CN118237539A - 一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具及其铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具及其铸造方法，涉及大型铸件铸造技术领域，包括上箱和下箱，上箱内设有上箱砂型，下箱内设有下箱砂型及多个砂芯，各砂芯绕下箱砂型中心位置处沿其周向等间隔设置，各砂芯所环绕的位置处设有定位结构，各砂芯的内周侧部分均连接在定位结构上，各砂芯的外周侧部分均对应连接在下箱的侧壁上，下箱砂型与砂芯之间设有呈环状的第一芯撑，第一芯撑与下箱砂型同轴且间隔设置，并支撑在各砂芯靠近下箱砂型中心位置处部分的底壁上，使砂芯由上箱转移至下箱，减轻吊装压力，降低起重机承载，提高铸件出品率。

Description

一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具及其铸造方法

技术领域

本发明涉及大型铸件铸造技术领域，特别是涉及一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具及其铸造方法。

背景技术

冶金铸造起重机的负载是按照受力、应力及使用条件等方面进行计算的，超载会导致其受力和应力超过设计值，对起重机造成极大的危害，极易引发事故。因此，冶金铸造起重机一般情况下不允许超载使用。铸造领域在吊运时通常涉及三种重量：砂箱(工装)、砂型以及铸件，铸件在打箱时，需要将上箱、砂型及铸件吊起，对于重量及尺寸均较大的铸件，承重超过起重机载荷，容易导致铸件内腔变形。

上箱超过起重机载荷，起重机超载可能会造成以下几点影响：

一、产生过大的应力。可能使钢丝绳超出其允许拉力而断裂，有可能出现吊钩断裂，重物高空坠落，造成人员或设备的重大事故。

二、机械传动部件损坏。可能使起重机机械传动部件损坏，如轴承等，也可导致制动力矩减小或制动器失效。

三、损坏机电设备。可能会损坏起重机机电设备，如电机、电缆等。

四、对金属结构的危害。造成主要受力结构变形，增加变形率和疲劳破坏。

五、破坏起重机的稳定性。可能造成起重机使用寿命缩短或者整机倾覆的恶性事故。

铸件筋条较多、较长，铁水流程较长，各部分凝固、冷却速度不同，从而引起收缩不一致，导致铸件产生挠曲变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具及其铸造方法，以解决上述现有技术存在的问题，使砂芯由上箱转移至下箱，减轻吊装压力，降低起重机承载，提高铸件出品率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，包括上箱和下箱，所述上箱内设有上箱砂型，所述下箱内设有下箱砂型及多个砂芯，各所述砂芯绕所述下箱砂型中心位置处沿其周向等间隔设置，各所述砂芯所环绕的位置处设有定位结构，各所述砂芯的内周侧部分均连接在所述定位结构上，各所述砂芯的外周侧部分均对应连接在所述下箱的侧壁上，所述下箱砂型与所述砂芯之间设有呈环状的第一芯撑，所述第一芯撑与所述下箱砂型同轴且间隔设置，并支撑在各所述砂芯靠近所述下箱砂型中心位置处部分的底壁上。

优选的，所述砂芯内设有芯骨，各所述芯骨的一端均伸出所述砂芯的内侧面，各所述芯骨伸出所述砂芯的部分均与所述定位结构相连接。

优选的，所述砂芯的外侧面上设有与所述芯骨相连接的吊把，各所述吊把安装在所述下箱对应的位置处。

优选的，所述下箱的侧壁顶面沿其径向贯穿开设有多个定位槽，各所述定位槽沿所述下箱周向等间隔分布，各所述吊把对应嵌合在各所述定位槽内。

优选的，所述下箱砂型中心位置处的外周侧等间隔环绕有多个垫片，所述第一芯撑间隔设置在各所述垫片的上方，并沿竖直方向与各所述垫片正对设置，各所述垫片均与所述第一芯撑之间连接有支撑结构。

优选的，所述下箱砂型上开设有多个垫片槽，各所述垫片槽沿周向等间隔环绕在所述下箱砂型中心位置处的外周侧，各所述垫片对应嵌合在各所述垫片槽内。

优选的，所述下箱砂型上设有多个泡沫条，各所述泡沫条等间隔环绕在所述第一芯撑的外周侧，并支撑在对应的所述砂芯底部。

优选的，所述芯骨包括两沿所述砂芯排布方向间隔设置的支撑梁，两所述支撑梁沿所述下箱砂型径向延伸，且两所述支撑梁之间连接有多个支撑杆，各所述支撑杆沿所述砂芯径向等间隔分布。

