一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具的制作方法

本实用新型涉及铸造技术领域，更具体地说，涉及一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具。

背景技术：

在冶金、建筑、化工建材、矿山、耐火材料等行业，需要对镁砂、高铝矾土等硬度较大的矿石进行破碎及粉碎，尤其耐火材料行业对破碎粒度要求更高，要求颗粒均匀、棱角圆滑、无片状颗粒，品相好。旋回式破碎机是利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动，对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用，粗碎各种硬度的矿石或岩石的大型破碎机械，因而在冶金、建筑、矿山等领域得到广泛应用。

横梁护板是旋回式破碎机的一个重要部件，通过铸造而成。如图1所示，即为一种旋回式破碎机的横梁护板，其主要包括铸件体1、圆弧结构2、扇形结构3、大筋4和分布开设于铸件体1的各种孔结构5，所述孔结构5包括观察孔、吊装孔和螺纹孔等。在现有技术中，由于横梁护板体积重量大，结构复杂，在铸造中首先就是容易产生铸造裂纹等缺陷，制造和加工困难；其次，现有技术将横梁护板倒着铸造，即横梁护板铸件浇注开箱后呈如图2所示状态，倒着铸造一个好处就是整个铸件全部放在下箱，铸型非常简单，砂芯放置好后合箱即可，对于像横梁护板这样体积重量大的铸件来说，要方便很多。但同时其也存在很突出的缺陷，首先，倒着铸造横梁护板铸件，根据计算需要在铸件体1两侧各设置3个用于安装冒口的冒口座6，在铸件扇形结构3处设置4个冒口座6，以及在铸件圆弧结构2处设置1个安装较大冒口的冒口座6，冒口设置数量较多，那么对应的去除冒口后，冒口残留就会很多，冒口残留对铸件的外观破坏会很大，且每一个冒口残留后续都要靠人工打磨，无疑非常费时费力，人工成本高；另一方面，倒着铸造横梁护板铸件，铸件的厚大部分在下部，这也是在铸件圆弧结构2处需要设置1个较大冒口的原因，在铸造过程中，该较大冒口为铸件补缩的同时，其自身也需要补缩，因而就需要高位冒口为低位冒口补缩，也就是有一部分钢水未被用来补缩铸件，而是用来补缩下部的冒口，这无疑会造成钢水的浪费。

经检索，中国专利申请号201410303573.1，申请日为2014年6月30日，发明创造名称为：一种旋回式破碎机主轴整体衬套的铸造工艺，该申请案包括如下步骤：A、浇注位置：采用立浇方式；B、造型方法：采用手工砂箱造型、实体模样；C、收缩率：收缩率定为2.8％；D、冒口设计：采用锥形缩颈冒口，两层布置，即顶端一层，中间一层；E、浇注系统设计：采用单包双孔、环形横浇道、双层内浇道的浇注系统；F、造型材料：型砂、芯砂均采用镁橄榄石砂，而涂料则采用优质镁砂粉涂料；G、熔炼；H、水韧处理：装炉前，采用保温棉对外圆面覆盖；该申请案解决了旋回式破碎机主轴整体衬套的铸造中所存在的易出现粘砂、裂纹、缩孔缺陷及铸造难度大的问题。但该申请案主要是针对旋回式破碎机主轴整体衬套的结构特点设计的铸造工艺，并不能推广应用于旋回式破碎机的横梁护板铸造。

