本發(fā)明涉及鑄造，具體是一種便于控溫散熱的金屬法蘭鑄造設(shè)備及鑄造方法。

背景技術(shù)：

1、法蘭，是指在管道末端或設(shè)備上的一種連接件，用于連接兩個管道或設(shè)備，實現(xiàn)密封和連接的作用。法蘭盤是一種有孔的金屬圓盤，一般通過鑄造的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

2、金屬法蘭在采用立式離心鑄造時，流動的鐵水在離心力的作用下貼合到模具的內(nèi)壁上，但是在鐵水自身重力的影響下，會在法蘭的內(nèi)孔上形成一個斜面，導(dǎo)致鑄造的精度不達(dá)標(biāo)；另外，鑄件各處的厚度是不一致，厚度大的位置積聚的熱量多，若采用相同的冷卻效率進(jìn)行散熱，就會導(dǎo)致鍛件各處的冷卻時間不一致，使得鍛件不能均勻散熱。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種便于控溫散熱的金屬法蘭鑄造設(shè)備及鑄造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種便于控溫散熱的金屬法蘭鑄造設(shè)備及鑄造方法技術(shù)方案，鑄造設(shè)備包括機(jī)架、殼體、動力電機(jī)和鑄造機(jī)構(gòu)，殼體與機(jī)架緊固連接，殼體上設(shè)有進(jìn)料口，動力電機(jī)與機(jī)架緊固連接，動力電機(jī)的輸出端與鑄造機(jī)構(gòu)傳動連接，殼體內(nèi)設(shè)有工作腔，鑄造機(jī)構(gòu)位于工作腔內(nèi)，鑄造機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)鐵水的狀態(tài)。

3、機(jī)架用于為各機(jī)構(gòu)提供穩(wěn)定的支撐，動力電機(jī)為鑄造設(shè)備的主要動力源，動力電機(jī)用于帶動鑄造機(jī)構(gòu)動作，鑄造機(jī)構(gòu)采用離心鑄造的方式進(jìn)行加工，熔融的鐵水從殼體上的進(jìn)料口進(jìn)入鑄造機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行加工，但是因為本發(fā)明的是采用立式離心鑄造的方式進(jìn)行鑄造的，流動的鐵水在鑄造機(jī)構(gòu)內(nèi)會在自身重力的影響下會趨向于向下方流動，導(dǎo)致最終成型的法蘭內(nèi)壁面形成斜面，從而影響鑄造的精度。

4、進(jìn)一步的，鑄造機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)體、調(diào)節(jié)組件和模具組件，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，動力電機(jī)的輸出端設(shè)有傳動帶，傳動帶與轉(zhuǎn)軸傳動連接，調(diào)節(jié)組件與旋轉(zhuǎn)體緊固連接，調(diào)節(jié)組件用于帶動模具組件往復(fù)擺動，模具組件與調(diào)節(jié)組件緊固連接。

5、動力電機(jī)輸出端的傳動帶通過轉(zhuǎn)軸將動力傳遞給旋轉(zhuǎn)體，從而帶動旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動固定在旋轉(zhuǎn)體上的模具組件以旋轉(zhuǎn)體為中心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，模具組件內(nèi)的鐵水在離心力的作用下形成需要加工的形狀，為了抵消鐵水自生重力的影響，通過調(diào)節(jié)組件帶動模具組件在一定范圍內(nèi)往復(fù)擺動，使得鐵水受到一個額外向上的離心力，以此來抵消鐵水自身重力的影響，從而提高鑄造質(zhì)量。

6、進(jìn)一步的，調(diào)節(jié)組件包括導(dǎo)軌、往復(fù)電缸、齒條、調(diào)節(jié)軸和傳動輪，導(dǎo)軌與旋轉(zhuǎn)體緊固連接，往復(fù)電缸與旋轉(zhuǎn)體緊固連接，往復(fù)電缸的輸出端與齒條傳動連接，齒條與導(dǎo)軌滑動連接，調(diào)節(jié)軸與旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動連接，調(diào)節(jié)軸與模具組件緊固連接，傳動輪與調(diào)節(jié)軸緊固連接，傳動輪上設(shè)有齒面，齒面與齒條嚙合。

7、在進(jìn)行離心鑄造時，模具組件不僅在旋轉(zhuǎn)體的帶動下做自轉(zhuǎn)，還在調(diào)節(jié)組件的帶動下做往復(fù)擺動，通過往復(fù)電缸帶動齒條在導(dǎo)軌上左右移動，進(jìn)而帶動與齒條嚙合的傳動輪做往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而帶動調(diào)節(jié)軸在旋轉(zhuǎn)體上往復(fù)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動與調(diào)節(jié)軸固定連接的模具組件，以此來實現(xiàn)模具組件的往復(fù)擺動。

