CN1689727A - 封闭铸造的螺帽、包括螺帽的铸件和铸造过程中封闭螺帽的方法 - Google Patents

Abstract

封闭在由铸造材料构成的铸件中的螺帽包括一基本圆柱形的主体。该主体具有第一端和临近主体顶端面的第二端。该主体有一孔和封闭在铸造材料中的外圆周面。该主体在第一端处毗邻所述孔有裸露面，该裸露面裸露于铸件的外面。在外圆周面上，该主体形成有从主体的第二端向第一端扩大的锥形面。在锥形面中，该主体形成有止动装置，用于阻止螺帽从铸件中脱落。通过该锥形面，该主体可安装到形成砂型的模型和从此模型中除去。

Description

封闭铸造的螺帽、包括螺帽 的铸件和铸造过程中封闭螺帽的方法

技术技域

本发明一般涉及封闭在铸件中的螺帽和在铸件中封闭螺帽的铸造方法，尤其涉及一种在用于砂型的模型中可安装和拆除的螺帽以及在铸件中封闭螺帽的铸造方法。

背景技术

当组件被安装到大型或重型铸件时，经常用到紧固螺栓，该紧固螺栓被插入封闭在铸件的铸造材料中的螺帽中。为了在铸造部件中封闭螺帽，将铸造材料或熔融金属浇铸到砂型中，该砂型具有一个安装到螺帽的螺纹孔中并埋置在砂型中的螺栓。然而，在该铸造方法中，在铸造材料的热量和铸造后的冷却影响下螺帽膨胀和收缩。另外，部分铸造材料可能进入螺帽和螺栓之间从而引起卡死。螺帽的涨缩以及螺帽和螺栓的卡死引起螺帽的螺纹孔的损坏或变形。因此，需要在铸造后使用丝锥再次形成螺纹孔。这样，形成螺帽的螺纹孔的额外工作引起生产率的下降和制造费用的提高。

最近提出了解决此问题的技术。例如，公开号为No.2002-192326的未审结的日本专利文献揭示了一种铸造方法，在该方法中螺帽40被封闭在如图12A到12C所示的实模铸造法(full mold process)的铸件中。螺帽40在那里形成一个台阶孔43，该台阶孔包括位于开口部分的大直径部分43a和位于底部的小直径部分43b。在环绕临近大直径部分43a的部位，螺帽40形成具有v形断面的圆周槽44。以此圆周槽作为界线，螺帽40在底部有一螺帽主体41和在底部的相对部分有一圆柱形延伸部42。

现在描述上述螺帽40的铸造方法。首先将螺帽40插入支持孔46中，在由如泡沫聚苯乙烯制造的消失模45中形成该支持孔。将螺帽40插入支持孔46达到这样的深度，放置圆周槽44使之与消失模45的表面齐平。螺帽40相对于消失模45固定后，螺栓47旋进大直径部分43a。在此之后，制造砂型50，这样砂型50包围消失模45，螺栓47和螺帽40也被部分埋置在砂型50中。如图12A所示，螺母主体41由消失模45支持，而圆柱形延伸部42被埋置在砂型50中。

然后将铸造材料浇入砂型50中。铸造材料在砂型50的型腔中流动并取代消失模45，这样通过螺栓47固定到砂型50上的螺帽40就封闭在铸造材料中。此时由于螺帽40的孔43被螺栓47封闭，铸造材料不会进入孔43。

如图12B所示，冷却后从砂型50取出的最终铸件49包括由铸造材料构成的铸造部分52和封闭在铸造部分52内的螺帽40，螺栓47仍然嵌入在螺帽40中。如图12C所示，在圆周槽44处切断螺栓47。因此，螺栓47和螺帽40的圆柱形延伸部42被除去，螺帽40的主体41保留在铸造部分52中。临近螺帽主体41的孔43的剪切表面与铸造部分52的表面齐平。通过使用嵌入封闭在铸造部分52中的螺帽40的小直径螺纹孔43a的紧固螺栓(未示出)，可以将一个元件固定到铸件49上。

这样，上述的铸造方法对生产率的提高和制造费用的降低具有重要贡献，在外圆周面带有圆周槽44的螺帽40适合执行此铸造方法。

然而，此传统的螺帽适用于使用消失模的实模铸造法，但是不适用于在砂型中使用可循环模型的铸造方法。另外，由于传统的螺帽需要铸造后进行剪切，应当预先决定适于剪切的螺帽的外径和插入螺栓的内径孔的尺寸，这就限制了制定这些径向尺寸的自由。螺帽的剪切表面用作将元件固定到铸件的底座面时，该剪切表面倾向于设置为小面积。因此，当固定重型元件到铸件上时，不能使用具有相对较大轴向拉力的紧固螺栓。

