專利名稱：一種鑄造裝置及鑄造模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鑄造裝置及鑄造模具。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)各種鑄件的尺寸精度和外觀質(zhì)量的要求越來(lái)越高。
在小型鑄件的鑄造領(lǐng)域，由于在鑄造時(shí)所用的液體金屬(如鐵液)通常冷卻速度比較快，而且澆注用的液體金屬體積少，使得液體金屬在很短的時(shí)間內(nèi)就散發(fā)掉熱量、冷卻凝固，這導(dǎo)致液體金屬在凝固后體積收縮量大且得不到補(bǔ)縮，造成縮孔、縮松等鑄件缺陷，使得生產(chǎn)的小型鑄件無(wú)法正常成型，滿足不了高精度、高質(zhì)量的鑄造要求。
目前，通常采用金屬型鑄造和砂型鑄造方式對(duì)各種鑄件進(jìn)行鑄造。
對(duì)于小型鑄件的鑄造，如果使用現(xiàn)有技術(shù)的金屬型鑄造方式，由于所使用的金屬模具的導(dǎo)熱性強(qiáng)，不僅不能減緩液體金屬的降溫速度，而且會(huì)加快液體金屬的降溫速度，使得液體金屬在更短的時(shí)間內(nèi)散發(fā)掉熱量、冷卻凝固，從而無(wú)法在凝固之前注滿整個(gè)鑄件型腔，并且由于液體金屬在凝固后體積收縮量大、從而鑄件產(chǎn)品的形狀不符合要求，產(chǎn)品無(wú)法滿足高精度、高質(zhì)量的市場(chǎng)要求。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，人們不使用金屬型鑄造方式來(lái)鑄造小型鑄件。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中，在鑄造領(lǐng)域?yàn)榱藴p緩液體金屬的降溫速度以保證產(chǎn)品成型和補(bǔ)縮，普遍采用砂型鑄造方式來(lái)生產(chǎn)小型鑄件。采用砂型鑄造方式生產(chǎn)小型鑄件時(shí)，雖然可以減慢液體金屬的冷卻速度，使小型鑄件成型和補(bǔ)縮，但是由于液體金屬的冷卻速度過(guò)慢，導(dǎo)致澆注出來(lái)的產(chǎn)品的晶粒粗大、硬度較低，同時(shí)由于所使用的型砂是由砂子和粘結(jié)劑所組成，使得澆注出來(lái)的鑄件的精度、表面光潔度差，無(wú)法滿足高精度和高質(zhì)量鑄件的生產(chǎn)要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鑄造裝置及鑄造模具，以生產(chǎn)出高精度、高質(zhì)量的各種鑄件。
本發(fā)明提供了一種鑄造裝置，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鑄造模具，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述鑄造模具連接，所述鑄造模具由上模體和下模體組成，上、下模體相互對(duì)合，所述鑄造模具上、下模體之間包括至少一個(gè)型腔、至少一個(gè)流道，在上模體中有直澆道，所述型腔通過(guò)所述流道與直澆道連通，所述直澆道以一定角度貫穿所述上模體。
優(yōu)選地，所述直澆道垂直貫穿所述上模體的中心。
優(yōu)選地，一個(gè)以上型腔串聯(lián)連通形成型腔串，所述型腔串的一端與流道連通，另一端密封。
優(yōu)選地，所述型腔按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向的逆向串聯(lián)連通。
優(yōu)選地，所述型腔串中的型腔通過(guò)內(nèi)澆道孔連通。
優(yōu)選地，所述型腔串的一端通過(guò)連接口與流道連通。
優(yōu)選地，所述連接口為型腔外壁上的凹口或腔壁內(nèi)的豁口。
優(yōu)選地，所述連接口的朝向與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向一致。
優(yōu)選地，所述鑄造模具為全金屬型模具或其他導(dǎo)熱快的模具。
優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明還提供了一種鑄造模具，所述鑄造模具由上模體和下模體組成，上、下模體相互對(duì)合，所述鑄造模具上、下模體之間包括至少一個(gè)型腔、至少一個(gè)流道，在上模體中有直澆道，所述型腔通過(guò)所述流道與直澆道連通，所述直澆道以一定角度貫穿所述上模體。
優(yōu)選地，所述直澆道垂直貫穿所述上模體的中心。
優(yōu)選地，一個(gè)以上型腔串聯(lián)連通形成型腔串，所述型腔串的一端與流道連通，另一端密封。
優(yōu)選地，所述型腔串中的型腔通過(guò)內(nèi)澆道孔連通。
優(yōu)選地，所述型腔串的一端通過(guò)連接口與流道連通。
