一种实现重力铸造时顺序凝固的模具的制作方法

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种实现重力铸造时顺序凝固的模具。

背景技术：

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造、泥模铸造等；窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。

顺序凝固原则是在铝铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铝铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身凝固。

如图8所举的例子进行说明，若成型的铝铸件为如下形状时，从剖视图看，从上到下依次包括第一铸造部a、第二铸造部b、第三铸造部c、第四铸造部d，同时其所占的区域按照从大到小排列，其排列顺序依次为：第一铸造部a、第三铸造部c、第二铸造部b、第四铸造部d。因铝铸件形状的不规则使得其局部壁厚过厚、局部壁厚过薄，从而导致铝铸件很难形成顺序凝固，从而会在铝铸件内部形成缩孔以及缩松等缺陷。

此时一般通过调节模具的壁厚，从而对铝铸件各处的冷却速度进行调节，最终通过模具壁厚与铝铸件形状的配合以实现顺序凝固，但若是铝铸件的零件更为复杂，那调节模具壁厚时所需要考虑到的因数较多，在设计模具时较为繁琐。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种实现重力铸造时顺序凝固的模具，能方便实现对铝铸件的顺序凝固。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种实现重力铸造时顺序凝固的模具，包括左模具以及右模具，所述左模具上形成有对应第一铸造部的第一左模腔、对应第二铸造部的第二左模腔、对应第三铸造部的第三左模腔、对应第四铸造部的第四左模腔，所述右模具上形成有对应第一铸造部的第一右模腔、对应第二铸造部的第二右模腔、对应第三铸造部的第三右模腔、对应第四铸造部的第四右模腔，对应所述第二左模腔的左模具处、对应所述第二右模腔的右模具处均设置有加热装置以延缓第二铸造部的冷却凝固速度，对应所述第三左模腔的左模具处、对应所述第三右模腔的右模具处均设置有冷却装置以加快第三铸造部的冷却凝固速度，最终实现第四铸造部、第三铸造部、第二铸造部以及第一铸造部顺序凝固。

通过采用上述方案，根据背景技术中所举的例子，该铝铸件的正常凝固顺序依次为：第四铸造部、第二铸造部、第三铸造部、第一铸造部，此时不能实现铝铸件的顺序凝固，此时在铝铸件内部形成缩孔以及缩松等缺陷，此时通过在对应第三左模腔的左模具处、对应第三右模腔的右模具处均设置有冷却装置以加快第三铸造部的冷却凝固速度，最终实现第四铸造部、第三铸造部、第二铸造部以及第一铸造部顺序凝固。

本发明的进一步设置为：所述左模具包括四个分别与所述第一左模腔、所述第二左模腔、所述第三左模腔、所述第四左模腔相对应的分段左模，所述右模具包括四个分别与所述第一右模腔、所述第二右模腔、所述第三右模腔、所述第四右模腔相对应的分段右模，所述加热装置设置在对应所述第二左模腔的分段左模、对应所述第二右模腔的分段右模上，所述冷却装置设置在对应所述第三左模腔的分段左模、对应所述第三右模腔的分段右模上。

通过采用上述方案，通过使得左模具分成多个分段左模、右模具分成多个分段右模，从而需要设置加热装置和冷却装置的分段左模或者分段右模能够分开，最终能单独在单个分段左模或者单个分段右模上进行加工，避免整个模具进行搬运，从而方便设置加热装置和冷却装置。

本发明的进一步设置为：对应所述第二左模腔的所述分段左模、对应所述第二右模腔的分段右模上均设置有安装槽，所述加热装置包括嵌入在所述安装槽内的电加热管、嵌入在所述安装槽内的温度传感器，所述温度传感器将温度反馈给控制板以用于控制所述电加热管的加热温度。

通过采用上述方案，通过电加热管能加热对应第二左模腔的分段左模、对应第二右模腔的分段右模，从而能通过加热的方式延缓第二铸造部的冷却凝固速度，从而实现铝铸件的顺序凝固，同时温度传感器能检测对应第二左模腔的分段左模、对应第二右模腔的分段右模的温度，从而将信号反馈给控制板，通过控制板调节电加热管的加热温度。

