115090865A - 一种金属铸件的节能型铸造装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造装置技术领域，具体为一种金属铸件的节能型铸造装置及其工作方法，包括箱体、铸造箱和冷却箱，所述铸造箱的内部设置有除气泡机构，本发明通过在铸造箱内部设置的除气泡机构，减少液态金属料充入成型模具内部时产生的气泡量，提高金属铸件成型的质量，利用注料管插入成型模具内部，将液态金属缓慢注入成型模具的内部，解决了高速将液态金属充入型腔容易导致铸件成型效果差的问题，在通过注料管向成型模具内部注入液态金属的过程中，利用气孔让铸造箱的内部产生负压，配合高频振动器让液态金属中上浮的气泡被及时抽走，通过抽取液态金属中的气泡从而有效提高金属铸件的成型质量。

Description

一种金属铸件的节能型铸造装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及铸造装置技术领域，具体为一种金属铸件的节能型铸造装置及其工作方法。

背景技术

铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。目前在对金属铸件进行铸造时，是利用高压作用，使液态或者半液态的金属以较高的速度充填压铸型型腔，在压力下成型和凝固而获得铸件，通过压力铸造的铸件具有产品质量好、生产效率高、经济效果优良等优点，但是压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，导致型腔内铸件的成型效果差，且成型的铸件内部容易产生大量气泡，影响对铸件后续的热处理，另外在对液态金属或半液态金属进行充入型腔时，需要耗能对型腔进行预热处理，提高能源消耗，并且液态金属由于温度过高进入型腔内部也会影响铸件的成型，但是目前对于液态金属在输送过程中的热能消耗缺少一个换热机构，对液态金属输送过程中消耗的热能没能进行采集再利用，进而造成热能的浪费。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属铸件的节能型铸造装置及其工作方法，解决以下的问题：(1)高速将液态金属充入型腔容易导致铸件成型效果差，成型铸件内部含有大量气泡，对金属铸件的铸造效率低；(2)对于液态金属输送过程中消耗的热能缺少采集机构，造成热能浪费。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种金属铸件的节能型铸造装置，包括箱体、铸造箱和冷却箱，所述铸造箱与冷却箱均位于箱体的内部，且铸造箱与冷却箱的正面均设置有密封门，所述铸造箱的内部活动设置有放置架，且放置架的内部开设有放置槽，所述铸造箱的内部设置有除气泡机构；

所述除气泡机构包括注料管，所述注料管的顶端与进料导管的底部滑动连接，且注料管的底端延伸至铸造箱的内部，所述铸造箱内部的上方设置有活动架，且活动架的内部与注料管的表面固定连接，所述铸造箱顶部的两侧对称设置有液压缸，且两个液压缸驱动轴的一端分别与活动架顶部的两侧固定连接，所述铸造箱内部的下方设置有高频振动器，且高频振动器的顶部设置有连接架，所述连接架的顶部开设有与放置架相配合的滑槽，且放置架放置在连接架的上方，所述铸造箱正面的上方设置有负压箱，且负压箱的底部连通有导气管，所述活动架的内部开设有导气槽，且导气槽的底部开设有气孔，所述导气槽的内部连通有固定管，且固定管的顶部滑动设置有抽气管，所述导气管的一端延伸至铸造箱的内部，且导气管的一端与抽气管的顶端连通。

优选的，所述箱体的内部设置有进料导管，且进料导管的一端延伸至铸造箱的内部，所述进料导管的表面设置有换热机构，且换热机构分别延伸至铸造箱与冷却箱的内部。

优选的，所述换热机构包括换热管，所述换热管套设在进料导管的表面，且换热管的两端分别设置有第一导流管和第二导流管，所述铸造箱与冷却箱的内部分别设置有第一换热架和第二换热架，且第一换热架的内部与第一导流管的一端连通，第二换热管的一端与第二导流管的一端连通。

优选的，所述第一换热架和第二换热架的正面均设置有换热板，且放置架的背面与底部均开设有与换热板相配合的凹槽，所述第一换热架的背面设置有出水管，所述第二换热架的底部设置有进水管，所述进料导管的表面设置有换热翅片。

优选的，所述冷却箱内壁的背面设置有位移机构，且位移机构的一侧与放置架的一侧活动连接，所述位移机构包括拉杆，所述拉杆的一端设置有密封板，且密封板的左侧设置有电磁铁，所述放置架的右侧设置有可被磁体吸引的金属片，所述铸造箱的右侧开设有与密封板相配合的密封槽，所述冷却箱内壁的背面滑动设置有活动块，且活动块的一侧与拉杆的一端连接，所述冷却箱与铸造箱之间设置有滑板。

