專利名稱：有澆口單元并垂直分離的模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與有澆口單元并垂直分離的模型有關(guān)，該澆口單元由許多互相連接的澆口套管組成。
當將熔融的金屬澆鑄到模型中并使它固化時金屬在固化的過程中會收縮。為了補償這種收縮和確保生產(chǎn)出良好的鑄件，一般有必要應(yīng)用稱作為澆口的部件，將澆口放在鑄件的上面和/或側(cè)面。當鑄件固化和收縮時熔融的金屬從各澆口繼續(xù)送入鑄件，以防止形成收縮空洞。為了改進送料的效果和使?jié)部隗w積盡可能地小，通常將澆口的型腔和澆口本身用放熱和/或絕熱的材料包裹，以使?jié)部诘慕饘僭诒M可能長的時間內(nèi)保持熔融狀態(tài)，一般通用的形式是套管。
垂直分離的沙模常常由制模機，如DISAMATIC(商標)機用自動化的很快的生產(chǎn)方法生產(chǎn)。在這種方法中生產(chǎn)的模型成兩半，其一半稱為放模芯邊，或者如用DISAMATIC機生產(chǎn)的模型，則為沖頭邊。模芯，如果要用的話，將過濾器和澆口套管用人工或自動化的方法放入到模型中，用一種稱為模芯定位器的機器將它們自動結(jié)合到模型中放置沖頭的一邊。由于機器的工作周期很短，把模芯等部件裝入到模芯定位器的時間極其有限，一般約為8-15秒。這段時間常常來不及把澆口套管放入，從而在許多情況下垂直分離的模型不能使用澆口套管。在這種情況下鑄件的進料使用相對較大用型砂圍起來的澆口。但是使用這樣的砂澆口，由于流動性不夠會引起很多問題，由于各個澆口放得太靠近，會產(chǎn)生鄰近澆口進料之間的互相作用，對鑄件產(chǎn)生不利的影響，例如生鐵鑄件的石墨漂浮，或者鋼鑄件的碳分凝和這兩種鑄件中全相結(jié)構(gòu)的變化。用這種砂線形澆口還可能需要連接澆口和鑄件的較大頸部。在其他情況，由于模型生產(chǎn)周期的限制只能在模芯定位器中放入一個澆口套管。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用包括許多相互連接的澆口套管的澆口單元可以克服與沙線形澆口相關(guān)的許多問題和放入澆口套管的困難。
按照本發(fā)明提供一種垂直分成兩半的模型，該模型包含一個或多個模型型腔和許多澆口空穴，每個空穴與一個模型型腔相通，模型有包括許多互相連接的澆口套管的澆口單元，每個澆口套管包圍一個澆口空穴。
模型可以是任何類型的垂直分離的模型，包括垂直分離的固定模型，但是本發(fā)明特別可以應(yīng)用于垂直分離的砂模，例如H-工藝模型或垂直分離的殼形砂模，或由DISAMATIC機生產(chǎn)的更特殊的模型。
構(gòu)成單元的各個澆口套管的形狀可取多種形式。
例如澆口套管內(nèi)、外表面的周邊可以是圓形、橢圓形、正方形或矩形，其壁厚從套管的頂部到底部可以是均勻的也可以是不均勻的。澆口套管的外表面和/或內(nèi)表面可以是垂直的，從套管的底部到頂部逐漸縮小成錐形，或從套管的頂部到底部成錐形。另一種套管也可成球形。
澆口套管可以在它們的頂端開口，也可以是所謂瞎的澆口套管，在它們頂端由蓋封閉，蓋可以是平的或半球形的，蓋也可以與套管整體成形，或固定在套管上。蓋可以有與它整體成形或固定在它下面的威廉斯(Williams)芯，以保證在鑄件的固化過程中澆口金屬上有大氣壓，從而改善進料的效果。
各個套管在它們的內(nèi)表面上可以有很多筋，如歐洲專利0202741號所述，或者在套管的內(nèi)和/或外表面上開有槽。
各個澆口套管的尺寸可以變化，這取決于模型中生產(chǎn)的鑄件進料的需要，但選擇的尺寸應(yīng)保證在套管可能的最小體積下獲得最佳的進料或最大的產(chǎn)量。當在同一模型中生產(chǎn)一定數(shù)量的相同鑄件時，如生產(chǎn)曲軸鑄件時，每個套管的尺寸都是一樣的。當單個鑄件需要幾個澆口，或者在模型中要生產(chǎn)一定量的不同鑄件時，那么澆口單元可以包含不同形狀或尺寸的澆口套管。