同时，图13A到13C图解了另一种在砂型中使用树脂模型的铸造方法来代替铸件中封闭螺帽40的消失模。在此铸造方法中，模型58用于形成砂型50和在其中形成凹槽58a，该凹槽对应着要封闭螺帽40的适当位置。凹槽58a具有逐渐缩减的内表面，使得凹槽58a从底部向开口部扩大。准备一要安装到凹槽58a的插销装置56。插销装置56形成一螺纹孔57，所述螺纹孔57在其中接收作为固定件的螺栓47。插销装置56具有倒锥形的形状以便其外圆周面与凹槽58a匹配。插销装置56也可以从凹槽58a中除去。

螺帽40基本上是圆柱形，在其裸露面41a中形成一沿螺帽40长度方向延伸的螺纹孔53。在其外围，螺帽40形成配合槽54作为阻止螺帽40从铸造部分脱离的止动装置。螺帽40形成有一倾斜部分55作为阻止螺帽40相对于铸造部分旋转的旋转阻止装置。

现在描述此铸造方法。首先，在螺栓47上安装防松螺母48。将螺栓47插入到插销装置56中，然后将插销装置56安装到模型58的凹槽58a并被保持在模型58内。然后，采用这种方式用型砂填充铸型型腔，从而型砂包围模型58，螺栓47被埋置在最终型腔50中，如图13a所示。砂型硬化后，从砂型50中去除模型58。因为螺栓47被埋置在砂型50中，除去模型58后，插销装置56保留在砂型50中。如图13B所示，从螺栓47中除去插销装置56。如图13C所示，将要被封闭在铸件中的螺帽40安装在螺栓47从砂型50的表面伸出的部分上。由于螺帽40如此安装，随着螺帽40的裸露面41a与砂型50接触，螺帽40被螺栓47支持。

接下来，将铸造材料浇入砂型50的型腔并在其中流动，这样如图14A所示，通过螺栓47被砂型50支持的螺帽40被封闭在铸造材料中。铸造材料冷却后，如图14B所示从砂型50中取出铸件51。铸件51包括铸造部分52和封闭在铸造部分52中的螺帽40，螺栓47仍然嵌入并被螺帽40支持。从螺帽40除去螺栓47，得到如图14C所示的带有封闭在其中的螺帽40的铸件51。

如图13A到14C所示的螺帽40的封闭铸造(envelopment casting)需要从螺栓除去插销装置56，并从砂型50除去模型58后将螺帽安装到螺栓上。这些工作即麻烦又费时，阻止铸造生产率的提高和生产成本的下降。

本发明涉及封闭铸造的螺帽和在铸件中封闭螺帽的方法，该方法具有这样的优点：为了生产率的提高和制造费用的降低采用可反复使用的模型，而且由于螺帽的更高的设计自由度，螺帽具有足够大的底座面积。

发明内容

根据本发明，封闭在由铸造材料构成的铸件中的螺帽包括一个基本圆柱形的主体。主体具有第一端和毗邻主体顶部端面的第二端。主体有一孔和被封闭到铸造材料中的外圆周面。主体在第一端毗邻所述孔处有裸露面，裸露面暴露铸件的外面。在外圆周面上，主体形成从主体第二端向第一端扩大的锥形面。在锥形面中，主体形成一止动装置以阻止螺帽从铸件脱落。主体在锥形面处可安装到形成砂型的模型和从形成砂型的模型上拆除。

本发明也提供一种包括铸造部分和螺帽的铸件。铸造部分由铸造材料构成，具有一外圆周面。螺帽封闭在铸造部分中，包括一基本圆柱形的主体，该主体具有第一端和第二端。主体有一孔和可封闭在铸造材料中的外圆周面。主体在第一端毗邻孔处有一裸露面，裸露面暴露铸件的外面。主体在外圆周面形成有从主体第二端向第一端扩大的锥形面。在锥形面主体上，形成有用来阻止螺帽从铸件脱落的止动装置。主体在锥形面处可安装到形成砂型的模型和从形成砂型的模型上拆除。

本发明也提供一种在铸件中封闭螺帽的方法。螺帽包括要封闭在铸造部分中的一基本圆柱形的主体。主体有一孔和在毗邻第一端的孔处有一裸露面，裸露面暴露铸件的外面。此方法包括下面的步骤：在外圆周面形成从主体第二端向第一端扩大的锥形面；在锥形面中形成有用来阻止螺帽从铸件脱落的止动装置；在砂型的模型中安装螺帽；用砂型充填型腔以便固定件被埋置在砂型中；通过固定件由砂型支持螺帽；从砂型除去模型；将铸造材料浇入型腔中以便螺帽的外圆周面封闭在铸造材料中。