8、進(jìn)一步的，模具組件包括上模蓋和下模體，上模蓋與下模體卡接，下模體與調(diào)節(jié)軸緊固連接，下模體內(nèi)設(shè)有模腔。

9、互相卡接的上模蓋與下模體可便于模具組件的拆裝，鐵水從上模蓋上的開口流入下模體內(nèi)的模腔，模腔的截面與法蘭的截面相同，鐵水會在離心力的作用下貼合到模腔上，從而完成離心鑄造。

10、進(jìn)一步的，下模體的底端對稱布置有弧形滑塊，旋轉(zhuǎn)體上設(shè)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽呈弧形，弧形滑塊與導(dǎo)向槽滑動連接。

11、為了保證下模體在調(diào)節(jié)組件的帶動下做往復(fù)擺動時的穩(wěn)定性，通過弧形的導(dǎo)向槽與弧形滑塊配合，對下模體的運(yùn)動進(jìn)行導(dǎo)向。

12、進(jìn)一步的，模具組件內(nèi)設(shè)有散熱機(jī)構(gòu)，散熱機(jī)構(gòu)用于對鑄件進(jìn)行冷卻散熱。

13、在鑄造完成后，通過對散熱機(jī)構(gòu)對鑄件進(jìn)行冷卻，以便于將工件從模具組件內(nèi)取出。

14、進(jìn)一步的，散熱機(jī)構(gòu)包括散熱盤管、進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管分別與散熱盤管連通，散熱盤管在模具組件內(nèi)布置若干個，若干散熱盤管上連通有導(dǎo)流組件，導(dǎo)流組件用于調(diào)節(jié)散熱效率。

15、進(jìn)水管和出水管外接冷卻水源，冷卻水通過泵送的方式流入散熱盤管內(nèi)，散熱盤管是均勻布置在模腔的外側(cè)的，可對模腔內(nèi)的鑄件進(jìn)行均勻散熱，但是鑄件各處的厚度是不一致，厚度大的位置積聚的熱量多，若采用相同的冷卻效率進(jìn)行散熱，就會導(dǎo)致鍛件各處的冷卻時間不一致，使得鍛件不能均勻散熱，通過導(dǎo)流組件根據(jù)熱量多少自動調(diào)節(jié)相應(yīng)位置的散熱效率，從而提高冷卻效果。

16、進(jìn)一步的，導(dǎo)流組件包括導(dǎo)流罩、活動塊、支撐彈簧、電磁鐵、斥磁鐵、活塞桿、復(fù)位彈簧和頂塊，導(dǎo)流罩與散熱盤管連通，導(dǎo)流罩上設(shè)有弧形槽，活動塊上設(shè)有旋轉(zhuǎn)銷和擺動銷，旋轉(zhuǎn)銷與導(dǎo)流罩轉(zhuǎn)動連接，擺動銷與弧形槽滑動連接，支撐彈簧布置在弧形槽內(nèi)，支撐彈簧與擺動銷緊固連接，活動塊內(nèi)設(shè)有活動槽，電磁鐵與活動槽的內(nèi)壁緊固連接，斥磁鐵與活塞桿緊固連接，斥磁鐵與電磁鐵的相向端為同名磁極，活塞桿與活動槽滑動連接，活塞桿上套設(shè)有復(fù)位彈簧，活塞桿上遠(yuǎn)離斥磁鐵的一端設(shè)有頂塊，活動塊的外壁面上設(shè)有彈性層，頂塊與彈性層抵接，活動塊的迎水端設(shè)有熱敏電阻，熱敏電阻與電磁鐵電連接。