各個澆口套管之間的連接可以是簡單地將相鄰套管的外表面連接起來。最好，澆口單元的連接部分偏離模型的分離線。另一種是，每個澆口套管可以與澆口單元的不同部分連接，例如澆口單元可以是棒形或棍形結(jié)構(gòu)，澆口單元可以由與套管相同或不同的材料制成。套管可以與棒或棍直接相連，或者也可以通過一塊中間連接材料將它們連接起來。在后一種情況，只要棒或棍本身基本上是線性結(jié)構(gòu)，各套管本身可以與棒或棍相隔不同的距離。棒或棍可以有構(gòu)成模型橫澆道一部分的孔，或者如果需要，棒或棍可以是中空的，通過它的渠道可以構(gòu)成模型橫澆道的一部分。
澆口單元最好由放熱材料、熱絕緣材料或既放熱又熱絕緣的材料構(gòu)成。另一種是，澆口套管可以由這類材料制成，而單元的連接部分可以由粘結(jié)的砂這類材料組成。
在按照本發(fā)明的砂模生產(chǎn)過程中，在模型放置模芯這邊的型腔里，在圍繞型腔的砂內(nèi)形成一定數(shù)量的水平筋或“擠壓帶”，從而當澆口單元插入時，通過筋或擠壓帶將它牢固地定位。模型另一半的型腔，與澆口單元的外部尺寸比較起來最好做得稍微大一點，從而當模型的兩部分合起來時能保證單元的正確位置，不會發(fā)生澆口單元與模型砂的擠壓。
本發(fā)明的模型提供許多優(yōu)點。
通常，在垂直分離的沙模的生產(chǎn)過程中，插入澆口套管的模型放模芯一邊的型腔，其體積比澆口套管的體積大50%，一般大于澆口套管體積的55%或60%。這樣做是為了防止套筒掉出型腔，也是為了防止在模型兩半合在一起時套管傾斜和擠壓模型的另一半。結(jié)果由于澆口套管的軸偏離模型分離線的結(jié)果，常常導(dǎo)致因不適當?shù)蔫T件進料所產(chǎn)生的某些問題。使用澆口套管互相連接的澆口單元，特別是澆口單元的連接部分偏離模型分離線的單元，或者是澆口套管連接到如棒或棍的單元分開部分，就不再需要使?jié)部谔坠芷x分離線，因為單元的連接部分和每個套管正好一半的體積可以插入到模型放模芯的一邊。因為插入單元質(zhì)量的比例是大于總質(zhì)量的50%，因而不會有單元傾斜或掉出的危險。
澆口單元可在幾秒鐘之內(nèi)將幾個澆口套管插入到模型中，符合機器中模型生產(chǎn)周期的限制，如DISAMATIC機器，而不會增加成本或?qū)C器增加投資。
構(gòu)成單元的每個澆口套管可以有與套管整體成形或固定在套管底部的斷路器芯。在安裝模芯階段不需要插入斷路器芯的附加時間，從鑄件上移除澆口時可以看到斷路器的好處。如果需要斷路器芯也可作為過濾器的支持機構(gòu)，假如模型是從頂部澆鑄的模型。
下面參考


本發(fā)明，附圖有圖1是有許多澆口型腔的垂直分離沙模通過分離線的垂直剖面圖，
圖2是與圖1相同的圖，顯示包含澆口單元的部分模型，該澆口單元有許多互相連接的澆口套管，圖3是圖2中顯示的澆口單元的透視圖，在其一端的套管已部分切除，圖4是圖2顯示的澆口頂視平面圖，和圖5是與圖2類似的圖，但顯示的澆口單元有斷路器芯固定在其底部。
參考各圖，垂直分離的沙模1有很多澆口空穴2，每個空穴通過頸4與模型的型腔3相通。圍繞澆口空穴2的模型1的沙中有水平的筋或擠壓帶5。澆口單元6由放熱材料制成，包括很多澆口套管7，每個有威廉斯(Williams)芯8，通過連接部分9連接在一起并插入到模型1中，因此每個澆口套管7包圍一個澆口空穴2，被筋或擠壓帶5牢固地保持在其位置上。連接部分9與模型的分離線偏離，因此插入到模型1放模芯這邊的澆口單元的所有質(zhì)量的比例大于總質(zhì)量的50%，澆口單元6不會掉出來或傾斜。
在圖5中澆口單元6有斷路器芯10固定在它的底部，斷路器芯10有孔11，位于每個澆口空穴2和澆口套管7的底部中央，使?jié)部诳昭?與模型型腔直接相連。
權(quán)利要求
1.垂直分離成兩部分的模型(1)，該模型(1)包括一個或多個模型型腔(3)和每個都與模型型腔(3)相通的許多澆口空穴(2)，其特征是，模型(1)有包括許多互相連接的澆口套管(7)的澆口單元(6)，每個澆口套管(7)包圍一個澆口空穴(2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)有內(nèi)、外表面，其周界是圓形的、橢圓形的、正方形的或矩形的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)有垂直的外和/或內(nèi)表面。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)的外和/或內(nèi)表面從底部到頂部是逐漸收縮的。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)的外和/或內(nèi)表面從頂部到底部是逐漸收縮的。
