CN114653924B - 一种复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统 - Google Patents
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Abstract
一种复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，其特征是它包括：T型横浇道、底注式直浇道、侧注式直浇道、柱式内浇道和缝隙式内浇道。本发明解决了几何形状复杂，壁厚较薄，纵向高度差异大的L型铝合金铸件铸造过程中容易产生缩松缩孔、力学性能不佳等问题。并且通过改变直浇道，内浇口的数量及形状，来铸造出几何形状类似，尺寸存在差异的复杂薄壁铝合金铸件。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压铸造技术，尤其是一种壁厚较薄，总体狭而长，纵向高度差异大的L型铝合金壳体的低压铸造技术，具体地说是一种优化复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统。
背景技术
低压铸造是使用较低的气压将坩埚里的金属液压入浇注系统以及铸件，并在压力下补缩获得铸件。其优点是充型速度与压力可控，充型过程平稳，铸件在压力下成型，金属液补缩能力强，铸造缺陷少。浇注系统的设计是铸造工艺设计的主要内容之一，其作用是引导金属液平稳充型补缩，挡渣，排气，使铸件符合顺序凝固原则。几何形状复杂壁厚较薄L型铝合金铸件，其几何尺寸窄而长，纵向高度差异大，壁厚较薄，浇注系统布置困难，补缩路径长补缩难度大，容易产生缩松缩孔，以及铸件力学性能不佳的问题。传统的底注式浇注系统难以解决以上问题，因此结合铸件的几何特征以及铸造缺陷设计一种适用于低压铸造的优化补缩路径的浇注系统，有效解决了这一问题。
浇注系统设计技术由来已久，如引用专利1至专利2所述。
引用专利1。中国专利：CN111957897A，一种反重力铸造的浇注系统，公开了一种侧注式的浇注系统，加工对象是一种圆筒状铸件。
引用专利2。中国专利：CN105290333B，底注式浇注系统，公开了一种底注式浇注系统，利用简单的结构达到充型平稳的目的。
上述引用文献公开了浇注系统设计方案，但未见结合底注式和侧注式两种浇注方式的浇注系统。对壁厚较薄，总体狭而长，纵向高度差异大的L型铝合金壳体类型的了零件浇注有益效果有限。
发明内容
本发明的目的是针对几何形状复杂、壁厚较薄L型铝合金铸件由于几何尺寸窄而长，纵向高度差异大，壁厚较薄，不易设计浇注系统，缺陷处的补缩路径长，浇注过程容易产生缩松缩孔以及铸件力学性能不佳的问题。设计一种底注式和侧注式结合的复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统。
本发明的技术方案是：
一种复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，其特征在于：浇注系统采用底注式与侧注式两种充型方式相结合的浇注系统结构。
所述补缩路径是指铸件成形时缺陷产生处到内浇道的传递路径。
所述底注式充型方式是指铸模底部与直浇道相通，侧注式充型方式是指铸模前后侧与内浇道相连通，内浇道与直浇道相连通。
所述复杂薄壁件是几何特征为壁厚在3-8mm，长宽比大于3：1，纵向高度差大于150mm，宽度不一致的L型铝合金壳体。
本发明经过优化设计的复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，包括T型横浇道2，底注式直浇道A3，底注式直浇道B4，底注式直浇道C6，侧注式直浇道A5、侧注式直浇道B7，柱式内浇道1和缝隙式内浇道9；所述T型横浇道2与底注式直浇道A3、底注式直浇道B4和底注式直浇道C6的下端直接相连通；所述底注式直浇道A3，底注式直浇道B4和底注式直浇道C6的上部直接与铸模8相连通；所述侧注式直浇道A5的下端直接与T 型横浇道2直接相连通，上部与缝隙式内浇道9相连通；并与侧注式直浇道B7关于铸模8的中心线对称设置；所述柱式内浇道1下端与T 型横浇道2直接相连通，上部与铸模8直接相连接。
所述底注式直浇道A3，底注式直浇道B4和底注式直浇道C6设置在铸件成型缺陷较多的位置处。
所述缝隙式内浇道9设置在铸模8壁厚突变的位置；
所述T型横浇道2根据各直浇道的布置合理设计形状与尺寸，并保证横浇道体积最小设置。
本发明的有益效果是：
本发明解决了铸件浇注系统难以布置的问题，使得几何形状复杂，壁厚较薄的L型铝合金铸件铸造过程中补缩通道增多，补缩路径减短。解决了铝合金铸件铸造过程中容易造成缩松缩孔缺陷的问题，改善了铝合金铸件力学性能。按照此思路，可以根据改变浇道数量以及粗细度，来铸造不同尺寸几何形状相似的铸件。
附图说明
图1是本发明实施例提供的优化补缩路径的浇注系统结构示意图。
图2是本发明实施例需铸造出的铸件的结构示意图。
