CN114210929B - 一种铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁型覆砂铸造浇注时防窜气的结构及方法，它属于机械类领域。本发明包括上铁型、下铁型、防窜气覆砂层、两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，上铁型、下铁型分型平面上分别设置一层防窜气覆砂层，防窜气覆砂层上设置有两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，排气系统包括排气间隙、排气槽和排气槽上的多个排气孔；气体隔断系统包括相互匹配的气体阻断隔离凸条和气体阻断隔离凹槽，气体阻断隔离凸条设置下铁型两个相邻组元的两个排气系统之间，气体阻断隔离凹槽设置在上铁型两个相邻组元的两个排气系统之间。本发明结构设计简单合理，安全可靠，提高了铁型的生产效率，简化了生产操作工序，成本低，满足使用需求。

Description

一种铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构及方法

技术领域

本发明涉及一种铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构及方法，尤其是涉及一种用于铁型覆砂铸造生产中的工装模具，尤其是在一副铁型覆砂铁型中需进行多次浇注的铁水的模具结构，它属于机械类领域。

背景技术

铁型覆砂铸造属于特种铸造，其铸型是在金属型内腔上覆上一薄层覆膜砂而形成铸型。铁型覆砂铸造具有节能、节材、高效、优质、绿色生产等特点，已得到较为广泛的应用。

在铁型覆砂铸造铸件的生产中，为了提高生产效率、以及满足铁型覆砂铸造的工艺性要求，在一副铁型中尽可能地多布置铸件；有时因为铸件形状、结构以及工艺的需要，一副铁型中放置几组铸件，需要先后分几次对几组铸件一一进行浇注（参见图1所示）。在浇注过程中后浇注的铸件型腔往往因先行浇注的铸件型腔中产生的大量气体窜入，导致后浇注的铸件型腔在铁水浇入时气爆放炮，造成生产中不安全的因素存在，且窜入的气体进入后浇入的铁水中，使后浇入铸型的铸件最终造成气孔缺陷而报废。

如何解决这类一副铁型需进行多次浇注铁水，防止后几次浇注铁水时，先浇注组元型腔产生的气体窜入后浇注组元型腔，已成为这一类铁型覆砂铸造铸件安全生产和减少废品率的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计简单合理，安全可靠，提高了铁型的生产效率，简化了生产操作工序，成本低的铁型覆砂铸造浇注时防窜气的结构及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，包括上铁型、下铁型和防窜气覆砂层，所述上铁型、下铁型分型平面上分别设置一层防窜气覆砂层，其特征在于：还包括两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，所述防窜气覆砂层上设置有两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，排气系统包括排气间隙、排气槽和排气槽上的多个排气孔；气体隔断系统包括相互匹配的气体阻断隔离凸条和气体阻断隔离凹槽，气体阻断隔离凸条设置下铁型两个相邻组元的两个排气系统之间，气体阻断隔离凹槽设置在上铁型两个相邻组元的两个排气系统之间。

