CN218693653U - 铸件浇口杯及其安装固定结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铸件浇口杯以及该铸件浇口杯的安装固定结构，属于浇注模具设计技术领域。本实用新型的内层浇口杯包括同轴设置的上部围挡和下部浇口杯，上部围挡的内腔横截面为方形，且方形横截面的四个角设有圆角过渡，下部浇口杯上端面处的内腔横截面与上部围挡下端面处的内腔横截面形状规格相同，并且下部浇口杯上端面和上部围挡下端面形成密闭连接，下部浇口杯的内腔下端为圆形的出水孔，下部浇口杯的内腔侧壁上端与内腔侧壁下端之间平滑过渡形成锥体结构；内层浇口杯的外周配设有与其同轴设置的外壳，外壳的内壁与内层浇口杯外侧壁之间的空腔填充设置有隔热层。本实用新型可实现大流量钢液低速平稳进入型腔，提升铸件浇注质量。

Description

铸件浇口杯及其安装固定结构

技术领域

本实用新型涉及一种铸件浇口杯以及该铸件浇口杯的安装固定结构，属于浇注模具设计技术领域。

背景技术

一般大型铸件由于尺寸较大，需要的浇注钢水量较大，并且需要在规定时间之内完成浇注，通常浇口杯为一次性圆锥形陶瓷浇口杯，浇口杯一般采用插接的方式与直浇道相连，由于浇口杯较浅，在大流量钢液冲入浇口杯时容易出现飞溅、漩涡，卷入大量气体进入型腔，导致铸件气孔、氧化物夹杂增多，增加铸件后续的缺陷处理工作量，延长交付周期。

专利公布号为CN109332594A的中国专利文献公开了一种大型铸件用防夹杂浇口杯的连接方法，所述大型铸件用防夹杂浇口杯的连接方法过程如下：制作浇口杯、浇口杯台阶段蜡型，见其附图1、2。浇口杯台阶段高度e取10-20mm，将浇口杯及浇口杯台阶段连接并制壳，型壳涂制4-5层时缠钢丝，见其附图3。按其附图4制作浇口杯配合段，使尺寸ΦA与附图2尺寸Φa相同，尺寸B略短于b，尺寸E和e相同。将浇口杯配合段蜡件与铸件蜡件连接并制壳。浇注前将浇口杯与铸件型壳用耐火泥连接。该方案虽然一定程度降低了铸件的夹杂缺陷，但其夹杂缺陷仅仅是指浇口杯下沿的飞边等夹杂物以及浇注时浇口杯下沿的耐火材料被冲进铸件内部造成的夹杂，由于其浇口杯内腔仍为传统的圆锥形结构，在大流量钢液冲入浇口杯时仍然容易出现飞溅、漩涡，卷入大量气体进入型腔，导致铸件气孔、氧化物夹杂等缺陷。且该方案的制壳工序较为复杂。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种结构简单可靠的铸件浇口杯，可实现大流量钢液低速平稳进入型腔，提升铸件浇注质量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：铸件浇口杯，包括内层浇口杯，内层浇口杯的下端具有用于和浇道系统的直浇道相对接的出水孔，出水孔为圆形孔，内层浇口杯包括同轴设置的上部围挡和下部浇口杯，上部围挡为直筒形结构，上部围挡的内腔横截面为方形，且方形横截面的四个角设有圆角过渡，下部浇口杯上端面处的内腔横截面与上部围挡下端面处的内腔横截面形状规格相同，并且下部浇口杯上端面和上部围挡下端面形成密闭连接，下部浇口杯的内腔下端为出水孔，下部浇口杯的内腔侧壁上端与内腔侧壁下端之间平滑过渡形成锥体结构；内层浇口杯的外周配设有与其同轴设置的外壳，外壳包括外壳筒体及位于外壳筒体底端的外壳底座，外壳底座的下表面具有安装定位平面，外壳底座的中部具有与出水孔相适配的装配通孔，外壳的内壁与内层浇口杯外侧壁之间的空腔填充设置有隔热层。