而中国专利申请号为201210174917.4，申请日2012年5月31日，发明创造名称为：一种带轴类筒体铸件的铸造工艺；中国专利申请号201610091762.6，申请日为2016年2月19日，发明创造名称为：颚式破碎机耐磨颚板及其制备方法；中国专利申请号为201310347232.X，申请日为2013年8月9日，发明创造名称为：注塑机液压油内循环式定模板铸造工艺等技术方案虽然都公开了利用三箱铸造铸件的工艺，但上述申请案也均有其针对性，并不能推广应用于旋回式破碎机的横梁护板铸造。而解决旋回式破碎机横梁护板铸造工艺存在的上述问题，尚未检索到有效方案。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有旋回式破碎机横梁护板铸造工艺存在的：1)冒口残留多，影响横梁护板铸件外观质量，且人工打磨费时费力；2)因高位冒口需向低位冒口补缩，造成钢水浪费的问题，提供了一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具；本实用新型将横梁护板正着铸造，采用三箱造型铸造工艺，缓解了高位冒口向低位冒口补缩的问题，减少了钢水的浪费，且冒口设置数量减少，铸件外观破坏减少，人工打磨冒口残留时间缩短，节省了人工成本，缩短了生产周期，横梁护板铸件外观质量也得到了保证。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，包括内部的砂芯和外部的砂型，砂芯和砂型之间形成型腔，所述砂型依照横梁护板浇注位置正着放置设计，该横梁护板的砂型从上至下被分为L1、L2和L3三个砂型单体，上箱设置砂型单体L1，中箱设置砂型单体L2，下箱设置砂型单体L3，三个砂型单体层叠设置，砂芯不分层；所述砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:(2～2.3):(1～1.2)。

更进一步地，所述砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:2:1。

更进一步地，所述的砂芯包括1号主砂芯、2号主砂芯、孔结构砂芯和芯头，1号主砂芯和2号主砂芯固定于芯头上，1号主砂芯和2号主砂芯粘合为一体，所述的孔结构砂芯粘合于2号主砂芯上。

更进一步地，所述的1号主砂芯远离2号主砂芯的一侧设置了一导向结构，该导向结构呈燕尾型设计。

更进一步地，所述的导向结构两侧壁设置有斜度，具体为导向结构的下部宽度大于上部宽度。

更进一步地，所述的1号主砂芯和2号主砂芯内部均填充有退让物，所述退让物为草绳、木屑或泡沫。

更进一步地，所述的铸造模具根据横梁护板体积，在横梁护板的大筋上设置了3个冒口，在横梁护板的扇形结构上设置了2个冒口，该2个冒口位于铸件体两侧。

更进一步地，在横梁护板的大筋上设置的3个冒口采用RND350缩颈冒口，在横梁护板的扇形结构上设置的2个冒口采用RND120缩颈冒口。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，其砂型依照横梁护板浇注位置正着放置设计，即横梁护板正着铸造，相对于传统横梁护板倒着铸造的工艺，调换方向后横梁护板铸件的厚大部分在上部，再通过在横梁护板的大筋上设置3个冒口，冒口直接针对横梁护板的厚大部分补缩，补缩效率提高，且高位冒口不用再向低位冒口补缩，节省了钢水的使用；

(2)本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，结合计算得到的横梁护板正着铸造所需钢水量，以及提高补缩效率，在横梁护板的大筋上设置了3个RND350缩颈冒口，在横梁护板的扇形结构上设置了2个RND120缩颈冒口，从传统工艺需要11个冒口减为只需要5个冒口，节省了后续去除冒口及手工打磨所需消耗的人力、物力，人工成本得到降低，横梁护板铸件外观质量也得到了保证；

(3)本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，将横梁护板的砂型从上至下分为三个砂型单体，分别设置于砂箱中，采用组合式砂箱三箱实体造型，并通过计算机模拟，确定三个砂型单体间的分型面，避免了将整个铸件布置在上箱，由于横梁护板体积大、高度高且结构复杂，砂芯高出分型面约有1.6m，下芯时容易发生砂芯压碎、型砂被碰落以及行车不便调运的问题；

(4)本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，其在1号主砂芯远离2号主砂芯的一侧设置了一燕尾型导向结构，且该导向结构两侧壁有一斜度，工作人员能够依靠该导向结构顺利下放砂芯，避免砂芯上设置的孔结构砂芯等在下芯过程中触碰到侧边砂型而被损坏，提高了砂芯下放速率；

