一种采油机电机壳模具的制作方法

本发明涉及一种采油机电机壳模具，属于砂型铸造模具领域。

背景技术：

铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重。砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。

浇注系统的作用是:控制金属液充填铸型的速度及充满铸型所需的时间；使金属液平稳地进入铸型,避免紊流和对铸型的冲刷；阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔；浇注时不卷入气体，并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则，浇注不同结构的铸件需要根据铸件的具体形状设计不同的浇注系统。

采油机电机壳是采油机的部分组件，由于不同的采油机有不同的采油机电机壳，根据采油机的原理可以知道采油机电机使用过程中的受力情况很复杂，需要有足够的强度、刚度、耐磨性和抗振性，因此对电机壳的材料有较高的要求。采油机电机壳的材料有普通铸铁、合金铸铁及铝合金等。

因此，这就要求在采油机电机壳铸造过程中采用一种适用于采油机电机壳的模具组件，以及可以均匀铸件的与采油机电机壳适配的浇注系统，以避免在制造过程中产生人为缺陷，减少机械加工的加工量，确保采油机电机壳的各相关尺寸符合要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术存在的缺陷，提供一种采油机电机壳模具，提高了浇注系统的稳定性和均匀性，保证铸件成型效果优异，降低采油机电机壳的废品率，出品率更高，提高工作效率，降低砂铁比，降低制造成本。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种采油机电机壳模具，包括砂芯组件和位于砂芯组件内部的浇注系统；

所述砂芯组件包括上外型砂芯、下外型砂芯和位于上外型砂芯和下外型砂芯内部的内砂芯，上外型砂芯内设有上型腔，下外型砂芯内设有下型腔；

所述浇注系统包括依次连通的直筒道、横浇道、内浇道，所述直筒道位于上外型砂芯内部，所述横浇道连通于直筒道底部且垂直于直筒道，所述横浇道和内砂芯的轴向相互垂直，所述内浇道垂直于横浇道且与上型腔连通。

进一步的，所述内砂芯、上型腔和下型腔构成的空间与采油机电机壳的形状和尺寸适配。本发明中的模具组件为制备采油机电机壳的铸造模具，采油机电机壳为本发明的模具组件铸造的铸件，铸件与模具组件中的型腔是结构和尺寸适配的，金属溶液经由模具组件的浇注系统进入模具组件内部的型腔，成型后即得铸件。通说的模具中的型腔在本文中为上型腔、下型腔以及内砂芯共同构成的腔体，具体的说，就是上型腔和下型腔在相对设置的上外型砂芯和下外型砂芯的内部围成一个柱状腔体，使用过程中，上外型砂芯和下外型砂芯固定连接，同时内砂芯的两端固定连接在上外型砂芯和下外型砂芯的壁体内，上外型砂芯和下外型砂芯的内壁设有与内砂芯两端形状适配的凹部和/或通孔，比如内砂芯两端和所述凹部和/或通孔过盈配合，进而内砂芯固定于上外型砂芯和下外型砂芯内，内砂芯与上型腔和下型腔组成的腔体是同轴的，进而上型腔、下型腔以及内砂芯构成一个桶状腔体，其形状和尺寸与采油机电机壳一致。

进一步的，所述内砂芯为圆柱状，内砂芯外壁设有环状凸块。环状凸块均与内砂芯同轴。环状凸块的设计用于匹配采油机电机壳的形状。

进一步的，所述环状凸块外壁设有矩形凸块，所述上型腔内设有与矩形凸块形状适配的凹槽，所述矩形凸块的侧壁设有砂板。矩形凸块的设计是匹配采油机电机壳的形状。

进一步的，所述浇注系统还包括浇口和冒口，所述浇口位于上外型砂芯顶端且连通于直筒道，所述冒口位于上外型砂芯顶部且连通于上型腔。金属溶液从浇口进入上外型砂芯，沿着直筒道进入上外型砂芯和下外型砂芯连接处的横浇道，金属溶液继续沿着横浇道流动，从分散在横浇道上的内浇道进入上型腔和下型腔，金属溶液从上至下逐渐填满上型腔和下型腔，最后溢至位于上外型砂芯顶部的冒口处。