附图说明

本发明被看作新颖的特征特别参照附带的权利要求书阐明。参照下面对优选的实施例和附图的描述可以更好地理解本发明及其目的和优点。在附图中：

图1A到1C分别是根据第一实施例封闭在铸件中的螺帽的俯视图、侧视图和俯视图；

图2A到2C图解了根据第一实施例的铸造方法在浇铸前铸造方法的分解步骤；

图3A到3C图解了根据第一实施例的铸造方法在浇铸后至清理前铸造方法的分解步骤；

图4A到4C分别是根据第二优选实施例封闭在铸件中的螺帽的俯视图、侧视图和俯视图；

图5A到5C图解了根据第二优选实施例的铸造方法在浇铸前铸造方法的分解步骤；

图6A到6C图解了根据第二优选实施例的铸造方法在浇铸后至清理前铸造方法的分解步骤；

图7是对根据本发明的一个可替代实施例螺帽被封闭在铸件中的状态进行图解的横截面视图；

图8是对根据本发明的一个可替代实施例螺帽被封闭在铸件中的状态进行图解的横截面视图；

图9是对根据本发明的一个可替代实施例螺帽被封闭在铸件中的状态进行图解的横截面视图；

图10是对根据本发明的一个可替代实施例螺帽被封闭在铸件中的状态进行图解的横截面视图；

图11是对根据本发明的一个可替代实施例螺帽被封闭在铸件中的状态进行图解的横截面视图；

图12A到12C图解了根据先前技术的铸造方法在浇铸后至清理铸件前铸造方法的分解步骤；

图13A到13C图解了根据先前技术的铸造方法在固定螺帽到砂型中之前的铸造方法的分解步骤；和

图14A到14C图解了根据先前技术的铸造方法在浇铸后至清理铸件之前的铸造方法的分解步骤。

具体实施方式

将参照图1到图3C描述封闭铸造的螺帽和根据本发明将螺帽封闭在铸件中的方法的第一优选实施例。

现在描述螺帽10。如图1A到1C所示，螺帽10包括螺帽主体11，螺帽主体大致是圆柱形，在一端或第一端有一裸露面11a。螺帽主体11形成有孔12，孔12从上述的一端向螺帽主体11的另一端(第二端)或底面(顶端面)11b延伸。孔12形成有内螺纹12a，其中可以插入用于将元件固定到铸件23上的紧固螺栓(未示出)，该紧固螺栓将在后面描述。另外，内螺纹12a适于接受作为紧固元件的将在下文介绍的螺栓17。即，孔12接纳紧固螺栓和将螺栓17旋入其中。螺帽主体11的裸露面11a的直径大于底面11b的直径，因此螺帽主体11在外圆周面形成一向螺帽主体11的底面11b逐渐缩减的锥形面13(13a，13b)，即从底面11b向着裸露面11a扩大。螺帽主体11在裸露面11a和锥形面13之间有一非锥形外圆周面28，该非锥形圆周面与螺帽主体11的轴线平行。在机加工或通过车床车削螺帽10时，在非锥形面28处夹持螺帽主体11。这样，非锥形面28起到有利于形成螺帽的锥形面的作用。

螺帽主体11在锥形面13处形成有沿螺帽10的轴向间隔、彼此平行的环形配合槽15，所述配合槽用作阻止螺帽10从铸件23的铸造部分24脱落的止动装置。如图1A到1C所示，螺帽主体11形成有在底面11b和锥形面13b之间倾斜的平面16。倾斜面16用作阻止螺帽10相对于铸件23的铸造部分24旋转的旋转阻止装置。螺帽10由含铁材料或碳钢形成。螺帽10被封闭在铸件23的铸造部分24中，除它的裸露面11a之外，螺帽10的所有表面被铸造部分24围绕。

已知的螺栓和螺母用于作为固定件的螺栓17和作为端盖元件的防松螺母18。螺栓17包括轴柄17b，轴柄17b有外螺纹用以与螺帽10的螺纹孔12配合，防松螺母18形成有贯通的内螺纹孔18a用以与螺栓17的外螺纹配合。

