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一种离心铸造装置及其离心铸造方法

阅读:122发布:2020-05-12

专利汇可以提供一种离心铸造装置及其离心铸造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 离心 铸造 装置及其离心铸造方法,属于机械技术领域。它解决了现有的铸造方法均存在一定的局限和 缺陷 的问题。本离心铸造装置,包括一个 机架 ,机架上连接有能相互扣合的上模板和下模板,上模板与下模板扣合后在两者之间形成 定位 腔,定位腔靠近于上模板边沿处,机架上固连有能驱动上模板转动的驱动机构,机架下部具有用于装熔液的保温炉,机架上还设有能对保温炉内部进行加压的加压机构,下模板上具有当加压机构对保温炉内部加压时能使保温炉内的熔液进入定位腔的导流机构;本离心铸造方法,包括如下步骤:A、合模;B、金属溶液保温;C、压 力 、离心导流;D、卸模;E、 表面处理 。本发明具有使用简便、产品成品率高等优点。,下面是一种离心铸造装置及其离心铸造方法专利的具体信息内容。

1. 一种离心铸造装置,包括一个机架(1),机架(1)上连接有能相互扣合的上模板(2)和下模板(3),上模板(2)与下模板(3)扣合后在两者之间形成定位腔(4),定位腔 (4)靠近于上模板(2)边沿处,其特征在于,所述的机架(1)上固连有能驱动上模板(2) 转动的驱动机构(9),机架(1)下部具有用于装熔液的保温炉(6),机架(1)上还设有能 对保温炉(6)内部进行加压的加压机构,所述下模板(3)上具有当加压机构对保温炉(6) 内部加压时能使保温炉(6)内的熔液进入定位腔(4)的导流机构。
2.根据权利要求1所述的离心铸造装置,其特征在于,所述的上模板(2)与下模板(3)之间设有定位销(5),上模板(2)与下模板(3)扣合后通过定位销(5)使两者固连在一 起,所述的驱动机构(9)为固连在机架(1)上的驱动电机驱动电机转轴与上模板(2) 固连。
3.根据权利要求2所述的离心铸造装置,其特征在于,所述的加压机构为气和连接 管,气泵与连接管的一端相连,连接管的另一端连接在保温炉(6)上且与保温炉(6)内部 相通。
4.根据权利要求2所述的离心铸造装置,其特征在于,所述的导流机构为下模板(3) 上的浇口(3a)和一根导管(7),导管(7)的内端位于保温炉(6)内,导管(7)外端伸出 保温炉(6)与浇口(3a)的进口端(3a 1)相连通,浇口(3a)出口端(3a2)与上述的定位腔 ⑷相连通,所述的浇口(3a)的进口端(3al)位于下模板(3)的中心。
5.根据权利要求4所述的离心铸造装置,其特征在于,所述的上模板(2)与下模板 (3)之间沿其周向均布有2-9个定位腔(4),上述浇(3a)进口端(3al)的数量为一个且进 口端(3al)位于下模板(3)中心,浇口(3a)的出口端(3a2)与定位腔(4)数量相同且位 置对应--对应。
6.根据权利要求5所述的离心铸造装置,其特征在于,所述的上模板(2)上具有与定 位腔(4)相通的气孔(2d),所述的上模板(2)下部中心固连有呈圆锥状的分流件(2c), 且当上模板(2)与下模板(3)扣合后分流件(2c)位于浇口(3a)进口端(3al)处。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的离心铸造装置,其特征在于,所述的 上模板(2)由呈环形的外模板(2a)和轴向固连在外模板(2a)中的内模板(2b)组成,上 述的驱动机构(9)与内模板(2b)固连,上述的下模板(3)与内模板(2b)相扣合,在机架 (1)上还具有一个能驱动外模板(2a)上下移动的汽缸(8),所述的下模板(3)与机架(1) 之间设有轴承(10)。