作为优选，本发明所述气体阻断隔离凸条的半圆截面的半径尺寸比气体阻断隔离凹槽的半圆截面的半径尺寸大0.2-0.4毫米。

作为优选，本发明还包括两个排气间隙凸台，所述两个排气间隙凸台分别设置在两个完全独立的组元之间两边。

作为优选，本发明所述排气间隙凸台模型的高度为0.3毫米。

作为优选，本发明所述排气槽上设置有间隔一定距离的排气通孔。

作为优选，本发明所述排气通孔上设置有用于引火燃烧加速排气的引火结构；加速型腔里面气体的排出。

作为优选，本发明所述气体阻断隔离凹槽与气体阻断隔离凸条采用过盈配合。

作为优选，本发明所述排气槽与型腔之间0.2-0.3毫米的间隙空间。

本发明还提供一种铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的方法，其特征在于：具体步骤如下：首先通过上铁型、下铁型与上模型、下模型合型进行覆砂造型，在上铁型、下铁型的两个相邻组元的铸型型腔之间形成铁水浇注排气系统和气体隔断系统；然后上铁型、下铁型进行合箱作业，上铁型、下铁型合箱后，在两个相邻组元铸型型腔之间，形成了两个铁水浇注排气系统，并在这两个排气系统中间形成了一个完全封闭的气体隔断系统；在铁水对第一个铸型型腔进行浇注时，该型腔中覆砂层与铁水接触后产生的大量气体通过其一侧的排气间隙将气体排到排气槽，然后通过排气槽上的排气孔最终将气体排出铁型，进入大气空间，其间可以在排气孔上方进行引火，加速型腔里面气体的排出；因排气槽后方设置了覆砂的气体隔断系统，因此浇注铁水型腔中覆砂层产生的气体在其一侧的排气结构中排出而不会进入其相邻的铸型型腔；再对另一侧铸型型腔进行铁水浇注时，同样的原理，该组元因铁水浇注产生的覆砂层气体不会进入相邻已浇注完成组元铸型型腔，也不会进入相邻未浇注组元铸型型腔。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1）整体结构设计简单合理，安全可靠，实现在一副铁型中对多组元铸型型腔进行多次浇注，满足铸件生产工艺要求，并提高了一副铁型的生产效率；2）避免因一副铁型中布置多组元铸型型腔而带来铸件气孔废品缺陷；3）避免因一副铁型中布置多组元铸型型腔而造成铁水浇注过程中产生窜气而带来的安全生产隐患；4）本申请文件直接在铁型覆砂工装模具上做出，大大简化了生产操作工序，不增加额外的人力成本；5）本申请文件的结构形式和方法简便易行、效果好，有利于铁型覆砂铸造技术得到进一步推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例多组元型腔铁型在浇注时各组元产生的气体相互窜气示意图。

图2是本发明实施例覆砂铸造浇注时防止各组元型腔之间窜气的装置结构示意图。

图3是本发明实施例覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气装置在上铁型覆砂造型时形成示意图。

图4是本发明实施例覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构在下铁型覆砂造型时形成示意图。

图5是本发明实施例覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气装置在上、下铁型合箱后示意图。

图6是本发明实施例覆砂铸造浇注过程中铁型各组元间防窜气装置工作示意图。

图7是图5中A处的局部放大结构示意图。

图中：防窜气覆砂层1，排气间隙2，排气槽3，排气孔4，气体阻断隔离凸条5，气体阻断隔离凹槽6；上铁型7，下铁型8，浇注系统9，浇口杯91，直浇道92，直浇道窝93，铸型型腔10，排气间隙凸台11，排气凸条12，防窜气覆砂层型腔13，覆砂排气孔14，铁型排气孔15，铸型模型16，模型型板17，覆砂层空间18，排气间隙模型21，气体阻断隔离凸条模型51，排气凸条模型121，排气针模型122，铁水包30，相邻组元浇注产生的气体31，铸型覆砂层32，铸型型腔覆砂层33，覆砂堵气凸条模型34。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

参见图1至图7，本实施例铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构包括上铁型7、下铁型8、防窜气覆砂层1、两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，上铁型7、下铁型8分型平面上分别设置一层防窜气覆砂层1，防窜气覆砂层1上设置有两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，排气系统包括排气间隙2、排气槽3和排气槽3上的多个排气孔4；气体隔断系统包括相互匹配的气体阻断隔离凸条5和气体阻断隔离凹槽6，气体阻断隔离凸条5设置下铁型8两个相邻组元的两个排气系统之间，气体阻断隔离凹槽6设置在上铁型7两个相邻组元的两个排气系统之间。