本发明的进一步设置为：对应所述第三左模腔的所述分段左模、对应所述第三右模腔的分段右模上均设置有冷却管路，所述冷却装置包括与所述冷却管路的入口端相通的冷凝水进水管、与所述冷却管路的出口端相通的冷凝水出水管。

通过采用上述方案，通过在冷却管路中通冷凝水，从而能通过冷却的方式加快第三铸造部的冷却速度，从而实现铝铸件的顺序凝固。

本发明的进一步设置为：相邻的两个所述分段左模之间形成有第一隔热腔，相邻的两个所述分段右模之间形成有第二隔热腔，所述第一隔热腔形成在任一所述分段左模靠近上方所述分段左模的端面上，所述第二隔热腔形成在任一所述分段右模靠近上方所述分段右模的端面上，所述第一隔热腔与所述第二隔热腔相通且组合形成环状。

通过采用上述方案，因模具是通过金属制作的，一般相互之间的传导热量的效果较好，在通过加热装置和冷却装置实现铝铸件顺序凝固的过程中，通过第一隔热腔和第二隔热腔能减少热量的传递，从而避免在热量传递后导致整个模具的温度在相差无几的范围内，使得加热装置和冷却装置的设置失去效果。

本发明的进一步设置为：所述第一隔热腔、所述第二隔热腔内均设置有石棉层，所述第一隔热腔的底壁、所述第二隔热腔的底壁上还开设有保温腔。

通过采用上述方案，石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的防火、绝缘和保温材料，通过设置石棉层，能够减小热量的传递；同时保温腔的设置，也使得分段左模或分段右模之间存在一定的间隙，减少传递到石棉层上的热量。

本发明的进一步设置为：所述第一隔热腔的底壁上、所述第二隔热腔的底壁上均设置有多个定位销、所述定位销上套设有隔热套，所述分段左模下端面、所述分段右模的下端面均开设有供下方的所述定位销嵌入的定位槽。

通过采用上述方案，定位销嵌入在定位槽内能实现左模具和右模具的定位，从而进行定位安装，且在定位销上的隔热套，能减弱定位销在定位时传导热量的问题。

本发明的进一步设置为：多个所述分段左模、多个所述分段右模上均设置有连接件，多个所述分段左模、多个所述分段右模上均开设有多个相对应的连接孔，多个所述分段左模上、多个所述分段右模上相对应的连接孔相通，所述连接件包括套设在多个相通的所述连接孔内的隔热管、穿过所述隔热管的螺栓、螺纹连接在所述螺栓上的螺母。

通过采用上述方案，左模具以及右模具上，通过套设隔热管后在通过螺栓螺母进行固定，从而减弱因螺栓连接时传导热量的问题。

综上所述，本发明具有以下有益效果：针对铝铸件的结构，通过在局部设置加热装置或者冷却装置，从而调节铝铸件各部分的冷却凝固速度，使得铝铸件能顺序凝固，从而提高铝铸件的成型精度；同时通过对左模具和右模具进行分段设置且进行隔热，使得分段左模、分段右模之间的热量不易传递。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是设置有加热装置的分段左模以及分段右模的结构示意图；

图3是图2的局部爆炸图；

图4是设置有冷却装置的分段左模以及分段右模的结构示意图；

图5是图4的内部轮廓图；

图6是实施例1的俯视图；

图7是图6中位于a-a处的剖视图；

图8是背景技术中举例的铝铸件结构图。

图中：1、左模具；11、第一左模腔；12、第二左模腔；13、第三左模腔；14、第四左模腔；15、分段左模；151、第一隔热腔；2、右模具；21、第一右模腔；22、第二右模腔；23、第三右模腔；24、第四右模腔；25、分段右模；251、第二隔热腔；3、加热装置；31、电加热管；32、温度传感器；4、冷却装置；41、冷凝水进水管；42、冷凝水出水管；5、安装槽；51、保温腔；52、冷却管路；53、定位槽；54、连接孔；6、石棉层；7、定位销；71、隔热套；8、连接件；81、隔热管；82、螺栓；83、螺母；9、浇口杯；91、沉头螺丝；a、第一铸造部；b、第二铸造部；c、第三铸造部；d、第四铸造部。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种实现重力铸造时顺序凝固的模具，以图4中所举例的铝铸件进行说明，如图1所示，包括左模具1以及右模具2，左模具1包括有四个从上到下依次相连接的分段左模15、右模具2包括四个从上到下依次相连接的分段右模25，在最上端的分段左模15和最上端的分段右模25结合处形成有安装有浇口杯9。浇口杯9通过沉头螺丝91安装在左模具1以及右模具2上。

