CN116652113A - 浇注系统过滤结构及柴油机机体铸造模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种浇注系统过滤结构及柴油机机体铸造模具,涉及铸件制造技术领域,解决了浇注时金属液中的杂质易进入型腔中,影响铸件质量的技术问题。该浇注系统过滤结构,包括横浇道和内浇口,所有内浇口均与横浇道相连通,内浇口具有倾斜段和平直段,倾斜段位于横浇道和平直段之间,平直段与型腔连通;倾斜段具有倾斜面,倾斜面沿靠近平直段的方向逐渐倾斜向下设置,用于拦截进入平直段的细小杂质,且倾斜段的厚度沿横浇道至内浇口的方向逐渐减小,内浇口连通于倾斜段的底部。倾斜段的倾斜面能够将杂质拦截,防止杂质进入型腔中,减少铸件上的杂质、气泡类缺陷,且内浇口的结构对铸件可起到一定的补缩作用。
Description
技术领域
本发明涉及铸件制造技术领域,尤其是涉及一种浇注系统过滤结构及柴油机机体铸造模具。
背景技术
铸件铸造生产时,各个生产过程均有可能形成各种杂质进入型腔,造成铸件夹杂类缺陷,如当炉料不干净时,会含有大量杂质,熔炼时炉料中的杂质会形成夹杂物;熔炼过程中由于炉衬的侵蚀和脱落,进入金属液形成夹杂;在对金属液进行孕育、球化处理时如工艺不当,生成的杂质也会进入型腔造成夹杂;浇注时金属液与空气接触时形成的氧化物也会由浇道随金属液进入型腔;浇注系统比例不合适,会对铸型造成强烈冲刷及卷气,这些均会在铸件中形成夹杂、气泡等缺陷而影响铸件质量。
为了防止杂质进入型腔,现有技术中在直浇道、横浇道连接处或横浇道的搭接处设置过滤网式过滤器。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题:由于过滤器对金属液存在一定的拦截作用,为了满足金属液单位时间内的流量,过滤器的过滤面积需是其放置处浇道面积的2-5倍,将导致过滤器安放处位置过于臃肿,工艺出品率偏低且工装设计偏大,造成资源浪费。而如果减少过滤面积,不仅会因浇注时间偏长而使金属液温度降低造成铸件冷隔类缺陷,同时大流量金属液会将过滤器冲碎,不仅起不到过滤杂质的作用,还会将冲碎的过滤网碎片带入型腔形成夹杂物。
因此,现有技术中模具使用过滤网式的过滤器,对杂质的过滤效果较差,杂质易进入型腔中,使铸件上存在杂质,影响铸件质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浇注系统过滤结构及柴油机机体铸造模具,以解决现有技术中存在的浇道内的杂质易进入型腔中,影响铸件质量的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供的浇注系统过滤结构,包括横浇道和内浇口,其中:
所有所述内浇口均与所述横浇道相连通,所述内浇口具有倾斜段和平直段,所述倾斜段位于所述横浇道和所述平直段之间,所述平直段与型腔连通;
所述倾斜段具有倾斜面,所述倾斜面沿靠近所述平直段的方向逐渐倾斜向下设置,用于拦截进入所述平直段的杂质,且倾斜段的厚度沿所述横浇道至所述内浇口的方向逐渐减小,所述内浇口连通于所述倾斜段的底部。
优选的,所述倾斜段的底部为平面结构,并与所述平直段的底部平齐,所述倾斜面位于所述倾斜段的上表面。
优选的,所述平直段的水平横截面面积,和/或,所述倾斜段的与所述平直段连接部分的水平横截面面积沿靠近所述型腔的方向逐渐缩小。
优选的,所述平直段的水平横截面为梯形,其中,所述梯形的短边与所述型腔连接。
优选的,所述浇注系统过滤结构还包括过滤器,所述过滤器位于所述横浇道和所述内浇口之间,用于过滤杂质。
优选的,所述过滤器为直孔型过滤器。
优选的,所述内浇口在所述横浇道上设置有10-20个,所述内浇口间隔布置,每个所述内浇口内均设置有所述直孔型过滤器。
优选的,所述浇注系统过滤结构还包括直浇道,所述直浇道与所述横浇道连通。
本发明还提供了一种柴油机机体铸造模具,包括型腔和上述浇注系统过滤结构。