金属溶液从浇口进入上外型砂芯，沿着直筒道进入上外型砂芯和下外型砂芯连接处的横浇道，金属溶液继续沿着横浇道流动，从分散在横浇道上的内浇道进入上型腔和下型腔，金属溶液从上至下逐渐填满上型腔和下型腔，最后溢至位于上外型砂芯顶部的冒口处。直筒道垂直于上外型砂芯和下外型砂芯连接面，横浇道垂直于直筒道和内砂芯的轴向，便于均匀输送金属溶液。

进一步的，所述内浇道为多组，内浇道一端连通横浇道，另一端连通上型腔。多组内浇道均连通于上型腔和/或下型腔。多组内浇道的设计使得横浇道内的金属溶液便于分流，较快速的充盈上型腔和下型腔，避免浇注过程中金属溶液流动时间过长导致降温过快，产品的成品率不佳。

进一步的，所述内浇道为三组，两组位于内砂芯两侧靠近环状凸块处，一组连通于上型腔的凹槽处。所述内浇道为三组，其中两组位于内砂芯两侧靠近环状凸块处，一组连通于上型腔的凹槽处。两组内浇道分设于内砂芯的两侧，一组内浇道设于矩形凸块处的凹槽，便于金属溶液横向，较均匀流入上型腔和下型腔，保证铸件各部位的质量均匀化。连接内砂芯两侧的内浇道直径一致，连接矩形凸块处的内浇道直径(30mm)小于连接在内砂芯两侧靠近环形凸块处的内浇道(53mm)，因为上述凹槽处的被填充的型腔小于环形凸块处被填充的型腔，上述设计便于各处被填充的速度均匀，成型速度较为一致，铸件成型效果更佳。多组内浇道的设计使得横浇道内的金属溶液便于分流，较快速的充盈上型腔和下型腔，避免浇注过程中金属溶液流动时间过长导致降温过快，产品的成品率不佳。

进一步的，所述冒口为两组，其中一组为多个，呈一字型均匀设于内砂芯上方；另一组为一个，设于矩形凸块上方，与上型腔连通。多个冒口的设计便于操作人员从模具组件顶部直接观察金属溶液是否充满上型腔的各个部位，其中一组冒口位于内砂芯的上方，由于采油机电机壳的形状为柱状，所以多个冒口呈一字型排列，其排列方向与内砂芯轴向平行，当多个冒口均有金属溶液呈溢出状时，表明整个上型腔的各个部分均已充满。优选的，一字型的多个冒口位于内砂芯轴线的正上方，所以当冒口内有金属溶液溢出状时，即表明上型腔最高点处已被充满，同时位于矩形凸块上方的冒口呈窄型状，用于检测矩形凸块处的上型腔是否填满，所以多个冒口的设计便于观测整个上型腔和下型腔是否均被填满，实现铸造工艺的金属溶液填充过程。

进一步的，所述浇口道和横浇道连通处设有过滤板。过滤板的设置用于过滤金属溶液中的其他杂质，避免影响后所期铸件质量。

进一步的，所述内砂芯内沿轴向设有排气道。排气道的设计增加液态金属的透气性，减少铸件浇筑过程中气体无法逸出而形成气孔、浇筑不满等缺陷，造成铸件报废。

进一步的，所述内砂芯、上外型砂芯和下外型砂芯材料为手工树脂砂，所述上型腔、下型腔和浇注系统材料为铝合金zl102。本工艺适用于产品199663和产品165822，共用一套模具组件换料生产；铸件收缩率为1％；未注吃砂量≥30mm；手工造型方式；本方案浇注系统采用现有dk4浇口杯；浇注温度1380-1395℃；砂铁比为2.7：1；出品率为81％；上外型砂芯和下外型砂芯可以做出人工搬运把手，采用抽块；部分工艺斜度按照以下原则：模具尺寸小于19mm，拔模斜度斜度为3°；19～127mm拔模斜度为1.5°，大于127mm拔模斜度为1°。本发明铸造的采油机电机壳模具相较于现有技术其出品率更高，提高工作效率，降低砂铁比，降低制造成本。

本发明的有益效果：

(1)本发明中浇注系统的设计与采油机电机壳的结构适配，尤其是多组内浇道与内砂芯的不同位置适配，同时设置多组内浇道的不同直径，使得铸件过程中，型腔各部位的浇注速度较为一致，成型效果较为一致，进而最后铸件的成型效果极佳，铸件废品率更低；

