CN220659140U - 一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构 - Google Patents

Abstract

一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，包括浇注系统和铸件型腔，浇注系统与铸件型腔相互连通；浇注系统包括直浇道、横浇道、横浇道切口、第一内浇道、第二内浇道和瓷管内浇道；所述的直浇道竖向垂直连通于横浇道的一端，所述的第一内浇道横向垂直连接于横浇道的一侧壁上，所述的第二内浇道连接于第一内浇道的下方，所述的瓷管内浇道的一端连接于第二内浇道的下方、另一端与铸件型腔的下底面连通；所述的横浇道切口位于直浇道和第一内浇道之间的横浇道上，且为自横浇道上表面向下表面凹陷形成的切口；本申请具有能有效的均衡凝固的状态、避免因局部过热而产生缩孔，解决上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷，提高铸件成品率的优点。

Description

一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构

技术领域

本发明涉及厚大断面铸件技术领域，具体的涉及一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构。

背景技术

高速冲床主要用于小型精密零配件的高效加工生产，高速冲床冲压速度快，通常速度可达800次/min以上，如此高速度的加工生产必然会让机身整体产生很大的震动，造成整体的不平衡，影响冲压精度与零配件的使用寿命，因此高速冲床都必须配上传动平衡装置来对整体机身进行平衡。

一般高速冲床所搭配的传动平衡结构都是采用静态平衡结构，在高速冲床曲轴上装配与曲轴偏心相反的配重块，通过配重块来消除曲轴的偏心。这种平衡装置只能实现高速冲床的局部区域平衡，无法实现高速冲床整机的动态平衡，高速冲压状态时会造成精度不够，冲压成品精度达不到要求，整机使用寿命低，模具损坏率高等问题。

高端先进高速冲床均配备的是动态平衡装置，其由动平衡块、平衡连杆、销轴和导向柱组成，其中平衡连杆活动连接在曲轴的动平衡装置偏心段上，动平衡块上设有销孔，动平衡块利用其销孔通过销轴与平衡连杆相连，动平衡块上还设有垂直于销孔的导向孔，导向柱固定连接在冲床机身上，动平衡块上的导向孔与导向柱滑动连接。曲轴转动时，动平衡块在曲轴带动下会运动，动平衡块在导向柱的约束下，仅仅做垂直运动，运动方向与滑块体运行成相反方向，大大降低滑块高速运行状态下冲床机身的振动，保证滑块在高速运动状态下的精密运行。

如图1-2所示,就是一种动平衡块，是一种AGL80动平衡块铸件，该铸件的毛坯重量为1900kg,浇注重量为2030kg,材料为HT300，其外形轮毂为尺寸1500mm×680mm×445mm，铸件的最大厚度为395mm，是一种典型的厚大断面铸件，特别是销孔a1、导向孔a2部位不允许有缩孔、缩松、气孔、夹渣等铸造缺陷，其铸造难度比较大；而且该动平衡块铸件整体属于厚大断面铸件，厚大断面灰铸铁件的上平面很容易出现缩凹和局部缩孔缺陷。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种能有效的均衡凝固的状态、避免因局部过热而产生缩孔，解决上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷，提高铸件成品率的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，该结构包括浇注系统和铸件型腔，所述的浇注系统与所述的铸件型腔相互连通；所述的浇注系统结构包括直浇道、横浇道、横浇道切口、第一内浇道、第二内浇道和瓷管内浇道；所述的直浇道竖向垂直连通于横浇道的一端，所述的第一内浇道横向垂直连接于横浇道的一侧壁上，所述的第二内浇道连接于第一内浇道的下方，所述的瓷管内浇道的一端连接于第二内浇道的下方、另一端与铸件型腔的下底面连通；所述的横浇道切口位于直浇道和第一内浇道之间的横浇道上，且为自横浇道上表面向下表面凹陷形成的切口。

采用上述结构，本申请通过两根瓷管内浇道自铸件型腔的底面进料，从而使得铁液流动的更加平稳，不容易在铸件型腔内形成紊流，因此减少了铸件缺陷；此外，本申请在直浇道和第一内浇道之间的横浇道上设置了一个自横浇道上表面向下表面凹陷形成的横浇道切口，该横浇道切口可以将横浇道的截面积减小，从而铁水在横浇道切口出被阻流而不会速度过快的进入内浇道，从而可以有利于铁水平稳流动，然后再通过上下设置第一内浇道和第二内浇道的缓流进入铸件型腔，这种结构可以使得前期流经直浇道和横浇道的含有渣、气以及杂物的不好铁水不会直接进入瓷管内浇道，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生，提高了进入铸型铁水的纯净度，减少了铸件缺陷。