6.按照權(quán)利要求1至5中任何一個所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)在它們頂端是開口的。
7.按照權(quán)利要求1至5中任何一個所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)在它們頂端由蓋封閉。
8.按照權(quán)利要求7所述的模型(1)，其特征是，蓋是平的。
9.按照權(quán)利要求7所述的模型(1)，其特征是，蓋是半球形的。
10.按照權(quán)利要求7所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)有與蓋整體成形或固定在蓋上的威廉斯(Williams)芯(8)。
11.按照權(quán)利要求1至10中任何一個所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)在它們的內(nèi)表面上有很多筋。
12.按照權(quán)利要求1至10中任何一個所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)的內(nèi)和/或外表面是帶槽的。
13.按照權(quán)利要求1至12中任何一個所述的模型(1)，其特征是，每個澆口套管(7)有與其底端整體成形或固定在套管(7)底端的斷路器芯(10)。
14.按照權(quán)利要求1所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)的形狀是球形。
15.按照權(quán)利要求1至14中任何一個所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)通過鄰近的套管外表面之間的接全處而相互連接。
16.按照權(quán)利要求1至14中任何一個所述的模型(1)，其特征是，澆口單元(6)有連接部分(9)，該部分偏離模型(1)的分離線。
17.按照權(quán)利要求1至14中任何一個所述的模型(1)，其特征是，每個澆口套管(7)與澆口單元(6)的一個分離部分相連接。
18.按照權(quán)利要求17所述的模型(1)，其特征是，分離部分是棒形或棍形結(jié)構(gòu)。
19.按照權(quán)利要求18所述的模型(1)，其特征是，澆口套管(7)通過中間的一塊連接材料與棒形或棍形結(jié)構(gòu)相連。
20.按照權(quán)利要求18或19所述的模型(1)，其特征是，棒或棍有一孔，該孔構(gòu)成模型(1)橫澆道的一部分。
21.按照權(quán)利要求18或19所述的模型(1)，其特征是，棒或棍是中空的，通過棒或棍的渠道構(gòu)成模型(1)橫澆道的一部分。
22.按照權(quán)利要求1至21中任何一個所述的模型(1)，其特征是，模型(1)是沙模，澆口單元(6)插入到模型(1)一部分的型腔中，圍繞該型腔的沙中有橫向的筋(5)。
23.按照權(quán)利要求22所述的模型(1)，其特征是，模型(1)另一部分的型腔，其尺寸與澆口單元(6)的外部尺寸相比稍微大一些。
全文摘要
垂直分離成兩部分的鑄造金屬模型，包括一個或多個模型型腔(3)和每個都與模型型腔(3)相通的許多澆口空穴(2)，有包括很多互相連接的澆口套管(7)的澆口單元(6)，每個澆口套管(7)包圍一個澆口空穴(2)。模型(1)可以是垂直分離的固定模型，尤其是垂直分離的砂模。
文檔編號B22C9/08GK1084790SQ92112080
公開日1994年4月6日 申請日期1992年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月30日
發(fā)明者D·G·梅蒂費利斯, B·C·溫菲爾德 申請人:福塞科國際有限公司