优选的，所述砂芯包括多个分块，各所述分块沿所述下箱砂型径向等间隔分布，相邻两所述分块之间设有第二芯撑，各所述分块放置在同一所述芯骨上。

还提供一种应大型铸件降载荷、防变形的铸造模具的铸造方法，包括如下步骤：

造型时：

在下模具中心孔周围等间隔设置所需数量的垫片模具，起模后，下箱砂型对应垫片模具的位置处均形成垫片槽；

制芯时：

制作与砂芯结构相匹配的芯骨，并将所述芯骨嵌入所述砂芯内部，在各所述砂芯所环绕的位置处设置定位结构，各所述芯骨伸出所述砂芯内侧面的部分均连接在所述定位结构上；

合模时：

制芯完成后，在同一所述砂芯上相邻两分块之间放置第二芯撑；在所述垫片槽嵌入垫片，所述垫片上连接支撑结构，各所述支撑结构上连接第一芯撑，且在下箱砂型上设置所需数量的泡沫条；将各所述砂芯对应放置于所述第一芯撑及各所述泡沫条上，且所述砂芯外周侧设置的吊把安装在所述下箱侧壁上。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

整个砂芯结构其内侧面通过定位结构相连接，且砂芯靠近其内侧面的部分由第一芯撑进行支撑，砂芯结构的外侧面连接在下箱上，以利用整个下箱完成对砂芯结构的连接，使砂芯由上箱转移至下箱，那么在开模的过程中砂芯和铸件留置在下箱内，起重设备仅需要吊起上箱，充分减轻吊装压力，降低起重机承载，进一步避免了在吊运时将上箱、上箱砂型、砂芯以及铸件吊起，容易造成铸件变形的缺陷，提高了铸件出品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明芯骨结构示意图；

图2为本发明第一芯撑处结构示意图；

图3为本发明下模结构侧视图及其两处剖面图；

图4为本发明砂芯整体结构轴侧图；

图5为本发明砂芯整体结构另一平面图；

其中，1-支撑梁、2-支撑杆、3-加强梁、4-第一芯撑、5-支撑结构、6-垫片、7-砂芯、8-泡沫条、9-下箱、10-定位结构、11-芯骨、12-吊把、13-定位槽、14-分块、15-第二芯撑。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本发明的目的是提供一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具及其铸造方法，以解决上述现有技术存在的问题，使砂芯由上箱转移至下箱，减轻吊装压力，降低起重机承载，提高铸件出品率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，本实施例提供一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，包括上箱和下箱9，上箱内设有上箱砂型，下箱9内设有下箱砂型及多个砂芯7，以利用上箱和下箱9合模后，上箱砂型、下箱砂型及多个砂芯7构造成所需大型铸件的型腔，各砂芯7绕下箱砂型中心位置处沿其周向等间隔设置，各砂芯7所环绕的位置处设有定位结构10，各砂芯7的内周侧部分均连接在定位结构10上，通过设置定位结构10，防止砂芯7前移，各砂芯7的外周侧部分均对应连接在下箱9的侧壁上，下箱砂型与砂芯7之间设有呈环状的第一芯撑4，优选第一芯撑4采用30*30方钢，第一芯撑4与下箱砂型同轴且间隔设置，并支撑在各砂芯7靠近下箱砂型中心位置处部分的底壁上，优选的砂芯7靠近下箱砂型的表面上设有用于嵌合第一芯撑4的环形槽，也就是说，整个砂芯结构其内侧面通过定位结构10相连接，且砂芯7靠近其内侧面的部分由第一芯撑4进行支撑，砂芯结构的外侧面连接在下箱9上，以利用整个下箱9完成对砂芯结构的连接，使砂芯7由上箱转移至下箱9，那么在开模的过程中砂芯7和铸件留置在下箱9内，起重设备仅需要吊起上箱，充分减轻吊装压力，降低起重机承载，进一步避免了在吊运时将上箱、上箱砂型、砂芯7以及铸件吊起，容易造成铸件变形的缺陷，提高了铸件出品率。

