本發(fā)明涉及法蘭鑄造，具體是一種消除表面氣孔的金屬法蘭鑄造設(shè)備及鑄造方法。

背景技術(shù)：

1、法蘭一般被稱為法蘭凸緣盤或突緣，多數(shù)包括盤體和密封層，用于進(jìn)行管類零件或者軸類零件的連接，常用加工工藝包括鍛造、鑄造、割制或者卷制。受法蘭規(guī)格的影響，在進(jìn)行大規(guī)格法蘭的成型過程中，多采用鑄造成型工藝。

2、金屬法蘭在進(jìn)行鑄造成型時(shí)，一般先進(jìn)行合模，再將熔融的金屬液注入型腔內(nèi)，后經(jīng)冷卻定型，形成法蘭。然而，由于熔融的金屬液在輸送的過程中會(huì)產(chǎn)生熱量損失，且進(jìn)入型腔后，由于模具自身溫度較低，容易降低金屬液的流動(dòng)性，在表面張力作用下，不容易對型腔折角處（外凸直角部）進(jìn)行填充，影響法蘭的成型質(zhì)量。

3、此外，采用先抽真空再注射的方式充入金屬液，容易造成金屬液迸濺，使得較多空氣裹挾著進(jìn)入金屬液，從而使得冷卻形成的金屬法蘭表面存在氣孔，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種消除表面氣孔的金屬法蘭鑄造設(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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、鑄造設(shè)備用于對工件進(jìn)行鑄造，鑄造設(shè)備包括支撐裝置、成型裝置、動(dòng)力裝置、調(diào)溫裝置、注射管和導(dǎo)氣管，成型裝置和支撐裝置連接，動(dòng)力裝置和支撐裝置緊固連接，調(diào)溫裝置和成型裝置管道連通，注射管和成型裝置連接，成型裝置包括上模，上模和支撐裝置緊固連接，上模上設(shè)有若干引流槽，注射管和導(dǎo)氣管分別插入引流槽內(nèi)。

4、通過鑄造設(shè)備進(jìn)行金屬法蘭鑄造成型，支撐裝置作為主要的基礎(chǔ)用于對其他裝置進(jìn)行安裝固定，成型裝置根據(jù)法蘭的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成法蘭型腔，便于進(jìn)行注射成型，動(dòng)力裝置作為主要的動(dòng)力源，用于驅(qū)動(dòng)成型裝置移動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)脫模，機(jī)架一側(cè)設(shè)置取料機(jī)械手，當(dāng)上模和成型法蘭脫離后，通過取料機(jī)械手進(jìn)行輔助脫模，在進(jìn)行熔融金屬注射前和注射后，分別進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，在進(jìn)行注射前，通過調(diào)溫裝置進(jìn)行局部升溫；注射完成后，通過調(diào)溫裝置進(jìn)行冷卻成型，成型完成后，再進(jìn)行自動(dòng)脫模，上模通過引流槽分別對注射管和導(dǎo)氣管進(jìn)行安裝，導(dǎo)氣管和負(fù)壓氣源連通，用于補(bǔ)償法蘭型腔內(nèi)的氣體壓力波動(dòng)，防止注射金屬液迸濺，夾雜空氣，造成表面氣孔。

5、進(jìn)一步的，支撐裝置包括機(jī)架、安裝座和底座，底座和機(jī)架緊固連接，成型裝置還包括下模和環(huán)模，下模和底座緊固連接，動(dòng)力裝置包括壓力缸，壓力缸設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)壓力缸分別與機(jī)架緊固連接，壓力缸輸出端和安裝座緊固連接，上模和安裝座緊固連接；

6、下模上設(shè)有下型腔，環(huán)模置于下型腔內(nèi)，環(huán)模和下型腔活動(dòng)連接。

7、機(jī)架用于對底座進(jìn)行安裝，通過設(shè)置兩個(gè)底座，便于進(jìn)行雙工位鑄造，提高鑄造效率，通過底座對下模進(jìn)行安裝，壓力缸用于輸出線性位移，可以采用油缸的形式，帶動(dòng)安裝座做線性移動(dòng)，從而帶動(dòng)上模移動(dòng)，進(jìn)行合模和開模，上模為凸模，下模為凹模，通過上模、下模和環(huán)模的分體式結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行脫模時(shí)，依次進(jìn)行脫模，提高連續(xù)性成型質(zhì)量，同時(shí)單次脫模力降低，避免局部受力形變，下型腔用于對環(huán)模進(jìn)行安裝。

