专利名称：多件制品的铸造方法
技术领域：
本发明涉及金属铸造成型方法，特别是一次浇注可铸造多个制品的浇注系统的构成方法。
已有的一箱铸造多个制品的方法，通常是用于小尺寸的相同形状制品的铸造，其主要生产工艺包括制出多个铸型的型腔及其浇注系统的造型、熔融金属的浇注、铸件的落砂清理。上述浇注系统主要由带浇口杯的直浇道、横浇道或分枝横浇道、内浇道、内浇道与型腔连通构成。上述浇道的连接，特别是内浇道与横浇道或分枝横浇道的连接，均采用并联结构，即型腔与浇注系统的连接呈并联结构。这种浇注系统自成体系，其浇注系统的尺寸大小随铸件的尺寸变化。但是，浇注系统不能无限制的缩小。在铸造小尺寸铸件时，由于必须采用自成体系的整套浇注系统，其铸件重量与浇注所用的熔融金属的重量(铸件与浇注系统的总重量)的百分比，即工艺品率低，在某些时候，大约仅能达20％。也有采用竖直的叠箱造型方法使各箱铸型的直浇道相互连通，但仅能省去部分浇口杯，工艺出品率也较低。美国专利局在US4,733,712中公布了一种“多个制品的铸造方法”采用水平叠箱造型，浇注系统有一个截面近似拱形的直浇道，搭接连通多个铸型的型腔，仍是一种并联结构，仅省去有限的部份浇道，其工艺出品率仍然不高，估算在40％以下，此外，这种方法尚须树脂砂制的铸型镶嵌块，其工艺较繁杂，生产率较低，生产成本也较高。
鉴于此，本发明的目的就在于提供一种简化浇注系统，提高工艺出品率和生产效率的多件小尺寸制品的铸造方法。
本发明的多件制品的铸造方法(参见附图)，包含造型制出多个铸件的型腔(8、11、12、21、24、26、30、31、32、34、36)及其浇注系统(2、18、38)，浇注熔融金属，清理铸件，上述型腔竖直串接连通，上述浇注系统与端部的型腔连通。
上述的竖直串接可以是相邻的上下型腔的边缘部直连构成压边浇口(9、10、23、25、33、35)。
上述的竖直串接可以是相邻的上下型腔之间有顶浇道(44、46)。
上述的铸型可以按型腔水平分型构成多个竖直叠置的铸型片(3、4、5、40、42)。
上述的铸型可以按剖分型腔的竖直分型构成多个水平叠置的铸型片(20、28)。
本发明将多个铸型的型腔呈竖直串接连通，串联构成型腔串，型腔串顶端的型腔与浇注系统连通。浇注时，熔融金属从浇注系统进入顶端(或底端)的型腔，再依次从上至下(或从下至上)进入串联的各个型腔而完成浇注。各个型腔都在上端(或下端)有让熔融金属流入(或流出)的上浇口(下浇口)，除底端(或顶端)的型腔无下浇口(或上浇口)外都在下端(或上端)有让熔融金属流出(或流入)的下浇口(上浇口)。采用一个型腔串结构时，一次浇注可得到多个甚至几十个铸件。而采用本发明方法，一套浇注系统可以同时浇注数百个型腔串。
上述相邻的上下型腔的压边浇口，实则是上方型腔的下浇口与下方型腔的上浇口合而为一，其间没有浇道，也就无需耗费浇注用熔融金属。
本发明具有如下显著优点和积极效果。
一、本发明的方法，将型腔联成型腔串，将铸件型腔与浇道合二为一兼作浇道，因此可以只需与顶端的型腔相连的浇注系统，浇注系统无须与各个铸型的型腔相连，从而最大限度地简化了浇注系统，并最大限度地缩短了浇注系统的长度，最大限度地节省浇注时浇注系统所需的溶融金属的用量，铸件的工艺出品率可达70％以上，而已的的通常方法的工艺出品率仅为20％，美国专利US4,733,712也仅在40％以下。
二、本发明的方法，一套浇注系统可浇注数百个型腔串而一个型腔串可以串联数十个铸件型腔即一次可浇注得到数千个小尺寸铸件，其生产率高。
三、本发明的方法，可降低制造铸型所用的造型材料的消耗量，铸造铸件所需的造型材料与金属材料的比例可低达1.18∶1，而已有方法的该比例通常为3∶1～5∶1。
四、本发明方法，因其铸型的型腔呈竖直串联，相邻的上下型腔的上方型腔相当于下方型腔的冒口，所以，采用本发明方法铸造，其铸件易于充型和补缩，可消除或减少浇注不足、缩孔、缩松等铸造缺陷，铸造质量优异。
五、本发明方法实用性强，可用于人工造型或机器造型，可采用多种造型材料；所使用的模具简单，操作的技术要求不高，适于大批量生产使用。
下面，再用实例并对照实施例附图，对本发明方法作详细阐述。
附图的简要说明。
图1是本发明的一种多件制品的铸造方法的铸型的结构示意图。显示有多个铸型片3、4、5的竖直叠置造型，型腔8、11、12竖直串接连通成型腔串，型腔间的压边浇口9、10，浇注系统2及其铸型片1。