優(yōu)選地，所述連接口為型腔外壁上的凹口或腔壁內(nèi)的豁口。
優(yōu)選地，所述鑄造模具為全金屬型模具或其他導(dǎo)熱快的模具。
優(yōu)選地，所述型腔為球形型腔或段形型腔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鑄造裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于在鑄造模具上固定有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鑄造模具高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)進(jìn)行鑄件澆鑄時(shí)，液體金屬?gòu)哪＞叩闹睗驳雷⑷耄诟咚傩D(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的壓注作用下，液體金屬沿模具內(nèi)的流道迅速流動(dòng)，通過(guò)連接口流入型腔，并注滿所有的型腔，從而使液體金屬能夠在注滿型腔的狀態(tài)下冷卻凝固。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠使鑄件的型腔快速注滿，使鑄件快速成型，并由于離心力對(duì)液體金屬的壓注作用，從而使鑄件補(bǔ)縮充分、鑄件內(nèi)部組織更加致密，從而能夠高效率地生產(chǎn)出高精度、高質(zhì)量的各種鑄件。
2、鑄造裝置所包含的型腔也可以大大提高鑄件的生產(chǎn)效率，從而節(jié)約了鑄造成本，方便地實(shí)現(xiàn)鑄件的批量生產(chǎn)。


下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式圖1為鑄造鑄球時(shí)，鑄造模具的上模體的俯視圖；圖2為鑄造鑄球時(shí)，鑄造模具的下模體的俯視圖；圖3是圖1中所標(biāo)C部分的局部放大圖；圖4為上模體與下模體合箱后，沿圖2中B-B線的剖視圖；圖5是沿圖1中A-A線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面以鑄造鑄球?yàn)槔f(shuō)明本發(fā)明提供的鑄造裝置。
本發(fā)明提供的鑄造裝置包含有鑄造模具和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，鑄造模具與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。
通常情況下，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于所述鑄造模具下方，優(yōu)選為能夠高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
所包含的鑄造模具為導(dǎo)熱快的模具，優(yōu)選為全金屬型模具。
鑄造模具由上模體和下模體兩部分對(duì)合而成。
請(qǐng)參閱圖1和圖2，圖1為鑄造鑄球時(shí)，鑄造模具的上模體的俯視圖，圖2為鑄造鑄球時(shí)，鑄造模具的下模體的俯視圖。
如圖1和圖2所示，上模體1上有兩個(gè)定位孔91，多個(gè)內(nèi)凹半球71，多個(gè)內(nèi)澆道凹口81，上澆槽31、32、33、34，直澆道5，連接口10。
作為與上模體對(duì)合的下模體，下模體2上有與上模體1同等數(shù)目的內(nèi)凹半球72、內(nèi)澆道凹口82以及定位銷92，還包含有下澆槽61、62、63、64，以及連接口10。
上模體與下模體的形狀為正方形，當(dāng)然，上模體與下模體的形狀不局限于正方形，也可以是矩形、圓形等其他形狀。
上模體1和下模體2的內(nèi)凹半球位于相鄰兩個(gè)澆槽所夾區(qū)域內(nèi)，上模體或下模體的多個(gè)內(nèi)凹半球71或72按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向I的逆向串聯(lián)連接，多個(gè)內(nèi)凹半球呈矩形方陣隊(duì)形排列，當(dāng)然，內(nèi)凹半球的排列隊(duì)形不局限于矩形方陣，也可以為三角形陣列或其他形狀的陣列。
上模體1和下模體2上的內(nèi)凹半球71、72對(duì)應(yīng)放置，且數(shù)目、大小相同。
上模體1或下模體2的多個(gè)內(nèi)凹半球71或72按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向I的逆向串聯(lián)連接，上模體1和下模體2上的內(nèi)凹半球71、72對(duì)應(yīng)放置，數(shù)目、大小相同，上模體1與下模體2合箱后，上模體1和下模體2的內(nèi)凹半球71、72合在一起形成多個(gè)球形型腔7，當(dāng)然，該多個(gè)球形型腔7亦為按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向I的逆向串聯(lián)連接，形成多個(gè)球形型腔串。
