加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造的模具，適用于鋁合金、鎂合金等有色金屬薄壁鑄件的金屬型鑄造。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬型鑄造具有鑄件組織致密，尺寸精度高，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化等優(yōu)點(diǎn)，適用于批量生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件以及鋼鐵金屬的鑄件鑄錠等，在航空、航天、船舶、兵器、汽車等制造業(yè)領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]但是，由于金屬型本身無透氣性，常會造成氣孔、冷隔和欠鑄等缺陷。對于最后充型面為鑄件封閉頂面的薄壁鑄件的金屬型鑄造來說，頂面充型及凝固過程中會有大量氣體需要排出，傳統(tǒng)的在上半模上使用排氣塞的方式往往不能很好地滿足排氣要求。同時，最后充型頂面上由于氣體負(fù)壓以及溫度降低的影響，鋁液充型能力較差。因此，需要探索新的模具排氣形式來排出薄壁鑄件封閉頂面在金屬型鑄造過程的氣體，同時提高最后充型面金屬液的充型能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，能有效排出澆注過程中封閉頂面的氣體，同時提高金屬液在最后充型頂面的充型能力，減少鑄件氣孔、冷隔和欠鑄等缺陷出現(xiàn)的可能性，提高鑄件質(zhì)量，通用性強(qiáng)。
[0005]為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，包括左半模、右半模、上半模、芯盒，所述左半模、右半模為“凹”形結(jié)構(gòu)，且相對扣接在一起，其內(nèi)部形成空腔，左半模、右半模頂部固定上半模，上半模為“凸”形結(jié)構(gòu)，上半模的凸起部分與左半模、右半模的空腔緊密配合形成密閉空腔，所述砂芯設(shè)置在左半模、右半模、上半模形成的密閉空腔內(nèi)，薄壁鑄件在左半模、右半模、上半模形成的空腔內(nèi)成型。
[0007]優(yōu)選地，所述上半模主要由金屬框架、定位托板以及砂芯層組成，金屬框架的凸起部分上固定定位托板，定位托板上設(shè)有砂芯層，所述定位托板與砂芯層接觸的一面設(shè)置三角形通筋；所述定位托板與金屬框架接觸的一面設(shè)置梯形滑軌，梯形滑軌和上模金屬框架上相對設(shè)有的梯形滑槽形成間隙配合。
[0008]優(yōu)選地，所述定位托板上設(shè)有均布的排氣孔，金屬框架上相對設(shè)有排氣通孔。
[0009]優(yōu)選地，所述開模方向上砂芯、托板、金屬框架設(shè)有整體5°的開模斜度，該斜度通過芯盒實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明所述的加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具的有益效果是:能有效排出澆注過程中頂面的氣體，同時提高金屬液在最后充型頂面的充型能力，減少鑄件氣孔、冷隔和欠鑄等缺陷出現(xiàn)的可能性，提高鑄件質(zhì)量，通用性強(qiáng)。
[0011]具體為:1、能夠排出薄壁鑄件低壓金屬型澆注過程中封閉頂面的氣體，減少鑄件氣孔、縮松等缺陷。氣體的順利排出能夠降低封閉頂面上氣體負(fù)壓對鋁液充型的阻礙，有利于薄壁鑄件封閉頂面充型，減少鑄件頂面澆不足等缺陷出現(xiàn)的可能性，提高鑄件的生產(chǎn)質(zhì)量。
[0012]2、薄壁鑄件封閉頂面金屬型鑄造充型及凝固過程中有較大的排氣需求。使用砂芯作為直接成型冷卻介質(zhì)，相較金屬模具有較強(qiáng)的透氣性。充型及凝固過程中封閉頂面上的氣體可透過砂層經(jīng)上?？蚣芗岸ㄎ煌邪迳系呐艢馔醉樌懦?。
[0013]3、在澆注過程中，到達(dá)鑄件封閉頂面上的鋁液溫度較低，流動能力差，易產(chǎn)生澆不足缺陷。砂芯相較鑄鐵冷卻能力低，作為頂面的直接成型冷卻介質(zhì)，利于保證頂面上鋁液的流動性，提高充型能力，減小澆不足缺陷產(chǎn)生的可能性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述的薄壁鑄件的示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明所述的薄壁鑄件金屬型鑄造模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明所述的薄壁鑄件金屬型鑄造模具的上半模的示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明所述的薄壁鑄件金屬型鑄造模具的上半模的仰視圖；
[0018]圖5是本發(fā)明所述的薄壁鑄件金屬型鑄造上半模固定砂芯的芯盒示意圖；
[0019]圖6是圖5的A-A視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對本發(fā)明的最佳實(shí)施方案作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。
[0021]對于某薄壁深腔結(jié)構(gòu)的殼體鑄件，材質(zhì)ZLl 14A，T6熱處理，鑄件最大輪廓尺寸為300mmX 200mmX 350mm，鑄件機(jī)械加工后零件蒙皮壁厚為3.5±0.5mm，結(jié)構(gòu)如圖1所示。鑄件采用低壓砂芯金屬型澆注，鑄型材料為QT600-3，鑄型結(jié)構(gòu)如圖2所示，砂芯材料為石英樹脂砂，最后充型面為鑄件的封閉頂面。澆注過程中常因頂面排氣不良及鋁液充型能力減弱造成鑄件頂面存在氣孔、縮松或澆不足缺陷，引起鑄件合格率降低。