进一步的，所述的第一内浇道和第二内浇道等宽，第一内浇道的横向延伸长度大于第二内浇道的横向延伸长度，且所述的第二内浇道的外端面与第一内浇道的外端面齐平；采用上述结构，可以将来自第一内浇道的铁水流通面在第二内浇道处减少，从而进一步减缓其流速，使其更加平稳；而且第一内浇道的内部延展面积相较于第二内浇道更大，且位于上部，更利于铁水中的熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔。

进一步的，所述的第一内浇道和第二内浇道均设置有两个，所述的瓷管内浇道设置有两个分别连接于两个第二内浇道上，且两个所述的瓷管内浇道自与第二内浇道的连接端至与铸件型腔下底面的连接端逐渐向外扩张；采用上述结构，通过两个内浇道来实现铁液的浇注，并且分别扩张的连接在铸件型腔下底面，使得型腔内的铁液进入的更加均衡平稳。

进一步的，所述的铸件型腔的上表面上设置有安全冒口和扁出气；采用上述结构，安全冒口可以实现铁液的补充，扁出气则可以将铁液中的气体有效排出，因此上述结构形成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷。

进一步的，所述的铸件型腔的下底面上设置有多块直接冷铁，所述的多块直接冷铁与铸件型腔的下底面直接接触；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。

更进一步的，所述的直接冷铁为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，每块直接冷铁之间的间距为25mm～30mm。

进一步的，所述的铸件型腔的下底面和上表面设置有多块间接冷铁，所述的多块间接冷铁与铸件型腔对应的下底面或者上表面之间具有间距；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。

更进一步的，所述的间接冷铁为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，所述的间接冷铁与铸件型腔表面之间的间距为20mm～35mm；可以先在铸件模具上铺一定厚度的型砂，再放上间接冷铁并控制与铸件表面之间的间距。

进一步的，所述的直浇道、横浇道和瓷管内浇道的各主要浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道＝1∶1.15～1.25∶1.0～1.1；采用上述比值，最小截面积设置在直浇口上，可以使得浇注系统实现“低流速、平稳洁净充型”的特点。

进一步的，所述的横浇道切口的高度是横浇道高度的0.2～0.4倍；所述的横浇道切口的底面长度为50mm～80mm；采用该结构，横浇道切口处的砂块可以满足铁水冲击，同时由于有一定的阻流作用、还有利于直浇道内铁水的快速充满，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速。

附图说明

图1本申请铸件第一视图的结构示意图。

图2本申请铸件第二视图的结构示意图。

如附图所示：a1.销孔，a2.导向孔。

图3本申请铸造结构的第一视的结构示意图。

图4本申请铸造结构的第二视的结构示意图。

图5本申请铸造结构主视图的结构示意图。

图6本申请浇注系统第一视图的结构示意图。

图7本申请浇注系统第二视图的结构示意图。

图8本申请浇注系统主视图的结构示意图。

图9本申请浇注系统俯视图的结构示意图。

图10本申请浇注系统侧视图的结构示意图。

图11本申请铸件型腔与直接冷铁结合的结构示意图。

图12本申请图11仰视图的结构示意图。

图13本申请铸件型腔与直接和间接冷铁结合的第一视图的结构示意图。

图14本申请铸件型腔与直接和间接冷铁结合的第二视图的结构示意图。

如附图所示：a.铸件型腔，1.浇注系统，2.直浇道，3.横浇道，4.横浇道切口，5.第一内浇道，6.第二内浇道，7.瓷管内浇道，8.安全冒口，9.扁出气，10.直接冷铁，11.间接冷铁。

具体实施方式

下面将结合实施例和附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是优选实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；

此外要说明的是：当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在另一中间部件，通过中间部件固定。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在另一中间部件。当一个部件被认为是“设置于”另一个部件，它可以是直接设置在另一个部件上或者可能同时存在另一中间部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的铸件型腔可以是形成浇注系统中的铸件型腔，也可以代表的是最终形成的铸件结构，因为铸件是经过先形成与铸件结构一致的型腔、型腔内浇注铁液冷却获得；因此，本申请的铸件型腔(本体)与铸件的结构可以指代一致，各个部件与铸件型腔之间的结构、位置关系也可以看做是与铸件之间的结构、位置关系。