为方便加工制作，且使得结构简单可靠，隔热层优选为水玻璃型砂硬化结构。

为使得结构简单可靠，进一步的是，外壳筒体的内壁沿轴向间隔固定设置有多圈加强筋；外壳筒体的上部为圆筒形、下部为圆锥筒形。

为方便加工制作，且使得结构简单可靠，优选的是，外壳和加强筋均为钢结构件，外壳和加强筋之间焊接固定。

为方便加工制作，且使得结构简单可靠，优选的是，上部围挡为陶瓷材质或者水玻璃型砂硬化结构，下部浇口杯为陶瓷材质；上部围挡的下端面和下部浇口杯的上端面之间通过钢包浇注料粘结固定。

为方便转运和安装，进一步优选的是，外壳的顶部设有对称布置的吊耳。

为方便加工和装配，下部浇口杯的下端面设置有定位台阶圆柱面，定位台阶圆柱面和出水孔同轴，定位台阶圆柱面的台阶面与外壳底座的上表面相配合，定位台阶圆柱面的外圆面与外壳底座中部的装配通孔内圆面形成间隙配合。为便于装配定位，进一步优选的是，下部浇口杯的下端面位置高于外壳底座的下表面。

在上述铸件浇口杯的基础上，本实用新型同时还包括铸件砂型，铸件砂型配设有浇道系统，并在浇道系统的直浇道上端所在位置设置有安装平台，外壳底座的下表面固定设置在安装平台上，并形成密闭连接；下部浇口杯下端的出水孔与直浇道内孔中心对齐，下部浇口杯的下端面与直浇道的上端面形成密闭连接。

进一步的是，外壳底座的下表面与安装平台的上表面之间的配合面在直浇道外周设置有至少两圈耐火圈；外壳底座的外边缘相对于外壳筒体的下端外侧壁外凸设置；外壳底座的外边缘、外壳筒体的下端外侧壁通过定位型砂硬化结构与安装平台的上表面固定连接成整体。优选地，下部浇口杯的下端面与直浇道的上端面之间的配合部在直浇道的外侧壁位置钢包浇注料粘结、封闭，从而形成密闭连接。

本实用新型的有益效果是：浇注时通过调节钢包出水口开度控制钢液流量大小，维持浇口杯中钢液池的液位高度，浇口杯上部方形结构可阻止钢液在锥形体内形成的飞溅，同时，浇口杯内表面为方型→圆的放样平滑结构和一定高度的钢液池可阻止钢液在浇口杯中形成漩涡，避免大量的空气卷入钢液进入浇道系统和型腔；结合常规的浇道系统匹配设计，在全速浇注时横浇道出口钢液速度低于0.3m/s，钢液在规定时间内可低速大流量平稳充满铸型型腔，钢液少氧化膜、夹渣卷入，维持冶金成分的纯净度，能够有效解决大型铸件的夹渣、疏松、裂纹、变形、浇注不足等铸造缺陷，浇口杯清整可多次重复使用，节约铸件生产材料消耗，提高生产效率。此外，浇口杯安装时，外壳底座的下表面可直接定位固定在安装平台的上表面，并确保浇口杯的补水孔与直浇道内孔中心对齐，实施方便，结合面外壁用钢包浇注料粘结、封闭，浇口杯底座用定位型砂硬化结构与安装平台的上表面固定连接成整体，可保证浇道系统位置固定，防止浇注时钢液跑火。

附图说明

图1是本实用新型安装实施时的俯视结构图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本实用新型的内层浇口杯俯视结构图。

图4是图3的A-A剖视图。

图中零部件标记为：1内层浇口杯、101-上部围挡、102-下部浇口杯、2-隔热层、3-加强筋、4-吊耳、5-外壳、6-耐火圈、7-定位型砂硬化结构、8-铸件砂型、9-浇道系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