8、進(jìn)一步的，調(diào)溫裝置包括熱氣管，下型腔外側(cè)設(shè)有冷卻腔，冷卻腔內(nèi)側(cè)折角處設(shè)有導(dǎo)流弧面，冷卻腔外側(cè)折角處設(shè)有循環(huán)槽，循環(huán)槽豎向截面弧形設(shè)置，循環(huán)槽朝向?qū)Я骰∶嬉粋?cè)開口設(shè)置，熱氣管和循環(huán)槽管道連通，循環(huán)槽出射方向沿著導(dǎo)流弧面切向傾斜向下。

9、通過熱氣管引入高壓熱氣源，并送入循環(huán)槽內(nèi)，沿著循環(huán)槽流動(dòng)，循環(huán)槽尾端傾斜向下，射向?qū)Я骰∶娴膬A斜方向，由于導(dǎo)流弧面為一個(gè)凸出的弧形，當(dāng)高溫氣流流過時(shí)，由于高溫氣體和導(dǎo)流弧面之間存在摩擦，會(huì)帶動(dòng)高溫氣流沿著導(dǎo)流弧面流動(dòng)，通過導(dǎo)流弧面從而對下型腔的外凸直角進(jìn)行局部加熱，合模完成后，當(dāng)通過注射管進(jìn)行熔融金屬注射時(shí)，由于靠近法蘭外凸直角處通過高溫氣流進(jìn)行局部加熱，熔融金屬進(jìn)入下型腔后，越靠近外凸直角處，溫度越高，流動(dòng)性越好，表面張力越小，更容易填充到外凸直角處，提高形成質(zhì)量。

10、進(jìn)一步的，熱氣管噴出方向沿著循環(huán)槽外側(cè)豎向布置。

11、循環(huán)槽不是完整的圓形，朝向?qū)Я骰∶嬉粋?cè)開口設(shè)置，熱氣管位于外側(cè)，通過豎向布置，熱氣流沖擊到循環(huán)槽內(nèi)后，在循環(huán)槽壁面作用下，沿著弧形的壁面流動(dòng)，并最終流向?qū)Я骰∶孢M(jìn)行局部加熱，當(dāng)流過導(dǎo)流弧面后，傾斜向下流動(dòng)，由于熱氣流本身溫度較高，受到浮力作用會(huì)向上流動(dòng)，從而進(jìn)行局部氣流微循環(huán)，提高加熱效率。

12、進(jìn)一步的，動(dòng)力裝置還包括若干頂出缸，頂出缸缸體和機(jī)架緊固連接，底座上設(shè)有若干傳動(dòng)槽，頂出缸輸出端穿過傳動(dòng)槽，下模上設(shè)有若干定位槽，頂出缸輸出端插入定位槽內(nèi)，頂出缸輸出端和環(huán)模底端抵接。

13、若干頂出缸分別固定在機(jī)架上，輸出端穿過傳動(dòng)槽，并插入下模的定位槽內(nèi)，從而對下模進(jìn)行自動(dòng)定位。在脫模時(shí)，由于成型法蘭與環(huán)模內(nèi)壁、下型腔壁面的接觸面積大于上模和成型法蘭的接觸面積，即成型法蘭受到的外層摩擦力大于內(nèi)層摩擦力，通過壓力缸帶動(dòng)上模上移，上模和成型法蘭脫離，再通過頂出缸帶動(dòng)環(huán)模上移，下型腔的水平面涂抹脫模劑，提高脫模效率，金屬法蘭包括上層的盤體和下層的密封層，盤體厚度大于密封層厚度，通過環(huán)模帶動(dòng)成型法蘭上移，使得成型法蘭和下模脫模，當(dāng)環(huán)模移動(dòng)到一定高度后，下型腔內(nèi)壁設(shè)置凸起，對環(huán)模限位，通過取料機(jī)械手，插入成型法蘭中部，帶動(dòng)成型法蘭繼續(xù)上移，進(jìn)行自動(dòng)取料，從而使成型法蘭和環(huán)模脫離，通過分層脫模，降低單次脫模力，從而防止局部受力過大造成損傷，保證了脫模質(zhì)量。