(5)本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，其在1号主砂芯和2号主砂芯内部填充了草绳、木屑或泡沫退让物，增加了砂芯的退让性，使横梁护板铸件基本上达到自由收缩，极大的改善了横梁护板铸件的组织性能；

(6)本实用新型的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，工艺过程设计科学合理，便于操作实施，铸造得到的横梁护板铸件外观质量好，且不易产生铸造裂纹等缺陷，具有很高的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型需铸造的横梁护板的结构示意图；

图2为传统铸造工艺中横梁护板铸件冒口座设置示意图；

图3为本实用新型的铸造工艺中横梁护板铸件冒口设置示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为本实用新型中横梁护板铸件与砂芯结合的示意图；

图6为本实用新型中1号主砂芯的结构示意图；

图7为本实用新型中2号主砂芯的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、铸件体；2、圆弧结构；3、扇形结构；4、大筋；5、孔结构；6、冒口座；7、拉筋；8、冒口；91、1号主砂芯；911、侧壁；92、2号主砂芯；93、孔结构砂芯；94、芯头。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

为了克服传统旋回式破碎机横梁护板倒着铸造工艺，冒口残留较多，影响横梁护板铸件外观质量，且人工打磨费时费力，需高位冒口向低位冒口补缩，造成钢水浪费的问题，本实施例提供了一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，包括内部的砂芯和外部的砂型，砂芯和砂型之间形成型腔，本实施例相对传统工艺将横梁护板调转方向，改为正着铸造，所述砂型依照横梁护板浇注位置正着放置设计。其中横梁护板正常使用状态即所谓的正着，如图2所示状态即所谓的倒着。

本实施例相对于传统横梁护板倒着铸造的工艺，调换方向后横梁护板铸件的厚大部分在上部，冒口直接针对横梁护板的厚大部分补缩，补缩效率提高，且高位冒口不用再向低位冒口补缩，节省了钢水的使用。

参看图4，本实施例将横梁护板的砂型从上至下分为L1、L2和L3三个砂型单体，图2中两道水平线即为三个砂型单体间的分型面，上箱设置砂型单体L1，中箱设置砂型单体L2，下箱设置砂型单体L3，也即上箱设置图4所示L1和L2之间分型面上部的横梁护板砂型，中箱设置图4所示两分型面间的横梁护板砂型，下箱设置图4所示L2和L3之间分型面下部的横梁护板砂型，三个砂型单体层叠设置，砂芯不分层。

本实施例将横梁护板的砂型从上至下分为三个砂型单体，分别设置于砂箱中，采用组合式砂箱三箱实体造型，主要是考虑到横梁护板体积大、高度高且结构复杂，将横梁护板正着铸造后，如采用传统的两箱铸造工艺，整个铸件布置在上箱，砂芯要高出分型面约1.6m，且砂芯结构复杂，在合箱操作中容易产生砂芯压碎、型砂被碰落的情况，且上箱的高度无疑会很高，不便于行车吊运，在合箱时工作人员从高处观察只能看到上箱的3个冒口，非常不便于调整。为此，本实施例把上箱再分成两箱，即中箱和上箱，一来中箱和上箱高度不是很高，便于行车吊运，二来由于中箱造型的是横梁护板的中间部分，也是结构最复杂的部分，工作人员从高处观察几乎能看到砂芯和砂型之间一整圈的型腔，在合箱时非常便于调整，提高了合箱效率。此外，本实施例还通过计算模拟，确定了三个砂型单体间最佳的分型面，即所述砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:(2～2.3):(1～1.2)，最有利于合箱以及后续的浇注，本实施例具体限定为砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:2:1。

