CN214684138U - 钛合金铸造砂型用模具组件及砂型铸模 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钛合金铸造砂型用模具组件及砂型铸模，该钛合金铸造砂型用模具组件包括底板、铸件模样、砂箱和多个定位件，所述底板上设有多个定位凸台，所述定位件的形状与上下两个所述定位凸台叠加的形状相同。该钛合金铸造砂型用模具组件通过在底板上形成多个定位凸台，因而能够直接在砂型上形成多个定位凹槽，也即采用模具填砂造型后形成的上箱砂型和下箱砂型在其分型面上形成多个定位凹槽，加之采用定位件连接定位凹槽，形成一面多孔配合定位件的定位锁紧方式，配合精度高。

Description

钛合金铸造砂型用模具组件及砂型铸模

技术领域

本实用新型涉及砂型铸造技术领域，具体涉及一种钛合金铸造砂型用模具组件及砂型铸模。

背景技术

砂型铸造工艺是比较传统的铸造方法，尤其适合单件小批量的铸件，铸件一般采用手工造型的方法，手工造型能适应各种复杂的要求，比较灵活，不要求很多工艺装备，造型材料主要采用粘土砂、主要的工艺流程有制作模具、配砂、造型、造芯、合箱、浇注、落砂等工序；在铸造的生产工序中，合箱是非常关键的一环，如果上箱砂型和下箱砂型在合箱过程中因为定位精度差，产生错箱等问题，导致铸件尺寸超差造成铸件报废。同时如果上箱砂型和下箱砂型不能做好锁紧固定，在浇注过程中由于金属液上浮产生胀箱造成铸件轮廓尺寸发生偏差等问题而使铸件报废。

目前，铸造砂型的合箱定位方式主要有定位销定位、泥号定位、以及砂型凹凸砂块定位等方式，定位销定位通常是采用金属砂箱，金属砂箱上具有定位孔，造型时和模板上的定位销进行定位配合，合箱过程中，将定位销通过上箱砂箱和下箱砂箱的定位孔进行配合，定位精度比较高。但是，钛合金高温下化学活性极大，砂型铸造的内腔需要刷惰性造型材料涂层，采用300度的低温焙烧和1000度的高温焙烧，钛合金砂型铸件的模具一般采用木模，采用手工造型，造型后取出底板和砂箱，合箱时铸型无砂箱，所有钛合金砂型工艺无法采用金属砂箱进行定位。

实际的生产过程中，钛合金砂型合箱定位方式，主要采用泥号定位和砂型凹凸砂块定位等方式；泥号定位通常砂箱内框有定位条，造型后取出砂箱在上箱砂型和下箱砂型形成定位线进行定位；砂型凹凸砂块定位，通常砂型上、下模板设计有凹槽和凸台，造型后在上箱砂型和下箱砂型分型面上形成凹凸砂块进行定位；但由于砂块强度比较低，在砂型低温或高温作业过程中容易掉砂、开裂，造成定位线不清楚和定位的砂块结构受损，定位精度比较差，产生错箱等问题，造成铸件报废。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种钛合金铸造砂型用模具组件及砂型铸模，该钛合金铸造砂型用模具组件通过在底板上形成多个定位凸台，因而能够直接在砂型上形成多个定位凹槽，也即采用模具填砂造型后形成的上箱砂型和下箱砂型在其分型面上形成多个定位凹槽，加之采用定位件连接定位凹槽，形成一面多孔配合定位件的定位锁紧方式，配合精度高，以解决利用现有技术中模具填砂造型形成的上下箱砂型合箱定位需采用专业定位件以及定位精度差导致铸件尺寸偏差至报废的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种钛合金铸造砂型用模具组件。

该钛合金铸造砂型用模具组件包括底板、铸件模样、砂箱和多个定位件，所述底板上设有多个定位凸台，所述定位件的形状与上下两个所述定位凸台叠加的形状相同。

进一步的，所述定位凸台至少设有三个，并且所述三个定位凸台呈三角形排布。

进一步的，所述定位凸台与所述铸件模样以及所述砂箱边缘的间距分别为45～50mm。

进一步的，所述定位凸台呈圆锥台体状，且所述定位凸台直径大的一端连接所述底板。

进一步的，所述定位凸台的上端直径为32～40mm，上端直径为20～30mm，高度为15～18mm。

进一步的，所述定位件为中间直径大且两端直径小的圆锥台体，并且所述定位件的高度为两个所述定位凸台的高度之和。

为了实现上述目的，根据本实用新型的第二方面，提供了一种砂型铸模。

该砂型铸模包括：

上下盖合的上箱砂型和下箱砂型；

多组定位腔，每组所述定位腔包括形成于所述上箱砂型上的第一定位凹槽以及形成于所述下箱砂型上的第二定位凹槽，所述第一定位凹槽与所述第二定位凹槽分别对应于所述定位凸台形成，所述第一定位凹槽与所述第二定位凹槽的开口相对且合围形成所述定位腔；

