砂型低壓鑄造封堵澆口裝置及砂型低壓鑄造的方法
【專利摘要】一種砂型低壓鑄造封堵澆口裝置及砂型低壓鑄造的方法，在鑄型的直澆道部位造出凹槽，在凹槽中放置封堵件，封堵件上有方形澆注孔。在下砂型背面銑出封堵引導(dǎo)孔，引導(dǎo)孔外側(cè)設(shè)置油缸，其活塞桿伸向鑄型的引導(dǎo)孔。其封堵方法是當(dāng)控制系統(tǒng)接到低壓鑄造澆注完成的信號(hào)后，控制油缸活塞桿快速伸出，沿引導(dǎo)孔推動(dòng)鑄型中的一塊型砂連同封堵件向前移動(dòng)，油缸達(dá)到一定行程后停止運(yùn)動(dòng)同時(shí)低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣泄壓，封堵件錯(cuò)位后把直澆道隔開。封堵好的鑄型連同未完全凝固的鑄件可移離澆注位置，并將鑄型翻轉(zhuǎn)后冷卻凝固。然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注。本發(fā)明主要用于制造低壓鑄造成套設(shè)備。
【專利說明】砂型低壓鑄造封堵澆口裝置及砂型低壓鑄造的方法
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年8月27日，申請(qǐng)?zhí)枮?012103070717,名稱為砂型低壓 鑄造封堵澆口裝置及砂型低壓鑄造的方法的中國發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種鑄造裝置及其工藝方法，該裝置及方法主要應(yīng)用于鋁合金潮模砂 型低壓鑄造上。

【背景技術(shù)】
[0003] 由于砂型低壓鑄造是在反重力狀態(tài)下自下而上充滿鑄型，充型平穩(wěn)、易控，便于鑄 型排氣，鑄件質(zhì)量好。該工藝方法在鑄造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0004] 目前，在公知的砂型低壓鑄造技術(shù)方面，進(jìn)行砂型低壓鑄造時(shí)，通常是在完成加壓 澆注和保壓凝固后將鑄型(連同鑄件）移離澆注位置的。但由于砂型導(dǎo)熱性差，鑄件凝固時(shí) 間長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出了一種在低壓鑄造加壓充型結(jié)束后，通過 澆口封堵裝置，快速封堵澆口（同時(shí)低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣泄壓)。這樣就可以把鑄型移離 澆注位置，翻轉(zhuǎn)鑄型進(jìn)行冷卻凝固。然后，將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注，從而大幅 度提高生產(chǎn)率。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)措施是：一種砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，它包括上下砂型、 在所述的上、下砂型的直澆道部位造出帶有鑄造拔模斜度的凹槽，在所述的凹槽中放置所 述的封堵件，在所述的下砂型背面設(shè)置供封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件通過的引導(dǎo)孔，在引 導(dǎo)孔外側(cè)設(shè)置封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0007] 本方案的具體特點(diǎn)還有，所述封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括油缸，油缸活塞桿正對(duì)下砂型 的引導(dǎo)孔。
[0008] 所述封堵件包括陶瓷封堵塊和設(shè)置于引導(dǎo)孔和直澆道之間將引導(dǎo)孔和直澆道間 隔開的保留砂團(tuán)，保留砂團(tuán)的設(shè)置使引導(dǎo)孔和直澆道不能貫通；上砂型一邊的凹槽為沿陶 瓷封堵塊前進(jìn)方向逐漸縮小的臺(tái)階狀凹槽，且凹槽深度大于所述陶瓷封堵塊的移動(dòng)距離； 陶瓷封堵塊的前端在向前移動(dòng)過程中剪切上砂型凹槽側(cè)面的型砂，并堆積在陶瓷封堵塊前 端凹槽的剩余空間內(nèi)形成剪切砂團(tuán)。
