CN219235902U - 一种立柱铸造模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种立柱铸造模具，包括模具基板和设于模具基板上的围板；围板与模具基板围成铸造腔，铸造腔与立柱形状相适应，铸造腔顶部具有用于浇注胶凝材料的浇注口；铸造腔内设有恒温液管，围板的内壁和模具基板的内壁设有连接结构，连接结构能够用于安装恒温液管。通过基板和围板，围成铸造腔，在铸造腔中浇铸胶凝材料，将胶凝材料铸造为立柱，并通过连接结构在铸造腔中设置恒温液管，在铸造过程中，使恒温液管与立柱浇铸为一体，恒温液管能够均衡立柱内部温度，当立柱受到热辐射或热传导而来的热量，通过恒温液管将立柱内部热量及时导出，避免立柱在热量的影响下温度升高，避免立柱发生形变，保证了立柱的几何精度。

Description

一种立柱铸造模具

技术领域

本实用新型涉及机床立柱铸造技术领域，尤其涉及一种立柱铸造模具。

背景技术

现有机床的主要部件(如，床身、立柱、滑鞍、滑枕以及导轨)均采用灰铸铁铸造，容易受到热量的影响。

能够影响机床的热量来源有多处，其中内部热量主要来源于机床本身产生的热量，如电机长时间工作所产生的热，这些热量一方面通过电机固定装置，如电机座，传递给机床，另一方面也会通过热辐射影响电机周围的部件，如床身、滑鞍、或滑枕等部件；坐标轴传动和运动过程中会产生摩擦热，摩擦热直接作用于运动副，导轨、丝杠、螺母以及螺母座等部件既是产生摩擦热的部件，又是受摩擦热影响的部件；外部热量主要来源于外界对机床的热传递或热辐射而引起的发热，如切削工件产生的切削热。切削过程中刀尖点处始终产生热量，热量始终从刀尖点向加工区域内辐射，刀尖点在加工区域内的运动轨迹不确定，受刀尖点热源影响的温度变化不确定，由于刀尖点位置和刀尖点辐射的热量的不断变化，造成加工区域内的温度分布不均匀、热辐射方向无规律、热扩散不均匀，使位于加工区域内的机床部件上产生不均匀的温度场。

尽管切削液会带走大部分的切削热，但是，切削液携带的热量仍然会有一部分传递给机床的其他部件，由于不均匀的温度场的存在使得热辐射方向无规律，热扩散不均匀，从而使机床的其他部件受热不同，造成机床的其他部件发生不同程度的热变形，如床身上表面比床身下表面温度高而形成温差，床身将弯曲变形，床身上表面成中凸状，使得安装在床身上导轨的直线性受到影响，此外立柱也会因为床身的热变形而产生相应的位置变化，从而破坏机床原有的几何精度，引起了加工误差。除了切削热以外，机床的使用环境温度也会对机床的几何精度产生一定的影响。

由于，机床在工作过程中，始终受到内部热源和外部热源的影响，并且内部热源和外部热源产生的热辐射均为非线性、无规律的，所以，机床始终会受到不稳定、不确定的热影响，其床身、立柱、滑鞍、滑枕、工作台等主要部件以及导轨、丝杠、螺母以及螺母座等传动部件在热量的影响下，容易产生温度的变化，进而产生形变，所以，现有的机床难以在长时间的工作过程中，保证稳定的几何精度，而机床的几何精度综合反应机床各关键零、部件及其组装后的综合几何形状和位置误差，包括部件自身精度和部件之间的相互位置精度。

立柱是机床上重要的承重部件之一，承受机床上滑枕、滑鞍、主轴等的重量以及加工时的切削力，所以，立柱的几何精度对其他各部件的位置精度均有影响，是机床加工精度的基础保证。

为了保证机床能够具有长期、稳定的高精度，如何将温度热传导效率低的材料，如胶凝材料，制成机床的立柱，并使机床的立柱能够在无规律、不均匀的温度场中保持几何精度是需要解决的问题。

发明内容

本实用新型提供一种立柱铸造模具，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种立柱铸造模具，包括模具基板和设于所述模具基板上的围板；所述围板与所述模具基板围成铸造腔，所述铸造腔与立柱形状相适应，所述铸造腔顶部具有用于浇注胶凝材料的浇注口；所述铸造腔内设有恒温液管，所述围板的内壁和所述模具基板的内壁设有连接结构，所述连接结构能够用于安装所述恒温液管。