请参阅图1至图4，本实用新型中的铸件浇口杯包括内层浇口杯1，内层浇口杯1的下端具有用于和浇道系统9的直浇道相对接的出水孔，出水孔为圆形孔，内层浇口杯1包括同轴设置的上部围挡101和下部浇口杯102，上部围挡101为直筒形结构，上部围挡101的内腔横截面为方形，其对边垂直间距为L，且方形横截面的四个角设有圆角R过渡，下部浇口杯102上端面处的内腔横截面与上部围挡101下端面处的内腔横截面形状规格相同，并且下部浇口杯102上端面和上部围挡101下端面形成密闭连接，下部浇口杯102的内腔下端为出水孔，出水孔的内径为ΦD1，其大小和与大型铸件直浇道大小相匹配，下部浇口杯102的内腔侧壁上端与内腔侧壁下端之间平滑过渡形成锥体结构；内层浇口杯1的外周配设有与其同轴设置的外壳5，外壳5包括外壳筒体及位于外壳筒体底端的外壳底座，外壳底座的下表面具有安装定位平面，外壳底座的中部具有与出水孔相适配的装配通孔，外壳5的内壁与内层浇口杯1外侧壁之间的空腔填充设置有隔热层2。技术人员可根据大型铸件工艺设计横浇道、直浇道口径大小制造相匹配的内层浇口杯1，用于不同铸件的生产。外壳底座下平面为浇口杯和大型铸件型砂安装结合面，为浇口杯的安装基准，整体浇口杯内腔与铸件直浇道对接相连，构成铸件的快速浇注系统，钢液在内层浇口杯1内形成一定高度的钢液池，钢液充满直浇道和横浇道，在全速浇注时横浇道出口钢液速度低于0.3m/s,钢液低速大流量平稳充满铸型型腔，阻止浇口杯内漩涡形成，少空气、夹渣卷入，维持冶金成分的纯净度且钢水能在规定时间内平稳充满型腔。

其中，下部浇口杯102可参考现有常规的陶瓷浇口杯，优选采用陶瓷材质，即由高温陶瓷材料烧结制成。上部围挡101和下部浇口杯102可为一体式结构，也可为分体式组装结构，为方便加工制作，优选采用分体式设计，上部围挡101优选一为陶瓷材质，也由高温陶瓷材料烧结制成。上部围挡101优选二为水玻璃型砂硬化结构，水玻璃型砂硬化成型为现有成熟技术。具体实施时，上部围挡101的下端面和下部浇口杯102的上端面之间可通过钢包浇注料粘结固定。

为方便加工制作，同时使得浇口杯整体结构紧密可靠，隔热层2优选为水玻璃型砂硬化结构。具体实施时，内层浇口杯1与外壳5之间采用水玻璃型砂充填粘结，紧实后CO₂硬化成型，即得到隔热层2。

为提高可靠性，使得外壳5具有足够的强度和刚度，外壳筒体的内壁沿轴向间隔固定设置有多圈加强筋3；外壳筒体的上部为圆筒形、下部为圆锥筒形。外壳5和加强筋3均为钢结构件，外壳5和加强筋3之间焊接固定。本实施例中，具体实施时，外壳底座一般可采用矩形钢板结构，本实施例中，外壳底座采用厚度为δ5mm的矩形钢板，外壳筒体为δ3mm厚度钢板卷制焊接结构。加强筋3数量与外壳5大小相匹配，维持浇口杯基础骨架在生产使用过程中具有足够的强度和刚度。为方便转运和安装，外壳5的顶部设有对称布置的吊耳4。吊耳4可采用圆钢锻压成型，吊耳4和外壳5可采用焊接结构，具有足够的强度和刚度。下部浇口杯102的下端面设置有定位台阶圆柱面，定位台阶圆柱面和出水孔同轴，定位台阶圆柱面的台阶面与外壳底座的上表面相配合，定位台阶圆柱面的外圆面(图中直径为ΦD2的圆柱面)与外壳底座中部的装配通孔内圆面形成间隙配合。为便于装配定位，进一步优选的是，下部浇口杯102的下端面位置高于外壳底座的下表面。具体实施时，下部浇口杯102的下端面可以和外壳底座中部的装配通孔内圆面组合构成定位止口。