[0009] 所述的陶瓷封堵塊上有方形澆注孔。
[0010] 所述封堵件包括固定在凹槽內(nèi)的樹脂砂塊和與之滑動(dòng)配合的封堵鋼板。樹脂砂塊 由兩半砂塊粘結(jié)組合而成；樹脂砂塊上設(shè)置澆注孔，在樹脂砂塊中部垂直于澆注孔軸線設(shè) 置導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽分別設(shè)置于兩半砂塊上且組合后形成導(dǎo)向孔；封堵鋼板設(shè)置于一側(cè)的導(dǎo) 向孔內(nèi)并與之滑配實(shí)現(xiàn)對(duì)澆注孔的封堵，封堵鋼板的另一端延伸至引導(dǎo)孔中。導(dǎo)向孔分布 于澆注孔兩側(cè)且與澆注孔之間間隔5-10_的樹脂砂。導(dǎo)向孔與封堵鋼板之間的間隙不超 過0. 1~0. 2_，在位于封堵鋼板對(duì)側(cè)的導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有硅酸鋁棉。
[0011] 在直澆道入口處放置過濾網(wǎng)，起過濾鋁液和防止砂粒落入低壓鑄造保溫爐內(nèi)的作 用。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種砂型低壓鑄造的方法，它包括如下步驟：當(dāng)控制系統(tǒng)接到低 壓鑄造澆注完成的信號(hào)后，所述的推進(jìn)油缸活塞桿快速伸出，沿引導(dǎo)孔推動(dòng)鑄型中的封堵 件向前移動(dòng)，所述的推進(jìn)油缸達(dá)到一定行程后停止，同時(shí)低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣泄壓；此 時(shí)，所述的封堵件錯(cuò)位后把直澆道隔開并阻止鋁液流出；封堵好的鑄型連同未完全凝固的 鑄件可移離澆注位置，并將鑄型翻轉(zhuǎn)后冷卻凝固；然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆 注。
[0013] 本發(fā)明提供了兩套技術(shù)方案： 方案一：砂型低壓鑄造封堵澆口裝置及封堵方法之一。它包括上、下砂箱、型砂填充后 形成的砂型、工業(yè)陶瓷封堵塊、過濾網(wǎng)、陶瓷升液管和推進(jìn)油缸。其特征是在上、下砂箱中用 潮模砂填砂造型形成鑄型。在鑄型的直澆道部位造出凹槽，在凹槽中放置陶瓷封堵塊，封堵 塊上有方形澆注孔。在直澆道入口處放置過濾網(wǎng)，起過濾鋁液和防止砂粒落入低壓鑄造保 溫爐內(nèi)的作用。在下砂型背面銑出引導(dǎo)孔，該引導(dǎo)孔不與直澆道貫通，二者之間保留一部分 砂團(tuán)。在引導(dǎo)孔外側(cè)設(shè)置推進(jìn)油缸，其活塞桿伸向鑄型的引導(dǎo)孔。其封堵方法是當(dāng)控制系 統(tǒng)接到低壓鑄造澆注完成的信號(hào)后，油缸活塞桿快速伸出，沿引導(dǎo)孔推動(dòng)鑄型中的保留砂 團(tuán)和陶瓷封堵塊向前移動(dòng)，油缸活塞桿達(dá)到一定行程后停止（同時(shí)低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣 泄壓)。此時(shí)，陶瓷封堵塊錯(cuò)位后把直澆道隔開，活塞桿前端的保留砂團(tuán)向前移動(dòng)，封堵上封 堵塊與鑄型之間的間隙，阻止鋁液流出。封堵好的鑄型連同未完全凝固的鑄件可移離澆注 位置，并將鑄型翻轉(zhuǎn)后冷卻凝固。然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注。
[0014] 方案二：砂型低壓鑄造封堵澆口裝置及方法之二。它包括上、下砂箱、型砂填充后 形成的砂型、樹脂砂塊、封堵鋼板、過濾網(wǎng)、陶瓷升液管和推進(jìn)油缸。其特征是在兩半砂箱中 用潮模砂填砂造型形成鑄型。在鑄型的直澆道部位造出凹槽，在凹槽中放置樹脂砂塊，樹脂 砂塊上有方形澆注孔和導(dǎo)向孔。在直澆道入口處放置過濾網(wǎng)，起過濾鋁液和防止砂粒落入 低壓鑄造保溫爐內(nèi)的作用。在下砂型背面銑出引導(dǎo)孔，將封堵鋼板放入樹脂砂塊的導(dǎo)向孔 內(nèi)，并伸到引導(dǎo)孔中。在引導(dǎo)孔外側(cè)設(shè)置油缸，其活塞桿伸向鑄型的引導(dǎo)孔。