CN220659141U - 一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构 - Google Patents

Abstract

一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构，包括铸件型腔和浇注系统，浇注系统与铸件型腔相连通；浇注系统由相对设置的第一浇注系统和第二浇注系统构成，且第一浇注系统和第二浇注系统均包括直浇道、横浇道、第一过滤浇道、第二过滤浇道和内浇道；直浇道与横浇道垂直连接，横浇道呈U字型，第一过滤浇道设置有两条分别连接于呈U字型横浇道的前端面上，第二过滤浇道位于第一过滤浇道的下方，第二过滤浇道的下底面连接有内浇道，且内浇道设置有多个、每个所述的内浇道均连接一个第二过滤浇道；本申请具有有效减少紊流，夹渣物能够浮于铁水表面，有效去除夹渣物，避免铁渣进入铸件，达到降低铸件中夹渣物的目的，从而提高铸件成品率的优点。

Description

一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构

技术领域

本申请涉及大型铸件制备技术领域，具体的涉及一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构。

背景技术

冲床是一种结构精巧的通用性压力机，具有用途广泛、生产效率高等特点，广泛应用于冲孔、落料、弯曲和成形等工艺，通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件，冲床的运转精度直接关系到了冲压件的质量、精度以及模具的使用寿命，而上横梁作为高速压力机的重要组成部分，其刚度和强度对压力机的整体工作性能和加工精度具有直接而重要的影响。为了提高冲床的加工精度和工作效率，降低生产成本和能源消耗，应尽可能地提高上横梁铸件的刚度与强度，特别是轴承孔部位不允许有气孔、夹渣等铸造缺陷。

如图1-3所示,为一种冲床上使用的M40N上横梁铸件结构，该铸件的毛坯重量28810kg,浇注重量29985kg,材料HT300，外形轮毂尺寸3850mm×1990mm×1600mm(属于大型铸件结构)；该铸件沿着其长度方向设置多个并排的轴承孔c，因为需要和轴承装配因此铸件轴承孔的部位不允许有缩孔、缩松、气孔、夹渣等铸造缺陷，其铸造难度比较大；从附图1-3可以看出该上横梁铸件整体属于箱体式框架结构，因此铸型内的铁水冲型不是很平稳，容易产生氧化渣、气孔等铸造缺陷，多出现在铸件浇注的上平面或型芯下表面部位，特别是夹渣缺陷严重影响铸件的力学性能，易导致裂纹或开裂；框架结构铸件的热节多、分散，无法从单方面加强激冷予以消除，生产制造难度相当大。

现有针对上述上横梁铸件的浇注结构如图4-5所示，该现有技术的浇注结构包括浇注系统和铸件型腔a，其中浇注系统包括直浇道1’、横浇道2’、内浇道3’、安全冒口4’和出气口5’；所述的直浇道1’设置为两条(两条直浇道共用下方的环形横浇道，浇注时直浇道的两股铁水会对冲导致铁液撞击，紊流)并且位于横浇道2’的上端面的两端、且与横浇道2’垂直连接，横浇道2’呈环状闭环结构，直浇道1’位于该闭环结构的一端；所述的内浇道3’设置多条，分布于铸件型腔a长度方向延伸的两个侧面外侧，其尾端与铸件型腔a的竖向侧壁连通；而且内浇道3’是直接放在横浇道2’的下部，这种方式不利于铁水平稳流动，还会导致前期流经横浇道含有渣、气以及杂物的不好铁水会直接进入内浇道，不利于铁水熔渣的上浮，也不利于铁水更加平稳进入型腔，增加氧化夹渣物的产生，导致上横梁铸件轴承孔部位一直存在碎砂和夹渣缺陷。

实用新型内容

本申请针对现有技术的上述不足，提供一种有效减少紊流，夹渣物能够浮于铁水表面，有效去除夹渣物，避免铁渣进入铸件，达到降低铸件中夹渣物的目的，从而提高铸件成品率的大型冲床用横梁铸件的浇注结构。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构，该结构包括铸件型腔和浇注系统，所述的浇注系统与铸件型腔相连通；所述的浇注系统由相对设置的第一浇注系统和第二浇注系统构成，且第一浇注系统和第二浇注系统均包括直浇道、横浇道、第一过滤浇道、第二过滤浇道和内浇道；所述的直浇道与横浇道垂直连接，所述的横浇道呈U字型，所述的第一过滤浇道设置有两条分别连接于呈U字型横浇道的前端面上，所述的第二过滤浇道位于第一过滤浇道的下方，所述的第二过滤浇道的下底面连接有内浇道，且内浇道设置有多个、每个所述的内浇道均连接一个所述的第二过滤浇道。