本实施例中排气槽3上设置有间隔一定距离的排气通孔；排气槽3与型腔之间0.2-0.3毫米的间隙空间。

本实施例排气间隙2、排气凸条12和气体阻断隔离凸条5，在使用中，分别设置排气间隙模型21、排气凸条模型121和气体阻断隔离凸条模型51。

本实施例铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的具体步骤如下：首先通过上铁型7、下铁型8与上模型、下模型合型进行覆砂造型，在上铁型7、下铁型8的两个相邻组元的铸型型腔10之间形成本申请文件的铁水浇注排气系统和气体隔断系统（参见图2），然后上、下铁型8进行合箱作业，从图5中可以看到，上铁型7、下铁型8合箱后，在两个相邻组元铸型型腔10之间，形成了两个铁水浇注排气系统，并在这两个排气结构中间形成了一个完全封闭的气体隔断系统。参见图6所示：在铁水对第一个铸型型腔10进行浇注时，该型腔中覆砂层与铁水接触后产生的大量气体通过其一侧的排气间隙2将气体排到排气槽3，然后通过排气槽3上的排气孔4最终将气体排出铁型，进入大气空间，其间可以在排气孔4上方进行引火，加速型腔里面气体的排出；铁型设置有铁型排气孔15。因排气槽3后方设置了覆砂的气体阻断结构，因此浇注铁水型腔中覆砂层产生的气体在其一侧的排气结构中排出而不会进入其相邻的铸型型腔10。再对另一侧铸型型腔10进行铁水浇注时，同样的原理，该组元因铁水浇注产生的覆砂层气体不会进入相邻已浇注完成组元铸型型腔10，也不会进入相邻未浇注组元铸型型腔10。这样对一副铁型中有两个以上组元铸型的铁型先后对各组元进行铁水浇注时，采用本申请文件的防窜气装置后，相邻组元铸型型腔10在浇注过程及随后凝固过程中产生的气体不会窜入其它组元的铸型型腔10，避免了多组元铁型的铸件生产中因组元之间产生的气体相互窜气而造成铸件产生气孔缺陷，并保证了铁水浇注过程不会因另一个组元铸型型腔10的气体窜入，造成铁水从浇注系统9（直浇道口）型腔中喷出，造成安全事故及铸件废品。

本实施例用于铁型覆砂铸造多组元型腔铁型浇注时防止各组元间相互窜气装置的工作原理：在铁型覆砂铸造生产中，一副铁型通常只设置一个浇注系统9，即：设置浇口杯91，一个直浇道92，相应设置直浇道窝93，然后通过横浇道、内浇道等将铁型中的各个铸件铸型型腔10连接起来。在铁水浇注时，铁水可通过该直浇道92、横浇道 、内浇道，一次性地进入到一副铁型中的各个铸件各个型腔，直至将铁型中的各个铸件型腔充满，完成铁水的浇注过程，即：一副铁型中，只有一个浇注系统9（直浇道92+横浇道+内浇道）+各个铸件型腔，就可实现整个铁型铸型型腔10的铁水浇注，这里我们称之为单组元铸型。多组元铸型铁型就是在一副铁型中存在多个单组元铸型（一个浇注系统9（直浇道92+横浇道+内浇道）+多个铸件型腔）的结构。在铁型覆砂铸造生产中，以往都是单组元铸型型腔10的形式。随着铁型覆砂铸造技术应用的不断推广，在已有的铁型覆砂生产线的铁型平面尺寸范围内布置新的铸件产品进行生产，为满足铁型覆砂工艺性要求、以及尽可能高的生产效率，在一副铁型平面尺寸范围内需放置多组元铸型。这样的铁型覆砂铸型在进行铁水浇注过程中，在一副铁型中需分先后次序一一对各组元进行浇注。后浇注组元在进行浇注时，其铸型中可能会有前面浇注组元排出的气体窜入，导致该组元铸件产生气孔等缺陷而报废。因此必须在这类铁型覆砂铸型中设置一种结构或装置，确保先浇注组元时产生的气体不会窜入后浇注组元的铸型型腔10。本申请文件就是在多组元铁型覆砂的铁型中每两个相邻组元铸型型腔10之间设置气体阻断隔离结构、以及各自完全独立的排气系统，以防止相邻组元铸型型腔10在前后浇注时，两个型腔相互窜气。这种各组元之间的气体阻断隔离结构和排气系统均在覆砂造型时成形，形成在铁型两组元型腔之间为此专门设置的覆砂层上。

