一种制备金属型铸造试样的垂直组合多功能模具的制作方法

本发明属于机械技术领域，具体为涉及一种制备金属型铸造试样的垂直组合多功能模具。

背景技术：

铸造作为常用的生产手段，在生活中有着广泛的应用，采用铸造的方法可以生产出形状很复杂的产品。铸造计算机模拟软件虽然可以进行铸造工艺充填等模拟，但是影响铸件质量的因素很多，包括浇注速度、浇注温度、模具温度、各浇道的尺寸，以及集渣包和冒口的大小等，使其结果同实际有不少偏差，而同种合金分次制备的试样也会在充填性及组织性能上产生偏差，影响到对铸造合金的准确分析及判断。故设计此模具，用于制备合金试样，目的是测试在相同浇注条件下，集渣包、浇冒口的大小不同对铸件的影响，以及合金其它铸造性能及力学性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制备金属型铸造试样的垂直组合多功能模具，该模具结构简单，操作方便，能够测定不同大小的集渣包对铸件质量的影响；测定不同大小的补缩冒口对铸件质量的影响；测定不同直径大小及高度的直浇道对铸件质量的影响；同时浇注制备拉伸试样、冲击韧性试样以及其它型腔的试样。可以一次浇铸得到多个试样，以避免分次浇铸时因为浇铸条件和冷却散热的不同导致的试验结果的差异，保证对试验结果分析测试的准确性，同时可提高效率。

本发明的目的及其解决的主要技术问题是采用以下技术方案实现的：一种制备金属型铸造试样的垂直组合多功能模具，其特征在于：包括上模、下模板、浇口模块、夹紧机构和底座螺栓，

下模板设置四个方向的尺寸相同的分流道，并设置定位结构，在下模板预留加热孔，在下模板四个边角预留螺纹孔，与底座螺栓配合；

上模设置为一系列组合式结构，分为八个组合模块，对应的两个为一组来形成相应的型腔，组合模块上设置有定位销和定位孔，上模设置有四个尺寸不同的集渣包型腔和四个金属型试样型腔，与下模板四个方向上的分流道相对应；上模组分为可制备成带不同尺寸集渣包并带尺寸不同的暗冒口上模a、暗冒口上模b、暗冒口上模c、暗冒口上模和明冒口上模，还有冲击韧性试样模块和拉伸上模试样模块；组合模块拼接交界处放置浇口模块。

所述浇口模块为外围尺寸相同、顶部带为有斜边刃口的不同直径及高度的系列模块。

所述夹紧机构为对称结构，由四根丝杠、螺母和夹紧块组成。

所述下模板上设有用于放置楔紧块的楔紧槽，楔紧块为单斜面结构，用于压紧组合模块端部。

使用时，将上模组、下模板、直浇口模块装配在一起，并用夹紧装置和楔紧块将其夹紧，调节底座螺栓使模具离地面有一定的距离，以使模具隔热地面，再通过加热管预热或红外灯预热模具以备浇注；通过浇口将金属液浇注到模具中，金属液在相同的浇注、冷却条件下，通过浇口流入流道，再通过分流道流入上模型腔中，待金属液冷却凝固后便可进行脱模，将上模具和下模分开再拆除夹紧装置即可取出试样。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明能够使金属液在相同的浇注速度、浇注温度以及相同冷却条件下，经流道进入到成型模具中，期间金属液先填充大小不同的集渣包，再填充成型试样型腔，待金属液冷却凝固后进行脱模，最后得出金属试样。可以对比在相同的浇注及冷却条件下，集渣包或冒口大小不同对铸件缩孔、缩松、裂纹、偏析、挡渣以及内部组织的影响，以及制备合金的拉伸及冲击韧性等力学性能测试试样。该模具一次能够成型多个试样，并且能够在相同的浇注及冷却条件下完成，节约成本，提高效率，而且能够更客观的反应合金铸造性能。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是图1的正视图。

图3是图2的a-a剖视图。

图4是浇口模块结构三面示意图。

图5是下模板示意图。

图6是下模板底座螺栓布置示意图。

图7是楔紧块示意图。

图8是本发明4种暗冒口上模示意图。

图9是本发明明冒口上模示意图。

图10是本发明冲击试样组合模块示意图。

图11是本发明拉伸试样组合模块示意图。

图12是本发明夹紧机构示意图。

图中标记：1、上模；2、下模板；3、浇口模块；4、楔紧块；5、底座螺栓；6、加热孔；7、楔紧槽；8、分流道；9、暗冒口上模a；10、暗冒口上模b；11、暗冒口上模c；12、暗冒口上模d；13、明冒口模块；14、冲击试样组合模块；15、拉伸试样组合模块；16、集渣包型腔；17、定位销；18、定位孔；19、金属型试样型腔；20、夹紧机构；21、丝杠；22、螺母；23、夹紧块。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种制备金属型铸造试样的垂直组合多功能模具具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

