CN109158571A - 一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，涉及铸造模具技术领域，包括型板模具，所述型板模具上设置有浇注系统，所述浇注系统包括浇注口、浇注道以及冒口，所述浇注道与型块连接，所述冒口包括溢流冒口、第一补缩冒口和第二补缩冒口，所述溢流冒口位于型板模具上形成铸件偏心轴孔处的上端，所述第一补缩冒口位于型板模具上形成铸件侧孔开口端上端，所述第二补缩冒口位于型板模具上形成铸件侧孔封闭端的外侧。本发明利用铁液充型凝固过程中冒口对汽车转向器壳体内部的铁液补充以及石墨膨胀产生的自补缩和局部冷铁来克服铸件热节处形成气缩孔的缺陷，有效地避免了铸件泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及铸造模具技术领域，特别是涉及一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具。
背景技术
铸造热节是指铁液在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域。汽车转向器壳在铸造成型时根据铸件的几何形状我们把它分成主要两类热节，分别是第一热节处和第二热节处。第一热节位于铸件偏心轴孔以及侧孔附近，第二热节位于铸件侧面的安装轴处。第一热节被称为较大热节，第二热节被称为较小热节，即第二热节处的铁液凝固速度大于第一热节处铁液的凝固速度。
汽车转向器是汽车转向系统的重要组成部分，在加工装配试压时常有泄漏现象发生，且比额较大，有时出现大批量泄漏问题。经过多次对泄漏铸件的解剖分析，正常泄漏处均位于铸件热节点附近。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，包括型板模具，所述型板模具上设置有与铸件相匹配的型块，所述铸件包括偏心轴孔以及侧孔，所述铸件的侧边设置安装轴，所述型板模具上设置有浇注系统，所述浇注系统包括浇注口、与浇注口连通的浇注道以及与浇注道连通的冒口，所述浇注道与型块连接，所述冒口包括溢流冒口、第一补缩冒口和第二补缩冒口，所述溢流冒口位于型板模具上形成铸件偏心轴孔处的上端，所述第一补缩冒口位于型板模具上形成铸件侧孔开口端的上端，所述第二补缩冒口位于型板模具上形成铸件侧孔封闭端的外侧。
进一步地，型板模具上形成铸件安装轴处的外侧设置有冷铁，所述冷铁与铸件安装轴的形状相匹配。
前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，冷铁的厚度为第二热节的内截圆直径的2-2.5倍。
前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，冷铁与铸件的接触面积大于或等于第二热节表面积的二分之一。
前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，型板模具上位于铸件内空腔处设置有与空腔形状相匹配的覆膜砂芯。
前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，型板模具设置有四个型块，四个型块呈矩形排布。
前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，浇注口位于四个型块所形成的的矩形的中部。
前所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，第一补缩冒口和第二补缩冒口均为热冒口。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在型板模具第一热节附近均设置有冒口，现有模具的冒口与热节点距离较远，铁液流程长，冒口内的铁液在到达热节时铁液的温度较低，加之球铁为糊状凝固，使冒口压头压力无法传递至热节处，导致热节处气体无法外溢及凝固收缩时无铁液补充，从而在热节处形成气缩孔缺陷，进而导致转向器壳体铸件泄漏，而本发明由于冒口位于第一热节附近，在铸件充型凝固过程中冒口可对型腔内铁液液态收缩以及第一次体收缩时进行冒口瞬时补给，避免热节处形成气缩孔缺陷，在充型结束，球铁石墨膨胀时冒口颈封闭，石墨膨胀压力对铸件的热节处进行自补缩；本发明利用铁液充型凝固过程中冒口对汽车转向器壳体内部的铁液补充以及铸件凝固过程中石墨膨胀产生的自补缩来克服铸件热节处形成气缩孔的缺陷，有效地避免了铸件泄漏，保证了铸件的质量；