作为本发明优选的实施方式，砂芯7内设有芯骨11，各芯骨11的一端均伸出砂芯7的内侧面，各芯骨11伸出砂芯7的部分均与定位结构10相连接，以通过芯骨11与定位结构10相连接，以完成对各砂芯结构的连接工作，且通过在砂芯7内设置芯骨11，以提高砂芯7强度。其中优选的，芯骨11包括两沿砂芯7排布方向间隔设置的支撑梁1，两支撑梁1沿下箱砂型径向延伸，且两支撑梁1之间连接有多个支撑杆2，各支撑杆2沿砂芯7径向等间隔分布，以利用支撑梁1和支撑杆2的连接，增强整个芯骨11的结构强度，进一步提高砂芯7强度，另外优选的在两支撑梁1之间设置加强梁3，以连接在各支撑杆2的中间位置处。定位结构10和芯骨11优选采用钢制材料制作而成，以通过焊接的方式将定位结构10和芯骨11相连接。

其中定位结构10包括位于各砂芯结构所环绕位置处的环形钢板，环形钢板的外周侧对应位置分别与各芯骨11相连接。

优选的，砂芯7的外侧面上设有与芯骨11相连接的吊把12，各吊把12安装在下箱9对应的位置处，以利用吊把12既能够完成砂芯7外侧面与下箱9之间的连接，又能够利用吊把12对砂芯结构进行吊装。其中，下箱9的侧壁顶面沿其径向贯穿开设有多个定位槽13，各定位槽13沿下箱9周向等间隔分布，各吊把12对应嵌合在各定位槽13内，以在安装砂芯7时，利用吊把12直接嵌入各定位槽13内，直接完成对砂芯结构外侧面的固定，作为另外优选的，定位槽13呈T形结构，T形结构较大的一端位于下箱9的外周侧，T形结构较大的一端位于下箱9的内周侧，那么在吊把12的外端连接一与T形结构较大端结构适配的连接板，进一步充分对吊把12及砂芯结构进行限位。

进一步的，下箱砂型中心位置处的外周侧等间隔环绕有多个垫片6，第一芯撑4间隔设置在各垫片6的上方，并沿竖直方向与各垫片6正对设置，各垫片6均与第一芯撑4之间连接有支撑结构5，优选支撑结构5为钢筋或钢管等，垫片6及第一芯撑4均为钢制材料，通过设置垫片6以增加第一芯撑4与下箱砂型之间的连接面，增大压强，降低对下箱砂型的损伤。

优选的，下箱砂型上开设有多个垫片槽，各垫片槽沿周向等间隔环绕在下箱砂型中心位置处的外周侧，各垫片6对应嵌合在各垫片槽内，通过设置垫片槽以充分对垫片6进行定位。

作为本发明优选的实施方式，下箱砂型上设有多个泡沫条8，各泡沫条8等间隔环绕在第一芯撑4的外周侧，并支撑在对应的砂芯7底部，以利用泡沫条8将砂芯7支撑在下箱砂型上方，进而预留出型腔的部分结构。

其中，砂芯7包括多个分块14，各分块14沿下箱砂型径向等间隔分布，相邻两分块14之间设有第二芯撑15，各分块14放置在同一芯骨11上，相邻两分块14之间以及相邻两砂芯7之间均通过第二芯撑15进行定位，以预留出用于铸造铸件筋条结构的型腔，且砂芯7的外侧面与下箱9侧壁之间同样设有第二芯撑15。

还提供一种应大型铸件降载荷、防变形的铸造模具的铸造方法，包括如下步骤：

造型时：

在下模具中心孔周围等间隔设置所需数量的垫片模具，起模后，下箱砂型对应垫片模具的位置处均形成垫片槽，垫片槽用于固定垫片6；

制芯时：

制作与砂芯结构相匹配的芯骨11，并将芯骨11嵌入砂芯7内部，通过设置芯骨11以提高砂芯7强度；在各砂芯7所环绕的位置处设置定位结构10，各芯骨11伸出砂芯7内侧面的部分均连接在定位结构10上，通过定位结构10防止砂芯7前移；优选制备芯骨11时，采用两条30*50的扁钢作为支撑梁1，且两扁钢的分布位置整体与砂芯结构相适配；