多个定位件，所述定位件与所述定位腔适配，并且所述多个定位件分别嵌接于所述多组定位腔内。

进一步的，所述定位件为石墨定位块或金属定位块；所述定位件与所述定位腔内侧壁之间的间隙为0.4～0.6mm。

进一步的，还包括上下对应设置的第一固定板和第二固定板，所述上箱砂型和所述下箱砂型夹设在所述第一固定板和第二固定板之间；所述第一固定板与所述第二固定板通过固定结构紧固连接。

进一步的，所述固定结构包括多个连接孔和多个连接件；

所述连接孔呈U形结构，并且所述多个连接孔对应开设在所述第一固定板和第二固定板的边角处；

所述连接件为螺栓，所述第一固定板和第二固定板上相对设置的两个所述连接孔通过所述连接件连接。

本实用新型中，该钛合金铸造砂型用模具组件结构简单；并且采用该模具组件形成上箱砂型和下箱砂型的工艺简单，同时采用一面三孔配合定位件的定位锁紧方式，配合精度高，即使一个定位凹槽遭到损坏，仍然可以实现精准定位，与传统砂型泥号定位、砂型凹凸砂块定位等工艺相比，使上下型之间能够准确快速合箱，从而保证铸件的尺寸，防止合箱后因为定位精度差，造成错箱，因而导致铸件尺寸偏差而报废的风险；同时铸型落砂清理后，定位件可以重复回收利用，降低了生产制作成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例中砂型铸模的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中上箱砂型的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中下箱砂型的结构示意图；

图4为本实用新型的一种实施例中钛合金铸造砂型用模具组件的结构示意图；

图5为本实用新型的另一种实施例中钛合金铸造砂型用模具组件的结构示意图。

图中：

1、底板；2、铸件模样；3、砂箱；4、定位凸台；5、定位件；6、上箱砂型；7、下箱砂型；8、浇口；9、第一定位凹槽；10、第二定位凹槽；11、第一固定板；12、第二固定板；13、连接孔；14、连接件。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型公开了一种钛合金铸造砂型用模具组件，如图4和图5所示，该钛合金铸造砂型用模具包括底板1、铸件模样2、砂箱3和多个定位件5，底板1上设有多个定位凸台4，定位件5的形状与上下两个定位凸台4叠加的形状相同。

在上述实施例中，定位凸台4的设置使得填砂造型后能够直接在上箱砂型和下箱砂型分型面上对应形成定位凹槽，如直接上箱砂型6和下箱砂型7的分型面上分别形成第一定位凹槽9和第二定位凹槽10，因而无需采用专用定位体定位，结构简单，定位方便。进一步地，由于定位件5的形状与上下两个定位凸台4叠加的形状相同，因此定位件5与第一定位凹槽9和第二定位凹槽10合围形成的定位腔适配，采用定位件5连接定位凹槽，即采用一面多孔配合定位件5的定位锁紧方式，配合精度高。

作为本实用新型的另一种实施例，定位凸台4的数量可以为2个、3个、4个等等，可以根据实际需要选择，不作具体限定。

作为本实用新型的另一种实施例，定位凸台4至少设有三个，并且三个定位凸台4呈三角形排布。三个定位凸台4的设置即在砂型上形成三个定位凹槽，提高定位精度。

作为本实用新型的另一种实施例，定位凸台4与铸件模样2以及砂箱3边缘的间距分别为45～50mm，也即第一定位凹槽9和第二定位凹槽10距离铸件模样2以及上箱砂型6和下箱砂型7边缘的间距在45～50mm范围内，这是因为型砂的湿强度比较低，定位凹槽距离铸件模样和砂箱边缘一定的距离，确保起模时定位凹槽不会因为吃砂量比较小而产生裂缝。

作为本实用新型的另一种实施例，定位凸台4呈圆锥台体状，且定位凸台4直径大的一端连接底板1，如图4和5所示，圆锥台体状的定位凸台4使得第一定位凹槽9和第二定位凹槽10相对于分型面形成对称结构，配合精度高。