参看图5、图6和图7，所述的砂芯包括1号主砂芯91、2号主砂芯92、孔结构砂芯93和芯头94，1号主砂芯91和2号主砂芯92固定于芯头94上，1号主砂芯91和2号主砂芯92分别制作，后期粘合为一体，所述的孔结构砂芯93粘合于2号主砂芯92上。本实施例将1号主砂芯91和2号主砂芯92分别制作，后期再组合为一体，便于砂芯制作，也有利于顺利下芯。而鉴于横梁护板某些部位的板壁较薄，只有70mm左右，也即砂芯和砂型之间的型腔只有70mm左右，对于体积较大且结构复杂的横梁护板砂芯来说，在下芯过程中如何调整砂芯位置，使得如孔结构砂芯93这些小结构不至触碰到侧边砂型而被损坏，本实施例在1号主砂芯91远离2号主砂芯92的一侧设置了一导向结构，该导向结构呈燕尾型设计。导向结构两侧壁911设置有斜度，具体为导向结构的下部宽度大于上部宽度。工作人员能够依靠该导向结构顺利下放砂芯，避免砂芯上设置的孔结构砂芯等在下芯过程中触碰到侧边砂型而被损坏，提高了砂芯下放速率。

此外，本实施例在1号主砂芯91和2号主砂芯92内部均填充有退让物(图中未示出)，所述退让物可为草绳、木屑或泡沫。具体到本实施例1号主砂芯91和2号主砂芯92内部填充草绳，填充草绳砂芯的退让性，使横梁护板铸件基本上达到自由收缩，极大的改善了横梁护板铸件的组织性能。除了填充退让物，本实施例还在铸件体1两侧壁之间设置了拉筋7，拉筋7的设置位置可参看图2，与图2不同的是，本实施例在铸件体1两侧壁之间设置了5根拉筋7，拉筋7可以很好的防止铸造过程中铸件体1扩张变形。

参看图3，本实施例的铸造模具根据横梁护板体积，结合计算得到的横梁护板正着铸造所需钢水量，以及提高补缩效率，在横梁护板的大筋4上设置了3个冒口8，该3个冒口8采用RND350缩颈冒口，在横梁护板的扇形结构3上设置了2个冒口8，该2个冒口8位于铸件体1两侧，在横梁护板的扇形结构3上设置的2个冒口8采用RND120缩颈冒口。本实施例从传统工艺需要11个冒口减为只需要5个冒口，节省了后续去除冒口及手工打磨所需消耗的人力、物力，人工成本得到降低，横梁护板铸件外观质量也得到了保证。

使用本实施例的铸造模具铸造旋回式破碎机横梁护板的具体过程为：

步骤一、利用模数计算及计算机铸造凝固模拟确定横梁护板正着铸造时，冒口8设置位置及大小，即在横梁护板的大筋4上设置3个RND350缩颈冒口，在横梁护板的扇形结构3上设置2个RND120缩颈冒口，再利用计算机铸造充型模拟确定浇注系统的铺设方式。

步骤二、通过计算机模拟确定横梁护板铸件三个砂型单体间的分型面位置，即砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:2:1，分型面在对应位置处。

步骤三、制作砂芯和砂型，所述砂芯的1号主砂芯91、2号主砂芯92、孔结构砂芯93和芯头94分别制作，在下芯操作时粘合为一体，采用组合式砂箱三箱实体造型。

步骤四、经合箱浇注后，开箱进行落砂处理及冒口切割，然后进行热处理以及冒口残留打磨。

本实施例所述的铸造方法，工艺过程设计科学合理，便于操作实施，铸造得到的横梁护板铸件外观质量好，且不易产生铸造裂纹等缺陷，具有很高的推广应用价值。

实施例2

本实施例的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，基本同实施例1，所不同的是，本实施例中砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:2.3:1.2。

实施例3

本实施例的一种旋回式破碎机横梁护板的铸造模具，基本同实施例1，所不同的是，本实施例中砂型单体L1、L2和L3在竖直方向的高度比值为1:2.1:1.1。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。