17、當(dāng)冷卻水經(jīng)過散熱盤管后，會吸收鍛件的熱量，而鍛件不同位置的熱量不一致，熱量多的區(qū)域的散熱盤管內(nèi)的水流溫度會較高，熱敏電阻與電磁鐵外接電源，組成完整電路，熱敏電阻受到的溫度越高，阻值越??；當(dāng)冷卻水溫度正常時，電磁鐵對斥磁鐵的斥力克服不了復(fù)位彈簧的彈力，活動塊上的擺動銷在弧形槽內(nèi)的支撐彈簧的支撐下保持水平狀態(tài)，流線型的活動塊對冷卻水進(jìn)行導(dǎo)流，使得冷卻水保持層流狀態(tài)；而冷卻水進(jìn)行散熱時主要通過熱傳導(dǎo)，層流流動時，由于各層之間流體互不混雜，換熱方式主要是傳導(dǎo)，紊流是各層流體劇烈混合，使換熱極大增強(qiáng)，所以，紊流時散熱系數(shù)比層流高，即紊流的傳熱效果好；當(dāng)冷卻水的溫度過高時，活動塊的迎水端的熱敏電阻可最先接觸到經(jīng)過散熱盤管的水流，并且水流的溫度越高，熱敏電阻的阻值就越小，傳遞給電磁鐵的電流就越大，電磁鐵對斥磁鐵的斥力就越大，克服復(fù)位彈簧的彈力，從而帶動活塞桿沿活動槽向上移動，使得頂塊頂起彈性層，使得活動塊一側(cè)的曲面高度高于另一側(cè)，這樣凸起一側(cè)的曲面處的冷卻水流速會高于另一側(cè)的冷卻水流速，流速快一側(cè)的冷卻水壓力低于流速慢一側(cè)的壓力，活動塊兩側(cè)冷卻水的壓力差會給活動塊一個推力，使得活動塊上的擺動銷沿弧形槽轉(zhuǎn)動，發(fā)生偏轉(zhuǎn)的兩個活動塊，會將層流狀態(tài)的冷卻水轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)，并且溫度越高電磁鐵對斥磁鐵的斥力就越大，頂塊頂起彈性層的凸起就越大，活動塊兩側(cè)冷卻水的壓力差會越大，活動塊受到的推力越大，偏移角度越大，造成的紊流就越大，散熱效率就越高，即實現(xiàn)了根據(jù)冷卻水的溫度自動調(diào)節(jié)散熱效率，溫度越高的區(qū)域散熱效率越高，從而保證鍛件各處的冷卻時間保持一致，提高了鍛件冷卻的均勻性。

18、進(jìn)一步的，方法包括以下步驟：

19、s1：將熔融的鐵水從進(jìn)料口加入模具組件內(nèi)；

20、s2：啟動動力電機(jī)帶動模具組件轉(zhuǎn)動，使得熔融的鐵水在離心力的作用下充斥到模腔內(nèi)；

21、s3：通過調(diào)節(jié)組件對模具組件內(nèi)的鐵水狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過散熱機(jī)構(gòu)對成型的零件進(jìn)行冷卻；

22、s4：最后打開上模蓋取出下模體內(nèi)的零件。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、1、通過往復(fù)電缸帶動齒條在導(dǎo)軌上左右移動，進(jìn)而帶動與齒條嚙合的傳動輪做往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而帶動調(diào)節(jié)軸在旋轉(zhuǎn)體上往復(fù)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動與調(diào)節(jié)軸固定連接的模具組件，以此來實現(xiàn)模具組件的往復(fù)擺動，使得鐵水受到一個額外向上的離心力，以此來抵消鐵水自身重力的影響，從而提高鑄造質(zhì)量。

25、2、通過在導(dǎo)流罩內(nèi)設(shè)置可轉(zhuǎn)動的活動塊，在冷卻水溫度過高時，通過調(diào)節(jié)活動塊來使得原本層流流動的冷卻水轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪髁鲃?，從而提高散熱效率，在溫度恢?fù)正常后，支撐彈簧的彈力將活動塊復(fù)位，將紊流狀態(tài)的冷卻水再次導(dǎo)流至層流狀態(tài)，從而實現(xiàn)根據(jù)溫度高低實時調(diào)節(jié)散熱效率的效果，從而保證了對鍛件的冷卻效果。

26、3、通過相向布置的電磁鐵和斥磁鐵，利用冷卻水溫度的變化對熱敏電阻阻值的影響，溫度越高時，電磁鐵對斥磁鐵的斥力就越大，頂塊頂起彈性層的高度就越高，使得活動塊一側(cè)的曲面高度高于另一側(cè)，這樣凸起一側(cè)的曲面處的冷卻水流速會高于另一側(cè)的冷卻水流速，流速快一側(cè)的冷卻水壓力低于流速慢一側(cè)的壓力，活動塊兩側(cè)冷卻水的壓力差會給活動塊一個推力，使得活動塊上的擺動銷沿弧形槽轉(zhuǎn)動，發(fā)生偏轉(zhuǎn)的兩個活動塊，會將層流狀態(tài)的冷卻水轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)，從而提高散熱效率。