作为本实用新型的另一种实施例，定位凸台4的上端直径为32～40mm，上端直径为20～30mm，高度为15～18mm，可以根据实际需要进行选择设计，不作具体限定。

作为本实用新型的另一种实施例，定位件5为中间直径大且两端直径小的圆锥台体，并且定位件5的高度为两个定位凸台4的高度之和，也即定位件5的高度等于第一定位凹槽9和第二定位凹槽10的凹槽深度之和，以确保紧密连接。

作为本实用新型的另一种实施例，钛合金铸造砂型用模具组件还包括浇口8，如图4和图5所示。

本实用新型还公开了一种砂型铸模，结合图1、图2和图3所示，该砂型铸模包括上下盖合的上箱砂型6和下箱砂型7，以及多组定位腔和多个定位件5，其中：上箱砂型6和下箱砂型7分别采用上述的钛合金铸造砂型用模具组件填砂造型形成，并且上箱砂型6和下箱砂型7对应形成多组定位腔；

每组定位腔包括形成于上箱砂型6上的第一定位凹槽9以及形成于下箱砂型7上的第二定位凹槽10，第一定位凹槽9与第二定位凹槽10的开口相对，第一定位凹槽9与第二定位凹槽10分别对应于定位凸台4形成，并且第一定位凹槽9与第二定位凹槽10合围形成该定位腔；

定位件5与定位腔适配，并且多个定位件5分别嵌接于多组定位腔内，从而将上箱砂型6和下箱砂型7紧固连接在一起。

在上述实施例中，模具的底板1上至少设有三个定位凸台，通过模具填砂造型后，在上箱砂型6和下箱砂型7上各形成至少三个定位凹槽，因而使得上箱砂型6和下箱砂型7至少采用一面三孔并配合定位件5的定位锁紧方式，配合精度高，不易错位，即使一个定位腔或一个定位腔中的定位凹槽到损坏，仍然可以实现精准定位，避免造成错箱，从而降低铸件尺寸差而报废的风险。

作为本实用新型的另一种实施例，定位件5与定位腔内侧壁之间的间隙为0.4～0.6mm，定位件5和定位凹槽之间采用间隙配合，确保定位件5能够顺利放入定位凹槽内，且维持紧固连接。

作为本实用新型的另一种实施例，定位件5可以为石墨定位块，石墨材质定位块具有重量轻的特点，还易于发现并重复回收利用。

作为本实用新型的另一种实施例，定位件5可以为金属定位块，如铝材质的定位块，或者钢材质的定位块。

作为本实用新型的另一种实施例，砂型铸模还包括上下对应设置的第一固定板11和第二固定板12，如图1所示，上箱砂型6和下箱砂型7夹设在第一固定板11和第二固定板12之间；第一固定板11与第二固定板12通过固定结构紧固连接。

作为本实用新型的另一种实施例，固定结构包括多个连接孔13和多个连接件14，如图1所示，连接孔13呈U形结构，并且多个连接孔13对应开设在第一固定板11和第二固定板12的边角处；连接件14可以为螺栓，第一固定板11和第二固定板12上相对设置的两个连接孔13通过连接件14连接，从而将上箱砂型6和下箱砂型7紧固在第一固定板11和第二固定板12之间。

作为本实用新型的另一种实施例，第一固定板11和第二固定板12可以分别为钢板，钢板的厚度可以在10～20mm范围内，当然不作具体限定，可以根据实际需要进行选择。

实施例1：

以钛合金砂型铸件为例，砂型铸件的模具采用木模，在砂型木模的上模板和下模板各设有三个锥形定位凸台，锥形定位凸台的大端直径35mm，小端直径30mm，高度15mm，锥形定位凸台分布在模板的三个角，且距离砂箱边缘和铸件模样的距离为50mm；

钛合金砂型铸造的造型材料为耐火度较高的铝矾土混合物，粘结剂为硅溶胶，在混砂机中搅拌一点时间，然后采用手工进行造型，把型砂填入模具的砂箱中，翻转模具，去除模具的底板、模样和砂箱，在上箱砂型和下箱砂型分型面上分别形成三个定位凹槽，因为型砂的湿强度比较低，定位凹槽距离铸件模样和砂箱边缘一定的距离，确保起模时定位凹槽不会因为吃砂量比较小而产生裂缝；

造型后铸型，干燥一定时间，然后在500℃下焙烧4～6小时，提高铸型的强度，低温后的铸型内腔和金属液接触的部分需要刷涂高惰性的面层涂料，经过1000℃的高温焙烧后铸型表面陶瓷化，避免钛合金在熔融那个下和铸型材料的反应；