（2）本发明在型板模具上位于第二热节附近设置有冷铁，由于铸件安装轴处热节较小，因此不需要设置冒口，设置冷铁可促进铸件安装轴处铁液的加速冷却，使该处与转向器壳体上其余壁薄的位置同时均匀凝固，从而将气缩孔缺陷处向冒口处逼近，使气缩孔缺陷位置处于冒口可作用的范围内，从而通过冒口来克服气缩孔的缺陷，不仅可避免了铸件泄漏，而且减少了冒口的数量，降低了成本；
（3）本发明在型板模具上位于铸件内空腔处设置有覆膜砂芯，取代了放置在铸件内部的冷铁，避免内置冷铁导致铸件内放置冷铁的部位过冷，从而严重影响铸件的切削性能；另外，由于冒口设计以及铁液的自补缩，可消除原放置冷铁部位的气缩孔缺陷，从而在避免铸件泄漏的同时保证了铸件的切削性能；
（4）本发明中冷铁与铸件安装轴的形状相匹配，使冷铁贴合需要冷却的部位，保证了冷却效果；冷铁的厚度为该第二热节的内截圆直径的2-2.5倍，冷铁的冷却面积大于或等于该热节表面积的二分之一，保证了第二热节处与其他薄壁处同时均匀冷却，使气缩孔缺陷处被逼近至冒口可作用的范围内；
（5）本发明在型板模具上设置有四个型腔，可形成四个铸件，有效提高了铸造的工作效率；四个型腔呈矩形排布，且浇注口位于该矩形的中部，使铁液可更为均匀地浇注至每个型腔中；
（6）本发明中除溢流冒口外其他冒口均为热冒口，可使铁液保持在液态下更长时间，有利于补缩，可节省铁液，降低成本，同时，可有利于铁液保温，从而扩大了冒口可作用的范围。
附图说明
图1为汽车转向器壳体铸件的结构示意图；
图2为冷铁与汽车转向器壳体铸件的位置关系示意图；
图3为上型板模具的结构示意图；
图4为覆膜砂芯的结构示意图；
图5为原内置冷铁的示意图。
其中：1、下型板模具；2、偏心轴；3、侧孔；4、安装轴；5、浇注口；6、浇注道；7、溢流冒口；8、第一补缩冒口；9、第二补缩冒口；10、冷铁；11、覆膜砂芯；12、铸件；13、冒口颈。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
本实施例提供了一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，如图1-4所示，包括型板模具。型板模具包括上型板模具以及与上型板模具匹配的下型板模具1。在上型板模具和下型板模具2上分别开设有与转向器壳体铸件12相匹配的上铸件型块和下铸件型块，在制作型腔时，型板模具上型块所在的位置会形成型腔。其中，上型板模具1和下型板模具上分别开设有四个上铸件型块和下铸件型块，四个铸件型块呈矩形排布。
如图3所示，在上型板模具以及下型板模具1上均设置有浇注系统，浇注系统包括浇注口5、浇注道6和冒口，浇注道6的一端与浇注口5连通，另一端形成若干个出口，分别与铸件12型块以及冒口连通。浇注口5位于四个铸件12型块的中部。转向器壳体铸件12中开设有偏心轴2孔以及侧孔3。
如图1,2所示，转向器壳体铸件12由上铸件12与下铸件12拼接而成，在上铸件12以及下铸件12的侧边分别设置有五个安装轴4。上型板模具1以及下型板模具上的冒口位于每个转向器壳体铸件12的较大热节附近。其中，每个转向器壳体铸件12上有三个较大热节，分别位于转向器壳体铸件12中偏心轴2孔处的上端、转向器壳体铸件12中侧孔3开口端的上端以及转向器壳体铸件12中侧孔3封闭端的外侧。在偏心轴2孔处上端设置有溢流冒口7，在侧孔3开口端的上端设置有第一补缩冒口8，在侧孔3封闭端的外侧设置有第二补缩冒口9。第一补缩冒口8和第二补缩冒口9均为热冒口。这样设计可利用铸件12铁液充型补缩的合理位置，在铸件12充型凝固过程中冒口对铸型内铁液液态收缩和第一次体收缩时有热冒口瞬时补给，避免热节处形成气缩孔缺陷，在充型结束，球铁石墨膨胀时冒口颈封闭，石墨膨胀压力对铸件12的热节处进行自补缩。其中，浇注口5以及冒口的冒口颈与热节不搭接，冒口颈的位置如图3所示，预防形成接触热节。