如附图3-14所示，为本申请的一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，该结构包括浇注系统1和铸件型腔a，所述的浇注系统1与所述的铸件型腔a相连通；所述的浇注系统1结构包括直浇道2、横浇道3、横浇道切口4、第一内浇道5、第二内浇道6和瓷管内浇道7；所述的直浇道2竖向垂直连通于横浇道3的一端，所述的第一内浇道5横向垂直连接于横浇道3的一侧壁上，所述的第二内浇道6连接于第一内浇道5的下方，所述的瓷管内浇道7的一端连接于第二内浇道5的下方、另一端与铸件型腔a的下底面连通；所述的横浇道切口4位于直浇道2和第一内浇道5之间的横浇道3上、且为自横浇道3上表面向下表面凹陷形成的切口(即形成一个横截面小于横浇道的缺口，使得铁液流经该缺口时可以流通通道减小而减速)。

采用上述结构，本申请通过两根瓷管内浇道自铸件型腔的底面进料，从而使得铁液流动的更加平稳，不容易在铸件型腔内形成紊流，因此减少了铸件缺陷；此外，本申请在直浇道和第一内浇道之间的横浇道上设置了一个自横浇道上表面向下表面凹陷形成的横浇道切口，该横浇道切口可以将横浇道的截面积减小，从而铁水在横浇道切口出被阻流而不会速度过快的进入内浇道，从而可以有利于铁水平稳流动，然后再通过上下设置第一内浇道和第二内浇道的缓流进入铸件型腔，这种结构可以使得前期流经直浇道和横浇道的含有渣、气以及杂物的不好铁水不会直接进入瓷管内浇道，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔，减少氧化夹渣物的产生，提高了进入铸型铁水的纯净度，减少了铸件缺陷。

如附图3-4、6-7和10所示，本申请所述的第一内浇道5和第二内浇道6等宽(沿着横浇道长度方向的宽度)，第一内浇道5的横向延伸长度大于第二内浇道6的横向延伸长度(沿着与横浇道垂直横向延伸的长度)，且所述的第二内浇道6的外端面与第一内浇道5的外端面(即靠近铸件型腔侧的端面)齐平；采用上述结构，可以将来自第一内浇道的铁水流通面在第二内浇道处减少，从而进一步减缓其流速，使其更加平稳；而且第一内浇道的内部延展面积相较于第二内浇道更大，且位于上部，更利于铁水中的熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳进入型腔。

如附图3-10所示，本申请所述的第一内浇道5和第二内浇道6均设置有两个，所述的瓷管内浇道7设置有两个并分别连接于两个第二内浇道6上，且两个所述的瓷管内浇道7自与第二内浇道6的连接端至与铸件型腔a下底面的连接端逐渐向外扩张(即两根瓷管内浇道靠近直浇道端收窄，靠近铸件型腔端扩展)；采用上述结构，通过两个内浇道来实现铁液的浇注，并且分别扩张的连接在铸件型腔下底面，使得型腔内的铁液进入的更加均衡平稳。

如附图3-5所示，本申请所述的铸件型腔a的上表面上设置有安全冒口8和扁出气9；采用上述结构，安全冒口可以实现铁液的补充，扁出气则可以将铁液中的气体有效排出，因此上述结构形成一个均衡凝固的状态，避免因局部过热而产生缩孔，解决了上平面缩凹、局部缩孔缺陷及铸件开裂的铸造缺陷；具体的，安全冒口8设置四个，扁出气9设置了两个，具体位置参考附图3-5所示。

如附图11-12所示，本申请所述的铸件型腔a的下底面上设置有多块直接冷铁10，所述的多块直接冷铁10与铸件型腔a的下底面直接接触(即将多块直接冷铁设置在型砂内，其一个表面直接与铸件型腔或者铸件的下底面接触，以实现快速的冷却铁水)；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。

作为示例，本申请所述的直接冷铁为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，每块直接冷铁之间的间距为25mm～30mm，一共设置了十二块直接冷铁，具体的位置于附图11-12所示的铸件型腔的位置。

如附图13-14所示，本申请所述的铸件型腔a的下底面和上表面均设置有多块间接冷铁11，所述的多块间接冷铁11与铸件型腔a对应的下底面或者上表面之间具有间距(即间接冷铁不与铸件型腔或者说铸件直接接触)；采用该结构，可以加速该处铸件铁液的有效冷却和快速冷却达到均衡冷却的目的。