[0022]如圖2-6所示，所述的加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，包括左半模2、右半模3、上半模1、砂芯，所述左半模2、右半模3為“凹”形結(jié)構(gòu)，且相對扣接在一起，其內(nèi)部形成空腔，左半模2、右半模3頂部固定上半模1，上半模I為“凸”形結(jié)構(gòu)，上半模I的凸起部分與左半模2、右半模3的空腔緊密配合形成密閉空腔，所述砂芯設(shè)置在左半模2、右半模3、上半模I形成的密閉空腔內(nèi)，薄壁鑄件在左半模2、右半模3、上半模I形成的空腔內(nèi)成型。
[0023]所述上半模I主要由金屬框架4、定位托板5以及砂芯層6組成，金屬框架4的凸起部分上固定定位托板5，定位托板5上設(shè)有砂芯層6，所述定位托板5與砂芯層6接觸的一面設(shè)置兩條三角形通筋7，用于加強(qiáng)砂芯層6的附著；所述定位托板5與金屬框架4接觸的一面設(shè)置梯形滑軌8，滑軌8自定位托板5 —側(cè)延伸至2/3長處，并和金屬框架4上相對設(shè)有的梯形滑槽9形成間隙配合，見圖3所示。所述通筋7和滑軌8均能抑制定位托板5變形，所述定位托板5厚度為10mm。
[0024]所述定位托板5上設(shè)有均布的Φ 3的排氣孔10，共計(jì)32個，孔與孔的間距約25mm，金屬框架4上相對設(shè)有排氣通孔，見圖3所示。這樣，鑄件澆注過程中頂面上的氣體就可以透過砂芯并經(jīng)過定位托板和金屬框架上的排氣通孔排出。
[0025]砂芯為鑄件頂面成型的直接冷卻介質(zhì)。定位托板材料與上半模的金屬框架均為球墨鑄鐵QT600-3。
[0026]砂芯成型面尺寸與鑄件頂面尺寸相同，成為整個頂面的直接冷卻介質(zhì)。殼體蒙皮厚度3.5±0.5mm，鋁液充型過程中溫度迅速下降，為保證鋁液在頂面仍有足夠的充型能力，故砂芯材質(zhì)選擇冷卻能力較弱的石英樹脂砂，砂芯厚度約為3倍鑄件壁厚，為10mm。
[0027]所述開模方向上砂芯、托板、金屬框架設(shè)有整體5°的開模斜度。
[0028]所述芯盒用于上半模上固定砂芯的成型，芯盒為四開邊結(jié)構(gòu)，兩短邊與兩長邊通過短邊上的定位槽11與長邊上的定位塊12配合定位；所述芯盒內(nèi)固定定位托板5，兩短邊與定位托板5上設(shè)有相對配合的Φ6的定位孔13，定位銷14插入定位孔13中使得兩短邊與定位托板5定位。
[0029]使用時，定位托板與芯盒固定好后，向芯盒內(nèi)填入型砂，待型砂硬化成砂芯后，出模。砂芯通過定位托板可與金屬框架即時安裝與拆卸，故使用多個定位托板準(zhǔn)備多個砂芯可實(shí)現(xiàn)金屬型的連續(xù)鑄造。
[0030]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡單推演或替換，而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對本發(fā)明做出的簡單改進(jìn)都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，其特征在于:包括左半模、右半模、上半模、砂芯，所述左半模、右半模為“凹”形結(jié)構(gòu)，且相對扣接在一起，其內(nèi)部形成空腔，左半模、右半模頂部固定上半模，上半模為“凸”形結(jié)構(gòu)，上半模的凸起部分與左半模、右半模的空腔緊密配合形成密閉空腔，所述砂芯設(shè)置在左半模、右半模、上半模形成的密閉空腔內(nèi)，薄壁鑄件在左半模、右半模、上半模形成的空腔內(nèi)成型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，其特征在于:所述上半模主要由金屬框架、定位托板以及砂芯層組成，金屬框架的凸起部分上固定定位托板，定位托板上設(shè)有砂芯層，所述定位托板與砂芯層接觸的一面設(shè)置三角形通筋；所述定位托板與金屬框架接觸的一面設(shè)置梯形滑軌，梯形滑軌和上模金屬框架上相對設(shè)有的梯形滑槽形成間隙配合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，其特征在于:所述定位托板上設(shè)有均布的排氣孔，金屬框架上相對設(shè)有排氣通孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，其特征在于:所述開模方向上砂芯、托板、金屬框架設(shè)有整體5°的開模斜度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加強(qiáng)薄壁鑄件金屬型鑄造封閉頂面排氣與成型的模具，包括左半模、右半模、上半模、砂芯，所述左半模、右半模為“凹”形結(jié)構(gòu)，且相對扣接在一起，其內(nèi)部形成空腔，左半模、右半模頂部固定上半模，上半模為“凸”形結(jié)構(gòu)，上半模的凸起部分與左半模、右半模的空腔緊密配合形成密閉空腔，所述砂芯設(shè)置在左半模、右半模、上半模形成的密閉空腔內(nèi)，薄壁鑄件在左半模、右半模、上半模形成的空腔內(nèi)成型。能有效排出澆注過程中封閉頂面的氣體，提高金屬液在最后充型封閉頂面的充型能力，減少鑄件氣孔、冷隔和欠鑄等缺陷出現(xiàn)的可能性，提高鑄件質(zhì)量，通用性強(qiáng)。
【IPC分類】B22C9/06
【公開號】CN105108062
【申請?zhí)枴緾N201510486031
【發(fā)明人】張?jiān)迄i, 邊毅, 李智偉, 劉新超, 孫建新
【申請人】北京航星機(jī)器制造有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月10日