CN120790847A - 一种下支座铸造模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种下支座铸造模具，包括垂直分型的第一模具和第二模具，所述第一模具设置有第一浇口杯、第一上排冒口、第一下排冒口、第一上排铸件型和第一下排铸件型，所述第一下排铸件型向所述第一模具中部偏移0.4‑0.6倍铸件宽度的位置错位设置于所述第一上排铸件型的下方，所述第一下排冒口的顶部设置有分流单元，所述第二模具设置有第二浇口杯、竖浇道、第二上排冒口和第二下排冒口，所述竖浇道位于所述第二浇口杯下方，且与所述第二浇口杯连接，合模后，所述分流单元和所述竖浇道部分连接。本发明缩短上下排铸件型腔的充型时间差，避免冷隔、缩松等铸造问题，保障下支座铸件的结构强度与成型质量。

Description

一种下支座铸造模具

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种下支座铸造模具。

背景技术

下支座作为车辆结构的关键承重部件，其结构由底板与上方一组连接臂构成，需承受车辆行驶中的交变载荷与冲击应力，对铸件致密度、力学性能及尺寸一致性要求严苛。

在现有的垂直分型铸造技术中，针对下支座的生产普遍采用 “一模 2 件” 设计：即同一砂型内沿水平方向仅布置 2 个铸件型，该设计存在显著效率缺陷，砂型有效利用面积仅为 50%-60%，大量空间被冗余砂体占据；同时，浇道与冒口的金属液消耗量占总浇注量的 25%-30%，原材料浪费严重；且单次浇注仅能产出 2 件产品，生产效率远低于车辆行业规模化、批量化的生产需求。

而若通过一模多件设计来提升效率，又受限于下支座的结构特殊性面临严重质量问题。传统一模多件铸造的浇道系统缺乏针对性设计，无法实现下支座铸件结构的多个型腔（如 4 个型腔）的金属液精准分配，使得上下排铸件型腔的充型时间差较大，时间差可达4 秒，从而导致铸件出现冷隔、缩松等铸造缺陷，最终导致下支座铸件不合格率大幅升高，无法满足车辆承重部件的安全使用要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种下支座铸造模具，其设计合理，可实现一模多件（如一模四件）的生产，提高生产效率，而且可以保障各铸件型腔的同时充型和同时充满，缩短充型时间差，避免铸造缺陷产生，保障铸件的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种下支座铸造模具，垂直分型的第一模具和第二模具；

所述第一模具设置有第一浇口杯、第一上排冒口、第一下排冒口、第一上排铸件型和第一下排铸件型，所述第一下排铸件型向所述第一模具中部偏移0.4-0.6倍铸件宽度的位置错位设置于所述第一上排铸件型的下方；所述第一上排冒口位于相邻两所述第一上排铸件型之间，每个所述第一上排铸件型设置有所述第一上排冒口；相邻两所述第一下排铸件型之间设置有一个所述第一下排冒口，且所述第一下排冒口分别与相邻的两所述第一下排铸件型连接，所述第一下排冒口的顶部设置有分流单元；

所述第二模具设置有与所述第一浇口杯对应的第二浇口杯、竖浇道、与所述第一上排冒口对应的第二上排冒口和与所述第一下排冒口对应的第二下排冒口，所述竖浇道位于所述第二浇口杯下方，且与所述第二浇口杯连接，所述第二上排冒口与所述竖浇道连接；合模后，所述分流单元和所述竖浇道部分连接，连接即为第一模具和第二模具制备的砂型合模后形成的连通通道，竖浇道的金属液通过该连通通道进入分流单元中，从而进入下排冒口，实现下排铸件型腔的浇注。本发明的铸件型的错位设置方式，不仅有利于在尺寸有限的砂型中实现一模多件，优选为一模四件铸件的生产，提高生产效率，而且该错位设计与本发明不设置横浇道，采用竖浇道直供式充型方式和上下排冒口的设计协同作用，有效缩短上下排铸件型腔金属液充型的时间差，避免冷隔、缩松等铸造问题。

