专利名称：一种离心铸造消除轴、径向应力模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离心铸造消除轴、径向应力模具是属于作业成型类，涉及金属离心铸造技术领域。
背景技术：
目前，大型圆筒形铸件，为确保铸件质量，防止砂眼、气孔、夹渣等缺陷，大都采用离心浇铸方法。当圆筒形铸件中间或二端带有凸缘时，一般采用单层模筒砂衬，以便于脱模。但单层模筒砂衬，每件必制一个砂衬模，生产效率低，且铸件表面质量差，生产效率低， 并有可能产生夹砂缺陷。较好的办法是用双层金属模筒加涂料的方法来铸造。即外模为一圆筒形，内模为两个以上带内台的圆筒形组合。但双层模筒由于内模筒直接接触高温液体， 升温速度快，温升高。而外模筒不仅升温速度慢而且温度低。因此，内模筒在轴向(尤其是长件)与径向都对外模筒及紧固件作用以巨大的膨胀应力。用简单公式σ = aEAt计算。 如模筒材质为球墨铸铁，温差为300°C，则温差应力为σ = 12. 7Χ 10_6Χ 1.5X 10 6X300 = 57Mkgf/cm2。由此可见，内模筒对外模筒及紧固件作用力之巨大。在模具设计时必须选择优良的材质，保证足够的壁厚和十分粗大的紧固螺钉和锥销。模具庞大笨重，容易出现螺钉和锥销松动或剪断，有时甚至造成重大事故。
实用新型内容本实用新型为了为了克服上述用双层金属模筒加涂料来铸造铸件存在的缺陷，消除双模间存在巨大膨胀应力，在双模轴向端面和双模径向间增设耐温弹性元件。本实用新型采用的技术方案它包括外模筒、内模筒、后盖板、前盖板、端盖、锥销、螺钉、托轮及铝板和橡胶石棉盘根组成，前盖板和后盖板之间预留间隙及设有两道以上沟槽，沟槽内填有方形橡胶石棉盘根；内模筒与外模筒之间预留径向间隙，内模筒外周轴向均勻开有三道以上沟槽，沟槽内放置纯铝板。本实用新型取得的技术效果1、本实用新型采用本实用新型模具，可以消除因双层模筒的内外温差而产生的膨胀应力，减轻模筒重量，缩小紧固件尺寸，降低对模筒材质强度的要求。从而降低模具成本，提高模具寿命，并确保安全生产和提高产品质量。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1在A处的放大示意图。其中，1为外模筒；2为内模筒；3为铝板；4为后盖板；5为前盖板；6为锥销；7为橡胶石棉盘根；8为托轮；9为螺钉；10为端盖。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。参见图1-2，本实用新型消除轴向膨胀应力。在双层圆筒模具一端的前盖板5和后盖板4之间增设方形橡胶石棉盘根7填料。即在后盖板4上车二道或二道以上环形沟槽， 沟槽尺寸大小需使方形橡胶石棉盘根7填料与沟槽间留以间隙，沟槽深度小于石棉盘根7 的高度。用前盖板5压住后盖板4以锥销6紧固。前后盖板间留出膨胀间隙。当内模筒2 快速升温轴向膨胀时，随着橡胶石棉盘根7的压缩变形，轴向膨胀应力随之减少或消除。在内模筒2与外模筒1之间留以膨胀间隙AS，在内模筒2的外周铣削圆周均布的轴向浅沟槽，沟槽数在3道以上，通常4道。内模筒2装进外模筒1中时，沟槽内插入纯铝板条3，其铝板厚度为膨胀间隙AS加沟槽深度，保证松配装入。铝板宽度小于沟槽宽度。装配后， 内外模筒保持同心。保证运转平移无震动。当内模筒2快速升温径向膨胀时，铝板被压缩变薄，减少或消除了径向应力。图中1为外模筒；2为内模筒，由2节以上带内台模筒组成； 3为铝板，用于作弹性膨胀用，也可用其他带韧性材料如铜板等制成；4为后盖板，盖板上有二道或二道以上的环形沟槽，供压盘根7用；5为前盖板；6为锥销，数个，锥销由内筒向外插入；7为橡胶石棉盘根，也可用其他耐温弹性材料制成；8为托轮，供支托圆筒模具用，共四个，其中一组二个托轮带传动装置的主动托轮，用电机传动带动托轮旋转，从而使圆筒模具旋转，另一组为被动轮；9为螺钉，数个，是将端盖10紧固在外模筒1上；10为端盖。铸造前，先用螺钉9将端盖10固定在外模筒1上，再将数节内模筒2装入外模筒 1内，同时插入铝板3将内外模筒固定，且二模同心。内模筒2、端盖10及后盖板4的内壁均喷刷耐高温的涂料，再将后盖板4装上，将橡胶石棉盘根7装嵌在后盖板4的沟槽内，再装上前盖板5，用锥销6由筒内向外均勻敲击，将后盖板5固定。铸造铸件时，先启动电机， 带动托轮8，使整个模具旋转，然后将高温金属液从端盖10或后盖板5的中心孔中浇入内模筒2内，浇铸厚度用金属液重量控制而得。本实用新型适用于铸钢、铸铁、铜、铝合金等离心铸造工件的模筒设计，尤其对高温的钢、铁、铜更为适宜。工件直径在200 1000毫米，长度500 6000毫米，厚度30 300毫米均可使用，长度愈长效果愈好。用本实用新型模具铸造的材质为ZCuAliciFe3，外径600毫米，重850公斤带凸缘的重型滚板机螺套，组织细密，质量优良，模具轻巧，变形小，效果显著。本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
权利要求1. 一种离心铸造消除轴、径向应力模具，它包括外模筒(1)、内模筒O)、后盖板、前盖板(5)、端盖(10)、锥销(6)、螺钉(9)、托轮(8)及铝板(3)和橡胶石棉盘根(7)组成，其特征在于前盖板和后盖板之间预留间隙及设有两道以上沟槽，沟槽内填有方形橡胶石棉盘根(7)；内模筒与外模筒之间预留径向间隙，内模筒外周轴向均勻开有三道以上沟槽，沟槽内放置纯铝板(3)。
专利摘要本实用新型涉及一种离心铸造消除轴、径向应力模具，它包括外模筒、内模筒、后盖板、前盖板、端盖、锥销、螺钉、托轮及铝板和橡胶石棉盘根组成，前盖板和后盖板之间预留间隙及设有两道以上沟槽，沟槽内填有方形橡胶石棉盘根；内模筒与外模筒之间预留径向间隙，内模筒外周轴向均匀开有三道以上沟槽，沟槽内放置纯铝板。本实用新型结构简单，消除双模间存在巨大膨胀应力，在双模轴向端面和双模径向间增设耐温弹性元件。
文档编号B22D13/10GK202037318SQ20112009261
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者韩晓芳 申请人:韩晓芳