需要說(shuō)明的是，鑄造模具型腔的形狀不局限于球形，還可以是任何一種所需要的形狀，如段形或鼓形。
當(dāng)然，如果相鄰兩個(gè)澆槽所夾區(qū)域內(nèi)的型腔只有一個(gè)，那么所形成的型腔串也只包含一個(gè)型腔。
在型腔大小相同或近似的情況下，型腔的形狀可以任意搭配，例如，球形型腔和段形型腔可以依次間隔連接，也可以先連接幾個(gè)球形型腔，再接著連接幾個(gè)段形型腔。
所述澆槽31、32、33、34、61、62、63、64的形狀、大小一致，皆為水平放置的澆道，上澆槽33的形狀具體參見(jiàn)圖3。當(dāng)上模體1與下模體2合箱后，上模體1和下模體2的澆槽匹配對(duì)合，形成4條液體金屬的流道。
可以理解的是，上澆槽33的形狀不限于如圖3所示形狀，還可以是任何一種所需要的形狀，如半圓形。
在上模體中，直澆道5垂直貫穿上模體1的中心，相鄰的兩條澆槽互相垂直，上澆槽31、32、33、34所在平面與直澆道5垂直。
在下模體中，相鄰的兩條澆槽相互垂直，下澆槽61、62、63、64所在平面與直澆道5垂直。
可以理解的是，上模體1中的直澆道可以和一條以上的澆槽垂直連通。
上澆槽31、32、33、34的一端相交于直澆道5，下澆槽61、62、63、64的一端也相交于直澆道5，當(dāng)上模體和下模體對(duì)合時(shí)，上澆槽31、32、33、34和下澆槽61、62、63、64對(duì)合形成的4條流道的一端連通直澆道，另一端密封。
一并參閱圖4，圖4為上模體1、下模體2合箱后，沿圖2中B-B線的剖視圖，如圖4所示，上澆槽31與下澆槽61對(duì)合，形成了一條液體金屬的流道41，流道41包括上澆槽31和下澆槽61，該流道與直澆道5相通。
所述上模體1的兩個(gè)定位孔91與下模體2上的定位銷92分別以上模體和下模體的中心為對(duì)稱點(diǎn)中心對(duì)稱。當(dāng)然，上模體1與下模體2可以有多個(gè)中心對(duì)稱的定位銷或定位孔，使上模體與下模體緊密對(duì)合。參見(jiàn)圖4所示，上模體1與下模體2通過(guò)定位銷92嵌入定位孔91固定在一起。
本發(fā)明提供的鑄造裝置，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鑄造模具做高速旋轉(zhuǎn)，在鑄造模具中，相鄰兩條流道之間的球形型腔7都按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向I的逆向串聯(lián)連通，形成球形型腔串，在球形型腔串靠近流道的一端固定有連接口與流道相通。
如圖4、圖5所示，球形型腔串通過(guò)連接口10與液體金屬的流道連通，所述連接口10為型腔外壁上的喇叭狀凹口，其朝向與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向一致，以方便液體金屬的注入。
當(dāng)然，該連接口也可以為球形型腔的腔壁內(nèi)的豁口。
需要說(shuō)明的是，該連接口的大小可以根據(jù)型腔的大小以及所澆注液體金屬的流動(dòng)性能作相應(yīng)調(diào)整。
參閱圖1、圖2、圖3可知，模具中所有的球形型腔串都通過(guò)連接口10與流道連通，連接口都為外連的喇叭狀凹口，其朝向與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向一致，以方便液體金屬的注入。
內(nèi)澆道凹口81、82位于一串內(nèi)凹半球中任意兩個(gè)內(nèi)凹半球的連接處，其形狀為半圓形。上模體1和下模體2的內(nèi)澆道凹口81、82對(duì)應(yīng)放置，數(shù)目、大小相同，上模體1與下模體2合箱后，兩個(gè)對(duì)合的內(nèi)澆道凹口組合形成內(nèi)澆道孔8，一串球形型腔7的腔壁上的多個(gè)內(nèi)澆道孔8位于一直線上，參見(jiàn)圖4，這串空心球腔7通過(guò)內(nèi)澆道孔8連通。當(dāng)進(jìn)行澆注時(shí)，液體金屬?gòu)倪B接口10澆注進(jìn)其中一個(gè)球形型腔，再依次通過(guò)多個(gè)內(nèi)澆道孔8在這串球形型腔之間流動(dòng)。
需要說(shuō)明的是內(nèi)澆道凹口81、82的形狀也可以為其它方便液體金屬通過(guò)的形狀使鑄造模具上、下模體的內(nèi)凹半球71、72上的內(nèi)澆道凹口81、82形狀、大小、位置一致，使得上模體1與下模體2合箱后，一串球形型腔7上的內(nèi)澆道孔8位于同一直線上。球形型腔7上的內(nèi)澆道孔8的大小可以根據(jù)型腔的大小以及所澆注液體金屬的流動(dòng)性能作相應(yīng)調(diào)整。