进一步的，所述连接结构还能够用于安装嵌件，所述嵌件具有安装孔，若干所述安装孔排成一列并构成一个导轨安装部。

进一步的，所述恒温液管两端设有管接头，所述管接头一端与所述恒温液管连接，另一端设有内螺纹；所述恒温液管成排间隔设置且形状与所述铸造腔适应。

进一步的，所述模具基板和所述围板上设有顶丝孔和模具装配螺栓孔；所述顶丝孔靠近所述铸造腔一端设有盖板，远离所述铸造腔一端设有丝套；所述模具装配螺栓孔用于装配螺栓穿过，将所述模具基板和所述围板固定。

进一步的，所述嵌件连接结构具有通孔，固定螺栓能够穿过所述通孔，将所述嵌件固定于所述模具基和所述围板内表面，且所述嵌件与所述模具基板和所述围板内表面之间设有垫片。

进一步的，所述嵌件包括多螺纹钢嵌件、T型螺纹钢嵌件或凹槽嵌件；所述多螺纹钢嵌件包括嵌件座和螺纹杆结构，所述螺纹杆结构设于所述嵌件座上；所述T型螺纹钢嵌件包括嵌件块及从所述嵌件块中间穿过的T型嵌体结构。

进一步的，所述围板包括前端板、后端板、左侧板和右侧板，所述前端板和所述后端板中间设有缺口，所述前端板的所述缺口与所述后端板的所述缺口之间固定连接有弯折板和固定板；

所述模具基板、所述围板和所述弯折板均包括边缘板和主板，所述边缘板设于所述主板周缘并垂直于所述主板，所述主板上设有若干加强筋，且所述加强筋两端与所述边缘板固定，所述围板与所述模具基板连接面的所述边缘板上设有销孔，所述销孔处设有定位销，所述销孔外侧一端设有销套；所述模具装配螺栓孔设于所述销孔两侧。

进一步的，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述弯折板包括第一弯折板、第二弯折板、第三弯折板及第四弯折板，所述第一弯折板、所述第三弯折板、所述左侧板、所述前端板、所述后端板、所述第一固定板、所述第二固定板和所述模具基板形成第一铸造腔，所述第二弯折板、所述第四弯折板、所述右侧板、所述前端板、所述后端板、所述第一固定板、所述第二固定板及所述模具基板形成第二铸造腔，所述第一铸造腔与所述第二铸造腔连通。

进一步的，所述围板内表面固定连有注胶排气管，所述注胶排气管一端连接于所述围板内表面，另一端设于所述铸造顶部。

与现有的机床立柱铸造模具相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型公开的立柱铸造模具通过基板和围板，围成铸造腔，在铸造腔中浇铸胶凝材料，将胶凝材料铸造为立柱，并通过连接结构在铸造腔中设置恒温液管，在铸造过程中，使恒温液管与立柱浇铸为一体，恒温液管能够均衡立柱内部温度，当立柱受到热辐射或热传导而来的热量，通过恒温液管将立柱内部热量及时导出，避免立柱在热量的影响下温度升高，避免立柱发生形变，保证了立柱的几何精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具结构示意图一；

图2为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具结构示意图二；

图3为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具主视图；

图4为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具俯视图；

图5为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具仰视图；

图6为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具左视图；

图7为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具右视图；

图8为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具嵌件位置示意图；

图9为图8中A部分的放大图；

图10为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具多螺纹钢嵌件示意图；

图11为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具T型螺纹钢嵌件示意图；

图12为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具冷却液管结构示意图一；

图13为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具冷却液管结构示意图二；

图14为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具与立柱结构示意图；

图15为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具内部结构示意图；

图16为图15中A部分的放大图；

图17为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具顶丝位置结构示意图；

图18为图17中A部分的放大图；

图19为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具定位销位置结构示意图；

图20为图19中A部分的放大图；

图21为本实用新型实施例公开的一种立柱铸造模具管接头位置示意图；

图22为图21中A部分的放大图。

图中：1、模具基板；2、围板；21、顶丝孔；215、盖板；216、丝套；22、模具装配螺栓孔；23、前端板；231、缺口；24、后端板；227、顶丝；25、左侧板；241、边缘板；242、主板；2421、加强筋；26、右侧板；3、铸造腔；31、第一铸造腔；32、第二铸造腔；4、浇注口；5、恒温水管；51、管接头；6、嵌件；6、导轨嵌件；611、多螺纹钢嵌件；6111、嵌件座；6112、螺纹杆结构；612、T型螺纹钢嵌件；6121、嵌件块；6122、T型嵌体结构；7、固定螺栓；8、垫片；9、弯折板；91、第一弯折板；92、第二弯折板；93、第三弯折板；94、第四弯折板；10、固定板；101、第一固定板；102、第二固定板；11、销孔；12、定位销；13、销套；15、注胶排气管；16、立柱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