8.—种离心铸造方法,该铸造方法包括以下步骤:A、合模:将上模板(2)与下模板(3)扣合,上模板(2)与下模板(3)之间形成用于 成型的定位腔⑷;B、金属溶液保温:将熔融的液或液注入保温炉(6)内,通过保温炉(6)使其内 的铝液或铜液保持在680-1200°C温度。C、压、离心导流:对保温炉(6)内注入气压,受气压作用熔融的铝液或铜液由导 管(7)的下端进入导管(7)上端,与此同时,扣合的上模板(2)和下模板(3) —同转动, 由于定位腔(4)靠近于上模板(2)边沿处,转动过程中的在离心力作用使得导管(7)上端 排出的熔融铝液或铜液进入上述的定位腔(4)处;D、卸模:待铝液或铜液冷却后,将上模板(2)与下模板(3)分离得到产品毛坯;E、表面处理:将产品表面的毛边、浇注头去除。
9.根据权利要求8的离心铸造方法,其特征在于,所述的步骤A中上模板(2)与气 缸的活塞杆相连,上述的上模板(2)通过气缸驱动相对于下模板(3)移动,所述的步骤C 中对保温炉(6)内注入0.1-0.6MPa的气压。
10.根据权利要求8的离心铸造方法,其特征在于,所述的步骤C中导管(7)的下端 浸于保温炉(6)内熔融的铝液或铜液处。

说明书全文

一种离心铸造装置及其离心铸造方法技术领域[0001] 本发明属于机械技术领域,涉及一种铸造装置,特别是一种采用离心方式使熔 液注满成型腔的离心铸造装置以及采用该铸造装置的低压离心铸造方法。背景技术[0002] 现有广泛应用的铸造方法有高压铸造、低压铸造、离心铸造、重铸造等。每 种铸造方法均存在一定的局限和缺陷。[0003] 高压铸造的主要特点是金属液在高压、高速下充填型腔,并在高压下成形、凝 固,压铸件的不足之处是:因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中,不可避免地 把型腔中的空气夹裹在铸件内部,形成熔缝和厚壁铸件的缩松,存在皮下气孔,所以 合金压铸件不宜热处理。否则,铸件内部气孔在作加热处理时,将遇热膨胀而致使铸件 变形或鼓泡。若作为导电部件,内部气孔和缩松,增大电阻,导电率下降,影响能效的 提升。[0004] 低压铸造的不足之处是:在金属液进入升液管充满型腔后还需要一定的时间来 保持有足够的金属液在型腔中结晶凝固。这样升液管中会出现凝固了的金属渣,以致升 液管堵住。在充铝液时,很难控制铝液在模腔内的流动方向。[0005] 重力铸造的不足之处是:细长、薄壁产品不易成型,对多通道细长结构的产 品,很难控制铝液定向流动。例电机转子铝笼的笼条,容易造成断条。[0006] 离心铸造的特点是金属液在离心力作用下充型和凝固,金属补缩效果好,铸件 外层组织致密,夹杂物少,机械性能好;可以获得无缩松、气孔、夹渣的铸件,而且组 织细密、机械性能好。更重要的是其金属熔液流向是定向的,由转动中心向外流动。发明内容[0007] 本发明的第一个目的是针对现有技术存在的上述问题,提供产品成品率高,使 用简便的离心铸造装置。[0008] 本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现:一种离心铸造装置,包括一 个机架,机架上连接有能相互扣合的上模板和下模板,上模板与下模板扣合后在两者之 间形成定位腔,定位腔靠近于上模板边沿处,其特征在于,所述的机架上固连有能驱动 上模板转动的驱动机构,机架下部具有用于装熔液的保温炉,机架上还设有能对保温炉 内部进行加压的加压机构,所述下模板上具有当加压机构对保温炉内部加压时能使保温 炉内的熔液进入定位腔的导流机构。[0009] 上模板和下模板扣合在一起后,加压机构将保温炉内注入气压,在导流机构作 用下使得保温炉内的熔液进入定位腔中。同时,驱动机构驱动上模板转动,由于上模板 与下模板连接在一起,因此,驱动机构驱动扣合在一起的上模板、下模板一同转动。[0010] 由于定位腔位于上模板的非中心位置,因此转动过程中在离心力的作用下溶液 能顺畅的进入定位腔内。待溶液冷却后将上模板与下模板分离即可得到铸造成型的成品。