之后在合箱过程中首先将下箱砂型放在壁厚15mm的方形钢板上，三个定位凹槽中放入三个石墨定位块，定位块的结构和上下模板定位凸台组合后的结构相同，定位块的高度等于两个定位凸台的高度，石墨定位块的大端直径和两个小端直径比定位凸台的直径小0.6mm，也即定位凹槽和石墨定位块采用间隙配合，保证石墨定位块能顺利放入定位凹槽中；然后将上箱砂型配合下箱砂型放置，上箱砂型的三个定位凹槽和分型面上的三个定位块对准定位合箱，最后盖上15mm厚的方形钢板；

方形钢板的四个边角处开设有4个U型连接孔，U形连接孔的直径为15mm，上下铸型采用紧固螺栓通过钢板上的U形连接孔固定在一起，最后通过浇口对铸型进行浇注。

清理铸型后的石墨定位块可以回收，降低了铸件制作成本。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列部件不必限于清楚地列出的那些部件，而是可包括没有清楚地列出的或对于部件固有的其它部件。

在本发明中，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“左”、“右”、“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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或者组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或者位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或者连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明中涉及的“第一”、“第二”等的描述，该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钛合金铸造砂型用模具组件，其特征在于，包括底板(1)、铸件模样(2)、砂箱(3)和多个定位件(5)，所述底板(1)上设有多个定位凸台(4)，所述定位件(5)的形状与上下两个所述定位凸台(4)叠加的形状相同。

2.根据权利要求1所述的钛合金铸造砂型用模具组件，其特征在于，所述定位凸台(4)至少设有三个，并且所述三个定位凸台(4)呈三角形排布。

3.根据权利要求1或2所述的钛合金铸造砂型用模具组件，其特征在于，所述定位凸台(4)与所述铸件模样(2)以及所述砂箱(3)边缘的间距分别为45～50mm。

4.根据权利要求1所述的钛合金铸造砂型用模具组件，其特征在于，所述定位凸台(4)呈圆锥台体状，且所述定位凸台(4)直径大的一端连接所述底板(1)。

5.根据权利要求4所述的钛合金铸造砂型用模具组件，其特征在于，所述定位凸台(4)的上端直径为32～40mm，上端直径为20～30mm，高度为15～18mm。

6.根据权利要求1或4所述的钛合金铸造砂型用模具组件，其特征在于，所述定位件(5)为中间直径大且两端直径小的圆锥台体，并且所述定位件(5)的高度为两个所述定位凸台(4)的高度之和。

7.一种砂型铸模，其特征在于，包括：

上下盖合的上箱砂型(6)和下箱砂型(7)；其中，所述上箱砂型(6)和所述下箱砂型(7)基于权利要求1-6任一项所述的钛合金铸造砂型用模具组件得到；

多组定位腔，每组所述定位腔包括形成于所述上箱砂型(6)上的第一定位凹槽(9)以及形成于所述下箱砂型(7)上的第二定位凹槽(10)，所述第一定位凹槽(9)与所述第二定位凹槽(10)分别对应于所述定位凸台(4)形成，所述第一定位凹槽(9)与所述第二定位凹槽(10)的开口相对且合围形成所述定位腔；

多个定位件(5)，所述定位件(5)与所述定位腔适配，并且所述多个定位件(5)分别嵌接于所述多组定位腔内。

8.根据权利要求7所述的砂型铸模，其特征在于，所述定位件(5)为石墨定位块或金属定位块；所述定位件(5)与所述定位腔内侧壁之间的间隙为0.4～0.6mm。

9.根据权利要求7所述的砂型铸模，其特征在于，还包括上下对应设置的第一固定板(11)和第二固定板(12)，所述上箱砂型(6)和所述下箱砂型(7)夹设在所述第一固定板(11)和第二固定板(12)之间；所述第一固定板(11)与所述第二固定板(12)通过固定结构紧固连接。

10.根据权利要求9所述的砂型铸模，其特征在于，所述固定结构包括多个连接孔(13)和多个连接件(14)；

所述连接孔(13)呈U形结构，并且所述多个连接孔(13)对应开设在所述第一固定板(11)和第二固定板(12)的边角处；

所述连接件(14)为螺栓，所述第一固定板(11)和第二固定板(12)上相对设置的两个所述连接孔(13)通过所述连接件(14) 连接。

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