專利名稱：有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬材料成型生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，有色金屬桶類零件主要采用鑄造或鍛造的方法來制造。對(duì)于外部形狀簡(jiǎn)單、內(nèi)部形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求高的有色金屬桶類零件，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是先澆注出有色金屬鑄錠，再用鍛造的方法將其鍛造成桶形的毛坯，然后，再用機(jī)械加工的方法來加工出內(nèi)部形狀。但有些部位或有些特殊形狀用機(jī)械加工的方法是難以實(shí)現(xiàn)的，因此，常采用鉚接的方法來補(bǔ)救處理。當(dāng)一些更特殊的形狀或部位，用鉚接的方法也無法實(shí)現(xiàn)時(shí)，就只能用焊接的方法來加工。這樣生產(chǎn)出來的有色金屬桶類零件，雖然能夠滿足力學(xué)性能方面的要求，但加工的周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高，而且，焊接及鉚接部位的機(jī)械性能也仍然存在很多問題。因此，上述方法難以生產(chǎn)出質(zhì)量符合要求的有色金屬桶類零件，生產(chǎn)出的有色金屬桶類零件也難以滿足使用上的要求。
目前，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)此類零件主要采取鑄造的方法，即用鑄造的方法一次澆注成型，免去了機(jī)械加工及鉚接、焊接等加工過程，縮短了生產(chǎn)周期，也降低了生產(chǎn)成本。近幾年，國(guó)內(nèi)也開始用鑄造的方法生產(chǎn)有色金屬桶類零件，經(jīng)實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)，鑄造出的有色金屬桶類零件在力學(xué)性能方面基本上能夠達(dá)到要求，并已經(jīng)接近了國(guó)際先進(jìn)水平。但由于鑄造方法本身存在的問題，在有色金屬桶類零件的內(nèi)部還有許多縮孔、縮松等缺陷，而且無法徹底消除，其內(nèi)壁安裝部位的機(jī)械性能也不易保證。同時(shí)，鑄造生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，鑄件的廢品率高，金屬熔體利用率低。
連續(xù)鑄造是金屬材料成型的一種方法，這種方法可以生產(chǎn)各種規(guī)格的實(shí)心坯料，也可以生產(chǎn)空心的管狀坯料?，F(xiàn)有的連續(xù)鑄造生產(chǎn)裝置主要由機(jī)架、結(jié)晶器、澆口圈及對(duì)輥擠壓式牽引裝置等構(gòu)成。結(jié)晶器和澆口圈安裝在機(jī)架上，澆口圈位于結(jié)晶器的上方，對(duì)輥擠壓式牽引裝置安裝在結(jié)晶器的下方，將結(jié)晶后的坯料不斷的從結(jié)晶器中拉出來。在鑄造管狀坯料時(shí)，還需在結(jié)晶器中設(shè)置一個(gè)內(nèi)芯，該內(nèi)芯固定在結(jié)晶器內(nèi)，用于形成管狀坯料的內(nèi)壁，在連續(xù)鑄造時(shí)，內(nèi)芯不隨管狀坯料運(yùn)動(dòng)。所述的對(duì)輥擠壓式牽引裝置由成對(duì)設(shè)置的擠壓輥、彈性壓緊裝置、驅(qū)動(dòng)裝置等構(gòu)成。彈性壓緊裝置將擠壓輥壓緊在坯料上，并在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，按照一定的速度牽引坯料。由于連續(xù)鑄造采用結(jié)晶器對(duì)金屬熔體強(qiáng)制冷卻，澆鑄過程連續(xù)進(jìn)行，而且，金屬熔體的上方始終是敞開的，因此，它有效的消除了鑄件內(nèi)部的縮孔、縮松等缺陷，并使鑄件的金相組織進(jìn)一步細(xì)化，從而提高了鑄件的質(zhì)量。上述連續(xù)鑄造裝置存在的問題是，只能在鑄件的內(nèi)部形成縱向的凸起或凹槽，無法在鑄件的內(nèi)部形成橫向或斜向的凸起或凹槽，也不能在鑄件的內(nèi)部鑄出圓形或矩形的凸臺(tái)或凹槽。因而，現(xiàn)有的連續(xù)鑄造裝置還無法生產(chǎn)出內(nèi)部形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求高的有色金屬桶類零件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的鑄件質(zhì)量差、內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型困難等問題，提供一種鑄件質(zhì)量好、無縮孔、縮松等鑄造缺陷、內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整精確的有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置。