进一步，所述分流单元为方形结构，所述分流单元的宽度为所述第一下排冒口直径的0.8-1.2倍，厚度为所述第一下排冒口直径的0.3-0.6倍，通过分流单元的结构设置，有利于控制金属液从竖浇道进入下排冒口的流量和速度，使得下排冒口金属液流动稳定。

进一步，合模后，所述分流单元与所述竖浇道连接部分的面积等于所述第一上排冒口与所述竖浇道连接处面积的0.5-0.8倍，通过竖浇道与分浇道和第一上排冒口的连接处的面积关系，限定竖浇道与上排冒口和分流单元的连接通道的大小，从而保证竖浇道内金属液对上排冒口和分流单元或下排冒口金属液的分流控制，保证上排铸件型腔和下排铸件型腔的同时充型和同时充满。

进一步，所述分流单元、第一下排冒口和所述竖浇道的中心线位于同一竖面内，所述竖面与所述第一模具垂直，所述第二上排冒口对称位于所述竖浇道两侧。有利于实现上下排铸件金属液浇注和补缩的一致性，避免铸件冷隔、缩松等铸造缺陷，提高铸件品质。

进一步，所述第一上排铸件型和所述第一下排铸件型的浇口分别位于铸件型的连接臂的上方，所述浇口为扁平状，所述浇口长度为铸件型宽度的1/4-1/3，所述浇口的高度为铸件底座高度的1/4-1/3。

进一步，浇注时，金属液的浇注温度为1450-1500℃，浇注速度为0.8-1.2kg/s，浇注过程中需采用阶梯式浇注方式。

进一步，所述第一上排铸件型和第一下排铸件型设置有排气通道，铸件型腔内的气体可以通过排气通道排出。

本发明的有益效果是：本发明的铸造模具不设置横浇道，竖浇道直接与浇口杯连通，避免横浇道带来的流动阻力与涡流问题。浇注时，金属液通过竖浇道引导金属液填充上排铸件型腔和下排铸件型腔，并通过分流单元控制竖浇道内的金属液进入上排铸件型腔和下排铸件型腔的金属液量，缩短上下排铸件型腔的充型时间差，使上下排铸件型腔的充型时间差小于1.5s，保障上排铸件型腔和下排铸件型腔的同时充型和同时充满，进而保障下支座铸件的品质。另外，本发明通过竖浇道直供式充型设计，降低充型压力损失，有利于保障型腔完全充型；同时结合上下排铸件的错位设计和分流单元的金属液分流控制，减少了液流对冲产生的湍流，优化浇注时金属液的充型路径。本发明缩短上下排铸件型腔的充型时间差，避免冷隔、缩松等铸造问题，保障下支座铸件的结构强度与成型质量。

附图说明

图1是本发明的第一模具的结构示意图。

图2是本发明的第一模具的主视图。

图3是本发明的第二模具的结构示意图。

附图标记说明：

10——第一模具，101——第一浇口杯，102——第一上排冒口，103——第一下排冒口，104——第一上排铸件型，105——第一下排铸件型，106——分流单元，107——排气通道，20——第二模具，201——第二浇口杯，202——竖浇道，203——第二上排冒口，204——第二下排冒口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，本实施例的一种下支座铸造模具，包括垂直分型的第一模具10和第二模具20，所述第一模具10设置有第一浇口杯101、第一上排冒口102、第一下排冒口103、第一上排铸件型104和第一下排铸件型105，第一上排铸件型104和第一下排铸件型105的两个连接臂呈左右水平设置；第一上排铸件型104和第一下排铸件型105包括下支座的底板和两连接臂结构；第一上排冒口102位于所述第一下排冒口103上方，且所述第一下排铸件型105与所述第一上排铸件型104错位设置，即所述第一下排铸件型105向所述第一模具10中部偏移0.4-0.6倍铸件宽度的位置位于于所述第一上排铸件型104的下方；所述第一上排冒口102位于相邻两所述第一上排铸件型104之间，每个所述第一上排铸件型104设置有所述第一上排冒口102，优选第一上排铸件型104为两个，第一上排冒口102为两个，两个第一上排冒口102位于两个第一上排铸件型104之间，且分别与两个第一上排铸件型104连通；相邻两所述第一下排铸件型105之间设置有一个所述第一下排冒口103，且所述第一下排冒口103分别与相邻的两所述第一下排铸件型105连接，所述第一下排冒口103的顶部设置有分流单元106，所述分流单元106与所述第一下排冒口103的铸件型腔连通；