图2是本发明的一种多件制品的铸造方法的铸型的结构示意图。显示有多个铸型片20、28的水平叠置造型，型腔21、24、26、30、31、32、34、36为沿中心线剖分型腔的垂直分型的半边型腔，串联构成可水平叠置合并成整体型腔串的半边型腔串，压边浇口23、25、33、35，浇注系统18及其铸型片17。
图3是图1、2铸造方法所制得的铸件串的结构示意图。
图4是图1、2的铸造制品示意图。
图5是本发明的另一种多件制品的铸造方法的铸型的结构示意图。显示型腔43、45竖直串接连通，相邻上下型腔间有顶浇道44、46。
图6是图5铸造方法所制得的铸件串结构示意图。
图7是图5的铸造制品示意图。
实施例1本发明的一种多件制品的铸造方法。铸件实例呈如图4所示的直径10毫米，长10毫米的短圆柱体。铸造过程如下。
1、造型。采用湿型粘土砂、垂直叠箱、手工无箱或有箱造型。铸型如图1所示。
造型前应准备砂床，并制作一个造型用的模板，该模板带有漏模板，边框，装有216个结构相同的模样。安装时，应使所有模样的顶面以及边框的顶面都在同一个平面上。
用模板制造多块可竖直叠置的铸型片。首先用模板造出第一块铸型片5，要刮去多余的砂，使所有模样的顶面都现露在表面。将铸型片5、模板一同翻转向下，放在平整的砂床13上，用漏模板将铸型片5起模。该铸型片5有上下两个分型面6、7，型腔12是贯通这两个分型面。由于模板上有许多相同形状的模样，也就有许多像型腔12这样的型腔。然后，用同样的方法造出第二个铸型片4，并连同铸型片，模板一起叠放在铸型片5上。叠放时，要使所有的型腔像型腔11那样，仅与型腔12的边缘部分相重合，在重合处形成压边浇口10。为了便于叠放，可采用定位装置，该装置很简单，只要能使铸型片的同侧边保持平齐，可以是固定在砂床上的定位导杆和模板上的定位块叠放时使二者相吻合。模板上的模样要这样来排列和安装，如果在模板中心画出互相垂直的对称轴线X、Y，那么，使模样对X轴对称，而对Y轴所有的模样都偏离一个定值距离，或者说，在这个方向上，模样排列的对称轴并不与Y轴重合，而是偏离了一定距离，可以是几个毫米。这样，叠放铸型4时，只要将它在X轴方向调个头，铸型片4的所有型腔与铸型片5上的所有型腔自然就只重合一部分，在重合处形成压边浇口10。叠好后用漏模板将铸型4顶出。按上述方法，造出铸型片3、叠放形成压边浇口9，继续按此法造型、叠放、直到叠放30个左右的铸型片。这样，由型腔8、压边浇口9、型腔11、压边浇口10、型腔12形成了一个连通的型腔串，上述铸型有216个这样的型腔串。
再造出一个仅仅具有浇注系统的铸型1并叠放在上述重叠的铸型片的最顶端。该浇注系统与216个型腔串的顶端的型腔连通，使每个型腔串都能浇入铁水，该浇注系统可以是已有的压边、顶注、搭接等类型的浇注系统，甚至“逐个充型”式的浇注系统。该浇注系统的铸型1也可以用带漏模板的模板来造型。
造型也可以用砂箱手工造型，上述模板上需设置砂箱的定位机构，并取消边框。
2、浇注对上述铸型采取防止跑火的措施，如埋砂、放置压铁等，用通常的方法进行浇注。
3、清理采用通常的清砂处理后，去除浇注系统2，就得到216串与图3相同的铸件串，它由单个铸件14、15、16相互压边而成。将铸件串从压边处一一敲断，就得到数千个如图4所示的铸件。
用上述办法如果叠放30个铸型片，一箱可浇出6480个相同的铸件，工艺出品率达到78.9％。
实施例2本发明的一种多件制品的铸造方法。除造型工序外，其他工序及铸件实例均与实施例1相同。
本实施例采用树脂砂、也可以用油砂、水玻璃砂等，水平叠箱，手工无箱造型。铸型如图2所示。造型过程如下。
制出两块相同的模板，称前铸型模板和后铸型模板，它们的唯一差别在于，两块模板上的模样排列成镜像对称，使得分别由这两块模板造出成镜像对称的两个半边型腔的两块铸型合到一起，能够形成完整的型腔。模板上布置了许多个模样，这些模样都是沿圆柱体轴线对开分模的分开模。几十个模样一起，首尾相搭接成半边模样串，搭接处形成压边浇口。用上述模板造型，型腔是由半边型腔21、24、26构成的半边型腔串。本实施例采用平做立浇铸型法，因此模样串的顶端不留吃砂量，造好型后型腔顶端穿通，如型腔21、36，浇注时从这儿将铁水浇入型腔串中。为了易于起模和做出较薄铸型，要使用漏模板，由于不用砂箱，模板还带有边框。