现在参照图2A到图3C描述根据本发明优选实施例的铸造方法。用于形成砂型22的模型19形成有如图2A所示的凹槽20。模型19的凹槽20形成有锥形侧面20a，该锥形侧面20a与螺帽10的锥形面13互补以便螺帽10适合地容纳于模型19的凹槽20中。磁铁21埋置在临近凹槽20底部的模型19中，其磁力作用于凹槽20中的螺帽10上以阻止螺帽10从凹槽20脱落，即以便支持凹槽20中的螺帽10。可替代地，粘结剂或胶带可以用于将螺帽10固定在凹槽20中。

在螺栓17上安装防松螺母18达到这样的位置：螺栓17的轴柄17b的末端部分从防松螺母18中伸出，如图2A所示。随后，将螺栓17的轴柄17b的伸出部分以这样的方式插入螺帽10的孔12内：螺帽10的裸露面11a与防松螺母18的背面紧密接触，即裸露面11a被防松螺母18的背面部分地遮盖。由于这种接触，即使螺栓17浅浅地嵌入螺帽10，螺帽10被牢固地固定到螺栓17上。凹槽20这样形成，以至于当带有螺栓17和防松螺母18的螺帽10被安装在凹槽20中时，模型19的外面与螺帽10的裸露面11a齐平。

将螺帽10安装到模型19中后，如图2B所示，以型砂填充模型19的空腔以形成砂型22。螺栓17的轴柄17b的一部分、螺栓头部17a和防松螺母18由型砂覆盖，然后被埋入砂型22内。在第一优选实施例中，型砂包含用作硬化剂的呋喃树脂，所以由这样的型砂制备的砂型22硬化后具有很强的形状保持性。因此，如图2C所示，当除去模型19后，砂型22保持其形状而不会坍塌。螺帽10通过螺栓17和防松螺母18由砂型22支撑。由于模型19在凹槽20部分具有与螺帽10的锥形面13互补的锥形侧壁20a和螺帽10被固定到砂型22中，在从砂型22中除去模型19的过程中，螺帽10能够抵抗磁铁21的磁力容易地从模型19分离。

随后向砂型22中浇入铸造材料或熔融金属。在第一优选实施例中如灰铸铁的铸铁用作铸造材料。可替代地，除了铁基金属，也使用其它金属如铝基金属、铜基金属。

如图3A所示，螺帽10被封闭在铸造材料中，除了裸露面11a外，螺帽10的所有表面被铸造材料包围。浇入铸造材料时由于螺帽10的裸露面和防松螺母18的背面彼此紧密接触，熔融的铸造材料不会进入其中，也不会进入螺帽10的孔12中。

浇注预定量的铸造材料进入砂型中，允许浇注的铸造材料冷却，冷却后除去砂型22，然后如图3B所示，形成带有封闭其中的螺帽10的铸件23。最终铸件23有由冷却的铸造材料构成的铸造部分24和封闭在铸造部分24中的螺帽10，所述螺帽接纳螺栓17。

如图3C所示，通过从螺帽10中除去螺栓17和防松螺母18完成铸件23。被除去的螺栓17可以作为固定件被重复使用几次。防松螺母18也可以作为端盖元件重复使用。

从螺帽10中去除螺栓17，螺帽10的裸露面11a和铸造部分24的外圆周面基本彼此齐平，如图3A所示的与防松螺母18的背面接触的裸露面11a平坦且光滑。由于螺帽主体11的配合槽15和铸造部分24的配合，封闭在铸造部分24中的螺帽10不会从铸造部分24中脱落。螺帽主体11中倾斜部分16的设置阻止螺帽10相对于铸造部分24旋转。紧固螺栓(未示出)可以旋入螺帽10的孔12中用来将元件固定到铸件23上。

根据第一优选实施例的上述螺帽10和铸造方法，得到下面优越的效果。

(1-1)螺帽10可拆除地被安装在模型19中并保持在由铸造材料构成的铸造部分24中。带有插入其中的螺栓17的螺帽固定在模型19中，顺续完成从形成砂型22到从螺帽10中除去螺栓17的工艺步骤。根据此铸造方法，除螺帽外，没有必要制备传统铸造方法需要的插销装置，在铸造过程中没有必要进行繁重而费时的以螺帽代替插销装置的工作。

(1-2)螺帽10通过插入孔12中的螺栓17由砂型22紧固。另外，将元件紧固到铸件23上的紧固螺栓被插入封闭在铸造部分24的螺帽10。

(1-3)在外圆周面螺帽10具有从底面11b向裸露面11a扩大的锥形面13。这样，砂型22形成后可以容易从模型19除去螺帽10。裸露面11a在面积上较底面11b大，用作具有足够大面积的底座。这样，当重型元件被安装到铸件23上时，可以使用具有相当大轴向张力的紧固螺栓。