其封堵方法 是當(dāng)控制系統(tǒng)接到低壓鑄造澆注完成的信號(hào)后，油缸活塞桿快速伸出，推動(dòng)封堵鋼板沿導(dǎo) 向孔向前移動(dòng)，油缸活塞桿到達(dá)一定行程后停止（同時(shí)低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣泄壓)。此時(shí)， 封堵鋼板移動(dòng)插入樹脂砂塊另一側(cè)導(dǎo)向孔中把直澆道隔開，由于鋼板的冷卻作用，可阻止 鋁液從鋼板與砂型之間的縫隙中流出。封堵好的鑄型連同未完全凝固的鑄件可移離澆注位 置，并將鑄型翻轉(zhuǎn)后冷卻凝固。然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是，利用低壓鑄造在反重力狀態(tài)下充型平穩(wěn)、易控的特點(diǎn)澆注 鑄件，可減少鑄件缺陷，提高鑄件質(zhì)量。利用澆口封堵裝置及方法，封堵住澆口，將鑄型移離 澆注位置，并將鑄型翻轉(zhuǎn)后冷卻凝固，然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注?？纱蠓?提商砂型低壓鑄造的生廣效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的兩個(gè)方案進(jìn)一步說明。
[0017] 圖1?圖5是本發(fā)明方案一的結(jié)構(gòu)及方法示意圖。其中，圖1是本發(fā)明方案一封 堵前結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明方案一封堵后結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的B向視圖；圖4是 圖3的A-A向剖視圖；圖5是鑄型連同鑄件翻轉(zhuǎn)后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖6?圖10是本發(fā)明方案二的結(jié)構(gòu)及方法示意圖。其中，圖6是本發(fā)明方案二封 堵前結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明方案二封堵后結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖6的B向視圖；圖9是 圖8的A-A向剖視圖；圖10是鑄型連同鑄件翻轉(zhuǎn)后的結(jié)構(gòu)示意圖圖；圖11?圖12是方案 二中的樹脂砂塊成型示意圖。
[0019] 圖中：1_上砂箱；2-上砂型；3-下砂箱；4-下砂型；5-鑄件型腔；6-油缸；7-過濾 網(wǎng)；8-密封墊；9-陶瓷升液管；10-凹槽；11-鑄件；12-封堵砂團(tuán)；13-直澆道；14-剪切砂 團(tuán)；15 -引導(dǎo)孔；16-保留砂團(tuán)；17-陶瓷封堵塊；18-導(dǎo)向孔；19-樹脂砂塊；20-封堵鋼板； 21-導(dǎo)向槽；22-硅酸鋁棉。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例一： 如圖1?5所示，一種砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，它包括上砂型2和下砂型4、在所述 的上砂型2、下砂型4的直澆道部位造出帶有鑄造拔模斜度的凹槽10,在所述的凹槽10中 放置所述的封堵件，在所述的下砂型4背面設(shè)置供封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件通過的引導(dǎo) 孔15,在引導(dǎo)孔15外側(cè)設(shè)置封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括油缸6,油缸6活 塞桿正對(duì)下砂型4的引導(dǎo)孔15。所述封堵件包括陶瓷封堵塊17和設(shè)置于引導(dǎo)孔15和直澆 道13之間將引導(dǎo)孔15和直澆道13間隔開的保留砂團(tuán)16,保留砂團(tuán)16的設(shè)置使引導(dǎo)孔15 和直澆道13不能貫通；位于上砂型2 -邊的凹槽10為沿陶瓷封堵塊17前進(jìn)方向逐漸縮小 的臺(tái)階狀凹槽，且凹槽10深度大于所述陶瓷封堵塊17的移動(dòng)距離；陶瓷封堵塊17的前端 在向前移動(dòng)過程中剪切上砂型2凹槽10側(cè)面的型砂，并堆積在陶瓷封堵塊17前端凹槽10 的剩余空間內(nèi)形成剪切砂團(tuán)14。