本發(fā)明有一個(gè)機(jī)架，在機(jī)架上裝有結(jié)晶器，結(jié)晶器的上面裝有澆口圈，其特殊之處是，在結(jié)晶器的下面有一個(gè)牽引機(jī)構(gòu)，在牽引機(jī)構(gòu)的牽引頭上安裝有砂芯，砂芯位于結(jié)晶器中，利用結(jié)晶器形成鑄件的外形，用砂芯形成鑄件的內(nèi)部形狀，再用牽引機(jī)構(gòu)將鑄件和砂芯從結(jié)晶器中連續(xù)拉出，從而實(shí)現(xiàn)有色金屬桶類鑄件的連續(xù)鑄造。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、采用水冷結(jié)晶器對(duì)有色金屬桶類鑄件進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，故金屬熔體的凝固速度快，凝固組織細(xì)化，確保了鑄件具有良好的力學(xué)性能；用連續(xù)鑄造的方式生產(chǎn)鑄件，為鑄件創(chuàng)造了理想的順序凝固條件，因而鑄件的內(nèi)部不易形成縮孔、縮松等鑄造缺陷，從而大大提高了鑄件的質(zhì)量。
2、采用砂芯作為鑄件的內(nèi)芯，且砂芯隨著鑄件的形成與鑄件同步向下運(yùn)動(dòng)，由于砂芯與鑄件之間沒有相運(yùn)動(dòng)，因而，在砂芯的表面上可以制作出各種形狀的凹槽或凸臺(tái)，無論有色金屬桶類鑄件的內(nèi)部形狀多么復(fù)雜，均可實(shí)現(xiàn)一次成型，且鑄件的表面質(zhì)量好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整精確。
3、鑄造速度便于控制，鑄件長(zhǎng)度可根據(jù)設(shè)備狀況隨意調(diào)整，鑄造過程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，生產(chǎn)環(huán)境好，勞動(dòng)強(qiáng)度低，容易操作，且金屬熔體的利用率高，鑄件廢品率低，生產(chǎn)效率高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3、圖4是本發(fā)明其他實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1如圖1和圖2所示，本發(fā)明有一個(gè)機(jī)架1，機(jī)架1用板材和型材焊接制成；在機(jī)架1上部的平臺(tái)上裝有結(jié)晶器13，結(jié)晶器13為封閉式水套結(jié)構(gòu)，在其上部和下部分別有一個(gè)進(jìn)水口和出水口；在結(jié)晶器13的上面裝有澆口圈14，澆口圈14由內(nèi)圈、外圈、環(huán)形底板、錐狀體及環(huán)形托板構(gòu)成，環(huán)形底板位于內(nèi)圈和外圈的底部，錐狀體位于外圈的底部，環(huán)形托板位于外圈的外面，環(huán)形托板將澆口圈14支撐在支座12上，支座12安裝在機(jī)架1上部的平臺(tái)上；在澆口圈14的環(huán)形底板上有若干個(gè)通孔27，通孔27的作用是使?jié)茶T到澆口圈14內(nèi)的有色金屬熔體均勻的向下漏，在本實(shí)施例中通孔27共有8個(gè)，可根據(jù)實(shí)際需要而增減；在結(jié)晶器13的下面有一個(gè)牽引機(jī)構(gòu)，所述的牽引機(jī)構(gòu)由滑動(dòng)支架和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，滑動(dòng)支架由導(dǎo)桿4、連接板8和連接板2構(gòu)成，所述的導(dǎo)桿4采用二個(gè)，也可以采用三個(gè)或四個(gè)，以提高滑動(dòng)支架的穩(wěn)定性，連接板8和連接板2分別固定在導(dǎo)桿4的兩端，三者構(gòu)成一個(gè)整體；所述的導(dǎo)桿4安裝在導(dǎo)向套7中，導(dǎo)向套7固定在支撐板6上，支撐板6固定在機(jī)架1上，從而使滑動(dòng)支架在機(jī)架1內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)；所述的驅(qū)動(dòng)裝置由絲母3、絲杠5、齒輪22、齒輪23、減速機(jī)25和電動(dòng)機(jī)26構(gòu)成，絲母3固定在滑動(dòng)支架的連接板2上，絲杠5與絲母3相配合，其上端安裝在支撐板6上，下端通過固定座24安裝在機(jī)架1的底板上，齒輪23安裝在絲杠5的下部，減速機(jī)25和電動(dòng)機(jī)26安裝在機(jī)架1的底板上，電動(dòng)機(jī)26的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速機(jī)25的輸入軸相連接，齒輪22固定在減速機(jī)25的輸出軸上，并與齒輪23相嚙合，帶動(dòng)絲杠5旋轉(zhuǎn)，由于絲母3是固定不動(dòng)的，所以，絲杠5的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了滑動(dòng)支架的上下運(yùn)動(dòng)；在牽引機(jī)構(gòu)的牽引頭上安裝有砂芯15，砂芯15位于結(jié)晶器13中，在砂芯15上有橫向凹槽17、縱向凹槽16、斜向凹槽18、圓形凹槽19及矩形凹槽21，或者在砂芯15上設(shè)置圓形凸臺(tái)及矩形凸臺(tái)，以滿足鑄件的內(nèi)部形狀要求，上述凹槽或凸臺(tái)的尺寸、位置及數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要來確定，砂芯15的制作方法與現(xiàn)有鑄造砂芯的制作方法相同；所述的牽引頭由支座9、墊板10及砂芯托板11構(gòu)成，支座9固定在滑動(dòng)支架的連接板8上，砂芯托板11固定在砂芯15上，墊板10位于支座9與砂芯托板11之間，用來調(diào)節(jié)鑄件20的端口厚度，支座9、墊板10及砂芯托板11之間用銷釘定位，并用螺栓固定在一起；所述的砂芯托板11的直徑大于墊板10的直徑，以便于在有色金屬熔體凝固后將鑄件20向下拉動(dòng)；本發(fā)明利用結(jié)晶器13的內(nèi)壁形成鑄件20的外形，用砂芯15來形成鑄件20的內(nèi)部形狀，再用牽引機(jī)構(gòu)將鑄件20和砂芯15從結(jié)晶器13中連續(xù)的拉出來，從而實(shí)現(xiàn)有色金屬桶類鑄件的連續(xù)鑄造。
