一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具及浇筑方法与流程

1.本发明涉及浇注模具技术领域，具体而言，涉及一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具及浇筑方法。


背景技术：

2.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。
3.制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
4.液态金属铸件的浇注系统设计主要有底注、中注、顶注三种形式，即在铸件底部开设浇注口、中部开设浇注口和顶部开设浇注口。目前水平浇注、垂直浇注的玛钢可锻铸铁和球墨铸铁和灰口铁生产的消防、水务及燃气管件及其他铸件，水平浇注模具浇口设计均在铸件分型面的中上部位，下箱浇口约占20％，上箱浇口约占80％左右，垂直浇注模具浇口设计在铸件底部、中部、顶部均有，此设计不利于铸件补缩冒体对铸件的补缩，从而产生铸件缩松、缩陷等问题。
5.为解决铸件缩松、缩陷等铸造缺陷，有的采用了增加浇口和补缩冒体的方式来解决，从而增加了熔炼耗材，提高了铸造成本。还有的因为模具设计的局限性无法增加浇口和补缩冒体，使缩松、缩陷问题得不到解决。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，其将浇口设置在铸件底部，液态金属自下往上冲型，冲型平稳，下边的液态金属接触空气微少，不易降温，保温效果好，从而补缩冒体补缩性能也会发挥的更好，随着液态金属液面在铸件型腔内自下往上冲型，液面跟型腔内的空气接触而降温，从而达到低温浇注的效果，不易产生缩松、缩陷问题。减少补缩冒体的数量，既保证铸件质量，又降低熔炼耗材的消耗，降低熔炼成本。
7.本发明的另一目的在于提供一种浇筑方法，采用该方法，便于浇筑铸件，减少补缩冒体的数量，既保证铸件质量，又降低熔炼耗材的消耗，降低熔炼成本。
8.本发明的实施例是这样实现的：
9.第一方面，本技术实施例提供一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，包
括上箱型板和下箱型板，上箱型板设有上模具芯模组，上模具芯模组包括铸件上模具；下箱型板设有下模具芯模组，下模具芯模组包括第一补缩冒体以及与铸件上模具配合的铸件下模具，第一补缩冒体与铸件下模具底部连接。
10.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述上模具芯模组还包括设于上箱型板的浇口底座。
11.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述浇口底座设有限位杆。
12.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述浇口底座设有第一连接块，第一连接块设于上箱型板；下箱型板设有与第一连接块配合的第二连接块以及与第二连接块连接的第三连接块，第一补缩冒体与第三连接块之间通过第四连接块连接。
13.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述铸件下模具底部连接有第二补缩冒体，第二补缩冒体与第一补缩冒体分别位于铸件下模具的两端；上箱型板设有与第二连接块配合的第五连接块，下箱型板设有与第五连接块配合的第六连接块，第六连接块与第二补缩冒体连接。
14.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述上箱型板与下箱型板均设有安装孔。
15.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述下箱型板设有连接耳，连接耳设有安装柱。
16.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述安装柱顶部圆滑。
17.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述铸件上模具与铸件下模具的数量为四个并一一对应。
18.第二方面，本技术实施例提供一种浇筑方法，包括上述的一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，还包括如下步骤：