本实施例用于铁型覆砂铸造多组元型腔铁型浇注时防止各组元间相互窜气的结构装置主要用于一副铁型中包含多个组元铸型型腔10的铁型覆砂铸造生产。在这类铁型覆砂铸造的铁型中包含了多组完全独立的型腔，在生产时需要对铁型进行多次浇注才能完成对各个型腔的充型过程。为了防止在浇注时各个型腔在浇注过程中产生的气体相互窜气，造成铸件气孔缺陷、以及产生安全事故，必须在浇注过程中，将各个独立的型腔之间形成完全隔离空间，即每个独立型腔在浇注过程中覆砂层产生的气体不会扩散、渗透到其它组元的铸型型腔10中。

参见图2所示：本实施例装置在上铁型7、下铁型8的两个组元铸型型腔10之间通过在上、下铁型8分型平面上专门各设置一层防窜气覆砂层1，并在其各自的覆砂层上形成两个独立的排气系统、一个隔断系统。

本实施例排气系统中，上铁型7、下铁型8的一个隔断系统包括：在下铁型8两个相邻组元的两个排气系统之间做出气体隔断凸条；在上铁型7两个相邻组元的两个排气系统之间做出气体隔断凹槽；上铁型7、下铁型8合箱后，气体隔断凸条与气体隔断凹槽紧密地合在一起，在两个排气系统之间形成一个完全密闭的气体隔断系统，阻断两个相邻独立型腔之间气体相互窜气。

本实施例排气系统、气体隔断系统的覆砂结构的覆砂造型参见附图3、附图4。从附图3可以看到，设置有铸型模型16、模型型板17和覆砂层空间18，用于上铁型7覆砂的模型中，在两个完全独立的组元之间两边分别做出两个排气间隙凸台11，排气间隙凸台11模型的高度为0.3毫米，在上铁型7、下铁型8覆砂造型完成进行合箱后，可在该处的铁型分型面形成0.3毫米的排气间隙2；上模型上每个排气间隙凸台11一边与各自的型腔相连，一边与各自的排气凸条12相连，排气凸条12的截面一般为半圆形，每条排气凸条12上根据浇注时排出气体的多少，可布置多个排气针，该排气针设置排气针模型122；在两个相邻组元铸型模型的两个排气凸条12之间做出一条气体隔断凸条模型，其截面一般为半圆形。上铁型7在两个相邻组元型腔之间，做出防窜气覆砂层型腔13，上铁型7在上模型每条排气凸条12上的各个排气针位置，相应做出排气孔，排气孔直径大于模型排气针直径15-20毫米；上铁型7与上模型合型后进行覆砂造型，覆膜砂射砂进入铁型与模型之间形成的空间、以及防窜气覆砂层型腔13，就可在上铁型7型腔中形成相应由防窜气覆砂层1、排气间隙2、排气槽3、覆砂排气孔、气体隔断凹槽等组成的上铁型7防窜气结构装置（见附图2）。

参见附图4所示：用于下铁型8覆砂的模型中，在两个完全独立的组元之间的之间与上模型气体隔断凸条的相对应位置，做出形状、高低尺寸与上模型气体隔断凸条相近的气体隔断凹槽，凹槽的截面尺寸比上模型气体隔断凸台的截面尺寸大0.2-0.4毫米。下铁型8与下模型合型后进行覆砂造型，覆膜砂射砂进入铁型与模型之间形成的空间、以及防窜气覆砂层型腔13，就可在下铁型8中形成由防窜气覆砂层1、气体隔断凸条（此凸条的位置与上铁型7气体隔断凹槽位置一致）组成的下铁型8防窜气结构装置（见附图2）。下铁型8覆砂造型形成的气体阻断隔离凸条5的半圆截面的半径尺寸比上铁型7中气体阻断隔离凹槽6的半圆截面的半径尺寸大0.2-0.4毫米。