一种立柱铸造模具，如图1-7所示，包括模具基板1和设于所述模具基板1上的围板2；所述围板2与所述模具基板1围成铸造腔3，所述铸造腔3与立柱形状相适应，所述铸造腔3顶部具有用于浇注胶凝材料的浇注口4；所述铸造腔3内设有恒温液管5，所述围板2的内壁和所述模具基板1的内壁设有连接结构，如图15、图16所示，所述连接结构能够用于安装所述恒温液管5。所述铸造腔3能够通过向所述浇注口4填入胶凝材料成型立柱，所述铸造腔3的形状与所要铸造的立柱16形状一致；机床工作时，机床各零部件转动移动打磨均会产生大量的不均匀、不稳定且不确定的内部热量和外部热量，所述立柱16及其他机床零部件随温度升高，变形性越高，从而破坏机床的加工精度，降低机床的运动精度，影响工件的加工质量。如图12、图13所示，所述铸造腔3内预埋的所述恒温液管5，通过不断向所述恒温液管5内注入循环恒温水，随所述恒温液管5内水的流动带走热量，能够均衡温度，使所述立柱16内的温度保持恒定，避免所述立柱16因内部过热导致变形，并实现所述立柱16长期处于高几何精度、高运动精度、高定位精度以及高重复定位精度的稳定水平。所述模具基板1和所述围板2内表面及内壁即构成所述铸造腔3的平面。

所述立柱16采用胶凝材料浇铸而成，具有很低的热传导率，即，在同样的温度场内，胶凝材料制成的部件温度变化比铸铁更慢，发生形变更慢。而且，所述恒温液管5能够及时的将所述立柱16内部的热量传导出去，避免所述立柱16温度升高，避免所述立柱16发生形变，保证了所述立柱16外形的稳定，进而保证了所述立柱16与床身、滑鞍的位置精度，为滑鞍、滑枕的高精度运动提供了基础和保障。

优选的，所述连接结构还能够用于安装嵌件6，所述嵌件6具有安装孔，若干所述安装孔排成一列并构成一个导轨安装部。本实用新型公开的模具中设有的成排的所述嵌件6，能够在胶凝材料上形成用于安装机床导轨的安装部，所述嵌件6之间独立设置，互相不影响各自的稳定性，同时又能便于安装固定导轨，提高导轨的稳定性。一个导轨安装部用于安装一条导轨，导轨安装部的数量根据需要设置的导轨而定。需要说明的是，本申请中的所述安装孔排成一列，并非仅指每一个安装孔的圆心共线，即使若干所述安装孔的圆心在一定范围内存在位置偏差，只要能够满足导轨安装要求，也在本申请所要求保护的范围之内；本实施例中，所述嵌件6的安装孔具有内螺纹，导轨或其他部件能够通过螺栓与嵌件连接，进而使导轨或其他部件与所述立柱16连接。

所述嵌件6与所述模具基板1和所述围板2上设置的高度，高于所述嵌件6对应铸造后所述立柱16的实际高度，铸造完毕后，所述立柱16还需要经过打磨，精准尺寸后投入使用。本实用新型公开的模具中设有的成排的所述嵌件6，能够在胶凝材料上形成用于安装机床导轨的安装部，所述嵌件6之间独立设置，互相不影响各自的稳定性，同时又能便于安装固定导轨，提高导轨的稳定性。

优选的，所述恒温液管5两端设有管接头51，如图21、图22所示，所述管接头51一端与所述恒温液管5连接，另一端设有内螺纹，所述恒温液管5成排间隔设置且形状与所述铸造腔3适应；所述恒温液管5设有若干弯折，弯折后形成多段相连的管段，管段之间成排设置，且管段之间有设置距离，所述恒温液管5弯折后的形状与所述铸造腔3适应形状相适应，管段贴近所述模具基板1和所述围板2内壁，将产生的热量及时带走，所述铸造腔3内设置的所述恒温液管5能够保证所述立柱16内的温度均衡；所述恒温液管5两端设有的所述管接头51，用于与固定于所述围板2内表面的连接结构连接，方便对所述恒温液管5进行固定。铸成的所述立柱16内的所述恒温液管5与其他部件的恒温液管连接，使所述立柱16与其他部件共用一套恒温水循环系统，减少机床内管道数量，利于节约能源。