本发明提供的浇注系统过滤结构及柴油机机体铸造模具,与现有技术相比,具有如下有益效果:倾斜段与平直段的结构形成了堤坝式的内浇口,倾斜段的倾斜面能够将细小杂质拦截,防止杂质进入平直段和型腔中,使相对纯净的金属液由倾斜段的底部、平直段流入型腔,可以减少铸件上的杂质、气泡类缺陷,提高铸件材料的致密性;通过平直段与型腔直接连通,金属液在平直段的量少、薄,平直段处的金属液先凝固,能够防止型腔中的金属液倒抽至横浇道中,避免铸件出现缩松、缩孔类缺陷。该柴油机机体铸造模具由于具备上述浇注系统过滤结构,故能够提高铸件的致密性,减少铸件上的杂质、气泡类缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是浇注系统过滤结构的整体结构示意图;
图2是直浇道、横浇道连接处结构示意图;
图3是内浇口、横浇道及过滤器的配合结构侧视图;
图4是内浇口、横浇道及过滤器的配合结构俯视图。
图中1、横浇道;2、内浇口;21、平直段;22、倾斜段;221、倾斜面;222、平面结构;3、型腔;4、直浇道;5、过滤器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供了一种浇注系统过滤结构及柴油机机体铸造模具,能够提高铸件的致密性,减少铸件上的杂质、气泡类缺陷。
下面结合图1-图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
实施例一
如图1-图4所示,本实施例提供了一种浇注系统过滤结构,包括横浇道1和内浇口2,其中:参见图1,所有内浇口2均与横浇道1相连通,参见图3和图4,内浇口2为堤坝式结构,内浇口2具有倾斜段22和平直段21,倾斜段22位于横浇道1和平直段21之间,平直段21与型腔3连通;倾斜段22具有倾斜面221,倾斜面221沿靠近平直段21的方向逐渐倾斜向下设置,用于拦截进入平直段21的杂质,且倾斜段22的厚度沿横浇道1至内浇口2的方向逐渐减小,内浇口2连通于倾斜段22的底部。
参见图3,由横浇道1流出的金属液,其中携带的杂质经过倾斜段22时,能够被倾斜段22的倾斜面221拦截,相对纯净的金属液由倾斜段22的底部、平直段21流入型腔3内。上述结构的倾斜段22、平直段21构成了堤坝式的内浇口2结构,能够起到避渣、补缩的作用。
本实施例的浇注系统过滤结构,倾斜段22与平直段21的结构形成了堤坝式的内浇口2,倾斜段22的倾斜面221能够将杂质拦截,防止杂质进入平直段21和型腔3中,使相对纯净的金属液由倾斜段22的底部、平直段21流入型腔3,可以减少铸件上的杂质、气泡类缺陷,提高铸件材料的致密性;通过平直段21与型腔3直接连通,金属液在平直段21的量少、薄,平直段21处的金属液先凝固,能够防止型腔3中的金属液倒抽至横浇道1中,避免铸件出现缩松、缩孔类缺陷。
作为可选地实施方式,参见图3所示,倾斜段22的底部为平面结构222,并与平直段21的底部平齐,倾斜面221位于倾斜段22的上表面。
倾斜段22的底部与平直段21的底部平齐,便于相对纯净的金属液由倾斜段22的底部、平直段21流入型腔3内,从而减少型腔3内铸件上的杂质、气泡类缺陷,提高铸件材料的致密性。
现有技术中,在直浇道4、横浇道1连接处或横浇道1的搭接处设置过滤网式过滤器。过滤网式过滤器过滤效果差,大流量金属液容易将过滤网式过滤器冲碎,不仅起不到过滤杂质的作用,还会将冲碎的过滤网带入型腔3形成夹杂物。
针对上述问题,浇注系统过滤结构还包括过滤器,过滤器位于横浇道1和内浇口2之间,用于过滤杂质。过滤器为直孔型过滤器5,具体的,为直孔型陶瓷过滤器。
上述直孔型过滤器5为现有的成熟技术,在此对其结构不做赘述。采用直孔型过滤器5,并将直孔型过滤器5设置在横浇道1和内浇口2之间,其过滤效果优于过滤网式过滤器。
倾斜段22的倾斜面221(堤坝式内浇口的上部)能够将通过直孔型过滤器5的细小杂质拦截,通过过滤器的细小杂质漂浮于堤坝式内浇口的上部,使相对纯净的金属液进入型腔,避免铸件上出现夹杂缺陷。