[0011] 在上述的离心铸造装置中,所述的上模板与下模板之间设有定位销,上模板与 下模板扣合后通过定位销使两者固连在一起。
[0012] 定位销将上模板与下模板固连后,驱动机构就能同时带动上模板和下模板一同转动。
[0013] 在上述的离心铸造装置中,所述的驱动机构为固连在机架上的驱动电机,驱动 电机的转轴与上模板固连。
[0014] 驱动电机运作过程中通过其上的转轴就能顺畅的驱动上模板转动。
[0015] 在上述的离心铸造装置中,所述的加压机构为气和连接管,气泵与连接管的 一端相连,连接管的另一端连接在保温炉上且与保温炉内部相通。
[0016] 气泵运作过程中通过连接管将高压气体输送至保温炉内。
[0017] 在上述的离心铸造装置中,所述的导流机构为下模板上的浇口和一根导管,导 管的内端位于保温炉内,导管外端伸出保温炉与浇口的进口端相连通,浇口出口端与上 述的定位腔相连通。
[0018] 导管的内端浸与溶液中,保温炉内加压后将溶液下压,使得溶液由导管进入浇 口。由于浇口与定位腔相通,因此溶液最终进入到定位腔中。也就是说,通过一定的气 压就能将保温炉内的溶液压入位于保温炉上部的定位腔中。
[0019] 在上述的离心铸造装置中,所述的浇口的进口端位于下模板的中心。
[0020] 进口端位于下模板中心使得下模板转动过程中,浇口的进口端始终保持位置固 定不变。
[0021] 在上述的离心铸造装置中,所述的上模板与下模板之间沿其周向均布有2-10个 定位腔,上述浇口进口端的数量为一个且进口端位于下模板中心,浇口的出口端与定位 腔数量相同且位置对应一一对应。
[0022] 由于浇口具有一个进口端和若干与进口端连通的出口端,因此,由进口端进入 的溶液就能通入各个出口端。也就是说,最终进入每个定位腔中。
[0023] 在上述的离心铸造装置中,所述的上模板上具有与定位腔相通的气孔。
[0024] 通过气孔使得定位腔于保温炉之间形成压差,溶液能充分进入各个定位腔中。
[0025] 在上述的离心铸造装置中,所述的上模板下部中心固连有呈圆锥状的分流件, 且当上模板与下模板扣合后分流件位于浇口进口端处。
[0026] 溶液由浇口进口端进入出口端过程中,在分流件作用下使得溶液具有较少阻力 的情况下进入定位腔中。
[0027] 在上述的离心铸造装置中,所述的上模板由呈环形的外模板和轴向固连在外模 板中的内模板组成,上述的驱动机构与内模板固连,上述的下模板与内模板相扣合,在 机架上还具有一个能驱动外模板上下移动的汽缸,所述的下模板与机架之间设有轴承
[0028] 驱动机构运作过程中驱动内模板转动,一旦内模板与下模板扣合后,上述的驱 动机构驱动内模板与下模板同时转动。定位腔位于内模板与下模板之间,由于在下模板 与机架之间具有轴承,因此扣合在一起的内模板和下模板能相对于机架转动。
[0029] 汽缸的活塞杆伸缩过程中带动外模板相对于下模板上下移动,由于外模板与内 模板是轴向固定的,因此,汽缸能驱动外模板和内模板同时相对于下模板上下移动。[0030] 为了使内模板相对于外模板转动,在两者之间也设有轴承。[0031] 本发明的第二个目的提供了上述离心铸造装置所采用的低压离心铸造方法,该 铸造方法包括以下步骤:[0032] A、合模:将上模板与下模板扣合,上模板与下模板之间形成用于成型的定位 腔;[0033] B、金属溶液保温:将熔融的铝液或液注入保温炉内,通过保温炉使其内的 铝液或铜液保持在680-1200°C温度。