(1-4)铸造材料被浇入砂型，该砂型中作为端盖元件的防松螺母18的背面与裸露面11a紧密接触，这样不允许铸造材料进入和达到裸露面11a，从而使利用裸露面11a作为固定件的底座成为可能。

(1-5)旋到螺栓17上的防松螺母18的使用使通过增加螺栓的螺纹间距调整螺栓17插入螺帽10的深度成为可能。考虑到螺帽10的热膨胀和收缩以及铸造后容易除去螺栓17，可以将螺栓17以希望的深度插入到螺帽10。

(1-6)防松螺母18的背面与裸露面11a紧密接触，这样螺栓17牢固地固定在螺帽10中，不会相对于螺帽10倾斜。

下面将参照图4-图6C描述有关根据本发明的封闭在铸件中的螺帽和将螺帽封闭在铸件中的铸造方法的第二优选实施例。

现在将描述螺帽10。如图4A-4C所示，螺帽10包括螺帽主体11和圆柱形延伸部分25。螺帽主体11基本为倒锥形，在一端(第一端)具有大直径端面或暴露表面11a，在另一端(第二端)具有小直径端面或底面(顶端面)。暴露表面11a向铸件的外面裸露，用作固定一元件的底座。底面11b被铸造材料围绕。在外圆周面，螺帽主体11形成有朝向底面11b逐渐变细的锥形面14(14a、14b、14c)，即从底面11b向着裸露面11a逐渐扩大。在锥形面14中，螺帽主体11形成有沿螺帽主体11的轴向间隔分布、彼此平行的环形配合槽15，该配合槽用作具有阻止螺帽10从铸件23的铸造部分24脱落作用的止动装置。螺帽主体11形成有在底面11b和锥形面14c之间延伸的倾斜的平面16。倾斜平面16用作具有阻止螺帽10相对于铸件23的铸造部分24旋转作用的旋转阻止装置。螺帽10由铁基材料或碳钢构成。螺帽10被封闭在铸件23的铸造部分24中，除了裸露面11a，该铸造部分24包围螺帽10的所有表面。

延伸部25从螺帽主体11的裸露面11a伸出。在螺帽主体11和延伸部25之间，螺帽10形成有基本为V形截面的圆周槽27以有利于从延伸部25剪切操作。螺帽10形成有从延伸部25轴向延伸到螺帽主体11的孔26。孔26形成有台阶形状，在底侧为小直径部分26a，在开口侧为大直径部分26b。

现在更详细地描述孔26。大直径部分26a从延伸部25的孔26的开口经过裸露面11a延伸到螺帽主体11。大直径部分26a形成有内螺纹用来接受紧固元件或螺栓17，后面将对其进行描述。大直径部分26a允许螺栓17旋入其中。小直径部分26b，其直径较大直径部分小，从大直径部分26a向底面11b延伸。小直径部分26b形成有内螺纹用来接受固定元件的紧固螺栓(未示出)。即，小直径部分26b允许紧固螺栓旋入其中。在大直径部分26a和小直径部分26b之间的边界26c位于螺帽主体11并毗邻延伸部25。

同时，螺栓17具有已知型号，包括头17a和轴柄17b。轴柄17b形成有外螺纹用以与螺帽10的大直径部分26a配合。

现在就参照图5A到图6C详细描述根据第二优选实施例的铸造方法。用来形成砂型22的模型19形成有凹槽20，如图5A所示。模型19的凹槽20形成有与螺帽10的锥形面13互补的锥形侧面20a，这样模型19的凹槽20适合地容纳螺帽10。凹槽20这样形成，以至于当如图5B所示螺帽10安装在凹槽20中时，毗邻凹槽20的模型19的表面与螺帽10的裸露面11a齐平。磁铁21被埋置在邻近凹槽20底部的模型19中，磁铁的磁力作用于凹槽20中的螺帽10以阻止螺帽10从凹槽20中脱落，即将螺帽10固定在凹槽20中。可替代地，粘合剂或胶带可以用于将螺帽10紧固在凹槽20中。

螺栓17的轴柄17b被插入螺帽10的孔26的大直径部分26a达到这样的深度，即轴柄17b的末端保留在如图5A所示的延伸部25中。在第二优选实施例中，带有螺栓17的螺帽10以这样的方式安装于模型19中，即如图5B所示，螺帽10的裸露面11a与模型19的表面齐平。可替代地，螺栓17嵌入已经安装到模型19的螺帽10中。