19.将浇口杯放置于浇口底座顶部，限位杆插入浇口杯中以固定浇口杯；将铸造砂放置于上箱型板上并没过浇口杯和上模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成上铸型，上模具芯模组在上铸型内形成上型腔，取出浇口杯，此时在浇口杯的位置形成浇口通道；
20.将铸造砂放置于下箱型板上并没过下模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成下铸型，下模具芯模组在下铸型内形成下型腔；
21.将上铸型和下铸型扣合在一起形成铸型，此时上型腔和下型腔连通在一起形成型腔，在型腔内安装型芯；
22.将金属液体从浇口通道浇注进入上铸型中，待金属液体冷却凝固后形成铸件，去掉铸造砂。
23.相对于现有技术，本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
24.本发明实施例提供一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，包括上箱型板和下箱型板，上箱型板设有上模具芯模组，上模具芯模组包括铸件上模具；下箱型板设有下模具芯模组，下模具芯模组包括第一补缩冒体以及与铸件上模具配合的铸件下模具，第一补缩冒体与铸件下模具底部连接。
25.实际使用时，将浇口杯放置于浇口底座7顶部，限位杆6插入浇口杯中以固定浇口杯；将铸造砂放置于上箱型板1上并没过浇口杯和上模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成上铸型，上模具芯模组在上铸型内形成上型腔，取出浇口杯，此时在浇口杯的位置形成浇口通道。
26.将铸造砂放置于下箱型板2上并没过下模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成下铸型，下模具芯模组在下铸型内形成下型腔；将上铸型和下铸型扣合在一起形成铸型，此时上型腔和下型腔连通在一起形成型腔，在型腔内安装型芯；型芯与型腔之间的空隙为铸件的形状。
27.将金属液体从浇口通道浇注进入上铸型中，金属液体依次经过浇口底座7形成的空腔、第一连接块9形成的空腔、第二连接块10形成的空腔、第三连接块11形成的空腔然后进入第一补缩冒体4；同时从第二连接块10形成的空腔流入第五连接块13形成的空腔、第六连接块14形成的空腔然后进入第二补缩冒体15，如此金属液体从第一补缩冒体4形成的空腔和第二补缩冒体15形成的空腔最后流入铸件上模具3和铸件下模具5形成的空腔，如此金属液体充满整个型腔，待金属液体冷却凝固后形成铸件，去掉外部的铸造砂，拿出铸件即可。
28.上型腔与下型腔之间的分界面为分型面，第一补缩冒体4与第二补缩冒体15分别与铸件下模具5之间的连接处为浇口。第一补缩冒体4与第二补缩冒体15均与铸件下模具5底部连接，因此在金属液体从补缩冒体流入上型腔与下型腔的过程中，液态金属自下往上冲型，冲型平稳，下边的液态金属接触空气微少，不易降温，保温效果好，从而补缩冒体补缩性能也会发挥的更好，随着液态金属液面在铸件型腔内自下往上冲型，液面跟型腔内的空气接触而降温，从而达到低温浇注的效果，不易产生缩松、缩陷问题。
29.采用该方法，两个铸件上模具3和铸件下模具5之间只需要两个补缩冒体，减少补缩冒体的数量，既保证铸件质量，又降低熔炼耗材的消耗，降低熔炼成本。
30.本发明实施例还提供一种浇筑方法，包括上述的一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，还包括如下步骤：
31.将浇口杯放置于浇口底座顶部，限位杆插入浇口杯中以固定浇口杯；将铸造砂放置于上箱型板上并没过浇口杯和上模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成上铸型，上模具芯模组在上铸型内形成上型腔，取出浇口杯，此时在浇口杯的位置形成浇口通道；
32.将铸造砂放置于下箱型板上并没过下模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成下铸型，下模具芯模组在下铸型内形成下型腔；
33.将上铸型和下铸型扣合在一起形成铸型，此时上型腔和下型腔连通在一起形成型腔，在型腔内安装型芯；
34.将金属液体从浇口通道浇注进入上铸型中，待金属液体冷却凝固后形成铸件，去掉铸造砂。
35.采用该方法，便于浇筑铸件，减少补缩冒体的数量，既保证铸件质量，又降低熔炼耗材的消耗，降低熔炼成本。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1为本发明实施例提供的上箱型板位置的结构示意图；