[0034] C、压力、离心导流:对保温炉内注入气压,受气压作用熔融的铝液或铜液由 导管的下端进入导管上端,与此同时,扣合的上模板和下模板一同转动,由于定位腔靠 近于上模板边沿处,转动过程中的在离心力作用使得导管上端排出的熔融铝液或铜液进 入上述的定位腔处;[0035] D、卸模:待铝液或铜液冷却后,将上模板与下模板分离得到产品毛坯;[0036] E、表面处理:将产品表面的毛边、浇注头去除。[0037] 本离心铸造方法首先将上模板与下模板扣合在一起,两者之间形成定位腔。然 后,保温炉具有始终保持在一定的温度的熔融铝液或铜液。通过对保温炉内加压使其内 的铝液或铜液进入导管的上端,然后进入扣合后的上、下模板转动过程中产生离心力, 在离心力作用下由导管上端排出的铝液或铜液顺畅进入定位腔内。[0038] 待铝液或铜液冷却成型后,将上模板与下模板分离,得到产品毛坯,去除毛坯 的毛边和浇注头最终得到产品。[0039] 由于保温炉内具有大量的铝液或铜液,并且它的温度始终保持在一定程度固定 不变,这样就使得它能连续的成型产品。也就是说,保温炉内注入熔融的铝液或铜液 后,通过本装置能分批次的多次成型产品。[0040] 在上述的离心铸造方法中,所述的步骤A中上将电机转子鼠笼的芯定位在定 位腔中。熔融的铝液进入在铁芯外侧,产品成型后得到电机转子鼠笼。[0041] 在上述的离心铸造方法中,所述的步骤A中上模板与气缸活塞杆相连,上述 的上模板通过油/气缸驱动相对于下模板移动。通过油/气缸能平稳的驱动上模板移动。[0042] 在上述的离心铸造方法中,所述的步骤C中对保温炉内注入0.1-0.6MRI的气 压。在该气压作用下能使铝液或铜液顺畅的由导管进入定位腔处。[0043] 在上述的离心铸造方法中,所述的步骤C中导管的下端浸于保温炉内熔融的铝 液或铜液处。气压作用与液面上方,在气压的推挤作用下使得铝液或铜液能由导管上端 排出。[0044] 与现有技术相比,本离心铸造装置在加压机构和导流机构的作用下使保温炉内 的溶液进入定位腔中,在注入溶液过程中只需要启动加压机构即可,显然,本装置使用 简便。同时,操作油/气缸方便地使上模板与下模板扣合或分离,具有比较高的实用价值。[0045] 另外,本离心铸造方法由于保温炉内具有大量的铝液或铜液,成型产品时在气 压作用下将部分铝液或铜液导入成型腔即可,显然,不需要在每次成型产品时另外加注 铝液或铜液,它的生产效率比较高。直接通入气压后转动扣合的上、下模板就能在成型 腔内加入铝液或铜液,因此,本铸造方法简单易行。同时铝液是从保温炉熔液的中下取出,熔液没有表面的化层和杂质,进一步保证了产品的质量附图说明
[0046] 图1是本离心铸造装置的剖视结构示意图。
[0047] 图2是本离心铸造装置中上模板与下模板处的剖视结构示意图。
[0048] 图中,1、机架;2、上模板;2a、外模板;2b、内模板;2c、分流件;2d、 气孔;3、下模板;3a、浇口; 3a 1、进口端;3a2、出口端;4、定位腔;5、定位销; 6、保温炉;7、导管;8、汽缸;9、驱动机构;10、轴承。

具体实施方式

[0049] 实施例
[0050] 如图1所示,本离心铸造装置包括一个机架1,在机架1上设有上模板2和下模 板3,上模板2与下模板3能扣合在一起,且当上模板2与下模板3扣合在一起后在两者 之间形成定位腔4,定位腔4靠近于上模板2的边沿处,也就是说定位腔4位于上模板2 的非中心位置。本实施例中,上模板2与下模板3之间设有定位销5,上模板2与下模板 3扣合后通过定位销5使两者固连在一起。
[0051] 机架1下部具有保温炉6,保温炉6用于装熔融的金属溶液。机架1上还设有加 压机构,加压机构为气泵和连接管,气泵与连接管的一端相连,连接管的另一端连接在 保温炉上且与保温炉6内部相通。