现有技术中,由于过滤器对金属液存在一定的拦截作用,为了满足金属液单位时间内的流量,过滤器的过滤面积需是其放置处浇道面积的2-5倍,将导致过滤器安放处位置过于臃肿,工艺出品率偏低且工装设计偏大,造成资源浪费。而如果减少过滤面积,将会导致浇注时间偏长,使金属液温度降低,容易造成铸件冷隔。
针对上述问题,参见图1和图2所示,作为可选地实施方式,浇注系统过滤结构还包括直浇道4,直浇道4与横浇道1连通。本实施例中,内浇口2在横浇道1上设置有10-20个,内浇口2间隔布置,每个内浇口2内均设置有直孔型过滤器5。本实施例中内浇口2在横浇道1上根据铸件缸孔数量设置有16个。
浇注系统选用底注式并且采用树脂砂造型、制芯,考虑到球铁易氧化、夹渣,选用较快的浇注速度,且要求充型平稳、通畅,浇注系统比例设计为半封闭式浇注系统,这样浇注系统充型平稳,对型腔3的冲刷力小,且具有一定的挡渣作用。同时,使合金液分两侧进入型腔3,按缸孔数量设置16个内浇口2,内浇口2均匀,充型平稳,可以防止铁水流入时对型腔3的冲刷引起的掉砂、氧化等铸造缺陷。
内浇口2的数量需要考虑以下问题:假设该铸件浇注时所需的金属量为3325kg,过滤器有效过滤金属液为1cm3,过滤球铁量为2kg,则:
所需过滤总体积:3325÷2=1662.5cm3
按所设计的铸造工艺及工装条件,可选用的最大陶瓷直孔型过滤器5尺寸为100mm×100mm×20mm,使用时过滤器有一部分尺寸需嵌入砂型以便于固定,因此所用过滤器的有效过滤体积为8cm×8.5cm×2cm=136cm3
所需过滤器个数:1662.5cm3÷136cm3/个≈13个
因此,在直浇道4与横浇道1搭接处设置不少于13个100mm×100mm×20mm的直孔型过滤器5(并不限于该尺寸)。
受工装限制,本实施例中的直浇道4与横浇道1搭接处没有放置如此数量的过滤器,若在直浇道4与横浇道1搭接处设置上述数量的直孔型过滤器5,所需的工装尺寸较大,不仅会造成造型材料的浪费,大大提高生产成本,还会因吃砂量偏大而不利于铸件散热,从而影响铸件质量。
为了解决上述问题,本实施例中将直孔型过滤器5按缸孔数量平均分散设置在16个内浇口2处,在保证金属液通过量的前提下使金属液对直孔型过滤器5的冲击分散开来,不仅可以避免大量金属液对直孔型过滤器5直接冲击造成的破碎,同时也对进入型腔3的金属液进行整流,可以使金属液平稳地进入型腔3,减少熔渣、气泡对机体铸件的影响。
本实施例的浇注系统过滤结构,金属液经直浇道4、横浇道1,进入内浇口2时,被16个内浇口2分流,金属液平稳地进入多个内浇口2,携带的杂质首先经过直孔型过滤器5被初步过滤,然后携带有微小杂质的金属液在流经倾斜段22时,倾斜面221将杂质进行阻挡,较为纯净的金属液经倾斜段22的底部、平直段21进入型腔3,提高了铸件质量。且由于平直段21的水平截面面积沿靠近型腔3的方向逐渐缩小,平直段21的金属液先凝固,防止型腔3中的金属液倒抽回浇道中,避免铸件出现缩松、缩孔类缺陷。
本实施例的浇注系统过滤结构结合进入型腔3的金属液需求量将直孔型过滤器5平均设置在各内浇口2处,通过设置合理的内浇口2结构及直孔型过滤器5的位置,在金属液注入浇注系统时,通过合适的浇注系统比例防止铁水流入时对型壁、砂芯的冲刷引起的掉砂、氧化等铸造缺陷,充型平稳,冲刷力小,同时将金属液分散由16个内浇口2注入型腔3,通过堤坝式的内浇口2结构和直孔式过滤器装置时不仅可以将金属液中的大量杂质阻挡在过滤器外,也可避免充型时金属液对型腔3及过滤器的直接猛烈冲击而造成的掉砂或过滤器破碎,同时还对进入型腔3的金属液进行整流,可以使纯净的金属液平稳地进入型腔3,减少熔渣、气泡对机体铸件的影响。堤坝型的内浇口2及直孔型过滤器5对进入型腔3的金属液起到缓冲、过滤及整流作用。
参见图4所示,图4是内浇口2、横浇道1及过滤器的配合结构俯视图,从图中可以看到倾斜段22、平直段21的水平截面的形状。