优选的，所述模具基板1和所述围板2上设有顶丝孔21和模具装配螺栓孔22；如图17、图18所示，所述顶丝孔21靠近所述铸造腔3一端设有盖板215，远离所述铸造腔3一端设有丝套216；所述模具装配螺栓孔22用于装配螺栓穿过，将所述模具基板1和所述围板2固定。铸型完毕后脱模时，将顶丝伸入所述丝套216，向所述第一铸造腔31和所述第二铸造腔32内旋入，将所述立柱16与所述顶丝之间的所述盖板215，推向所述立柱16，由于所述立柱16是固定的，当所述盖板215与所述立柱16抵接时，所述顶丝再继续向所述立柱16方向旋转，所述围板2和所述模具基板1即可与所述立柱16分离，完成脱模；所述盖板215的设置能够防止所述顶丝与所述立柱16直接接触，避免所述顶丝对所述立柱16产生破坏，影响所述立柱16的完整度和尺寸结构的精准度。所述丝套216能够为所述顶丝提供基准点，使所述顶丝定位更精准。所述模具装配螺栓孔22用于螺栓穿过将所述围板2固定于所述模具基板1上。

优选的，所述连接结构为通孔，如图8、图9所示，固定螺栓7能够穿过所述通孔，将所述嵌件6固定于所述模具基板1和所述围板2内表面，且所述嵌件6与所述模具基板1和所述围板2内表面之间设有垫片8。所述垫片13能够在所述立柱16上形成预留面，铸造完毕后，预留面的精度不能满足所需的实际精度，因此再将所述预留面进行打磨，从而提高所述立柱16精度。

优选的，如图10、图11所示，所述嵌件6包括多螺纹钢嵌件611和T型螺纹钢嵌件612；所述多螺纹钢嵌件611包括嵌件座6111和螺纹杆结构6112，所述螺纹杆结构6112设于所述嵌件座6111上；所述T型螺纹钢嵌件612包括嵌件块6121及从所述嵌件块6121中间穿过的T型嵌体结构6122；所述多螺纹钢嵌件611和所述T型螺纹钢嵌件612均能够增大安装部的接触面积，且嵌件成排设置，能使安装部与导轨连接更稳定，保证导轨高精度长期的稳定性。

优选的，所述围板2包括前端板23、后端板24、左侧板25和右侧板26，所述前端板23和所述后端板24中间设有缺口231，所述前端板23的所述缺口231与所述后端板24的所述缺口231之间固定连接有弯折板9和固定板10；

所述模具基板1、所述围板2和所述弯折板7均包括边缘板241和主板242，所述边缘板241设于所述主板242周缘并垂直于所述主板242，所述主板242上设有若干加强筋2421，且所述加强筋2421两端与所述边缘板241固定，所述围板2与所述模具基板1连接面的所述边缘板241上设有销孔11，所述销孔11处设有定位销12，所述销孔11外侧一端设有销套13，如图19、图20所示；所述模具装配螺栓孔23设于所述销孔11两侧。所述模具装配螺栓孔22设于所述边缘板231上，且设于所述销孔11的两侧，能够保证所述围板2与所述模具基板1之间连接的平衡力，保证连接和固定的稳定性与平衡性；所述缺口231形状尺寸随所述立柱16形状尺寸变化；将所述前端板23、所述后端板24、所述左侧板25和所述右侧板26安装于所述模具基板1上时，所述定位销12销穿过所述销套13和所述销孔11，将所述前端板23、所述后端板24、所述左侧板25和所述右侧板26进行精准定位于所述模具基板1上。所述销套13能够为所述定位销11提供基准点，使所述定位销12定位更精准。通过设置所述销孔11，能够提高所述端板及所述侧板的安装精准度，使形成的所述第一铸造腔31和所述第二铸造腔32的精度更高，铸造出的所述立柱16精度更高，所述立柱16高精度稳定性更高，且使所述立柱16长期保持较高的高精度稳定性。所述加强筋2421能够对基板、侧板及端板进行加固，提高基板、侧板及端板强度和稳定性，进而使所述第一铸造腔31与所述第二铸造腔32的稳定性大大提高，实现所述立柱16处于长期高精度的稳定水平。

优选的，所述固定板10包括第一固定板101和第二固定板102，所述弯折板9包括第一弯折板91、第二弯折板92、第三弯折板93及第四弯折板94，所述第一弯折板91、所述第三弯折板93、所述左侧板25、所述前端板23、所述后端板24、所述第一固定板101、所述第二固定板102和所述模具基板1形成第一铸造腔31，所述第二弯折板92、所述第四弯折板94、所述右侧板26、所述前端板23、所述后端板24、所述第一固定板101、所述第二固定板102及所述模具基板1形成第二铸造腔32，所述第一铸造腔31与所述第二铸造腔32连通。浇铸完毕后，所述第一铸造腔31与所述第二铸造腔32分别形成所述立柱16对应的两个柱体，所述第一铸造腔31与所述第二铸造腔32连通处形成所述立柱16的连接桥。