一种金属铸件的节能型铸造装置的工作方法，具体包括以下步骤：

步骤一、将铸造箱正面的密封门打开，在放置架的内部装入成型模具，将放置架放入连接架内部的滑槽中，关上密封门；

步骤二、两个液压缸驱动轴推动活动架带动注料管插入成型模具内部，从进料导管通过注料管向成型模具内部注入液态金属，高频振动器通过连接架带动成型模具产生高频震动，成型模具在震动的过程中让液态金属中的气泡上浮；

步骤三、成型模具中液态金属内部气泡在上浮后，通过在负压箱内部产生负压，接着通过导气管、抽气管与固定管让导气槽的内部产生负压，利用气孔让铸造箱的内部产生负压，配合高频振动器让液态金属中上浮的气泡被及时抽走；

步骤四、通过拉杆将成型模具拉入冷却箱中，通过进水管向第二换热架的内部通入低温传热剂，低温传热剂通过换热板直接作用在成型模具的底部，对液态金属进行冷却，将冷却成型后的金属铸件从冷却箱的内部取出，同时在铸造箱的内部继续进行金属铸件的铸造；

步骤五、传热剂通过第二导流管流入换热管中，传热剂流过换热翅片的表面将液态金属消耗的热量进行吸收，传热剂通过第一导流管流入第一换热架的内部，利用第一换热架正面的换热板将传热剂中吸收的热量导入成型模具的内部，完成对成型模具的预热处理。

(三)有益效果

本发明提供了一种金属铸件的节能型铸造装置及其工作方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)通过在铸造箱内部设置的除气泡机构，减少液态金属料充入成型模具内部时产生的气泡量，提高金属铸件成型的质量，利用两个液压缸驱动轴推动活动架在铸造箱的内部向下滑动，活动架带动注料管插入成型模具内部，将液态金属缓慢注入成型模具的内部，解决了高速将液态金属充入型腔容易导致铸件成型效果差的问题，在通过注料管向成型模具内部注入液态金属的过程中，高频振动器带动连接架产生高频震动，连接架将震动通过放置架传入成型模具的内部，成型模具在震动的过程中让液态金属中的气泡上浮，成型模具中液态金属内部气泡在上浮后，通过在负压箱内部产生负压，接着通过导气管、抽气管与固定管让导气槽的内部产生负压，利用气孔让铸造箱的内部产生负压，配合高频振动器让液态金属中上浮的气泡被及时抽走，通过抽取液态金属中的气泡从而有效提高金属铸件的成型质量；

(2)通过进水管向第二换热架的内部通入低温传热剂，低温传热剂从第二换热架中流通上方的换热板，低温传热剂通过换热板直接作用在成型模具的底部，对成型模具中的液态金属进行快速冷却，提高对金属铸件的成型效率，接着传热剂从第二换热架中通过第二导流管流入换热管中，传热剂流过换热翅片的表面，将液态金属消耗的热量进行吸收，最后传热剂通过第一导流管流入第一换热架的内部，利用第一换热架正面的换热板与成型模具的表面直接接触，将传热剂中吸收的热量导入成型模具的内部，完成对成型模具的预热处理，无需另外架设预热机构，实现对液态金属输送过程中所消耗热能的采集利用，降低金属铸件铸造的能源成本消耗，提高铸造装置的节能性。

附图说明

图1为本发明一种金属铸件的节能型铸造装置结构的示意图；

图2为本发明换热管与进料导管结构的剖视图；

图3为本发明第一换热架结构的示意图；

图4为本发明滑板与第二换热架结构的示意图；

图5为本发明活动架与注料管结构的剖视图；

图6为本发明放置架与连接架结构的示意图；

图7为本发明箱体与进料导管结构的侧视图；

图8为本发明图1中A处结构的放大图。

图中，10、箱体；20、铸造箱；30、冷却箱；40、密封门；50、放置架；60、放置槽；70、进料导管；101、换热管；102、第一导流管；103、第二导流管；104、第一换热架；105、第二换热架；106、换热板；107、凹槽；108、出水管；109、进水管；110、换热翅片；201、注料管；202、活动架；203、液压缸；204、高频振动器；205、连接架；206、滑槽；207、负压箱；208、导气管；209、导气槽；210、气孔；211、固定管；212、抽气管；301、拉杆；302、密封板；303、电磁铁；304、金属片；305、密封槽；306、活动块；307、滑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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：