配合图7和图8，在从上往下的四个分段左模15内分别形成有对应第一铸造部a的第一左模腔11、对应第二铸造部b的第二左模腔12、对应第三铸造部c的第三左模腔13、对应第四铸造部d的第四左模腔14；在从上往下的四个分段右模25内分别形成有对应第一铸造部a的第一右模腔21、对应第二铸造部b的第二右模腔22、对应第三铸造部c的第三右模腔23、对应第四铸造部d的第四右模腔24。浇口杯9均连通第一左模腔11和第一右模腔21形成的空腔，从而使得铝液能通过浇口杯9进入到左模具1和右模具2内，且因浇口杯的尺寸较大，使得浇口杯9也能对铝铸件的凝固能够进行补缩。

如图2、图3所示，在对应第二左模腔12的分段左模15上、对应第二右模腔22的分段右模25上均设置有加热装置3以延缓第二铸造部b（见图8）的冷却凝固速度。在对应第二左模腔12的分段左模15、对应第二右模腔22的分段右模25上均开设有安装槽5。加热装置3包括嵌入在安装槽5内的电加热管31、嵌入在安装槽5内的温度传感器32。通过温度传感器32将温度反馈到控制板（图中未示意）处，从而对电加热管31的加热温度进行控制。

如图4和图5所示，在对应第三左模腔13的分段左模15上、对应第三右模腔23的分段右模25上均设置有冷却装置4以加快第三铸造部c（见图8）的冷却凝固速度。在对应第三左模腔13的分段左模15、对应第三右模腔23的分段右模25上均开设有冷却管路52，冷却装置4包括与冷却管路52的入口端相通的冷凝水进水管41、与冷却管路52的出口端相通的冷凝水出水管42。同时冷凝水进水管41和冷凝水出水管42与冷却水塔相连通，能使得冷却凝水在流动时实现冷却作用。

如图7所示，在相邻的两个分段左模15之间形成有第一隔热腔151，相邻的两个分段右模25之间形成有第二隔热腔251，第一隔热腔151形成在任一分段左模15靠近上方分段左模15的端面上，第二隔热腔251形成在任一分段右模25靠近上方分段右模25的端面上，第一隔热腔151与第二隔热腔251相通且组合形成环状。在第一隔热腔151、第二隔热腔251内均放置有石棉构成的石棉层6，以实现减弱热量传递的效果，同时在第一隔热腔151的底壁、第二隔热腔251的底壁上还开设有保温腔51。

如图7所示，为了实现相邻的分段左模15之间、相邻的分段右模25之间进行定位。在第一隔热腔151的底壁上、第二隔热腔251的底壁上均一体设置有多个定位销7，定位销7上套设有隔热套71，分段左模15下端面、分段右模25的下端面均开设有供下方的定位销7嵌入的定位槽53。隔热套71由耐高温隔热棉构成。

如图7所示，为了实现将相邻的分段左模15之间、相邻的分段右模25之间实现连接。在多个分段左模15、多个分段右模25上均设置有连接件8。同时在多个分段左模15、多个分段右模25上均开设有多个相对应的连接孔54，多个分段左模15上、多个分段右模25上相对应的连接孔54相通。连接件8包括套设在多个相通的连接孔54内的隔热管81、穿过隔热管81的螺栓82、螺纹连接在螺栓82上的螺母83。

实施原理：通过在对应第三左模腔13的左模具1处、对应第三右模腔23的右模具2处均设置有冷却装置4以加快第三铸造部c的冷却凝固速度，最终实现第四铸造部d、第三铸造部c、第二铸造部b以及第一铸造部a顺序凝固，最终提高铝铸件的成型质量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。