采用上述结构，本申请将现有的浇注结构设置成两个相对设置的浇注系统，从而可以从两侧分别进料，使得料液可以各自快速的充盈各自的浇注系统，避免现有两个直浇道共用一个横浇道可能造成的流量差异大、紊流等，而造成铸件的浇注系统充盈不均衡而影响铸件性能；此外，本申请的浇注结构，其中还采用了两种过滤浇道，可以方便渣、气以及杂物上浮，避免进入铸造型腔；此外第二过滤浇道分块设置并且与其连接的内浇道一一对应，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳的进入铸件型腔，从而减少氧化夹渣物的产生。

进一步的，所述的第一过滤浇道和第二过滤浇道之间设置有直孔陶瓷过滤砖，该过滤砖的设置可以有效过滤铁液中的杂质，防止其进入铸件型腔。

进一步的，所述的直浇道包括竖向延伸的第一直浇道和第二直浇道，所述的第一直浇道和第二直浇道之间通过横向延伸段连接，采用该结构，可以确保直浇道内的铁液快速充满状态，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速。

进一步的，所述的直浇道和内浇道均为陶瓷管，采用该方案可以有效减少冲砂缺陷，避免浇注过程对直浇道和内浇道的冲击破坏。

进一步的，所述的第一过滤浇道与所述的横浇道等高，且第一过滤浇道的横截面呈上窄下宽的等腰梯形结构；采用上述方案，可以使得横浇道内的铁液快速的充满第一过滤浇道，并且铁液中的铁渣、杂质等更利于上浮聚拢。

进一步的，所述的第一过滤浇道和第二过滤浇道的外边沿相对于直孔陶瓷过滤砖的外边沿向内缩小8mm～15mm；采用该结构，减少铁液与过滤砖的接触面积，从而防止直孔陶瓷过滤砖在高温铁水和热气流冲击的双重作用下发生变形或破碎。

进一步的，所述的第二过滤浇道为多个，并于第一过滤浇道的底面分块设置；采用该结构，在型砂铸型时，在相邻第二过滤浇道之间的间隙内可以填入型砂，从而提高型砂对过渡浇道和过滤砖的支撑力度，防止浇注系统破坏或者移位。

进一步的，位于每个第二过滤浇道底面的多个内浇道各自的延伸方向不一致，且内浇道与铸件型腔的连接位置位于铸件型腔的底面；采用该结构，可以将铁液通过每一个内浇道送入至铸件型腔不同的位置，保证铁液流动的平稳性。

进一步的，所述的浇注系统还包括安全冒口和出气口，所述的安全冒口和出气口均设置于铸件型腔的上端面上，且安全冒口沿着铸件型腔上端面的周边设置、出气口设置于铸件型腔长度方向的两端的上端面上；采用该结构，可以避免气泡和铸造凹坑，减少铸造缺陷。

进一步的，所述的各主要浇注单元(主要为直浇道、横浇道和内浇道)的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道＝1∶1.2～1.3∶1.0～1.1；采用上述方案，最小截面积设置在直浇道上，可以进一步的保证铁液浇注的平稳性，减少冲砂缺陷，实现了“低流速、平稳洁净充型”的效果。

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。

图3本申请铸件局部剖视的结构示意图。

图4现有技术浇注结构的第一视图的结构示意图。

图5现有技术浇注结构的第二视图的结构示意图。

如附图所示：a.铸件型腔，c.轴承孔，1’.直浇道，2’.横浇道，3’.内浇道，4’.安全冒口，5’.出气口。

图6本申请浇注系统的结构示意图。

图7本申请单一浇注系统第一视图的结构示意图。

图8本申请单一浇注系统第二视图的结构示意图。

图9本申请单一浇注系统主视图的结构示意图。

图10本申请单一浇注系统俯视图的结构示意图。

图11本申请单一浇注系统仰视图的结构示意图。

图12本申请浇注结构第一视图的结构示意图。

图13本申请结构第二视图的结构示意图。

如附图所示：a.铸件型腔，b.浇注系统，b1.第一浇注系统，b2.第二浇注系统，1.直浇道，101.第一直浇道，102.第二直浇道，103.横向延伸段，2.横浇道，3.内浇道，4.安全冒口，5.出气口，6.第一过滤浇道，7.第二过滤浇道，8.直孔陶瓷过滤砖。