所述第二模具20设置有与所述第一浇口杯101对应的第二浇口杯201、竖浇道202、与所述第一上排冒口102对应的第二上排冒口203和与所述第一下排冒口103对应的第二下排冒口204，第二模具20设置有用于形成下支座底板底部凸台的凸台铸件型，凸台铸件型与第一上排铸件型104和第一下排铸件型105的四角的连接孔对应设置；所述竖浇道202位于所述第二浇口杯201下方，且与所述第二浇口杯201连接，所述第二上排冒口203的侧壁与所述竖浇道202连接；合模后，所述分流单元106和所述竖浇道202重合，即所述第一模具10和第二模具20制备的砂型合模后，所述分流单元106的型腔和所述竖浇道202的型腔连通，即竖浇道202内的金属液通过分流单元106引入第一下排冒口103中。

铸造时，通过第一模具10和第二模具20制备砂型，砂型合模后，得到完整的铸造型腔。第一浇口杯101与第二浇口杯201组成漏斗状结构，浇铸金属液时，借助漏斗状结构设计缓冲冲击、减少卷渣，随后金属液进入位于第二浇口杯201下方的竖浇道202。浇注时，将金属液从漏斗状结构的大口端倒入，金属液经漏斗状结构的内壁缓冲后，平稳进入竖浇道202内；随后金属液在竖浇道202的引导下，以及通过竖浇道202与分流单元106的重合连通，实现竖浇道202各连接位置金属液的流量控制，使得一部分金属液通过竖浇道202与第二上排冒口203的连接通道进入上排铸件型腔（包括第一上排铸件型104与第二上排铸件型拼接形成的型腔），另一部分通过竖浇道202与分流单元106重合形成的导流通道进入下排铸件型腔（包括第一下排铸件型105与第二下排铸件型拼接形成的型腔）；同时通过分流单元106的结构设计控制进入上下排铸件型腔的金属液流量比例，缩短上下排铸件型腔的充型时间差，最终实现上排铸件型腔与下排铸件型腔的同时充型和同时充满，避免因充型不同步导致的铸造缺陷。

所述分流单元106为方形结构，所述分流单元106的宽度为所述第一下排冒口103直径的0.8-1.2倍，厚度为所述第一下排冒口103直径的0.3-0.6倍；合模后，所述分流单元106与所述竖浇道202连接部分的面积等于所述第一上排冒口102与所述竖浇道202连接部分的面积的0.5-0.8倍。有利于精准控制金属液从竖浇道202进入下排冒口的流量，既避免因分流单元106截面过大导致下排铸件型腔充型过快，又能防止截面过小导致下排铸件型腔充型滞后，保障金属液稳定的流入下排冒口中，进而保障下排铸件型腔的铸件品质，还有利于实现上下排铸件型腔的金属液流量的协同分配，确保上下排铸件型腔的同时充型和同时充满。补缩过程中，分流单元106的结构和尺寸设计，还有利于保证分流单元106内金属液的流通性，保障下排铸件的补缩，降低下排铸件的缩松缺陷。

所述第一上排铸件型104和所述第一下排铸件型105的浇口分别位于铸件型的连接臂的上方，所述浇口为扁平状，所述浇口长度为铸件型宽度的1/4-1/3，所述浇口的高度为铸件底座高度的1/4-1/3。浇口位置、结构和尺寸的设计，有利于使得金属液平缓的在铸件型腔内扩散充型，避免铸件冷隔、缩松等铸造缺陷。

