一種鑄鋼件垂直串鑄模具及其串鑄方法與流程

本發明涉及金屬件鑄造領域，更具體地說，涉及一種鑄鋼件垂直串鑄模具及其串鑄方法。

背景技術：

齒套類耐磨鑄件，是單重在1-10公斤之間的小型鑄鋼件，現有技術大都是采用精密鑄造法(失蠟法)生產的。此種方法雖然有尺寸精度高、外表美觀的優點，但生產周期長，環境污染嚴重，成本高，工人勞動強度大。精密鑄造(失蠟法)是采用天然蠟料或合成蠟料，在模具中壓制成鑄件形狀，再組裝成樹，然后將樹侵入涂料中潤濕后掛砂，浸入固化劑中固化，如此反復掛上11-17道砂，鑄件越大，掛砂層數越多；掛殼達到工藝要求的層數后，需要將樹浸入沸水中脫蠟；脫完蠟后還必須將模殼放入電爐在高溫下烘烤和灼燒，以獲得足夠的模殼強度和干燥程度，然后用于澆注。此種工藝生產工序繁多，且固化劑一般以氯化銨為主，此溶液極易揮發氨氣，嚴重污染操作環境。

現有的砂型鑄造一般采用水平分型和澆注，一箱兩件或四件或八件，在生產小型鑄件時存在以下缺點：(1)單箱生產效率低，每箱只有數十公斤鑄件；(2)由于鑄件重量小，澆注次數增多，每包鋼水澆注時間過長導致鋼水降溫下降明顯，很容易出現冷隔、水紋、澆不足等缺陷；(3)需要投入較復雜的模具，投入大量的砂箱及砂型定位銷等工裝，固定投資較大；(4)由于模具裝配誤差、砂型定位銷的定位間隙較大等原因，導致砂型鑄造的尺寸精度比精密鑄造要低2-3個等級。

中國專利申請，申請號201310735518.5，公開日2014年4月23日，公開了一種小型鑄鋼件的組芯造型串鑄立澆方法，本發明公開了一種小型鑄鋼件的組芯造型串鑄立澆方法，包括以下步驟：(1)將欲澆鑄的鑄件模樣設計為左右分型，安放在左、右模板中，模板自帶砂箱；(2)造型時，在模樣表面覆蓋一層面砂；(3)在左、右砂箱內填滿背砂并將其壓緊實；(4)將型砂硬化；(5)取出左、右砂型，并做好內腔砂芯和澆口杯；(6)將內腔砂芯分別和左、右砂型裝配在一起形成鑄型，左右砂型采用凹凸定位；(7)將多個鑄型放入專用鎖緊工裝中組合成串，鎖緊鑄型并安裝澆口杯；(8)通過所述澆口杯澆鑄鋼水，冷卻后開箱取出鑄件即可。此發明提高了生產效率，降低了勞動強度和生產成本。但本方案澆注數量少，效率低，且匹配性差。

技術實現要素：

1.要解決的技術問題

針對現有技術中存在的工序多、周期長、生產率低、成本高、產品質量穩定性差、產品合格率低問題，本發明提供了一種鑄鋼件垂直串鑄模具及其串鑄方法。它可以實現工序少、周期短、生產率高、成本低、產品質量穩定、產品合格率高。

2.技術方案

本發明的目的通過以下技術方案實現。

一種鑄鋼件垂直串鑄模具，包括底板、蓋板，底板和蓋板通過螺栓進行固定，構成澆鑄腔，澆鑄腔內設置有，澆鑄模塊。

更進一步的，所述的澆鑄模塊包括底型塊、中型塊、上型塊，所述的底型塊設置于澆鑄腔最底層，上型塊設置于澆鑄腔最頂層，若干塊中型塊設置于底型塊和上型塊之間。

更進一步的，所述的底型塊中間為凹槽，四周對應設置有鑄造結構，中型塊中部為通孔，四周設置有若干鑄造結構，每一個鑄造結構上設置有一通孔，上型塊中間設置有通孔，四周對應設置有鑄造結構。

更進一步的，所述的底型塊、中型塊、上型塊為砂型。砂型的鑄造公差等級一般取ct8～ct12。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應，成本低，鑄造小結構件快捷方便。底型塊、中型塊、上型塊的具體鑄造結構，根據鑄件幾何形狀和鑄造工藝確定種類。模具加工采用加工中心，保證模具尺寸精度達到ct8～ct12級；設計專用鎖芯工裝，采用螺母5鎖定。通過采取這3個綜合措施，保證鑄件外形尺寸滿足高精度的要求。

更進一步的，所述的底型塊、中型塊、上型塊為每一個上設置有若干個相同的鑄件結構。設置若干結構，圍繞中間澆道中心對稱設置，保證整個型腔的穩定和一致性。一型多件是根據鑄件尺寸和鑄造工藝確定每型數量