在上述铸件浇口杯的基础上，本实用新型同时还包括铸件砂型8，铸件砂型8配设有浇道系统9，并在浇道系统9的直浇道上端所在位置设置有安装平台，外壳底座的下表面固定设置在安装平台上，并形成密闭连接；下部浇口杯102下端的出水孔与直浇道内孔中心对齐，下部浇口杯102的下端面与直浇道的上端面形成密闭连接。优选地的是，外壳底座的下表面与安装平台的上表面之间的配合面在直浇道外周设置有至少两圈耐火圈6；外壳底座的外边缘相对于外壳筒体的下端外侧壁外凸设置；外壳底座的外边缘、外壳筒体的下端外侧壁通过定位型砂硬化结构7与安装平台的上表面固定连接成整体。优选地，下部浇口杯102的下端面与直浇道的上端面之间的配合部在直浇道的外侧壁位置钢包浇注料粘结、封闭，从而形成密闭连接。

优选实施例：

生产制作时，加强筋3、吊耳4、外壳5等焊接组装完成后进行浇口杯生产，在外壳底座的上平面平铺一层水玻璃砂后将下部浇口杯102(其高度为H2)的定位台阶圆柱面(即图中的ΦD2圆柱面，其高度为H3)插入外壳底座的内孔中并调整相对位置，使外壳底座上平面和下部浇口杯102之间有一定厚度的水玻璃型砂，ΦD2圆柱面与外壳底座的内孔中心线对齐后，在外壳底座和下部浇口杯102之间的空腔充填水玻璃型砂并紧实，当水玻璃型砂高度与下部浇口杯102的方形开口上沿平齐后，在上部围挡101(其高度为H1)的下平面以及下部浇口杯102的上平面涂抹钢包浇注料粘结材料，并将上部围挡101同轴安放在下部浇口杯102上，继续在外壳底座和上部围挡101之间充填水玻璃型砂并紧实，然后CO₂硬化去除水分，在内层浇口杯1的表面及水玻璃型砂外露表面均匀喷涂陶瓷涂料，用180℃烘烤去除浇口杯中的水分待用。

在铸件合箱完成后，在大型铸件对应的铸件砂型8的直浇道端口处设有安装平台，浇口杯整体安置于安装平台之上，下部浇口杯102的内浇口(即出水孔)与直浇道内孔中心对齐，外壁结合位置用钢包浇注料粘结封闭；在浇口杯和安装平台的结合面之间增涂两圈耐火圈6，用于粘结、密封浇口杯和铸件砂型8；在浇口杯的外壳底座上方和周边堆砌水玻璃型砂并用CO₂硬化成型，用于固定浇口杯位置，防止浇注时浇口杯移位和浇注时钢水跑火。

其中，内层浇口杯1为下圆上方的复合结构，钢液从钢包出水口通过浇口杯上部方形结构(上部围挡101)后进入下部浇口杯102的锥形结构，在下部浇口杯102内壁形成的钢液飞溅被锥形上部的方形结构阻挡继续返回下部浇口杯102内，同时，大流量的钢液充满下部浇口杯102后可在浇口杯内形成一定高度的钢液池，由于浇口杯为方形→圆的放样平滑结构，且具有一定高度的钢液池可阻止钢液在浇口杯中形成漩涡，可避免大量的空气卷入钢液；浇注时根据钢液池的高度调节钢包出水口开度、控制钢水流量，维持浇口杯内钢液池高度，适应铸件全速浇注，结合常规浇道系统的匹配设计，横浇道出口钢液速度低于0.3m/s,钢液在规定时间内大流量平稳充满铸型型腔，钢液无氧化膜、夹渣卷入，维持冶金成分的纯净度，能够有效解决大型铸件的夹渣、疏松、裂纹、变形、浇注不足等铸造缺陷。