图中：1-圆柱式内浇道；2-T型横浇道；3-底注式直浇道A；4-底注式直浇道B；5-侧注式直浇道A；6-底注式直浇道C；7-侧注式直浇道B；8-铸模；9-缝隙式内浇口。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施或现有技术中的技术方案，下面结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行清楚、完整地描述。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据此附图获得其他附图。所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的铸件产品最终结果如图2所示，它是一种形状细而长，纵向高度差异大的L型铝合金铸件。由于其形状十分复杂，厚度较薄，且存在大量肋板和加强筋，浇注系统布置困难，常规的底注式浇注系统，缺陷处离直浇道的距离较远，补缩路径长补缩难度大，容易造成缩松缩孔缺陷多，铸件力学性能欠佳的问题。因此设计一种低压铸造的浇注系统，有效解决了形状细而长，纵向高度差异大，厚度较薄的L型壳体铸件铸造缺陷多，力学性能差的问题。通过改变浇注系统中各浇道数量以及粗细度，来铸造几何形状类似，尺寸存在偏差的铸件。
如图1所示。
一种经过优化设计的复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统包括：柱式内浇道1，T型横浇道2，直浇道A3，直浇道B4，侧注式直浇道A5，直浇道C6，侧注式直浇道B7，铸件8和缝隙式内浇口9。所述T型横浇道2与底注式直浇道A3，底注式直浇道B4和底注式直浇道C6下端直接相连接；所述底注式直浇道A3，底注式直浇道B4和底注式直浇道C6的上部直接与铸件8相连接；所述侧注式直浇道A5下端直接与T 型横浇道2直接相连接，上部与缝隙式内浇道9相连接；并与侧注式直浇道B7关于铸件8中心线对称设置；所述柱式内浇道1下端与T 型横浇道2直接相连接，上部与铸件8直接相连接；柱式内浇道的上端形状根据与铸件8的连接处的形状进行设计。所述柱式内浇道可以加快铸件前部的充型速度，改善铸件前部的成型质量。
根据本发明的实施例，如图2所示铸件特征为形状细而长，纵向高度差异大，壁厚较薄，左右对称的L型铝合金壳体（含柱式内浇道1和直浇道C6。铸件的尺寸为：733.5×230.6×495mm，铸件壁厚平均6mm，且存在大量加强筋和肋板，如图2所示。铸件右侧高度明显高于左侧，使得铸件右侧相比左侧难以补缩。针对这个问题设计了侧注式直浇道A5。所述侧注式直浇道A5与缝隙式内浇口9相连，所述缝隙式内浇口9与铸模8相连。因为铸件为左右对称件，所以左侧同样设置有侧注式直浇道B7，缝隙式内浇口同样对称布置。
根据本发明的实施例，如图2所示铸件整体狭长，中部位置在铸造时不易补缩，故设计了底注式直浇道A3，底注式直浇道B4和底注式直浇道C6。底注式直浇道A3、底注式直浇道B4和底注式直浇道C6的位置设置在数值模拟缺陷较多处或按经验试模的铸件实际缺陷较多位置，随后根据直浇道布置形式以及铸件形状设计T型横浇道2。
上述技术方案具有如下有益效果：本发明通过设计底注式和侧注式结合的低压铸造的浇注系统，解决了几何形状复杂，壁厚较薄，纵向高度差异大的L型铝合金铸件铸造过程中容易产生缩松缩孔缺陷、力学性能不佳等问题。通过改变直浇道，内浇口的数量及形状，来铸造出几何形状类似尺寸存在差异的复杂薄壁件铝合金铸件。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (4)
1. 一种复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，其特征在于：浇注系统采用底注式与侧注式两种充型方式相结合的浇注系统结构；所述补缩路径是指铸件成形时缺陷产生处到内浇道的传递路径；所述底注式充型方式是指铸模底部与直浇道相通，侧注式充型方式是指铸模前后侧与内浇道相连通，内浇道与直浇道相连通；所述复杂薄壁件是几何特征为壁厚在3-8mm，长宽比大于3：1，纵向高度差大于150mm，宽度不一致的L型铝合金壳体；所述的低压铸造浇注系统包括T型横浇道（2），底注式直浇道A（3），底注式直浇道B（4），底注式直浇道C（6），侧注式直浇道A（5）、侧注式直浇道B（7），柱式内浇道（1）和缝隙式内浇道（9）；所述T型横浇道（2）与底注式直浇道A（3）、底注式直浇道B（4）和底注式直浇道C（6）的下端直接相连通；所述底注式直浇道A（3），底注式直浇道B（4）和底注式直浇道C（6）的上部直接与铸模（8）相连通；所述侧注式直浇道A（5）的下端直接与T 型横浇道（2）直接相连通，上部与缝隙式内浇道（9）相连通；并与侧注式直浇道B（7）关于铸模（8）的中心线对称设置；所述柱式内浇道（1）下端与T 型横浇道（2）直接相连通，上部与铸模（8）直接相连接。
2.根据权利要求1所述的复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，其特征在于：所述底注式直浇道A（3），底注式直浇道B（4）和底注式直浇道C（6）设置在铸件成型缺陷较多的位置处。
3.根据权利要求1所述的复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，其特征在于：所述缝隙式内浇道（9）设置在铸模（8）壁厚突变的位置。
4.根据权利要求1所述的复杂薄壁件补缩路径的低压铸造浇注系统，其特征在于：所述T型横浇道（2）根据各直浇道的布置合理设计形状与尺寸，并保证横浇道体积最小设置。
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