参见图1-12，一种制备金属型铸造试样的垂直组合多功能模具，其特征在于：包括上模1、下模板2、浇口模块3、夹紧机构20和底座螺栓5，

下模板2设置四个方向的尺寸相同的分流道8，并设置定位结构，在下模板2预留加热孔6，在下模板2四个边角预留螺纹孔，与底座螺栓5配合；

上模1设置为一系列组合式结构，分为八个组合模块，对应的两个为一组来形成相应的型腔，组合模块上设置有定位销17和定位孔18，上模1设置有四个尺寸不同的集渣包型腔16和四个金属型试样型腔19，与下模板2四个方向上的分流道8相对应；上模组分为可制备成带不同尺寸集渣包并带尺寸不同的暗冒口上模a9、暗冒口上模b10、暗冒口上模c11、暗冒口上模12和明冒口上模13，还有冲击韧性试样模块14和拉伸上模试样模块15；组合模块拼接交界处放置浇口模块3。

所述浇口模块3为外围尺寸相同、顶部带为有斜边刃口的不同直径及高度的系列模块。

所述夹紧机构20为对称结构，由四根丝杠21、螺母22和夹紧块23组成。

所述下模板2上设有用于放置楔紧块4的楔紧槽7，楔紧块4为单斜面结构，用于压紧组合模块端部。

本发明具有以下特征：

1、上模用于成型试样，为系列组合式结构，内部结构可以改变，可以用来成型多种形式的试样；上模组合模块拼接交界处放置浇口模块，浇口模块外围尺寸相同，但的孔径和高度可以根据需求不同来进行选择，金属液通过浇口模块进入流道，可以用来测定在不同充填压力及浇道直径时的金属试样状况。

2、在下模板预留加热孔，可设加热管用于对模具进行预热，使模具能在要求的模具预热温度下浇注成型（也可在顶部放在红外灯进行预热模具）。底座螺栓可以用来调节模具的平衡以及模具的隔热，拆掉螺栓则可放于振动台面上用于振动浇注铸件试样测试。

3、上模设置有四个尺寸不同的集渣包或冒口型腔和四个金属型试样型腔，与下模板四个方向上的分流道相对应。两模具块反向放置的话，液体金属就被堵上，流不进模具型腔，此时就不用浇注此型腔试样。上模组合模块可以根据需求不同，形状和尺寸可以进行调整，应用比较灵活。

4、所述浇口模块顶部呈斜边是防止液体金属浇满溢出时不积聚在顶部，使浇道废料易于脱出直浇道模块。

5、此模具除了可以测定在相同的浇注、冷却条件下，不同的集渣包大小对铸件的性能和组织的影响，同时还可以测定相同铸件在不同尺寸补缩冒口的充填补缩性能测试，以及制备垂直浇注的拉伸试样、冲击韧性试样。

6、所述夹紧机构由四根丝杠、螺母和夹紧块组成，可以夹紧不同大小的模具（上模的夹紧也可用卡板或弹性夹子夹紧）。

使用时，将上模、下模、直浇口模块装配在一起，并用夹紧装置和楔紧块将其夹紧，调节底座螺栓使模具水平，并使模具隔热地面，再通过加热管或红外灯预热模具以备浇注；通过浇口将金属液浇注到模具中，金属液在相同的浇注冷却条件下，通过浇口流入流道，再通过分流道流入上模型腔中，待金属液冷却凝固后便可进行脱模，将上模具和下模分开再拆除夹紧装置即可取出试样。

本发明的用途主要是：测定不同大小的集渣包对铸件质量的影响；测定不同大小的补缩冒口对铸件质量的影响；测定不同直径大小及高度的直浇道对铸件质量的影响；同时浇注制备拉伸试样、冲击韧性试样以及其它型腔的试样。模具的意义及特点就是一次浇铸得到多个试样，以避免分次浇铸时因为浇铸条件和冷却散热的不同导致的试验结果的差异，保证对试验结果分析测试的准确性，同时可提高效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。