(2)本发明中冒口呈一字型的设计与采油机电机壳的外型轴向适配，进而在浇注完成后期时，通过观测冒口处的金属溶液溢出情况，直接可以判断外型砂芯内部的铸件是否完成，上述冒口设计与采油机电机壳适配，且与其他浇注管道配合良好，进而降低铸件的废品率；

(3)本发明的浇注系统完美适配采油机电机壳，提高铸件的铸造成功率，提高工作效率，降低制造成本，且模具组件结构简洁，安装简单，安全性高，稳定性佳，适宜推广适用。

附图说明

图1为本发明的俯视透视图；

图2为图1的a-a视图；

图3为图1的b-b视图；

图4为图1的c-c视图；

图5为图1的e-e视图；

图6为图1的f-f视图；

图7为内砂芯的侧视图；

图8为图7的g-g视图；

图中：1-内砂芯，2-上外型砂芯，3-下外型砂芯，4-上型腔，5-下型腔，6-环状凸块，7-矩形凸块，8-凹槽，9-浇口，10-直筒道，11-横浇道，12-内浇道，13-冒口，14-过滤板，15-排气道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种采油机电机壳模具，如图1-8所示，图中阴影部分为铸件，铸件与上型腔4和下型腔5及内砂芯1的形状尺寸相符，所以对应图上的铸件的位置即为上型腔4和下型腔5的位置。模具包括砂芯组件和位于砂芯组件内部的浇注系统；

所述砂芯组件包括上外型砂芯2、下外型砂芯3和位于上外型砂芯2和下外型砂芯3内部的内砂芯1，上外型砂芯2内设有上型腔4，下外型砂芯3内设有下型腔5；

所述浇注系统包括依次连通的直筒道10、横浇道11、内浇道12，所述直筒道10位于上外型砂芯2内部，所述横浇道11连通于直筒道10底部且垂直于直筒道10，所述横浇道11和内砂芯1的轴向相互垂直，所述内浇道12垂直于横浇道11且与上型腔4连通。

所述浇注系统还包括浇口9和冒口13，所述浇口9位于上外型砂芯2顶端且连通于直筒道10，所述冒口13位于上外型砂芯2顶部且连通于上型腔4。

所述内砂芯1、上型腔4和下型腔5构成的空间与采油机电机壳的形状和尺寸适配。上型腔4和下型腔5共同构成模具组件中通说的型腔。

工作原理：本发明中的模具组件为制备采油机电机壳的铸造模具，采油机电机壳为本发明的模具组件铸造的铸件，铸件与模具组件中的型腔是结构和尺寸适配的，金属溶液经由模具组件的浇注系统进入模具组件内部的型腔，成型后即得铸件。通说的模具中的型腔在本文中为上型腔4、下型腔5以及内砂芯1共同构成的腔体，具体的说，就是上型腔4和下型腔5在相对设置的上外型砂芯2和下外型砂芯3的内部围成一个柱状腔体，使用过程中，上外型砂芯2和下外型砂芯3固定连接，同时内砂芯1的两端固定连接在上外型砂芯2和下外型砂芯3的壁体内，上外型砂芯2和下外型砂芯3的内壁设有与内砂芯1两端形状适配的凹部和/或通孔，比如内砂芯1两端和所述凹部和/或通孔过盈配合，进而内砂芯1固定于上外型砂芯2和下外型砂芯3内，内砂芯1与上型腔4和下型腔5组成的腔体是同轴的，进而上型腔4、下型腔5以及内砂芯1构成一个桶状腔体，其形状和尺寸与采油机电机壳一致。金属液体经浇注系统进入外型砂芯，在型腔内完成铸件的铸造过程。

金属溶液从浇口9进入上外型砂芯2，沿着直筒道10进入上外型砂芯2和下外型砂芯3连接处的横浇道11，金属溶液继续沿着横浇道11流动，从分散在横浇道11上的内浇道12进入上型腔4和下型腔5，金属溶液从上至下逐渐填满上型腔4和下型腔5，最后溢至位于上外型砂芯2顶部的冒口13处。直筒道10垂直于上外型砂芯2和下外型砂芯3连接面，横浇道11垂直于直筒道10和内砂芯1的轴向，便于均匀输送金属溶液。