[0021] 所述的陶瓷封堵塊17上有方形澆注孔。在直澆道13入口處放置過濾網(wǎng)7,起過濾 鋁液和防止砂粒落入低壓鑄造保溫爐內(nèi)的作用。
[0022] 使用時(shí)，采用潮模砂分別在上砂箱1、下砂箱3中造出上砂型2和下砂型4,在所述 的下砂型4背面銑出引導(dǎo)孔15。將陶瓷封堵塊17放置在下砂型4的凹槽10中，凹槽10有 圖示方向的鑄造拔模斜度，在所述的上砂型2 -邊的凹槽為臺(tái)階凹槽。將所述的上砂型2 和下砂型4合攏并鎖緊。在直澆道13入口處，放置過濾網(wǎng)7后形成完整鑄型，將組裝好的 鑄型移至澆注位置，與陶瓷升液管9對(duì)接，在所述的過濾網(wǎng)7和陶瓷升液管9之間放置硅酸 鋁棉密封墊8。在所述的下砂型4的引導(dǎo)孔15-側(cè)設(shè)置油缸6,其活塞桿與所述的引導(dǎo)孔 15對(duì)中。
[0023] 鑄型移至澆注位置后，進(jìn)行低壓澆注（圖1)。鋁液沿陶瓷升液管9上升，經(jīng)過過濾 網(wǎng)7和陶瓷封堵塊17進(jìn)入型腔5。待鋁液充滿型腔5后，低壓鑄造控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，油缸 6的活塞桿快速伸出（同時(shí)，低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣泄壓)，進(jìn)入并通過所述的引導(dǎo)孔15,推 動(dòng)所述的保留砂團(tuán)16和陶瓷封堵塊17向前移動(dòng)，陶瓷封堵塊17封堵住所述的直澆道13， 所述的保留砂團(tuán)16被頂破并前移，堆積在油缸活塞桿前端，形成封堵砂團(tuán)12(圖2)，封堵住 陶瓷封堵塊17與下砂型4之間的間隙(為便于造型時(shí)起模，該間隙可控制在0. 2-0. 5_之 間)，阻滯鋁液溢出?？刂扑龅挠透?的活塞桿伸出一定的行程后停止，然后縮回。所述 的陶瓷封堵塊17的前端向前移動(dòng)時(shí)，剪切所述的上砂型2凹槽側(cè)面的型砂，由于凹槽深度 大于所述的陶瓷封堵塊17的移動(dòng)距離，剪切下來的型砂堆積在陶瓷封堵塊17前端凹槽的 剩余空間內(nèi)，形成剪切砂團(tuán)14,保證了所述的上砂型2不會(huì)被頂破。
[0024] 封堵好的鑄型連同未完全凝固的鑄件11移離澆注位置，并翻轉(zhuǎn)進(jìn)行冷卻凝固（圖 5)。然后，然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注。
[0025] 實(shí)施例二： 如圖6?圖10所不，本實(shí)施例與實(shí)施例一相同之處不再贅述，不同之處在于，所述封堵 件包括固定在凹槽10內(nèi)的樹脂砂塊19和與之滑動(dòng)配合的封堵鋼板20。樹脂砂塊19由兩 半砂塊粘結(jié)組合而成；樹脂砂塊19上設(shè)置澆注孔，在樹脂砂塊19中部垂直于澆注孔軸線設(shè) 置導(dǎo)向槽21，導(dǎo)向槽21分別設(shè)置于兩半砂塊上且組合后形成導(dǎo)向孔18 ;封堵鋼板20設(shè)置 于一側(cè)的導(dǎo)向孔18內(nèi)并與之滑配實(shí)現(xiàn)對(duì)澆注孔的封堵，封堵鋼板20的另一端延伸至引導(dǎo) 孔15中。導(dǎo)向孔18分布于澆注孔兩側(cè)且與澆注孔之間間隔5-10mm的樹脂砂。導(dǎo)向孔18 與封堵鋼板20之間的間隙不超過0. 1~0. 2mm，在位于封堵鋼板20對(duì)側(cè)的導(dǎo)向孔18內(nèi)設(shè)置 有硅酸鋁棉22。
[0026] 一種砂型低壓鑄造封堵澆口裝置及方法(之二)。采用潮模砂分別在上砂箱1、下砂 箱3中造出上砂型2和下砂型4。米用樹脂砂制作出樹脂砂塊19,樹脂砂塊19由兩半砂塊 粘結(jié)組合而成（圖11、圖12)，組合后形成導(dǎo)向孔18,導(dǎo)向孔18寬5_，導(dǎo)向孔18與澆注孔 之間的距離為5~10mm (圖12)，與所述的封堵鋼板20之間的間隙不超過0.1~0. 2mm。在兩 半砂塊上分別作出導(dǎo)向槽21。組合前，將硅酸鋁棉22置于上砂型2 -邊的兩半砂塊的導(dǎo)向 槽21內(nèi)（圖12)。組合后，將封堵鋼板20插入所述的樹脂砂塊19上的導(dǎo)向孔18中。將所 述的樹脂砂塊19連同所述的封堵鋼板20放置在下砂型4的凹槽10中，將所述的上砂型2 和下砂型4合攏并鎖緊形成鑄型。在直澆道13入口處，放置鋁合金液過濾網(wǎng)7后形成完整 鑄型，將組裝好的鑄型移至澆注位置，與陶瓷升液管9對(duì)接，在所述的過濾網(wǎng)7和陶瓷升液 管9之間放置硅酸鋁棉密封墊8。