在保证充分利用铁液凝固过程中的石墨膨胀形成自补缩的基础上，由于铸件12热节处壁厚较厚，铁液在厚实处的凝固速度肯定较壁厚薄处要慢，为促进厚实部位快速冷却，使转向器壳体壁薄与壁厚处同时均衡凝固，从而获得整体组织均匀致密的优质铸件12，本发明在下型板模具上的较小热节处均设置有冷铁10。每个转向器壳体铸件12上有五个较小热节，分别位于铸件12侧边的五个安装轴4处。在下型板模具1上位于这五个安装轴4处均设置有冷铁10，每个冷铁10均与贴近的安装轴4形状相匹配，使冷铁10可紧密贴合安装轴4。其中，冷铁10的厚度为较小热节的内截圆直径的2-2.5倍，冷铁10与安装轴4的接触面积大于或等于较小热节表面积的二分之一。冷铁10不能补偿收缩，设置冷铁10作用是转移缩孔缩松缺陷，将缩孔缩松缺陷逼近冒口的作用范围。
传统的转向器壳体铸造模具在铸件12内空腔中放置有内置冷铁与原覆膜砂芯，内置冷铁位于偏心轴孔处的空腔中，内置冷铁形状如图5所示，内置冷铁会导致转向器壳体内放置内置冷铁的部位过冷，严重影响切削性能。因此，本发明将覆膜砂芯改进为如图4所示，去除内置冷铁部分，将之前的内置冷铁部分改为由覆膜砂芯制成。这样避免内置冷铁导致铸件内放置冷铁的部位过冷，另外，由于冒口设计以及铁液的自补缩，可消除原放置冷铁部位的气缩孔缺陷，从而在避免铸件泄漏的同时保证了铸件的切削性能。因此，本发明在上型板模具1以及下型板模具上位于铸件12内空腔处设置有与空腔形状相匹配的覆膜砂芯11。
实践证明，采用本发明生产出的铸件12经过电镜检查和试压验证，不管是铸件12中原内置冷铁10的厚实部位还是热节点部位，均未出现渗漏现象。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，包括型板模具，所述型板模具上设置有与铸件(12)相匹配的型块，所述铸件(12)包括偏心轴(2)孔以及侧孔(3)，所述铸件(12)的侧边设置有安装轴(4)，其特征在于：所述型板模具上设置有浇注系统，所述浇注系统包括浇注口(5)、与浇注口(5)连通的浇注道(6)以及与浇注道(6)连通的冒口，所述浇注道(6)与型块连接，所述冒口包括溢流冒口(7)、第一补缩冒口(8)和第二补缩冒口(9)，所述溢流冒口(7)位于型板模具上形成铸件(12)偏心轴(2)孔处的上端，所述第一补缩冒口(8)位于型板模具上形成铸件(12)侧孔(3)开口端的上端，所述第二补缩冒口(9)位于型板模具上形成铸件(12)侧孔(3)封闭端的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述型板模具上形成铸件(12)安装轴(4)处的外侧设置有冷铁(10)，所述冷铁(10)与铸件(12)安装轴(4)的形状相匹配。
3.根据权利要求2所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述冷铁(10)的厚度为第二热节的内截圆直径的2-2.5倍。
4.根据权利要求2所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述冷铁(10)与铸件(12)的接触面积大于或等于第二热节表面积的二分之一。
5.根据权利要求1所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述型板模具上位于铸件(12)内空腔处设置有与空腔形状相匹配的覆膜砂芯(11)。
6.根据权利要求1所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述型板模具设置有四个型块，四个所述型块呈矩形排布。
7.根据权利要求6所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述浇注口(5)位于四个型块所形成的的矩形的中部。
8.根据权利要求1所述的一种预防汽车球铁转向器壳体铸件泄漏的铸造模具，其特征在于：所述第一补缩冒口(8)和第二补缩冒口(9)均为热冒口。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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