更進一步的，所述的蓋板為方形鋼板，兩端設置有折邊，邊緣處設置有與螺栓匹配的安裝孔。鋼板需求表面光滑，防止因為不平整造成的安裝不穩定，導致整體澆鑄腔內發生傾斜，導致誤差發生。

更進一步的，所述的底板為方形鋼板，邊緣處設置有與螺栓匹配的安裝孔。便于安裝穩定性好，使用q235的鋼板，價格便宜，且鑄造性能好。

更進一步的，所述的蓋板頂部中央設置有澆口杯，澆口杯為上大下小的圓臺形狀，中部中空。耐高溫，耐沖擊，硬度高，強度好。

所述的底型塊、中型塊、上型塊根據需求，遠離中央位置，即越靠近邊緣位置的鑄造結構，尺寸在所需尺寸上逐漸加大，根據不同鑄造件的鑄造特征，選取不同的加大系數，增加系數在原有尺寸基礎的0.05％-0.3％之間，也可以對鑄造時候覆砂的厚度逐漸降低，降低系數在原有尺寸基礎的0.05％-0.3％之間。因為遠離中央位置，所流入的澆鑄物質流入更緩慢，且受到的壓力減小，逐步放大對應尺寸，有效保證了其端面水平的一致性。優良品率上升，優良比率可以上升20％以上。

一種鑄鋼件垂直串鑄模具串鑄方法，包括如下步驟：

一、制作一型多件底型塊、中型塊、上型塊；

二、放置底板；

三、放置底型塊于底板上；

四、依次垂直疊加放置多層中型塊；

五、放置上型塊于中型塊頂部；

六、放置蓋板于上型塊頂部；

七、用螺栓緊固；

八、放置澆口杯于蓋板上部；

九、澆注，所述的澆注使用人工澆注或機器澆鑄，澆注速度越快越好，滿足澆道可以下降的最快速率進行澆鑄；

更進一步的，所述的底型塊、中型塊、上型塊安裝時采用凹凸定位。；芯塊采用凹凸定位，定位間隙為0.2毫米之內，避免采用工裝定位，工裝定位會造成相應的誤差，進而引入二次誤差，更加大了產品的誤差程度，本方案保證產品精度高。

3.有益效果

相比于現有技術，本發明的優點在于：

(1)本方案結構簡單，由專用蓋板，上型塊，中型塊，底型塊，專用底板，螺栓和螺母連接，結構穩定；

(2)本方案的模具結構，操作便捷，工序少、周期短、生產率高，成本低；

(3)本方案采用高精度的砂型設計，精度高、耐磨，不易損壞；

(4)本方案采用一模多件結構解決了常規造型澆注的操作復雜，澆注數量少等問題；

(5)本方案中央的澆口杯外部有螺紋，蓋板開口內部有螺紋，兩個螺紋相匹配，澆口杯通過螺紋安裝在蓋板上，安裝方便快捷；

(6)垂直澆道的澆道口由上到下直徑逐漸增大，由于越向下，澆料收到的內外壓差越大，較大的直徑可以使得壓強減小，上下的內外壓差保證平衡，澆料向下過程中澆鑄增加順利，效率更好，速度更快，保證產品精度和澆鑄效率。這樣底型塊的凹槽大于上型塊通孔，中型塊從上到下的通孔逐漸增大；在產品澆鑄完成時候，也可以保證底部連接更加厚實，不易造成由于下部取出澆鑄產品時候連接件支撐不住，發生斷裂損壞產品；

(7)底型塊、中型塊、上型塊根據需求，遠離中央位置，即越靠近邊緣位置的鑄造結構，尺寸在所需尺寸上逐漸加大，根據不同鑄造件的鑄造特征，選取不同的加大系數，增加系數在原有尺寸基礎的0.05％-0.3％之間，也可以對鑄造時候覆砂的厚度逐漸降低，降低系數在原有尺寸基礎的0.05％-0.3％之間。因為遠離中央位置，所流入的澆鑄物質流入更緩慢，且受到的壓力減小，逐步放大對應尺寸，有效保證了其端面水平的一致性。優良品率上升，優良比率可以上升20％以上。

附圖說明

圖1是本發明的主體結構示意圖；

圖2是本發明的主體結構剖視圖；

圖3是底型塊結構示意圖；

圖4是中型塊結構示意圖；

圖5是上型塊結構示意圖；

圖6是蓋板平面結構示意圖；

圖7是蓋板側面結構示意圖；

圖8是底板平面結構示意圖；

圖9是底板側面結構示意圖；

圖10是澆口杯俯視示意圖；

圖11是澆口杯側視示意圖。

圖中標號說明：

1、底板；2、底型塊；3、中型塊；4、上型塊；5、螺栓；6、蓋板；7、澆口杯。

具體實施方式

下面結合說明書附圖和具體的實施例，對本發明作詳細描述。

實施例1

如圖1-11所示，一種鑄鋼件垂直串鑄模具，包括底板1、蓋板6，底板1和蓋板6通過螺栓5進行固定，構成澆鑄腔，澆鑄腔內設置有，澆鑄模塊。

所述的澆鑄模塊包括底型塊2、中型塊3、上型塊4，所述的底型塊2設置于澆鑄腔最底層，上型塊4設置于澆鑄腔最頂層，若干塊中型塊3設置于底型塊2和上型塊4之間。所述的底型塊2中間為凹槽，四周對應設置有鑄造結構，中型塊3中部為通孔，四周設置有若干鑄造結構，每一個鑄造結構上設置有一通孔，上型塊4中間設置有通孔，四周對應設置有鑄造結構。