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，也是最终形成的铸件结构的型腔结构，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6-11所示，本申请的一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构，该结构包括铸件型腔a和浇注系统b，所述的浇注系统与铸件型腔a相连通；所述的浇注系统b由相对设置的第一浇注系统b1和第二浇注系统b2构成，且第一浇注系统b1和第二浇注系统b2均包括直浇道1、横浇道2、第一过滤浇道6、第二过滤浇道7和内浇道3(即作为示例，本申请所述的第一浇注系统和第二浇注系统的结构完全相同)；所述的直浇道1与横浇道2垂直连接，所述的横浇道2呈U字型，所述的第一过滤浇道6设置有两条分别连接于呈U字型横浇道2的前端面上(即顺着U字型的横浇道的两个分支的前端面延伸连接)，所述的第二过滤浇道7位于第一过滤浇道6的下方，所述的第二过滤浇道7的下底面连接有内浇道3，且内浇道3设置有多个、每个内浇道3均连接一个第二过滤浇道7(上述关于浇注系统的描述具是单一的浇注系统的结构，本申请的铸件对应的浇注系统是由上述两个结构完全相同的第一浇注系统和第二浇注系统构成，二者沿着铸件型腔的长度方向相对设置)。

采用上述结构，本申请将现有的浇注结构设置成两个相对设置的浇注系统，从而可以从两侧分别进料，使得料液可以各自快速的充盈各自的浇注系统，避免现有两个直浇道共用一个横浇道可能造成的流量差异大、紊流等，而造成铸件的浇注系统充盈不均衡而影响铸件性能；此外，本申请的浇注结构，其中还采用了两种过滤浇道，可以方便渣、气以及杂物上浮，避免进入铸造型腔；此外第二过滤浇道分块设置并且与其连接的内浇道一一对应，有利于铁水熔渣的上浮，也有利于铁水更加平稳的进入铸件型腔，从而减少氧化夹渣物的产生。

如附图7-9所示，本申请所述的第一过滤浇道6和第二过滤浇道7之间设置有直孔陶瓷过滤砖8，该过滤砖的设置可以有效过滤铁液中的杂质，防止其进入铸件型腔而影响铸件性能。

如附图6-7和9所示，本申请所述的直浇道1包括竖向延伸的第一直浇道101和第二直浇道102，所述的第一直浇道101和第二直浇道102之间通过横向延伸段103连接；即第一直浇道和第二直浇道竖向不在同一轴线上，通过横向段呈90弯折连接；采用该结构，可以确保直浇道内的铁液快速充满状态第一直浇道、缓慢进入第二直浇道，从而减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速。

作为示例，本申请所述的直浇道1和内浇道3均为陶瓷管(耐火陶瓷管制备而成)，采用该方案可以有效减少冲砂缺陷，避免浇注过程对直浇道和内浇道的冲击破坏。

如附图9所示，本申请所述的第一过滤浇道6与所述的横浇道1等高，且第一过滤浇道6的横截面呈上窄下宽的等腰梯形结构；采用上述方案，可以使得横浇道内的铁液快速的充满第一过滤浇道，并且铁液中的铁渣、杂质等更利于上浮聚拢。

如附图10-11所示，本申请所述的第一过滤浇道6和第二过滤浇道7的外边沿相对于直孔陶瓷过滤砖8的外边沿向内缩小8mm～15mm；即第一过滤浇道和第二过滤浇道的外沿相对过滤砖对应的外沿缩进8mm～15mm，即三者的外沿不对齐；采用该结构，减少铁液与过滤砖的接触面积，从而防止直孔陶瓷过滤砖在高温铁水和热气流冲击的双重作用下变形或破碎。

如附图8、11所示，本申请所述的第二过滤浇道7为多个，并于第一过滤浇道6的底面分块设置(即第二过滤浇道设置成多个，分设在对应第一过滤浇道的底面上，相邻第二过滤浇道之间具有间隙)；采用该结构，在型砂铸型时，在相邻第二过滤浇道之间的间隙内可以填入型砂，从而提高型砂对过渡浇道和过滤砖的支撑力度，防止浇注系统破坏或者移位。

如附图6-13所示，本申请位于每个第二过滤浇道7底面的多个内浇道3各自的延伸方向不一致(延伸的方向和延伸的长度均不同，但是在单独的浇注系统如第一浇注系统或者第二浇注系统上、位于u型横浇道长边的两侧的内浇道左、右对称分布)，且内浇道3与铸件型腔a的连接位置位于铸件型腔a的底面；采用该结构，可以将铁液通过每一个内浇道送入至铸件型腔不同的位置，保证铁液流动的平稳性。

如附图12-13所示，本申请所述的浇注系统还包括安全冒口4和出气口5(扁出气)，所述的安全冒口4和出气口5均设置于铸件型腔a的上端面上，且安全冒口4沿着铸件型腔a上端面的周边设置(周边设置一圈)、出气口5设置于铸件型腔a长度方向的两端的上端面上；采用该结构，可以避免气泡和铸造凹坑，减少铸造缺陷。

作为示例，本申请所述的各主要浇注单元(主要为直浇道、横浇道和内浇道)的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道＝1∶1.2～1.3∶1.0～1.1；采用上述方案，最小截面积设置在直浇道上，可以进一步的保证铁液浇注的平稳性，减少冲砂缺陷，实现了“低流速、平稳洁净充型”的效果。