用前铸型模板造前半型铸型片20，脱模硬化。它的分型面22上有由型腔21、24、26和压边浇口23、25形成的半边型腔串。型腔36、34、32和压边浇口35、33也形成同样的半边型腔串。并且，它们代表了许多这样的半边型腔串。前半型铸型片20上与分型面22相对的平面是背面19。用后铸型模板造出后半型铸型片28，脱模硬化。同样，它也有背面29，分型面27上有与前半型铸型片20成镜像对称的许多个半边型腔串。将前半型铸型片20与后半型铸型片28合箱沿图4中的点划线推拢进行水平叠置，就形成完整的型腔如21与30合并、36与31合并即成完整型腔。这些型腔是许多串由圆柱体型腔和压边浇口组成且开口向上的型腔串。
用湿型粘土砂造出一个仅带有浇注系统18的铸型片17，叠放在合箱后的铸型片20、28上。浇注系统18是压边浇注系统，它联接了每个型腔串顶端的型腔，即如由半边型腔21与30、36与31合并成的完整型腔，从而使每个型腔串都能浇入铁水。
造出许多个前半型铸型片20和后半型铸型片28，并一对一对地合箱，沿水平方向摞成一串，放上铸型片17。用夹持机构将这个铸型片夹稳，防止铸型倒下和跑火。
实施例也可以用一块双面模板来代替前、后两块模板。进行上述造型。
也可以用垂直分型无箱射压造型机或类似的机械来造型。
实施例3本发明的一种多件制品铸造方法。用于尺寸较大，足以安放顶浇道，或不便使用压边浇口进行铸造的铸件。除造型工序外，其他工序与实施例1、2基本相同。造型时，可以使用一个顶浇道或几个顶浇道(相当于雨淋浇口)来联接多个相同的型腔，形成型腔串，铸造出成串的铸件串。实例铸造如图7所示的直径50mm，高20mm的圆柱体形铸件，可用直径10mm，高15mm的圆形截面顶浇道来“串联”型腔。其铸型如图5所示，铸件串如图6所示。具体造型过程如下。
用湿型粘土砂、垂直叠箱，手工无箱或无箱造型。首先制作一个模板，它带有漏模板、边框。模板上规则布置了24个相同的模样，每个模样上安装了一段顶浇道。安装时，同样应使顶浇道顶面，边框顶面在同一平面上。
用模板造出一块铸型片42，翻转模板放在已平整好的砂床47上，用漏模板起模，将铸型片42放在砂床47上。造出第二块铸型片40，叠放在铸型片42上。这两块铸型片是完全相同的，代表了许多块与之相同的铸型片。从图5中可以看到，铸型片40上有多个与型腔43相同的型腔，型腔43通过顶浇道44将上下两个分型面39、41贯通。这样，型腔43顶浇道44、型腔45、顶浇道46就形成了一个型腔串。继续造型、叠放直到合适的高度，约15块铸型片。
造出一个仅带浇注系统38的铸型片37，并叠放在叠置的铸型片之上。浇注系统38采用的是压边浇口，它使每个型腔串都能浇入铁水。
用此法，一次可浇出240个铸件，工艺出品率为81.1％。
权利要求
1.多件制品的铸造方法，包含造型制出多个铸件的型腔(8、11、12、21、24、26、30、31、32、34、36)及其浇注系统(2、18、38)，浇注熔融金属，清理铸件，其特征在于所述型腔竖直串接连通，上述浇注系统与端部的型腔连通。
2.如权利要求1所述的多件制品的铸造方法，其特征在于所说的竖直串接是相邻的上下型腔的边缘直连构成压边浇口(9、10、23、25、33、35)。
3.如权利要求1所述的多件制品的铸造方法，其特征在于所说的竖直串接是相邻的上下型腔之间有顶浇道(44、46)。
4.如权利要求1、2、3任一所述的多件制品的铸造方法，其特征在于所说的铸件按型腔水平分型成多个竖直叠置的铸型片(3、4、5、40、42)。
5.如权利要求1、2、3任一所述的多件制品的铸造方法，其特征在于所说的铸型按剖分型腔的竖直分型成多个水平叠置的铸型片(20、28)。
全文摘要
本发明涉及金属铸造成型方法，特别是一次浇注可铸造多个制品的浇注系统的构成方法。包含造型制出多个铸件的型腔8、11、12及其浇注系统2，浇注熔融金属，清理铸件。型腔竖直串接连通，浇注系统与端部的型腔连通，相邻的上下型腔8、11的串接采用型腔边缘部直连的压边浇口9，或顶浇道结构。可用垂直或水平叠箱造型。将多个铸件型腔串联构成型腔串兼作浇道，使工艺出品率可达70％以上，质量优，节省资源，一次可铸造数千件制品。
文档编号B22C9/00GK1116569SQ9411186
公开日1996年2月14日 申请日期1994年8月8日 优先权日1994年8月8日
发明者苟华强 申请人:苟华强