作为示例，本申请所述的间接冷铁11为100mm(长)×100mm(宽)×80mm(厚)的方块，所述的间接冷铁11与铸件型腔a的表面(上表面和下表面)之间的间距为20mm～35mm；具体的，可以先在铸件模具上铺一定厚度的型砂，再放上间接冷铁并控制其与铸件型腔或者说铸件相应表面之间的间距；具体的，参考附图13-14所示，在铸件型腔的上表面设置了十四块，具体位置见附图13所示，上表面的中间和两端均布设了冷铁；在铸件型腔的上表面设置了十二块，具体位置见附图14所示，在下底面的两端布设了冷铁。

作为示例，本申请中涉及的上述各主要浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道(瓷管内浇道)＝1∶1.15～1.25∶1.0～1.1；采用上述比值，最小截面积设置在直浇口上，可以使得浇注系统实现“低流速、平稳洁净充型”的特点。

如附图8所示，本申请所述的横浇道切口4的高度h是横浇道3的高度H的0.2～0.4倍；所述的横浇道切口4的底面长度L为50mm～80mm；采用该结构，横浇道切口处的砂块可以满足铁水冲击，同时由于有一定的阻流作用、还有利于直浇道内铁水的快速充满，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速。

本申请的铸造结构，通过浇注系统和直接冷铁、间接冷铁、安全冒口和扁出气等的结构的相互配合设置，实现同时凝固，解决了动平衡块铸件上平面的缩凹、局部缩孔等铸造缺陷。其中冷铁和冒口被用来控制铸件的凝固过程，从而获得无缩孔缩松的致密铸件；无论是同时凝固控制技术还是顺序凝固控制技术，冷铁都被广泛使用；本申请的外冷铁分为直接冷铁和间接冷铁；直接冷铁与铸件直接接触，并且要求冷铁表面光洁，无氧化物层和油污，无气孔或缩凹，使用过程中还要防止冷铁表面锈蚀，如不满足以上要求，会导致铸件表面皱皮、裂纹等缺陷；另外直接外冷铁长期放置会吸湿，导致铸件表面出现气孔缺陷；因此，直接冷铁通常应用在铸件的加工区域，因为在铸件的加工区域通常设有加工余量，在铸件的加工过程中可以将由于冷铁而产生的外部缺陷加工去除掉，从而获得合格铸件，提高成品率，具体的设置于本申请图示中的位置即可；而在铸件的非加工区域，则需要使用间接冷铁,间接冷铁不与铸件表面直接接触，因为非加工区如果有缺陷无法后期去除，而间接冷铁的设置可以避免冷铁带来的铸造缺陷对铸件的影响。

Claims (10)

1.一种高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：该结构包括浇注系统和铸件型腔，所述的浇注系统与所述的铸件型腔相互连通；所述的浇注系统结构包括直浇道、横浇道、横浇道切口、第一内浇道、第二内浇道和瓷管内浇道；所述的直浇道竖向垂直连通于横浇道的一端，所述的第一内浇道横向垂直连接于横浇道的一侧壁上，所述的第二内浇道连接于第一内浇道的下方，所述的瓷管内浇道的一端连接于第二内浇道的下方、另一端与铸件型腔的下底面连通；所述的横浇道切口位于直浇道和第一内浇道之间的横浇道上，且为自横浇道上表面向下表面凹陷形成的切口。

2.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的第一内浇道和第二内浇道等宽，第一内浇道的横向延伸长度大于第二内浇道的横向延伸长度，且所述的第二内浇道的外端面与第一内浇道的外端面齐平。

3.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的第一内浇道和第二内浇道均设置有两个，所述的瓷管内浇道设置有两个分别连接于两个第二内浇道上，且两个所述的瓷管内浇道自与第二内浇道的连接端至与铸件型腔下底面的连接端逐渐向外扩张。

4.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的铸件型腔的上表面上设置有安全冒口和扁出气。

5.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的铸件型腔的下底面上设置有多块直接冷铁，所述的多块直接冷铁与铸件型腔的下底面直接接触。

6.根据权利要求5所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的直接冷铁为100mm×100mm×80mm的方块，每块直接冷铁之间的间距为25mm～30mm。

7.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的铸件型腔的下底面和上表面设置有多块间接冷铁，所述的多块间接冷铁与铸件型腔对应的下底面或者上表面之间具有间距。

8.根据权利要求7所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的间接冷铁为100mm×100mm×80mm的方块，所述的间接冷铁与铸件型腔表面之间的间距为20mm～35mm。

9.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的直浇道、横浇道和瓷管内浇道的各个浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道= 1∶1.15～1.25∶1.0～1.1。

10.根据权利要求1所述的高速冲床动平衡块铸件的铸造结构，其特征在于：所述的横浇道切口的高度是横浇道高度的0.2～0.4倍；所述的横浇道切口的底面长度为50mm～80mm。