[0052] 如图1和图2所示,下模板3上具有当加压机构对保温炉5内部加压时能使保温 炉5内的熔液进入定位腔4的导流机构,导流机构为下模板3上的浇口 3a和一根导管7, 导管7的内端位于保温炉6内,导管7外端伸出保温炉6与浇口 3a的进口端3al相连通, 浇口 3a出口端3a2与上述的定位腔4相连通。本实施例中,上模板2与下模板3之间沿 其周向均布有2-9个定位腔4,浇口 3a进口端3al的数量为一个且浇口 3a的进口端3al 位于下模板3的中心,浇口 3a的出口端3a2与定位腔4数量相同且位置对应一一对应。 上模板2上具有与定位腔4相通的气孔2d。本实施例中,上模板2下部中心固连有呈圆 锥状的分流件2c,且当上模板2与下模板3扣合后分流件2c位于浇口 3a进口端3al处。
[0053] 上模板2由呈环形的外模板2a和轴向固连在外模板2a中的内模板2b组成。机 架1上部设有汽缸8,汽缸8的活塞杆与外模板2a固连。机架1上还设有驱动机构9, 驱动机构9与内模板2b固连。下模板3与机架1之间设有轴承10。本实施例中,驱动 机构9为固连在外模板2a上的驱动电机,驱动电机的转轴与内模板2b固连。
[0054] 汽缸8驱动外模板2a移动过程中内模板2b随着一同移动,使内模板2b与下模 板3扣合在一起且在两者之间形成定位腔4。此时,加压机构将保温炉6内注入气压,气 压压迫溶液使得保温炉6内的溶液沿着导管7上移,也就是说保温炉6内的溶液依次由导 管7、浇口 3a进入定位腔4中。
[0055] 驱动机构驱动内模板2b转动,此时外模板2a不受内模板2b影响而固定不动, 由于内模板2b与下模板3连接在一起,因此,驱动机构9驱动扣合在一起的内模板2b、 下模板3—同转动。由于定位腔4位于内模板2b的非中心位置,因此转动过程中在离心 力的作用下使浇口 3a处的溶液顺畅的进入定位腔4内。溶液在浇口 3a中流动过程中在分流件北的作用下减少溶液流动过程中的阻力,当然,溶液在离心力作用下进入到每个 独立的定位腔4中。[0056] 待溶液冷却后将操作汽缸8动作,汽缸8带动外模板&上移,使内模板沈与下 模板3分离,此时即可方便的取出成品。[0057] 本发明还提高了上述离心铸造装置所采用的的离心铸造方法,该铸造方法包括 以下步骤:[0058] A、合模:将上模板与下模板扣合,上模板与下模板之间形成用于成型的定位 腔。本实施例中,电机转子鼠笼的铁芯组件定位在定位腔中。[0059] B、金属溶液保温:将熔融的铝液或铜液注入保温炉内,通过保温炉使其内的 铝液保持在760°C温度。[0060] C、压力、离心导流:对保温炉内注入气压,使保温炉内气压大小为0.3MPa, 受气压作用熔融的铝液由导管的下端进入导管上端,与此同时,扣合的上模板和下模板 一同转动,由于定位腔靠近于上模板边沿处,转动过程中的在离心力作用使得导管上端 排出的熔融铝液定向进入上述的定位腔处。同时,导管的下端位于铝液的液面以下。[0061] D、卸模:待铝液或铜液冷却后,将上模板与下模板分离得到产品毛坯;[0062] E、表面处理:将产品表面的毛边、浇注头去除。[0063] 本离心铸造方法首先将上模板与下模板扣合在一起,两者之间形成定位腔。然 后,保温炉具有始终保持在760°C温度的熔融铝液。通过对保温炉内加压使其内的铝液或 铜液进入导管的上端,然后扣合后的上、下模板转动过程中产生离心力,在离心力作用 下由导管上端排出的铝液或铜液顺畅进入定位腔内。[0064] 待铝液冷却成型后,将上模板与下模板分离,得到产品毛坯,去除毛坯的毛边 和浇注头最终得到产品。[0065] 由于保温炉内具有大量的铝液或铜液,并且它的温度始终保持在一定程度固定 不变,这样就使得它能连续的成型产品。也就是说,保温炉内注入熔融的铝液或铜液 后,通过本装置能分批次的多次成型产品。[0066] 实施例二[0067] 本实施例同实施例一基本相同,不一样的地方在于保温炉内铝液或铜液的温度 为900°C,保温炉内气压大小为0.4MRi。
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