优选的，如图14所示，所述围板2内表面固定连有注胶排气管15，所述注胶排气管15一端连接于所述围板2内表面，另一端设于所述铸造腔3顶部。本实施例中，所述立柱16与床身通过结构胶连接，连接过程中，所述立柱16与床身之间的气体能够通过排气管排出，增大胶结面积，增加所述立柱16与床身连接的稳固性，

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种立柱铸造模具，其特征在于，包括模具基板(1)和设于所述模具基板(1)上的围板(2)；所述围板(2)与所述模具基板(1)围成铸造腔(3)，所述铸造腔(3)与立柱形状相适应，所述铸造腔(3)顶部具有用于浇注胶凝材料的浇注口(4)；所述铸造腔(3)内设有恒温液管(5)，所述围板(2)的内壁和所述模具基板(1)的内壁设有连接结构，所述连接结构能够用于安装所述恒温液管(5)。

2.根据权利要求1所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述连接结构还能够用于安装嵌件(6)，所述嵌件(6)具有安装孔，若干所述安装孔排成一列并构成一个导轨安装部。

3.根据权利要求1所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述恒温液管(5)两端设有管接头(51)，所述管接头(51)一端与所述恒温液管(5)连接，另一端设有内螺纹；所述恒温液管(5)成排间隔设置且形状与所述铸造腔(3)适应。

4.根据权利要求1所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述模具基板(1)和所述围板(2)上设有顶丝孔(21)和模具装配螺栓孔(22)；所述顶丝孔(21)靠近所述铸造腔(3)一端设有盖板(215)，远离所述铸造腔(3)一端设有丝套(216)；所述模具装配螺栓孔(22)用于装配螺栓穿过，将所述模具基板(1)和所述围板(2)固定。

5.根据权利要求2所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述连接结构具有通孔，固定螺栓(7)能够穿过所述通孔，将所述嵌件(6)固定于所述模具基板(1)和所述围板(2)内表面，且所述嵌件(6)与所述模具基板(1)和所述围板(2)内表面之间设有垫片(8)。

6.根据权利要求2所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述嵌件(6)包括多螺纹钢嵌件(611)和T型螺纹钢嵌件(612)；所述多螺纹钢嵌件(611)包括嵌件座(6111)和螺纹杆结构(6112)，所述螺纹杆结构(6112)设于所述嵌件座(6111)上；所述T型螺纹钢嵌件(612)包括嵌件块(6121)及从所述嵌件块(6121)中间穿过的T型嵌体结构(6122)。

7.根据权利要求4所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述围板(2)包括前端板(23)、后端板(24)、左侧板(25)和右侧板(26)，所述前端板(23)和所述后端板(24)中间设有缺口(231)，所述前端板(23)的所述缺口(231)与所述后端板(24)的所述缺口(231)之间固定连接有弯折板(9)和固定板(10)；

所述模具基板(1)、所述围板(2)和所述弯折板(9)均包括边缘板(241)和主板(242)，所述边缘板(241)设于所述主板(242)周缘并垂直于所述主板(242)，所述主板(242)上设有若干加强筋(2421)，且所述加强筋(2421)两端与所述边缘板(241)固定，所述围板(2)与所述模具基板(1)连接面的所述边缘板(241)上设有销孔(11)，所述销孔(11)处设有定位销(12)，所述销孔(11)外侧一端设有销套(13)；所述模具装配螺栓孔(22)设于所述销孔(11)两侧。

8.根据权利要求7所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述固定板(10)包括第一固定板(101)和第二固定板(102)，所述弯折板(9)包括第一弯折板(91)、第二弯折板(92)、第三弯折板(93)及第四弯折板(94)，所述第一弯折板(91)、所述第三弯折板(93)、所述左侧板(25)、所述前端板(23)、所述后端板(24)、所述第一固定板(101)、所述第二固定板(102)和所述模具基板(1)形成第一铸造腔(31)，所述第二弯折板(92)、所述第四弯折板(94)、所述右侧板(26)、所述前端板(23)、所述后端板(24)、所述第一固定板(101)、所述第二固定板(102)及所述模具基板(1)形成第二铸造腔(32)，所述第一铸造腔(31)与所述第二铸造腔(32)连通。

9.根据权利要求1所述的一种立柱铸造模具，其特征在于，所述围板(2)内表面固定连有注胶排气管(15)，所述注胶排气管(15)一端连接于所述围板(2)内表面，另一端设于所述铸造腔(3)顶部。

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