38.图2为本发明实施例提供的下箱型板位置的仰视结构示意图；
39.图3为本发明实施例提供的垂直浇注模具的正视图；
40.图4为本发明实施例提供的垂直浇注模具浇道的分布图一；
41.图5为本发明实施例提供的垂直浇注模具浇道的分布图二。
42.图标：1-上箱型板；2-下箱型板；3-铸件上模具；4-第一补缩冒体；5-铸件下模具；6-限位杆；7-浇口底座；8-安装孔；9-第一连接块；10-第二连接块；11-第三连接块；12-第四连接块；13-第五连接块；14-第六连接块；15-第二补缩冒体；16-连接耳；17-安装柱；18-浇口杯底；19-直浇道；20-横浇道；21-主浇道。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
44.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有作出创造性劳动的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。
45.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
46.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.此外，若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或者竖直，而是可以稍微的倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对于“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
48.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.实施例1
50.请参照图1-图2，本实施例提供一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，包括上箱型板1和下箱型板2，上箱型板1设有上模具芯模组，上模具芯模组包括铸件上模具3；下箱型板2设有下模具芯模组，下模具芯模组包括第一补缩冒体4以及与铸件上模具3配合的铸件下模具5，第一补缩冒体4与铸件下模具5底部连接。
51.上述上模具芯模组还包括设于上箱型板1的浇口底座7。上述浇口底座7设有限位杆6。
52.上述浇口底座7设有第一连接块9，第一连接块9设于上箱型板1；下箱型板2设有与第一连接块9配合的第二连接块10以及与第二连接块10连接的第三连接块11，第一补缩冒体4与第三连接块11之间通过第四连接块12连接。
53.上述铸件下模具5底部连接有第二补缩冒体15，第二补缩冒体15与第一补缩冒体4分别位于铸件下模具5的两端；上箱型板1设有与第二连接块10配合的第五连接块13，下箱型板2设有与第五连接块13配合的第六连接块14，第六连接块14与第二补缩冒体15连接。
54.实际使用时，将浇口杯放置于浇口底座7顶部，限位杆6插入浇口杯中以固定浇口杯；将铸造砂放置于上箱型板1上并没过浇口杯和上模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成上铸型，上模具芯模组在上铸型内形成上型腔，取出浇口杯，此时在浇口杯的位置形成浇口通道。
55.将铸造砂放置于下箱型板2上并没过下模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成下铸型，下模具芯模组在下铸型内形成下型腔；将上铸型和下铸型扣合在一起形成铸型，此时上型腔和下型腔连通在一起形成型腔，在型腔内安装型芯；型芯与型腔之间的空隙为铸件的形状。
56.将金属液体从浇口通道浇注进入上铸型中，金属液体依次经过浇口底座7形成的空腔、第一连接块9形成的空腔、第二连接块10形成的空腔、第三连接块11形成的空腔然后进入第一补缩冒体4；同时从第二连接块10形成的空腔流入第五连接块13形成的空腔、第六连接块14形成的空腔然后进入第二补缩冒体15，如此金属液体从第一补缩冒体4形成的空腔和第二补缩冒体15形成的空腔最后流入铸件上模具3和铸件下模具5形成的空腔，如此金属液体充满整个型腔，待金属液体冷却凝固后形成铸件，去掉外部的铸造砂，拿出铸件即可。