请参阅图1-4所示，一种金属铸件的节能型铸造装置，包括箱体10、铸造箱20和冷却箱30，铸造箱20与冷却箱30均位于箱体10的内部，且铸造箱20与冷却箱30的正面均设置有密封门40，铸造箱20的内部活动设置有放置架50，且放置架50的内部开设有放置槽60，其中放置槽60的内部放置有成型模具(图中未示出)，铸造箱20的内部设置有除气泡机构，通过在铸造箱20内部设置的除气泡机构，减少液态金属料充入成型模具内部时产生的气泡量，提高金属铸件成型的质量。

箱体10的内部设置有进料导管70，且进料导管70的一端延伸至铸造箱20的内部，进料导管70的表面设置有换热机构，且换热机构分别延伸至铸造箱20与冷却箱30的内部，通过在换热机构中通入低温传热剂，首先利用传热剂对冷却箱30内部的成型模具进行快速冷却，吸收了成型模具温度的传热剂流向进料导管70的表面，传热剂对液态金属进料过程中消耗的热能进行吸收，最后吸收了热能的传热剂进入铸造箱20中，利用传热剂中吸收的热能对铸造箱20中的成型模具进行预热处理，通过对液态金属输送过程中热能的进行采集利用，降低金属铸件在铸造过程中的能源消耗，实现对金属铸件的节能型铸造。

冷却箱30内壁的背面设置有位移机构，且位移机构的一侧与放置架50的一侧活动连接，在铸造箱20的内部对放置架50中成型模具完成充料处理后，利用位移机构将放置架50整体从铸造箱20中拉入冷却箱30中，配合冷却箱30内部的换热机构实现对放置架50内部成型模具的快速冷却，加速对金属铸件的成型效率，从而提高对金属铸件的连续加工。

换热机构包括换热管101，换热管101套设在进料导管70的表面，且换热管101的两端分别设置有第一导流管102和第二导流管103，铸造箱20与冷却箱30的内部分别设置有第一换热架104和第二换热架105，且第一换热架104的内部与第一导流管102的一端连通，第二换热管101的一端与第二导流管103的一端连通，第一换热架104和第二换热架105的正面均设置有换热板106，且放置架50的背面与底部均开设有与换热板106相配合的凹槽107，其中凹槽107的内部与放置槽60的内部连通，在将成型模具装入放置槽60内部后，换热板106的表面与成型模具的表面接触，实现对成型模具的快速预热以及冷却处理，第一换热架104的背面设置有出水管108，第二换热架105的底部设置有进水管109，在对换热机构进行使用时，通过进水管109向第二换热架105的内部通入低温传热剂，低温传热剂从第二换热架105中流通上方的换热板106，低温传热剂通过换热板106直接作用在成型模具的底部，对成型模具中的液态金属进行快速冷却，提高对金属铸件的成型效率，接着传热剂从第二换热架105中通过第二导流管103流入换热管101中，进料导管70的表面设置有换热翅片110，传热剂流过换热翅片110的表面，将液态金属消耗的热量进行吸收，最后传热剂通过第一导流管102流入第一换热架104的内部，利用第一换热架104正面的换热板106与成型模具的表面直接接触，将传热剂中吸收的热量导入成型模具的内部，完成对成型模具的预热处理，无需另外架设预热机构，实现对液态金属输送过程中所消耗热能的采集利用，降低金属铸件铸造的能源成本消耗，提高铸造装置的节能性。

实施例2：

请参阅图5-7所示，除气泡机构包括注料管201，注料管201的顶端与进料导管70的底部滑动连接，且注料管201的底端延伸至铸造箱20的内部，铸造箱20内部的上方设置有活动架202，且活动架202的内部与注料管201的表面固定连接，铸造箱20顶部的两侧对称设置有液压缸203，且两个液压缸203驱动轴的一端分别与活动架202顶部的两侧固定连接，利用两个液压缸203驱动轴推动活动架202在铸造箱20的内部向下滑动，活动架202带动注料管201插入成型模具内部，将液态金属缓慢注入成型模具的内部，解决了高速将液态金属充入型腔容易导致铸件成型效果差的问题。铸造箱20内部的下方设置有高频振动器204，且高频振动器204的顶部设置有连接架205，连接架205的顶部开设有与放置架50相配合的滑槽206，且放置架50放置在连接架205的上方，在通过注料管201向成型模具内部注入液态金属的过程中，高频振动器204带动连接架205产生高频震动，连接架205将震动通过放置架50传入成型模具的内部，成型模具在震动的过程中让液态金属中的气泡上浮。铸造箱20正面的上方设置有负压箱207，且负压箱207的底部连通有导气管208，活动架202的内部开设有导气槽209，且导气槽209的底部开设有气孔210，导气槽209的内部连通有固定管211，且固定管211的顶部滑动设置有抽气管212，导气管208的一端延伸至铸造箱20的内部，且导气管208的一端与抽气管212的顶端连通，成型模具中液态金属内部气泡在上浮后，通过在负压箱207内部产生负压，接着通过导气管208、抽气管212与固定管211让导气槽209的内部产生负压，利用气孔210让铸造箱20的内部产生负压，配合高频振动器204让液态金属中上浮的气泡被及时抽走，通过抽取液态金属中的气泡从而有效提高金属铸件的成型质量。