需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，可以在上模體與下模體的周邊增加一個(gè)以上起?？?，該上模體與下模體的起?？讓?duì)應(yīng)，以方便進(jìn)行起模。
當(dāng)進(jìn)行鑄件澆鑄時(shí)，上模體1與下模體2處于合箱狀態(tài)，整個(gè)模具通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沿I方向做高速旋轉(zhuǎn)，液體金屬?gòu)哪＞咧行牡闹睗驳?注入，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的壓注作用下，液體金屬迅速沿流道流動(dòng)，流經(jīng)連接口10進(jìn)入球形型腔7，依次通過(guò)多個(gè)內(nèi)澆道孔注滿所有的球形型腔，從而使液體金屬能夠在注滿球形型腔的狀態(tài)下冷卻凝固。
需要說(shuō)明的是由于本發(fā)明提供的鑄造裝置高速旋轉(zhuǎn)，所以鑄造模具中的流道和內(nèi)澆道孔8可以采用較小的尺寸，從而大大提高了液體金屬的利用率，一般情況下，液體金屬的利用率可以達(dá)到75％以上。
需要說(shuō)明的是，由于本發(fā)明提供的鑄造裝置可以采用全金屬型模具，從而使得鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。此外，在鑄造模具采用金屬材料時(shí)，液體金屬的冷卻速度加快，從而使得澆注出來(lái)的鑄件晶粒細(xì)化、硬度高，正常情況下，可以比砂型鑄件提高洛氏硬度7度以上。
此外，本發(fā)明提供的鑄造裝置可以采用全金屬型模具，從而可以重復(fù)使用模具，大大提高鑄件的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)由于不要使用砂子和粘結(jié)劑形成型砂，大量節(jié)約了砂子和粘結(jié)劑，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
本發(fā)明提供的鑄造裝置包含有多個(gè)型腔，可以大大提高了鑄件的生產(chǎn)效率，從而節(jié)約了鑄造成本，方便地實(shí)現(xiàn)鑄件的批量生產(chǎn)。
上述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的基本思想是，在鑄造模具上固定有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鑄造模具高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)進(jìn)行鑄件澆鑄時(shí)，液體金屬?gòu)哪＞叩闹睗驳雷⑷?，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的壓注作用下，液體金屬沿模具內(nèi)的流道迅速流動(dòng)，通過(guò)連接口流入球形型腔，并注滿所有的球形型腔，從而使液體金屬能夠在注滿球形型腔的狀態(tài)下冷卻凝固。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠使鑄球的型腔快速注滿，使鑄球成型，并由于離心力對(duì)液體金屬的壓注作用，從而使鑄球補(bǔ)縮充分、鑄件內(nèi)部組織更加致密，從而能夠高效率地實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量的鑄球生產(chǎn)。
在上述基本思想下，可以得知，本發(fā)明提供的鑄造裝置不僅適用于對(duì)鑄球進(jìn)行能夠進(jìn)行高精度、高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)，而且適用于對(duì)所有的鑄件高精度、高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鑄造裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鑄造模具，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述鑄造模具連接，所述鑄造模具由上模體和下模體組成，上、下模體相互對(duì)合，所述鑄造模具上、下模體之間包括至少一個(gè)型腔、至少一個(gè)流道，在上模體中有直澆道，所述型腔通過(guò)所述流道與直澆道連通，所述直澆道以一定角度貫穿所述上模體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造裝置，其特征在于，所述直澆道垂直貫穿所述上模體的