[0027] 將鑄型移至澆注位置后，進(jìn)行低壓澆注（圖6)。鋁液沿陶瓷升液管9上升，經(jīng)過過 濾網(wǎng)7和樹脂砂塊19進(jìn)入鑄件型腔5。待鋁液充滿鑄件型腔5后，低壓鑄造控制系統(tǒng)發(fā) 出信號(hào)，油缸6的活塞桿快速伸出（同時(shí)，低壓鑄造加壓系統(tǒng)排氣泄壓)，進(jìn)入所述的引導(dǎo)孔 15,推動(dòng)所述的封堵鋼板20向前移動(dòng)，封堵鋼板20封堵住所述的直澆道13,并穿過樹脂砂 塊19進(jìn)入硅酸鋁棉22所在的導(dǎo)向孔18中（圖7)，硅酸鋁棉22阻止鋁液浸入。所述的油缸 6的活塞桿伸出一定的行程后停止，然后縮回。即使有少量鋁液鉆進(jìn)封堵鋼板20和樹脂砂 塊19之間的縫隙，也因鋼板的冷卻作用而凝固，阻止了鋁液溢出。
[0028] 封堵好的鑄型連同未完全凝固的鑄件11移離澆注位置，并翻轉(zhuǎn)進(jìn)行冷卻凝固（圖 10)。然后將另一套鑄型移至澆注位置進(jìn)行澆注。
【權(quán)利要求】
1. 一種砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，它包括上下砂型、在所述的上、下砂型的直澆道部 位造出帶有鑄造拔模斜度的凹槽，在所述的凹槽中放置封堵件，在所述下砂型背面設(shè)置供 封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件通過的引導(dǎo)孔，在引導(dǎo)孔外側(cè)設(shè)置封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述封堵 件包括陶瓷封堵塊和設(shè)置于引導(dǎo)孔和直澆道之間將引導(dǎo)孔和直澆道間隔開的保留砂團(tuán)；上 砂型一邊的凹槽為沿陶瓷封堵塊前進(jìn)方向逐漸縮小的臺(tái)階狀凹槽，且凹槽深度大于所述 陶瓷封堵塊的移動(dòng)距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，其特征是所述封堵件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括油缸，油缸活塞桿正對(duì)下砂型的引導(dǎo)孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，其特征是陶瓷封堵塊的前端在 向前移動(dòng)過程中剪切上砂型凹槽側(cè)面的型砂，并堆積在陶瓷封堵塊前端凹槽的剩余空間內(nèi) 形成剪切砂團(tuán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，其特征是所述的陶瓷封堵塊上 有方形澆注孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型低壓鑄造封堵澆口裝置，其特征是在直澆道入口處放置 過濾網(wǎng)，起過濾鋁液和防止砂粒落入低壓鑄造保溫爐內(nèi)的作用。
6. -種砂型低壓鑄造的方法，它使用如權(quán)利要求2所述的砂型低壓鑄造封堵澆口裝 置，包括如下步驟：當(dāng)控制系統(tǒng)接到低壓鑄造澆注完成的信號(hào)后，所述油缸活塞桿快速伸 出，沿引導(dǎo)孔推動(dòng)鑄型中的封堵件向前移動(dòng)，所述的油缸達(dá)到一定行程后停止，同時(shí)低壓鑄 造加壓系統(tǒng)排氣泄壓；此時(shí)，所述的封堵件錯(cuò)位后把直澆道隔開并阻止鋁液流出；封堵好 的鑄型連同未完全凝固的鑄件移離澆注位置，并將鑄型翻轉(zhuǎn)后冷卻凝固；然后將另一套鑄 型移至澆注位置進(jìn)行澆注。
【文檔編號(hào)】B22D18/04GK104057062SQ201410324447
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】丁蘇沛, 史學(xué)謙 申請(qǐng)人:濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司