实施例2

所述内砂芯1为圆柱状，内砂芯1外壁设有环状凸块6。环状凸块6均与内砂芯1同轴。环状凸块6的设计用于匹配采油机电机壳的形状。

实施例3

所述环状凸块6外壁设有矩形凸块7，所述上型腔4内设有与矩形凸块7形状适配的凹槽8，所述矩形凸块7的侧壁设有砂板。矩形凸块7的设计是匹配采油机电机壳的形状。

实施例4

所述内浇道12为多组，内浇道12一端连通横浇道11，另一端连通上型腔4。多组内浇道12均连通于上型腔4和/或下型腔5。多组内浇道12的设计使得横浇道11内的金属溶液便于分流，较快速的充盈上型腔4和下型腔5，避免浇注过程中金属溶液流动时间过长导致降温过快，产品的成品率不佳。

实施例5

所述内浇道12为多组，内浇道12一端连通横浇道11，另一端连通上型腔4。所述内浇道12为三组，其中两组位于内砂芯1两侧靠近环状凸块6处，一组连通于上型腔4的凹槽8处。两组内浇道12分设于内砂芯1的两侧，一组内浇道12设于矩形凸块7处的凹槽8，便于金属溶液横向，较均匀流入上型腔4和下型腔5，保证铸件各部位的质量均匀化。连接内砂芯1两侧的内浇道12直径一致，连接矩形凸块7处的内浇道12直径(30mm)小于连接在内砂芯1两侧靠近环形凸块处的内浇道12(53mm)，因为上述凹槽8处的被填充的型腔小于环形凸块6处被填充的型腔，上述设计便于各处被填充的速度均匀，成型速度较为一致，铸件成型效果更佳。多组内浇道12的设计使得横浇道11内的金属溶液便于分流，较快速的充盈上型腔4和下型腔5，避免浇注过程中金属溶液流动时间过长导致降温过快，产品的成品率不佳。

实施例6

所述冒口13为两组，其中一组为多个，呈一字型均匀设于内砂芯1上方；另一组为一个，设于矩形凸块7上方。多个冒口13的设计便于操作人员从模具组件顶部直接观察金属溶液是否充满上型腔4的各个部位，其中一组冒口13位于内砂芯1的上方，由于采油机电机壳的形状为柱状，所以多个冒口13排列方式与内砂芯1轴向平行，当多个冒口13均有金属溶液呈溢出状时，表明整个上型腔4的各个部分均已充满。优选的，一字型的多个冒口13位于内砂芯1轴线的正上方，所以当冒口13内有金属溶液溢出状时，即表明上型腔4最高点处已被充满，同时位于矩形凸块7上方的冒口13呈窄型状，用于检测矩形凸块7处的上型腔4是否填满，所以多个冒口13的设计便于观测整个上型腔4和下型腔5是否均被填满，实现铸造工艺的金属溶液填充过程。

实施例7

所述直筒道10和横浇道11连通处设有过滤板14。过滤板14的设置用于过滤金属溶液中的其他杂质，避免影响后所期铸件质量。

实施例8

所述内砂芯1内沿轴向设有排气道15。排气道15的设计增加液态金属的透气性，减少铸件浇筑过程中气体无法逸出而形成气孔、浇筑不满等缺陷，造成铸件报废。

实施例9

所述内砂芯1、上外型砂芯2和下外型砂芯3材料为手工树脂砂，所述上型腔4、下型腔5和浇注系统材料为铝合金zl102。本工艺适用于产品199663和产品165822，共用一套模具组件换料生产；铸件收缩率为1％；未注吃砂量≥30mm；手工造型方式；本方案浇注系统采用现有dk4浇口杯；浇注温度1380-1395℃；砂铁比为2.7：1；出品率为81％；上外型砂芯2和下外型砂芯3可以做出人工搬运把手，采用抽块；部分工艺斜度按照以下原则：模具尺寸小于19mm，拔模斜度斜度为3°；19～127mm拔模斜度为1.5°，大于127mm拔模斜度为1°。本发明铸造的采油机电机壳模具相较于现有技术其出品率更高，提高工作效率，降低砂铁比，降低制造成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。