将螺帽10安装到模型19后，模型19的腔充填以型砂以形成如图5B所示的砂型22。延伸部25、轴17b的一部分和螺栓17的头17a被型砂覆盖，然后埋置在砂型22中。在第二优选实施例中，型砂包含作为硬化剂的呋喃树脂，于是由这种型砂制备的砂型在硬化后具有很强的形状保护特性。因此，当如图5C所示除去模型19时，砂型22保持其形状而没有坍塌。螺帽10的螺帽主体11从砂型22中伸出，通过螺栓17和延伸部25被砂型22支撑。因为模型19在凹槽20部位具有对应于螺帽主体11的锥形面14的侧面20a和螺帽主体被固定在砂型22中，所以当从砂型22中去除模型19时，螺帽主体11可以抵抗磁铁的磁力容易地从模型19中分离出来。

接下来将铸造材料或熔融金属浇入砂型22中。在第二优选实施例中，铸铁也可用作铸造材料。可替代地，可以使用非铁基金属的其它金属，如铝基金属、铜基金属。

如图6A所示，螺帽10封闭在铸造材料中，除其裸露面11a外其它所有表面都被铸造材料所包围。当浇入铸造材料时，由于铸造材料的热量螺帽10膨胀，因此螺帽10的孔26的大直径部分26a的内螺纹略微变形，螺栓17旋入该内螺纹中。另一方面，在螺帽10的孔26的小直径部分26b中，螺栓17的任何部分都没有插入，基本不会变形。同时，因为螺帽主体11的裸露面11a和砂型22的表面彼此紧密接触，并且螺帽10包含延伸部25，熔融铸造材料不会达到螺帽10的孔26。

向砂型22中浇入预定量的铸造材料，浇注的铸造材料冷却，冷却后除去砂型22，然后形成如图6B所示的封闭有螺帽10的铸件23。冷却时螺帽10收缩，大直径部分26a的内螺纹由于在热膨胀时发生了变形，现在进一步变形到损坏。最终铸件21具有由冷却的铸造材料形成的铸造部分24和封闭在铸造部分24中及在延伸部25接受螺栓17的螺帽10。

如图6C所示，通过敲打螺栓17的头17a从螺帽主体11切断延伸部25。这样做，从螺帽主体11除去延伸部25和螺栓17，获得最终铸件23。螺帽主体11的切除表面通常不平，因此需要平整操作最终完成铸件，以便平滑的表面与裸露面11a齐平。裸露面11a和铸造部分24的外圆周面基本彼此齐平。带有延伸部25且被除去的螺栓17可以作为固定件重复使用几次。

由于螺帽主体11的配合槽15和铸造部分24之间的配合，封闭在铸造部分24中的螺帽10不会从铸造部分24中脱落。螺帽主体11的倾斜部分16的设置阻止螺帽10相对于铸造部分24旋转。紧固螺栓(未示出)可以被旋入螺帽10的孔26中用以将元件固定到铸件23中。

根据第二优选实施例的上述螺帽10和铸造方法，可以得到如下的优越效果。这种优越效果实质上与参照第一优选实施例段落(1-1)提到的效果相同。

(2-1)浇入砂型22中的铸造材料封闭螺帽10。然而，延伸部25和螺栓17阻止铸造材料进入螺帽主体11的孔26，所以阻止浇注过程中螺帽10和螺栓17之间的咬死。

(2-2)小直径部分26b不会损坏，因此当通过剪切方式从螺帽主体11除去螺栓17和延伸部25后，小直径部分26b能立即接受紧固螺栓。螺帽10的涨缩带来的大直径部分26a的变形对小直径部分26b的功能没有不利影响。通过平滑螺帽主体11的剪切面，获得了其中封闭有螺帽主体11的铸件23。

(2-3)为了有利于剪切延伸部25，螺帽10对应于槽27的部分被做得更薄。剪切后在大直径部分26a形成的任何毛边不会阻止紧固螺栓旋入小直径部分26b。

(2-4)螺帽主体11具有倒锥形，延伸部25的外径小于毗邻槽27的螺帽主体11的端面或裸露面11a的外径，这样螺帽主体11提供有足够面积的底座或裸露面11a用来将元件固定到铸件23上。这样，当安装重型部件到铸件23上时，可以使用具有相当大轴向张力的紧固螺栓。

(2-5)因为螺帽10由铁基材料构成和磁铁21被埋置在模型19中，由于磁铁21的磁力，螺帽10被牢固地安装在模型19中，这有利于将螺帽10安装到模型19的工作。因此，缩短了工作时间。