所述的底型塊2、中型塊3、上型塊4為砂型。所述的底型塊2、中型塊3、上型塊4為每一個上設置有若干個相同的鑄件結構。所述的蓋板6為方形鋼板，兩端設置有折邊，邊緣處設置有與螺栓5匹配的安裝孔。所述的底板1為方形鋼板，邊緣處設置有與螺栓5匹配的安裝孔。

所述的蓋板6頂部中央設置有澆口杯7，澆口杯7為上大下小的圓臺形狀，中部中空。中央的澆口杯7外部有螺紋，蓋板6開口內部有螺紋，兩個螺紋相匹配，澆口杯7通過螺紋安裝在蓋板6上，安裝方便快捷。

實施例2

實施例2與實施例1基本相同，不同之處在于，形成的底型塊、中型塊、上型塊串型的澆鑄模型，中間有垂直澆道，可以設計垂直澆道的澆道口由上到下直徑逐漸增大，由于越向下，澆料收到的內外壓差越大，較大的直徑可以使得壓強減小，上下的內外壓差保證平衡，澆料向下過程中澆鑄增加順利，效率更好，速度更快，保證產品精度和澆鑄效率。這樣底型塊的凹槽大于上型塊通孔，中型塊從上到下的通孔逐漸增大；在產品澆鑄完成時候，也可以保證底部連接更加厚實，不易造成由于下部取出澆鑄產品時候連接件支撐不住，發生斷裂損壞產品。

實施例3

實施例3與實施例1或2基本相同，不同之處在于，所述的底型塊、中型塊、上型塊根據需求，遠離中央位置，即越靠近邊緣位置的鑄造結構，尺寸在所需尺寸上逐漸加大，根據不同鑄造件的鑄造特征，選取不同的加大系數，增加系數在原有尺寸基礎的0.05％-0.3％之間，也可以對鑄造時候覆砂的厚度逐漸降低，降低系數在原有尺寸基礎的0.05％-0.3％之間。因為遠離中央位置，所流入的澆鑄物質流入更緩慢，且受到的壓力減小，逐步放大對應尺寸，有效保證了其端面水平的一致性。優良品率上升，優良比率可以上升20％以上。

實施例4

一種鑄鋼件垂直串鑄模具串鑄方法，包括如下步驟：

一、制作一型多件底型塊2、中型塊3、上型塊4；

二、放置底板1；

三、放置底型塊2于底板1上；

四、依次垂直疊加放置多層中型塊3；

五、放置上型塊4于中型塊3頂部；

六、放置蓋板6于上型塊4頂部；

七、用螺栓5緊固；

八、放置澆口杯7于蓋板6上部；

九、澆注。

上述安裝時候，所述的底型塊2、中型塊3、上型塊4安裝時采用凹凸定位。

本發明采取了組芯造型串鑄立澆的方法，根據現有澆包容量，合理確定每組鑄型的鑄件數量，合理設置每包鋼水澆注次數，確保澆注溫度符合澆注方法要求，使鑄件質量得到有效保障，并且省去了制作大量砂箱、工裝的費用。由于縮短了生產周期，提高了生產效率，降低了勞動強度，每片砂型重量不超過12公斤，同時也降低了生產成本。

綜上所述，采用本方案加工小型鑄鋼件，可以一次澆注出多件小型鑄鋼件，工序少、周期短、生產率高、成本低、產品質量穩定、產品合格率高。

以上所述僅是本發明的優先實施方式，所述一型多件是根據鑄件尺寸和鑄造工藝確定每型數量。所述底型塊、中型塊、上型塊是高精度砂型。綜上所述，采用本發明加工小型鑄鋼件，一次澆注出多件小型鑄鋼件，工序少、周期短、生產率高、成本低、產品質量穩定、產品合格率高。應當指出，對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。

以上示意性地對本發明創造及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，在不背離本發明的精神或者基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。附圖中所示的也只是本發明創造的實施方式之一，實際的結構并不局限于此，權利要求中的任何附圖標記不應限制所涉及的權利要求。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本專利的保護范圍。此外，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，在元件前的“一個”一詞不排除包括“多個”該元件。產品權利要求中陳述的多個元件也可以由一個元件通過軟件或者硬件來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。