本申请完整的浇注结构包括了沿着铸件型腔长度方向相对设置的第一浇注系统和第二浇注系统和铸件型腔，第一浇注系统和第二浇注系统二者结构相同布局角度相反；本申请的第一过滤浇道与第二过滤浇道之间的直孔陶瓷过滤砖(直孔陶瓷过滤砖如可以采用生产商：长兴里塘耐火材料公司销售的过滤砖，或者市售的产品)可以过滤杂质；本申请的直浇道、横浇道、第一过滤浇道、过滤砖和第二过滤浇道，内浇道顺次连通，将铁液导入铸件型腔内，实现铸件型腔的填充或者铸件。

作为示例，本申请完整的浇注结构包含660mm×100mm×25mm的直孔陶瓷过滤砖共4块，于第一浇注系统和第二浇注系统上各设置两个；完整的浇注结构包含同横浇道等高的4块第一过滤浇道，其与直孔陶瓷过滤砖连接的尺寸610mm×80mm，于第一浇注系统和第二浇注系统上各设置两个；完整的浇注结构包含16块高度为40mm～50mm的第二过滤浇道、其同直孔陶瓷过滤砖连接的尺寸为130mm×80mm，于第一浇注系统和第二浇注系统上各设置8个；内浇道同第二过滤浇道相连接，有利于铁液平稳进入型腔，也有利于熔渣的上浮；直浇道、内浇道全部用耐火陶瓷管，减少冲砂缺陷；第一过滤浇道、第二过滤浇道同直孔陶瓷过滤砖连接面尺寸四周围各小8mm～15mm(内缩8mm～15mm)，是为了防止直孔陶瓷过滤砖在高温铁水和热气流冲击的双重作用下变形或破碎，第二过滤浇道分块设计多个，通过第二过滤浇道分块之间的型砂对过滤砖起到支撑作用，同时第二过滤浇道分块分别同内浇道相连接，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。

本申请的浇注系统依据“低流速、平稳洁净充型”的原则并结合铸件的结构特点，采用半封闭式底注浇注系统，最小截面积设置在直浇道上，直浇道局部采用90度直角折弯，确保直浇道快速充满状态，减少铁水氧化夹渣物的产生和充型流速；采用上述浇注结构，可以保证铁液从多个内浇道沿着铸件型腔的长度方向同时进入到型腔内，铁液进入的更加均匀；此外设置特定位置的安全冒口和出气口可以减少铸造缺陷，示例中可以设置直径为Φ100mm的安全冒口14个，出气口为14个。

Claims (10)

1.一种大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：该结构包括铸件型腔和浇注系统，所述的浇注系统与铸件型腔相连通；所述的浇注系统由相对设置的第一浇注系统和第二浇注系统构成，且第一浇注系统和第二浇注系统均包括直浇道、横浇道、第一过滤浇道、第二过滤浇道和内浇道；所述的直浇道与横浇道垂直连接，所述的横浇道呈U字型，所述的第一过滤浇道设置有两条分别连接于呈U字型横浇道的前端面上，所述的第二过滤浇道位于第一过滤浇道的下方，所述的第二过滤浇道的下底面连接有内浇道，且内浇道设置有多个、每个所述的内浇道均连接一个所述的第二过滤浇道。

2.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的第一过滤浇道和第二过滤浇道之间设置有直孔陶瓷过滤砖。

3.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的直浇道包括竖向延伸的第一直浇道和第二直浇道，所述的第一直浇道和第二直浇道之间通过横向延伸段连接。

4.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的直浇道和内浇道均为陶瓷管。

5.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的第一过滤浇道与所述的横浇道等高，且第一过滤浇道的横截面呈上窄下宽的等腰梯形结构。

6.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的第一过滤浇道和第二过滤浇道外边沿相对于直孔陶瓷过滤砖的外边沿向内缩小8mm～15mm。

7.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的第二过滤浇道为多个，并于第一过滤浇道的底面分块设置。

8.根据权利要求7所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：位于每个所述的第二过滤浇道底面的多个所述的内浇道各自的延伸方向不一致，且所述的内浇道与所述的铸件型腔的连接位置位于铸件型腔的底面。

9.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：所述的浇注系统还包括安全冒口和出气口，所述的安全冒口和出气口均设置于铸件型腔的上端面上，且安全冒口沿着铸件型腔上端面的周边设置、出气口设置于铸件型腔长度方向的两端的上端面上。

10.根据权利要求1所述的大型冲床用横梁铸件的浇注结构，其特征在于：各浇注单元的总截面积比为：ΣA直浇道∶ΣA横浇道∶ΣA内浇道＝1∶1.2～1.3∶1.0～1.1。