本发明不仅限于上述的实施例，也可以改变为下面的替代实施例。

在上述第一和第二优选实施例中，在铸造部分24的表面暴露的裸露面11a与铸造部分24的外圆周面基本齐平。然而，也可以这样安排，即裸露面11a可以如图7和8所示从铸造部分24的外周面伸出。可替代地，裸露面11a可以设置为从铸造部分24的外周面凹进(未示出)。基于第一优选实施例的改动的例子中，更可取的是，应当以这样的方式将防松螺母18安装到螺栓17上，即防松螺母18与裸露面11a紧密接触以便铸造材料不会进入到螺栓17的外螺纹。通过安排螺帽10的裸露面11a在不同于铸造部分24的外周面的平面，对要安装到铸件23上的元件，铸件23可能满足更宽范围的要求。

在上述的第一优选实施例中，防松螺母18用作端盖元件并被安装到插入螺帽10的螺栓17中。如果不使用防松螺母18将螺帽10牢固地安装到螺栓17并相对于螺栓17基本上不倾斜，如图9所示，作为端盖元件的防松螺母18可以省略。在此例中，将防松螺母18安装到螺栓17上的工作不是必要的，因而可以省略。此外，减少铸件中需要的部件或组成部分，也降低铸件23的制造费用。

如图10所示的螺帽30代替上述第一实施例中的螺帽10被使用。螺帽30形成有台阶孔32，该台阶孔包括裸露面31a一侧的大直径部分32a和在底面31b一侧的小直径部分32b。形成大直径部分32a用于在其中接收螺栓17，形成小直径部分32b用于在其中接收紧固螺栓。在此例中，尽管铸造过程中大直径部分32a和螺栓17产生咬死，小直径部分32b不会损坏。这样，铸件23完成后，将紧固螺栓插入到小直径部分32b。螺帽30的其它部分，如锥形面33、竖直面38、配合槽35和倾斜面36类似于上述第一优选实施例的螺帽10的相应部分。

如图11所示的螺帽30代替上述第二优选实施例的螺帽10被使用。螺帽30形成有一沿其整个长度有相同直径的圆柱形螺纹孔32，螺栓17的轴柄17b与紧固螺栓(未示出)的轴柄有基本相同的直径。图11显示了螺栓17嵌入孔32的工作状态。对于螺帽30，需要在切断螺帽主体31和延伸部39后对剪切面和孔32的相邻部分进行精加工。螺帽30的其它部分，如锥形面34(34a、34b、34c)、配合槽35、倾斜面36和槽37类似于上述第二优选实施例的螺帽10的相应部分。

在上述第一和第二优选实施例中，没有解释螺帽锥形面的角度。为了从模型中有效地去除螺帽，锥形面和螺帽孔轴线之间的角度可以设定为不小于2°。实际应用螺帽时，该角度可以从3.5°到40°之间变动。

在上述第一和第二优选实施例中，在外圆周面螺帽形成有配合槽作为止动装置。然而，当用于将元件固定到铸件上的插入到螺帽的小直径部分内的螺栓有小的紧固力时，可以省略所述槽。在可替代的实施例中，为提供槽的螺帽的加工可以被省略，这样铸件的费用进一步削减。同时，配合槽的数目不限于两个，可能至少为一个。

止动装置不限于配合槽。在一个可替代的实施例中，只要能执行防止螺帽从铸件的铸造部分脱落的作用的任何止动装置都可以使用。例如，设置在螺帽的外圆周面上突出可以被用作止动装置。

在上述第一和第二优选实施例中，分别形成在螺帽外圆周面的配合槽或止动装置和底面的倾斜面或旋转阻止装置。在可替代的实施例中，形成具有突起或槽的螺帽，该突起或槽既作为止动装置又作用旋转阻止装置。

尽管上述第一和第二优选实施例的描述没有参照铸件的使用，本发明适用于制造工业车辆的配重和用于冲压车辆部件的大尺寸冲压模。

从前述内容可以明显地看到，根据本发明的具有封闭在其中的螺帽的铸件和制造这种铸件的方法优越地用于制造难以处理从而在其中形成有许多用作固定件的螺帽的大尺寸或重型部件。

参照螺帽被安装在用于形成砂型的模型的铸造方法对上述第一和第二优选实施例进行了描述。然而，本发明可以适用于使用消失模的实模铸造。使用哪种模型，普通模或消失模，应当根据要制造的铸件的数量来决定。因此，广泛使用封闭铸造的螺帽。

因此，本发明的示例和实施例应当被视作解释而不是限制，本发明不仅限于这里给出的细节，并且可以在附带的权利要求书的范围内进行改动。

Claims (21)