实施例3：

请参阅图1和图8所示，位移机构包括拉杆301，拉杆301的一端设置有密封板302，且密封板302的左侧设置有电磁铁303，放置架50的右侧设置有可被磁体吸引的金属片304，通过对电磁铁303磁性的通断控制，让电磁铁303与金属片304之间进行连接和分离，在连接时，通过拉杆301对放置架50从铸造箱20的内部拉入冷却箱30中，实现对放置架50的自动输送，铸造箱20的右侧开设有与密封板302相配合的密封槽305，通过密封板302与密封槽305之间的配合连接，保证铸造箱20内部在进行液态金属料注入成型模具过程中的气密性，从而配合除气泡机构中提高对液态金属中气泡的去除效果。冷却箱30内壁的背面滑动设置有活动块306，且活动块306的一侧与拉杆301的一端连接，其中活动块306的一侧通过直线伺服系统驱动，利用活动块306带动拉杆301将放置架50整体拉入冷却箱30中，实现对金属铸件的快速冷却成型。冷却箱30的内部设置有滑板307，且滑板307的左侧与铸造箱20的右侧固定连接，通过滑板307保证放置架50从铸造箱20中进入冷却箱30内部的稳定性，同时第二换热架105位于滑板307的内部。

实施例4：

请参阅图1-8所示，一种金属铸件的节能型铸造装置的工作方法，具体包括以下步骤：

步骤一、将铸造箱20正面的密封门40打开，在放置架50的内部装入成型模具，将放置架50放入连接架205内部的滑槽206中，关上密封门40；

步骤二、将液态金属从进料导管70通入箱体10的内部，两个液压缸203驱动轴推动活动架202在铸造箱20的内部向下滑动，活动架202带动注料管201插入成型模具内部，液态金属从进料导管70进入注料管201中，在通过注料管201向成型模具内部注入液态金属的过程中，高频振动器204带动连接架205产生高频震动，连接架205将震动通过放置架50传入成型模具的内部，成型模具在震动的过程中让液态金属中的气泡上浮；

步骤三、成型模具中液态金属内部气泡在上浮后，通过在负压箱207内部产生负压，接着通过导气管208、抽气管212与固定管211让导气槽209的内部产生负压，利用气孔210让铸造箱20的内部产生负压，配合高频振动器204让液态金属中上浮的气泡被及时抽走；

步骤四、通过拉杆301对放置架50从铸造箱20的内部拉入冷却箱30中，通过进水管109向第二换热架105的内部通入低温传热剂，低温传热剂从第二换热架105中流通上方的换热板106，低温传热剂通过换热板106直接作用在成型模具的底部，对成型模具中的液态金属进行快速冷却，将冷却成型后的金属铸件从冷却箱30的内部取出，同时在铸造箱20的内部放入带有成型模具的放置架50继续进行金属铸件的铸造；

步骤五、传热剂从第二换热架105中通过第二导流管103流入换热管101中，传热剂流过换热翅片110的表面，将液态金属消耗的热量进行吸收，最后传热剂通过第一导流管102流入第一换热架104的内部，利用第一换热架104正面的换热板106与成型模具的表面直接接触，将传热剂中吸收的热量导入成型模具的内部，完成对成型模具的预热处理。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种金属铸件的节能型铸造装置，包括箱体(10)、铸造箱(20)和冷却箱(30)，所述铸造箱(20)与冷却箱(30)均位于箱体(10)的内部，且铸造箱(20)与冷却箱(30)的正面均设置有密封门(40)，其特征在于：所述铸造箱(20)的内部活动设置有放置架(50)，且放置架(50)的内部开设有放置槽(60)，所述铸造箱(20)的内部设置有除气泡机构；