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造裝置，其特征在于，一個(gè)以上型腔串聯(lián)連通形成型腔串，所述型腔串的一端與流道連通，另一端密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄造裝置，其特征在于，所述型腔按照旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向的逆向串聯(lián)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄造裝置，其特征在于，所述型腔串中的型腔通過(guò)內(nèi)澆道孔連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鑄造裝置，其特征在于，所述型腔串的一端通過(guò)連接口與流道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄造裝置，其特征在于，所述連接口為型腔外壁上的凹口或腔壁內(nèi)的豁口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄造裝置，其特征在于，所述連接口的朝向與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的鑄造裝置，其特征在于，所述鑄造模具為全金屬型模具或其他導(dǎo)熱快的模具。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的鑄造裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
11.一種鑄造模具，其特征在于，所述鑄造模具由上模體和下模體組成，上、下模體相互對(duì)合，所述鑄造模具上、下模體之間包括至少一個(gè)型腔、至少一個(gè)流道，在上模體中有直澆道，所述型腔通過(guò)所述流道與直澆道連通，所述直澆道以一定角度貫穿所述上模體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鑄造模具，其特征在于，所述直澆道垂直貫穿所述上模體的中心。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鑄造模具，其特征在于，一個(gè)以上型腔串聯(lián)連通形成型腔串，所述型腔串的一端與流道連通，另一端密封。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鑄造模具，其特征在于，所述型腔串中的型腔通過(guò)內(nèi)澆道孔連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鑄造裝置，其特征在于，所述型腔串的一端通過(guò)連接口與流道連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鑄造裝置，其特征在于，所述連接口為型腔外壁上的凹口或腔壁內(nèi)的豁口。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16任意一項(xiàng)所述的鑄造裝置，其特征在于，所述鑄造模具為全金屬型模具或其他導(dǎo)熱快的模具。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至16任意一項(xiàng)所述的鑄造裝置，其特征在于，所述型腔為球形型腔或段形型腔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鑄造裝置，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鑄造模具，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述鑄造模具連接，所述鑄造模具由上模體和下模體組成，上、下模體相互對(duì)合，所述鑄造模具上、下模體之間包括至少一個(gè)型腔、至少一個(gè)流道，在上模體中有直澆道，所述型腔通過(guò)所述流道與直澆道連通，所述直澆道以一定角度貫穿所述上模體。本發(fā)明還公開(kāi)了一種鑄造模具。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠使鑄件的型腔快速注滿，使鑄件快速成型，并由于離心力對(duì)液體金屬的壓注作用，從而使鑄件補(bǔ)縮充分、鑄件內(nèi)部組織更加致密，從而能夠高效率地生產(chǎn)出高精度、高質(zhì)量的各種鑄件。
文檔編號(hào)B22C9/08GK101058114SQ200710108489
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者姜慶志 申請(qǐng)人:姜慶志