實(shí)施例2如圖3所示，其結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1，不同之處在于，所述的驅(qū)動(dòng)裝置由齒條28、齒輪29、減速機(jī)25和電動(dòng)機(jī)26構(gòu)成，齒條28的上端固定在滑動(dòng)支架的連接板2上，齒條28的下端通過固定座30安裝在機(jī)架1的底板上，齒輪29固定在減速機(jī)25的輸出軸上，并與齒條28相嚙合，通過齒條28帶動(dòng)滑動(dòng)支架上下運(yùn)動(dòng)。
實(shí)施例3如圖4所示，其結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1，不同之處在于，在砂芯15上還有橫向的條形凸起31，條形凸起31環(huán)繞砂芯15一周，也可以環(huán)繞砂芯15半周，根據(jù)鑄件20的內(nèi)部形狀要求確定，或者在砂芯15上設(shè)置縱向及斜向的條形凸起，以滿足鑄件20的內(nèi)部形狀要求；所述的驅(qū)動(dòng)裝置是一個(gè)液壓油缸32，液壓油缸32的上端安裝在滑動(dòng)支架的連接板2上，下端安裝在機(jī)架1的底板上，液壓油缸32帶動(dòng)滑動(dòng)支架上下運(yùn)動(dòng)。
操作時(shí)，先根據(jù)鑄件20的內(nèi)部形狀制作出相應(yīng)的砂芯15，再將砂芯15固定在牽引機(jī)構(gòu)的牽引頭上，然后，檢查砂芯15與結(jié)晶器13內(nèi)壁的間隙，使砂芯15與結(jié)晶器13同心，并將結(jié)晶器13的下口與砂芯托板11密封，將處理好的金屬熔體倒入結(jié)晶器13內(nèi)，待金屬熔體充滿結(jié)晶器13的三分之二時(shí)，開動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)，將鑄件20和砂芯15從結(jié)晶器13中連續(xù)拉出，并控制澆注速度，使結(jié)晶器13內(nèi)的金屬熔體液面位置保持不變，直到連鑄結(jié)束，待鑄件20冷卻后，將其取下，把砂芯15從鑄件20的內(nèi)部清理干凈，平整兩端，即可得到內(nèi)部形狀符合要求的有色金屬桶類零件。
權(quán)利要求
1.一種有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置，它有一個(gè)機(jī)架，在機(jī)架上裝有結(jié)晶器，結(jié)晶器的上面裝有澆口圈，其特征在于，在結(jié)晶器的下面有一個(gè)牽引機(jī)構(gòu)，在牽引機(jī)構(gòu)的牽引頭上安裝有砂芯，砂芯位于結(jié)晶器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，在砂芯上有橫向凹槽、縱向凹槽、斜向凹槽、圓形凹槽及矩形凹槽，或圓形凸臺(tái)、矩形凸臺(tái)，或橫向、縱向、斜向條形凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述的牽引機(jī)構(gòu)由滑動(dòng)支架和驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。
全文摘要
一種有色金屬桶類鑄件連續(xù)鑄造裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的鑄件質(zhì)量差、內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型困難等問題；本發(fā)明有一個(gè)機(jī)架，在機(jī)架上裝有結(jié)晶器，結(jié)晶器的上面裝有澆口圈，其特殊之處是，在結(jié)晶器的下面有一個(gè)牽引機(jī)構(gòu)，在牽引機(jī)構(gòu)的牽引頭上安裝有砂芯，砂芯位于結(jié)晶器中，利用結(jié)晶器形成鑄件的外形，用砂芯形成鑄件的內(nèi)部形狀，再用牽引機(jī)構(gòu)將鑄件和砂芯從結(jié)晶器中連續(xù)拉出，從而實(shí)現(xiàn)有色金屬桶類鑄件的連續(xù)鑄造；優(yōu)點(diǎn)在于，金屬熔體的凝固速度快，凝固組織細(xì)化，確保了鑄件具有良好的力學(xué)性能；并為鑄件創(chuàng)造了理想的順序凝固條件，因而鑄件的內(nèi)部不易形成縮孔、縮松等鑄造缺陷，提高了鑄件的質(zhì)量；且無論有色金屬桶類鑄件的內(nèi)部形狀多么復(fù)雜，均可實(shí)現(xiàn)一次成型。
文檔編號(hào)B22D25/00GK1686639SQ200510046268
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者常國(guó)威 申請(qǐng)人:遼寧工學(xué)院