合模时：

制芯完成后，在同一砂芯7上相邻两分块14之间放置第二芯撑15，以对各分块14进行定位，且优选在相邻两砂芯7之间同样设有起到定位作用的第二芯撑15；在垫片槽嵌入垫片6，垫片6上连接支撑结构5，各支撑结构5上连接第一芯撑4，且在下箱砂型上设置所需数量的泡沫条8，以通过第一芯撑4及泡沫条8完成对砂芯7的支撑作用，泡沫条8的数量根据实际砂芯结构进行调整；将各砂芯7对应放置于第一芯撑4及各泡沫条8上，且砂芯7外周侧设置的吊把12安装在下箱9侧壁上。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，包括上箱和下箱，所述上箱内设有上箱砂型，所述下箱内设有下箱砂型及多个砂芯，各所述砂芯绕所述下箱砂型中心位置处沿其周向等间隔设置，各所述砂芯所环绕的位置处设有定位结构，各所述砂芯的内周侧部分均连接在所述定位结构上，各所述砂芯的外周侧部分均对应连接在所述下箱的侧壁上，所述下箱砂型与所述砂芯之间设有呈环状的第一芯撑，所述第一芯撑与所述下箱砂型同轴且间隔设置，并支撑在各所述砂芯靠近所述下箱砂型中心位置处部分的底壁上。

2.根据权利要求1所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述砂芯内设有芯骨，各所述芯骨的一端均伸出所述砂芯的内侧面，各所述芯骨伸出所述砂芯的部分均与所述定位结构相连接。

3.根据权利要求2所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述砂芯的外侧面上设有与所述芯骨相连接的吊把，各所述吊把安装在所述下箱对应的位置处。

4.根据权利要求3所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述下箱的侧壁顶面沿其径向贯穿开设有多个定位槽，各所述定位槽沿所述下箱周向等间隔分布，各所述吊把对应嵌合在各所述定位槽内。

5.根据权利要求4所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述下箱砂型中心位置处的外周侧等间隔环绕有多个垫片，所述第一芯撑间隔设置在各所述垫片的上方，并沿竖直方向与各所述垫片正对设置，各所述垫片均与所述第一芯撑之间连接有支撑结构。

6.根据权利要求5所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述下箱砂型上开设有多个垫片槽，各所述垫片槽沿周向等间隔环绕在所述下箱砂型中心位置处的外周侧，各所述垫片对应嵌合在各所述垫片槽内。

7.根据权利要求6所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述下箱砂型上设有多个泡沫条，各所述泡沫条等间隔环绕在所述第一芯撑的外周侧，并支撑在对应的所述砂芯底部。

8.根据权利要求7所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述芯骨包括两沿所述砂芯排布方向间隔设置的支撑梁，两所述支撑梁沿所述下箱砂型径向延伸，且两所述支撑梁之间连接有多个支撑杆，各所述支撑杆沿所述砂芯径向等间隔分布。

9.根据权利要求8所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具，其特征在于，所述砂芯包括多个分块，各所述分块沿所述下箱砂型径向等间隔分布，相邻两所述分块之间设有第二芯撑，各所述分块放置在同一所述芯骨上。

10.一种应用如权利要求1至9任一项所述的大型铸件降载荷、防变形的铸造模具的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

造型时：

在下模具中心孔周围等间隔设置所需数量的垫片模具，起模后，下箱砂型对应垫片模具的位置处均形成垫片槽；

制芯时：

制作与砂芯结构相匹配的芯骨，并将所述芯骨嵌入所述砂芯内部，在各所述砂芯所环绕的位置处设置定位结构，各所述芯骨伸出所述砂芯内侧面的部分均连接在所述定位结构上；

合模时：

制芯完成后，在同一所述砂芯上相邻两分块之间放置第二芯撑；在所述垫片槽嵌入垫片，所述垫片上连接支撑结构，各所述支撑结构上连接第一芯撑，且在下箱砂型上设置所需数量的泡沫条；将各所述砂芯对应放置于所述第一芯撑及各所述泡沫条上，且所述砂芯外周侧设置的吊把安装在所述下箱侧壁上。