1.一种封闭在由铸造材料构成的铸件中的螺帽，它包括：

一基本圆柱形的主体，该主体具有第一端和临近主体的顶端面的第二端，该主体有一孔和被封闭在铸造材料中的外圆周面，该主体在其第一端临近所述孔有一裸露面，该裸露面裸露于铸件的外面，在外圆周面上，该主体形成有从主体的第二端向第一端扩大的锥形面，在该锥形面中，该主体形成有用于阻止螺帽从铸件脱落的止动装置，其特征在于：通过此锥形面，该主体可安装到用于形成砂型的模型中和可从此模型中除去。

2.如权利要求1所述的螺帽，其中孔允许紧固螺栓旋入其中，孔允许被砂型支撑的固定元件旋入其中。

3.如权利要求2所述的螺帽，其中孔具有台阶形状，并包括用于接纳固定件的位于开口侧的大直径部分和用于接纳紧固螺栓的位于底侧的带有螺纹的小直径部分。

4.如权利要求1所述的螺帽，其中在锥形面和裸露面之间该主体具有一非锥形圆周面，该非锥形圆周面平行于该主体的轴线。

5.如权利要求1所述的螺帽，进一步包括用于被埋置在砂型中且从主体的裸露面伸出的圆柱形延伸部，所述孔延伸通过该延伸部，螺帽在主体和延伸部之间形成有基本为V形横断面的圆周槽。

6.如权利要求5所述的螺帽，其中，所述孔具有台阶形状，并包括位于开口侧的大直径部分和位于底侧的带有螺纹的小直径部分，在大直径部分和小直径部分的边界位于主体中并临近所述圆周槽。

7.如权利要求5所述的螺帽，其中延伸部的外径小于裸露面的外径。

8.如权利要求1所述的螺帽，其中在主体中提供旋转阻止装置以阻止螺帽相对于铸件旋转。

9.如权利要求8所述的螺帽，其中旋转阻止装置是形成在主体上并位于第二端和锥形面之间的倾斜面。

10.如权利要求1所述的螺帽，其中止动装置是配合槽。

11.一个铸件包括：

由铸造材料构成的铸造部分，该铸造部分有外圆周面；和

封闭在该铸造部分中的螺帽，该螺帽包括：

具有第一端和第二端的基本圆柱形的主体，该主体有一孔和被封闭在铸造材料中的外圆周面，该主体在其第一端毗邻孔处有裸露面，该裸露面裸露于铸件的外面，在外圆周面上，该主体形成有从主体的第二端向第一端扩大的锥形面，在锥形面中，该主体形成有用于阻止螺帽从铸件脱落的止动装置，其中通过此锥形面该主体可安装到用于形成砂型的模型上和从此模型中除去。

12.如权利要求11所述的铸件，其中裸露面与铸造部分的外圆周面基本齐平。

13.如权利要求11所述的铸件，其中铸造部分的裸露面和外圆周面处于不同的平面上。

14.在铸件中封闭螺帽的方法，该螺帽包括封闭在铸件中的基本圆柱形的主体，该主体有一孔和在第一端有毗邻孔的裸露面，该裸露面裸露于铸件的外面，该方法包括下面的步骤：

在主体的外圆周面形成从主体的第二端向第一端扩大的锥形面；

在该锥形面中形成有止动装置，用于阻止螺帽从铸件脱落；

将一固定件插入所述孔中；

将螺帽安装到砂型的模型中；

以型砂充填该模型，以便固定件被埋置在砂型中；

通过所述固定件由砂型支撑该螺帽；

从模型上除去砂型；和

将铸造材料浇入砂型中以便螺帽的外圆周面被封闭在铸造材料中。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤：

由铁基材料形成螺帽，其中安装步骤进一步包括以埋置在模型中的磁铁的磁力固定所述模型中的螺帽。

16.如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤：

将固定件插入所述孔中前，在固定件上安装端盖元件用以遮盖至少部分裸露面。

17.如权利要求16所述的方法，其中端盖件是防松螺母。

18.如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤：

从砂型中去除铸件后，从主体上去除固定件。

19.如权利要求14所述的方法，上述固定件是螺栓。

20.如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤：

形成用于被埋置在砂型中且从螺帽的主体伸出的圆柱形延伸部；和

在螺帽的主体和延伸部之间形成圆周槽，其中螺帽的孔延伸通过延伸部，槽具有基本为V形横断面。

21.如权利要求20所述的方法，进一步包括步骤：

从砂型中取出铸件后将延伸部和固定件从主体分离。

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