14、進(jìn)一步的，動(dòng)力裝置還包括若干接續(xù)管和出液管，接續(xù)管和出液管分別位于頂出缸輸出端上端，環(huán)模上設(shè)有中置流道，中置流道進(jìn)口和接續(xù)管連通，中置流道出口和出液管連通，冷卻腔一側(cè)設(shè)有冷卻液管，冷卻液管和冷卻腔連通，接續(xù)管下端和冷卻腔連通。

15、在進(jìn)行冷卻時(shí)，通過冷卻液管向冷卻腔內(nèi)供入冷卻介質(zhì)，冷卻腔內(nèi)的冷卻介質(zhì)通過接續(xù)管進(jìn)入中置流道內(nèi)，從而對法蘭的盤體部分進(jìn)行冷卻，提高冷卻質(zhì)量，通過設(shè)置出液管，將冷卻后升溫的冷卻介質(zhì)排出中置流道，從而進(jìn)行連續(xù)性降溫，提高冷卻質(zhì)量。

16、作為優(yōu)化，環(huán)模高度不小于成品法蘭厚度。通過設(shè)置高度差，設(shè)置環(huán)模和法蘭的盤體接觸面積大于密封層和下型腔的接觸面積，便于成型法蘭和下模脫離。

17、作為優(yōu)化，接續(xù)管個(gè)數(shù)為頂出缸一半。接續(xù)管個(gè)數(shù)和出液管個(gè)數(shù)總和等于頂出缸的個(gè)數(shù)，便于進(jìn)行連續(xù)性降溫。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過上模、下模和環(huán)模的分體式結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行脫模時(shí)，依次進(jìn)行脫模，提高連續(xù)性成型質(zhì)量，同時(shí)單次脫模力降低，避免局部受力形變；由于導(dǎo)流弧面為一個(gè)凸出的弧形，當(dāng)高溫氣流流過時(shí)，由于高溫氣體和導(dǎo)流弧面之間存在摩擦，會(huì)帶動(dòng)高溫氣流沿著導(dǎo)流弧面流動(dòng)，通過導(dǎo)流弧面從而對下型腔的外凸直角進(jìn)行局部加熱；熔融金屬進(jìn)入下型腔后，越靠近外凸直角處，溫度越高，流動(dòng)性越好，表面張力越小，更容易填充到外凸直角處，提高形成質(zhì)量；熱氣流沖擊到循環(huán)槽內(nèi)后，在循環(huán)槽壁面作用下，沿著弧形的壁面流動(dòng)，并最終流向?qū)Я骰∶孢M(jìn)行局部加熱，當(dāng)流過導(dǎo)流弧面后，傾斜向下流動(dòng)，由于熱氣流本身溫度較高，受到浮力作用會(huì)向上流動(dòng)，從而進(jìn)行局部氣流微循環(huán)，提高加熱效率；在脫模時(shí)，由于成型法蘭與環(huán)模內(nèi)壁、下型腔壁面的接觸面積大于上模和成型法蘭的接觸面積，即成型法蘭受到的外層摩擦力大于內(nèi)層摩擦力，上模和成型法蘭脫離，金屬法蘭包括上層的盤體和下層的密封層，盤體厚度大于密封層厚度，通過環(huán)模帶動(dòng)成型法蘭上移，使得成型法蘭和下模脫模，通過取料機(jī)械手，插入成型法蘭中部，從而使成型法蘭和環(huán)模脫離，通過分層脫模，降低單次脫模力，從而防止局部受力過大造成損傷，保證了脫模質(zhì)量。