57.上型腔与下型腔之间的分界面为分型面，第一补缩冒体4与第二补缩冒体15分别与铸件下模具5之间的连接处为浇口。第一补缩冒体4与第二补缩冒体15均与铸件下模具5底部连接，因此在金属液体从补缩冒体流入上型腔与下型腔的过程中，液态金属自下往上冲型，冲型平稳，下边的液态金属接触空气微少，不易降温，保温效果好，从而补缩冒体补缩性能也会发挥的更好，随着液态金属液面在铸件型腔内自下往上冲型，液面跟型腔内的空气接触而降温，从而达到低温浇注的效果，不易产生缩松、缩陷问题。
58.采用该方法，两个铸件上模具3和铸件下模具5之间只需要两个补缩冒体，减少补缩冒体的数量，既保证铸件质量，又降低熔炼耗材的消耗，降低熔炼成本。
59.本技术根据铸件的形状和缩松、缩陷程度不同，浇口开设位置也不同，可根据铸件大小及缩松、缩陷程度设计铸件浇口数及补缩冒体的大小。浇道截面积应控制在保证铸件浇注质量的情况下越小越好，这样可以适当延长浇注时间，降低液态金属的温度达到低温浇注的效果，从而减少铸件缩松、缩陷。还可以根据铸件的缩松、缩陷程度减小或减少铸件的浇口和补缩冒体，在保证质量的同时可以减少熔炼耗材，降低熔炼成本。这样可有效解决铸件的缩松、缩陷等问题，还可以根据铸件的缩松、缩陷程度减小或减少铸件的浇口和补缩冒体，在保证质量的同时可以减少熔炼耗材，降低熔炼成本。
60.垂直造型、浇注模具浇注系统要采用倒t形分流的方式把浇道设计在铸件的下部
位，然后在铸件底部补缩冒体和浇口，从而实现底部浇注目的，根据铸件大、小及补缩要求可增加浇口和补缩冒体。
61.若浇口开设在铸件底端部，为提高铸件补缩效果，可在模具芯模的对应位置设计、加工补缩冒体，如不需提高铸件补缩效果只需在上箱型板1和下箱型板2上设计、加工补缩冒体即可。如模具后期技改可用金属、塑料、或木料等加工成补缩冒体镶嵌或胶粘在模具所需位置。
62.此发明适用存在缩松、缩陷问题的液态金属铸件，(如灰口铁、白口铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸铜、铸铝、铸钢等)。尤其是对于伸缩性大不规则的铸件，浇口开设在铸件厚壁热结点分型面中下部位效果更佳。可选地，本实施例的采用的水平浇注模具适用于油任、管堵、补心类铸件。对于不需要砂芯的油任、管堵、补心类铸件，设计底部浇口及补缩冒体，效果会更好。
63.如图1-图2所示，在本发明的一些实施例中，上述上箱型板1与下箱型板2均设有安装孔8。本发明通过设置安装孔8，便于螺栓等穿过安装孔8以固定上箱型板1与下箱型板2。
64.如图1-图2所示，在本发明的一些实施例中，上述下箱型板2设有连接耳16，连接耳16设有安装柱17。上述安装柱17顶部圆滑。本发明通过设置安装柱17，便于安装柱17穿过物体以固定下箱型板2。
65.如图1-图2所示，在本发明的一些实施例中，上述铸件上模具3与铸件下模具5的数量为四个并一一对应。
66.本实施例还提供一种浇筑方法，包括上述的一种浇口位于铸件底部的水平和垂直浇注模具，还包括如下步骤：
67.将浇口杯放置于浇口底座7顶部，限位杆6插入浇口杯中以固定浇口杯；将铸造砂放置于上箱型板1上并没过浇口杯和上模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成上铸型，上模具芯模组在上铸型内形成上型腔，取出浇口杯，此时在浇口杯的位置形成浇口通道；
68.将铸造砂放置于下箱型板2上并没过下模具芯模组，铸造砂挤压成型后形成下铸型，下模具芯模组在下铸型内形成下型腔；
69.将上铸型和下铸型扣合在一起形成铸型，此时上型腔和下型腔连通在一起形成型腔，在型腔内安装型芯；
70.将金属液体从浇口通道浇注进入上铸型中，待金属液体冷却凝固后形成铸件，去掉铸造砂。
71.采用该方法，便于浇筑铸件，减少补缩冒体的数量，既保证铸件质量，又降低熔炼耗材的消耗，降低熔炼成本。
72.实施例2
73.请参照图3-图5，图3为垂直浇注模具的正视图，当采用垂直浇注模具时，上箱型板1和下箱型板2结构一致，顶部为浇口杯底18，其中图4为一种垂直浇注模具浇道的分布图，顶部为浇口杯底18，多个横浇道20水平设置，一个直浇道19竖直设置并分别与浇口杯底18以及多个横浇道20连通。
74.其中图5为另一种垂直浇注模具浇道的分布图，顶部为浇口杯底18以及主浇道21，多个横浇道20水平设置，两个直浇道19竖直设置并分别与主浇道21以及多个横浇道20连通。
75.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。
76.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。