当上铁型7、下铁型8合箱时，上铁型7的气体阻断隔离凹槽6与下铁型8的气体阻断隔离凸条5采用过盈配合，在合箱力的作用下，两者紧紧挤压，形成完全不透气的整体，就能阻断两个相邻组元之间相互窜气。

本实施例从铁型覆砂工装模具上开发一种能很好地阻断各组元铸型型腔10相互窜气的覆砂层结构，使铁水在对铁型覆砂铸型的多组铸型型按先后次序进行浇注时，各组元铸型腔型在浇注时产生的气体不会窜入其它组元铸型型腔10，防止在铁水浇注过程中因各组元型腔之间因产生的气体相互窜入而造成生产过程的安全隐患、以及造成生产的铸件因气孔而报废。

本实施例通过在一副铁型覆砂铸造铁型的各组元之间各自建立排气系统和气体阻断隔离系统的覆砂层结构，使各组元在铁水浇注过程中能够通过各自的气体阻断隔离系统将产生的气体不会窜入其它还未浇注组元铸型型腔10并通过各自建立的排气系统及时地将产生的气体排入大气。

本实施例附图中还设置有铁水包30、相邻组元浇注产生的气体31、铸型覆砂层32、铸型型腔覆砂层33和覆砂堵气凸条模型34，由于本领域技术人员均知悉作用，此处就不特别阐述。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，包括上铁型、下铁型和防窜气覆砂层，所述上铁型、下铁型分型平面上分别设置一层防窜气覆砂层，其特征在于：还包括两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，所述防窜气覆砂层上设置有两个独立的排气系统和一个气体隔断系统，排气系统包括排气间隙、排气槽和排气槽上的多个排气孔；气体隔断系统包括相互匹配的气体阻断隔离凸条和气体阻断隔离凹槽，气体阻断隔离凸条设置下铁型两个相邻组元的两个排气系统之间，气体阻断隔离凹槽设置在上铁型两个相邻组元的两个排气系统之间。

2.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：所述气体阻断隔离凸条的半圆截面的半径尺寸比气体阻断隔离凹槽的半圆截面的半径尺寸大0.2-0.4毫米。

3.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：还包括两个排气间隙凸台，所述两个排气间隙凸台分别设置在两个完全独立的组元之间两边。

4.根据权利要求3所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：所述排气间隙凸台的模型高度为0.3毫米。

5.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：所述排气槽上设置有间隔一定距离的排气孔。

6.根据权利要求5所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：所述排气孔上设置有用于引火燃烧加速排气的引火结构。

7.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：所述气体阻断隔离凹槽与气体阻断隔离凸条采用过盈配合。

8.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：所述排气槽与型腔之间0.2-0.3毫米的间隙空间。

9.一种铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的方法，采用权利要求1-8任意一项所述的铁型覆砂铸造多组元铸型浇注时防窜气的结构，其特征在于：具体步骤如下：首先通过上铁型、下铁型与上模型、下模型合型进行覆砂造型，在上铁型、下铁型的两个相邻组元的铸型型腔之间形成铁水浇注排气系统和气体隔断系统；然后上铁型、下铁型进行合箱作业，上铁型、下铁型合箱后，在两个相邻组元铸型型腔之间，形成了两个铁水浇注排气系统，并在这两个排气系统中间形成了一个完全封闭的气体隔断系统；在铁水对第一个铸型型腔进行浇注时，该型腔中覆砂层与铁水接触后产生的大量气体通过其一侧的排气间隙将气体排到排气槽，然后通过排气槽上的排气孔最终将气体排出铁型，进入大气空间，其间在排气孔上方进行引火，加速型腔里面气体的排出；因排气槽后方设置了覆砂的气体隔断系统，因此浇注铁水型腔中覆砂层产生的气体在其一侧的排气结构中排出而不会进入其相邻的铸型型腔；再对另一侧铸型型腔进行铁水浇注时，同样的原理，该组元因铁水浇注产生的覆砂层气体不会进入相邻已浇注完成组元铸型型腔，也不会进入相邻未浇注组元铸型型腔。