(现有技术中,浇注完成后由于型腔3中的金属液多,横浇道1内的金属液相对少,这样,横浇道1内的金属液容易先凝固,型腔3中的金属液会倒抽到横浇道1中,导致型腔3中的金属液缺料,严重影响铸件质量。
针对上述问题,作为可选地实施方式,参见图4,平直段21的水平横截面面积,和/或,倾斜段22的与平直段21连接部分的水平横截面面积沿靠近型腔3的方向逐渐缩小。
结合图3和图4,本实施例中,倾斜段22的靠近横浇道1的一部分的水平截面为矩形结构,其水平横截面面积沿靠近型腔3的方向不变。倾斜段22的靠近平直段21部分的水平截面面积、平直段21的水平横截面面积沿靠近型腔3的方向逐渐缩小,具体的,倾斜段22的靠近平直段21部分的水平截面、平直段21的水平横截面共同构成梯形结构,其中,梯形结构的短边与型腔3连接。
上述结构,内浇口2的靠近型腔3的部分,厚度、宽度沿两个方向逐渐缩小,如此设置,内浇口2的金属液沿靠近型腔3的方向越来越少而薄,这样,浇注后金属液能够在内浇口2先凝固,尤其是在内浇口2的平直段21先凝固,防止型腔3中的金属液倒抽回横浇道1中,且落砂清理时便于铸件与内浇口2更好的分离。
实施例二
本实施例提供了一种柴油机机体铸造模具,包括型腔3和上述浇注系统过滤结构。
该柴油机机体铸造模具由于具备上述浇注系统过滤结构,故能够提高铸件的致密性,减少铸件上的杂质、气泡类缺陷。
在本说明书的描述,具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种浇注系统过滤结构,其特征在于,包括横浇道和内浇口,其中:
所有所述内浇口均与所述横浇道相连通,所述内浇口具有倾斜段和平直段,所述倾斜段位于所述横浇道和所述平直段之间,所述平直段与型腔连通;
所述倾斜段具有倾斜面,所述倾斜面沿靠近所述平直段的方向逐渐倾斜向下设置,用于拦截进入所述平直段的杂质,且倾斜段的厚度沿所述横浇道至所述内浇口的方向逐渐减小,所述内浇口连通于所述倾斜段的底部。
2.根据权利要求1所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述倾斜段的底部为平面结构,并与所述平直段的底部平齐,所述倾斜面位于所述倾斜段的上表面。
3.根据权利要求1所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述平直段的水平横截面面积,和/或,所述倾斜段的与所述平直段连接部分的水平横截面面积沿靠近所述型腔的方向逐渐缩小。
4.根据权利要求1所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述平直段的水平横截面为梯形,其中,所述梯形的短边与所述型腔连接。
5.根据权利要求1所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述浇注系统过滤结构还包括过滤器,所述过滤器位于所述横浇道和所述内浇口之间,用于过滤杂质。
6.根据权利要求5所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述过滤器为直孔型过滤器。
7.根据权利要求6所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述内浇口在所述横浇道上设置有10-20个,所述内浇口间隔布置,每个所述内浇口内均设置有所述直孔型过滤器。
8.根据权利要求1所述的浇注系统过滤结构,其特征在于,所述浇注系统过滤结构还包括直浇道,所述直浇道与所述横浇道连通。
9.一种柴油机机体铸造模具,其特征在于,包括型腔和权利要求1-8任一所述的浇注系统过滤结构。
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PB01 | Publication | ||
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