所述除气泡机构包括注料管(201)，所述注料管(201)的顶端与进料导管(70)的底部滑动连接，且注料管(201)的底端延伸至铸造箱(20)的内部，所述铸造箱(20)内部的上方设置有活动架(202)，且活动架(202)的内部与注料管(201)的表面固定连接，所述铸造箱(20)顶部的两侧对称设置有液压缸(203)，且两个液压缸(203)驱动轴的一端分别与活动架(202)顶部的两侧固定连接，所述铸造箱(20)内部的下方设置有高频振动器(204)，且高频振动器(204)的顶部设置有连接架(205)，所述连接架(205)的顶部开设有与放置架(50)相配合的滑槽(206)，且放置架(50)放置在连接架(205)的上方，所述铸造箱(20)正面的上方设置有负压箱(207)，且负压箱(207)的底部连通有导气管(208)，所述活动架(202)的内部开设有导气槽(209)，且导气槽(209)的底部开设有气孔(210)，所述导气槽(209)的内部连通有固定管(211)，且固定管(211)的顶部滑动设置有抽气管(212)，所述导气管(208)的一端延伸至铸造箱(20)的内部，且导气管(208)的一端与抽气管(212)的顶端连通。

2.根据权利要求1所述的一种金属铸件的节能型铸造装置，其特征在于：所述箱体(10)的内部设置有进料导管(70)，且进料导管(70)的一端延伸至铸造箱(20)的内部，所述进料导管(70)的表面设置有换热机构，且换热机构分别延伸至铸造箱(20)与冷却箱(30)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种金属铸件的节能型铸造装置，其特征在于：所述换热机构包括换热管(101)，所述换热管(101)套设在进料导管(70)的表面，且换热管(101)的两端分别设置有第一导流管(102)和第二导流管(103)，所述铸造箱(20)与冷却箱(30)的内部分别设置有第一换热架(104)和第二换热架(105)，且第一换热架(104)的内部与第一导流管(102)的一端连通，第二换热管(101)的一端与第二导流管(103)的一端连通。

4.根据权利要求3所述的一种金属铸件的节能型铸造装置，其特征在于：所述第一换热架(104)和第二换热架(105)的正面均设置有换热板(106)，且放置架(50)的背面与底部均开设有与换热板(106)相配合的凹槽(107)，所述第一换热架(104)的背面设置有出水管(108)，所述第二换热架(105)的底部设置有进水管(109)，所述进料导管(70)的表面设置有换热翅片(110)。

5.根据权利要求1所述的一种金属铸件的节能型铸造装置，其特征在于：所述冷却箱(30)内壁的背面设置有位移机构，且位移机构的一侧与放置架(50)的一侧活动连接，所述位移机构包括拉杆(301)，所述拉杆(301)的一端设置有密封板(302)，且密封板(302)的左侧设置有电磁铁(303)，所述放置架(50)的右侧设置有可被磁体吸引的金属片(304)，所述铸造箱(20)的右侧开设有与密封板(302)相配合的密封槽(305)，所述冷却箱(30)内壁的背面滑动设置有活动块(306)，且活动块(306)的一侧与拉杆(301)的一端连接，所述冷却箱(30)与铸造箱(20)之间设置有滑板(307)。

6.一种金属铸件的节能型铸造装置的工作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、将铸造箱(20)正面的密封门(40)打开，在放置架(50)的内部装入成型模具，将放置架(50)放入连接架(205)内部的滑槽(206)中，关上密封门(40)；

步骤二、两个液压缸(203)驱动轴推动活动架(202)带动注料管(201)插入成型模具内部，从进料导管(70)通过注料管(201)向成型模具内部注入液态金属，高频振动器(204)通过连接架(205)带动成型模具产生高频震动，成型模具在震动的过程中让液态金属中的气泡上浮；

步骤三、成型模具中液态金属内部气泡在上浮后，通过在负压箱(207)内部产生负压，接着通过导气管(208)、抽气管(212)与固定管(211)让导气槽(209)的内部产生负压，利用气孔(210)让铸造箱(20)的内部产生负压，配合高频振动器(204)让液态金属中上浮的气泡被及时抽走；

步骤四、通过拉杆(301)将成型模具拉入冷却箱(30)中，通过进水管(109)向第二换热架(105)的内部通入低温传热剂，低温传热剂通过换热板(106)直接作用在成型模具的底部，对液态金属进行冷却，将冷却成型后的金属铸件从冷却箱(30)的内部取出，同时在铸造箱(20)的内部继续进行金属铸件的铸造；

步骤五、传热剂通过第二导流管(103)流入换热管(101)中，传热剂流过换热翅片(110)的表面将液态金属消耗的热量进行吸收，传热剂通过第一导流管(102)流入第一换热架(104)的内部，利用第一换热架(104)正面的换热板(106)将传热剂中吸收的热量导入成型模具的内部，完成对成型模具的预热处理。

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