浇口杯在单个铸件使用完成后，清理浇口杯内壁的钢液残余后，在内表面重新喷涂陶瓷涂料后可多次重复使用；若多次使用后出现内层浇口杯1炸裂，可清除浇口杯的基础骨架(外壳5、加强筋3和吊耳4)以外的组件，利用基础骨架重复以上步骤制作新的浇口杯。

Claims (10)

1.铸件浇口杯，包括内层浇口杯(1)，内层浇口杯(1)的下端具有用于和浇道系统(9)的直浇道相对接的出水孔，出水孔为圆形孔，其特征在于：内层浇口杯(1)包括同轴设置的上部围挡(101)和下部浇口杯(102)，上部围挡(101)为直筒形结构，上部围挡(101)的内腔横截面为方形，且方形横截面的四个角设有圆角过渡，下部浇口杯(102)上端面处的内腔横截面与上部围挡(101)下端面处的内腔横截面形状规格相同，并且下部浇口杯(102)上端面和上部围挡(101)下端面形成密闭连接，下部浇口杯(102)的内腔下端为出水孔，下部浇口杯(102)的内腔侧壁上端与内腔侧壁下端之间平滑过渡形成锥体结构；内层浇口杯(1)的外周配设有与其同轴设置的外壳(5)，外壳(5)包括外壳筒体及位于外壳筒体底端的外壳底座，外壳底座的下表面具有安装定位平面，外壳底座的中部具有与出水孔相适配的装配通孔，外壳(5)的内壁与内层浇口杯(1)外侧壁之间的空腔填充设置有隔热层(2)。

2.如权利要求1所述的铸件浇口杯，其特征在于：隔热层(2)为水玻璃型砂硬化结构。

3.如权利要求2所述的铸件浇口杯，其特征在于：外壳筒体的内壁沿轴向间隔固定设置有多圈加强筋(3)；外壳筒体的上部为圆筒形、下部为圆锥筒形。

4.如权利要求3所述的铸件浇口杯，其特征在于：外壳(5)和加强筋(3)均为钢结构件，外壳(5)和加强筋(3)之间焊接固定。

5.如权利要求1所述的铸件浇口杯，其特征在于：上部围挡(101)为陶瓷材质或者水玻璃型砂硬化结构，下部浇口杯(102)为陶瓷材质；上部围挡(101)的下端面和下部浇口杯(102)的上端面之间通过钢包浇注料粘结固定。

6.如权利要求1所述的铸件浇口杯，其特征在于：外壳(5)的顶部设有对称布置的吊耳(4)。

7.如权利要求1至6任意一项所述的铸件浇口杯，其特征在于：下部浇口杯(102)的下端面设置有定位台阶圆柱面，定位台阶圆柱面和出水孔同轴，定位台阶圆柱面的台阶面与外壳底座的上表面相配合，定位台阶圆柱面的外圆面与外壳底座中部的装配通孔内圆面形成间隙配合。

8.如权利要求7所述的铸件浇口杯，其特征在于：下部浇口杯(102)的下端面位置高于外壳底座的下表面。

9.铸件浇口杯的安装固定结构，包括铸件浇口杯和铸件砂型(8)，铸件砂型(8)配设有浇道系统(9)，并在浇道系统(9)的直浇道上端所在位置设置有安装平台，其特征在于：铸件浇口杯采用如权利要求1至8任意一项所述的铸件浇口杯，外壳底座的下表面固定设置在安装平台上，并形成密闭连接；下部浇口杯(102)下端的出水孔与直浇道内孔中心对齐，下部浇口杯(102)的下端面与直浇道的上端面形成密闭连接。

10.如权利要求9所述的铸件浇口杯的安装固定结构，其特征在于：外壳底座的下表面与安装平台的上表面之间的配合面在直浇道外周设置有至少两圈耐火圈(6)；外壳底座的外边缘相对于外壳筒体的下端外侧壁外凸设置；外壳底座的外边缘、外壳筒体的下端外侧壁通过定位型砂硬化结构(7)与安装平台的上表面固定连接成整体。

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