所述分流单元106、第一下排冒口103和所述竖浇道202的中心线位于同一竖面内，所述竖面与所述第一模具10垂直，所述第二上排冒口203对称位于所述竖浇道202两侧。本发明中，下支座铸造采用单侧注液，且上下排铸件型成错位设置，分流单元106、第一下排冒口103与竖浇道202的中心线共面，且该竖面与第一模具10垂直，这种中心线共面设计，可保证金属液在分流过程中的流动对称性，使左右两侧的下排铸件型腔获得均匀的金属液供给，降低两侧铸件型腔的充型量差，降低铸件成型的差异。同时在冷却补缩过程中，这种中心线的共面设计，有利于保障上下排铸件型腔补缩路径的一致性，提高下排冒口对下排铸件型的补缩效率，避免因补缩路径偏移导致铸件缩孔或缩松的缺陷。

浇注时，金属液的浇注温度为1450-1500℃，浇注速度为0.8-1.2kg/s，浇注过程中需采用阶梯式浇注方式，即前 1/3 浇注量的速度为设定速度的 80%，中间 1/3 浇注量的速度为设定速度的 100%，后 1/3 浇注量的速度为设定速度的 90%；通过浇注温度、速度与阶梯式浇注的协同控制，可避免金属液因温度过低提前凝固，同时可以有效避免浇注过程中因速度过快产生湍流，从而保障充型过程稳定。

所述第一上排铸件型104和第一下排铸件型105设置有排气通道107，排出浇注过程中型腔产生的气体，避免气孔缺陷，保障铸件致密性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种下支座铸造模具，其特征在于：包括垂直分型的第一模具（10）和第二模具（20）；

所述第一模具（10）设置有第一浇口杯（101）、第一上排冒口（102）、第一下排冒口（103）、第一上排铸件型（104）和第一下排铸件型（105），所述第一下排铸件型（105）向所述第一模具（10）中部偏移0.4-0.6倍铸件宽度的位置错位设置于所述第一上排铸件型（104）的下方；所述第一上排冒口（102）位于相邻两所述第一上排铸件型（104）之间，每个所述第一上排铸件型（104）设置有所述第一上排冒口（102）；相邻两所述第一下排铸件型（105）之间设置有一个所述第一下排冒口（103），且所述第一下排冒口（103）分别与相邻的两所述第一下排铸件型（105）连接，所述第一下排冒口（103）的顶部设置有分流单元（106）；

所述第二模具（20）设置有与所述第一浇口杯（101）对应的第二浇口杯（201）、竖浇道（202）、与所述第一上排冒口（102）对应的第二上排冒口（203）和与所述第一下排冒口（103）对应的第二下排冒口（204），所述竖浇道（202）位于所述第二浇口杯（201）下方，且与所述第二浇口杯（201）连接，所述第二上排冒口（203）与所述竖浇道（202）连接；合模后，所述分流单元（106）和所述竖浇道（202）部分连接。

2.根据权利要求1所述的一种下支座铸造模具，其特征在于：所述分流单元（106）为方形结构，所述分流单元（106）的宽度为所述第一下排冒口（103）直径的0.8-1.2倍，厚度为所述第一下排冒口（103）直径的0.3-0.6倍。

3.根据权利要求1所述的一种下支座铸造模具，其特征在于：合模后，所述分流单元（106）与所述竖浇道（202）重合部分的面积等于所述第一上排冒口（102）与所述竖浇道（202）接触面接的0.5-0.8倍。

4.根据权利要求1所述的一种下支座铸造模具，其特征在于：所述第一上排铸件型（104）和所述第一下排铸件型（105）的浇口分别位于铸件型的连接臂的上方，所述浇口为扁平状，所述浇口长度为铸件型宽度的1/4-1/3，所述浇口的高度为铸件底座高度的1/4-1/3。

5.根据权利要求1所述的一种下支座铸造模具，其特征在于：所述第二上排冒口（203）对称位于所述竖浇道（202）两侧，所述分流单元（106）、第一下排冒口（103）和所述竖浇道的中心线位于同一竖面内，所述竖面与所述第一模具（10）垂直。

6.根据权利要求1所述的一种下支座铸造模具，其特征在于：浇注时，金属液的浇注温度为1450-1500℃，浇注速度为0.8-1.2kg/s，浇注过程中需采用阶梯式浇注方式。

7.根据权利要求1所述的一种下支座铸造模具，其特征在于：所述第一上排铸件型（104）和第一下排铸件型（105）设置有排气通道（107）。