用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置制造方法及图纸

一种用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，包括箱体、型砂和型腔；箱体的侧壁围成空腔，型砂和型腔都在空腔内，型砂填在型腔外壁和箱体内壁之间；空腔的形状和型腔的外形对应，箱体的内壁与型腔的外壁之间的间距范围是50～80mm；所述箱体包括框架和多块钢板；框架是由多个水平的钢管和竖直的钢管拼接构成；多块钢板相互拼接构成箱体的侧壁；部分钢板的外壁直接连接在框架内侧，部分钢板的外壁通过连接筋连接在框架内侧；各个水平的钢管和/或竖直的钢管是中空的；箱体的侧壁的外壁上贴有冷媒管道；冷媒管道的材质是导热的金属材质。本装置依据产品模具本身形状设计配套砂箱，节省树脂砂的使用并缩短铸件在型腔内部的冷却时间。

【技术实现步骤摘要】
用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置
本技术专利主要涉及机械制造领域，主要针对风电轮毂类铸件制造过程中控制树脂砂用量，降低生产成本，提高生产安全而设计的新型专用砂箱。具体应用在铸造造型时在模具型板面上放置砂箱，适用于安全起吊、加速铸件冷却和降本增效专用成型砂箱装置。
技术介绍
在铸造领域中，现原材料价格浮动较大，价格的上涨导致生产成本增加，在对产品质量要求越来越高同时市场竞争激烈，企业面临产品价格竞争，利润大幅度下滑，企业运营困难。安全部门对企业安全生产行政力度越来越严，安全生产是企业顺利经营的保证，只有设计好的安全生产工具，才能保障企业安全生产。一般来说，普通砂箱是由模具外表最大尺寸再增加一定的吃砂量，并且同种边框大小的模具所用砂箱可以相互通用的，简单来说，砂箱是个矩形的中空箱体。由于普通砂箱要与多种模具相匹配，导致普通砂箱内部空间较大。对于风电类铸件，其朝着大体积方向发展，尤其是风电轮毂类铸件，这类铸件的外形体积很大，而其内部又有较大体积的中空(整体类似于半球壳形状)，铸件本身的体积(排水体积)远小于铸造所用砂箱的容积，采用常规的砂箱造型手段，所需要的树脂砂数量很大，而有效用于构成铁水型腔的树脂砂数量却非常有限，造成的较大浪费，增加原材料成本，并且在砂箱造型过程较长，生产效率低。另外，铁水所在型腔外的厚薄不均的树脂砂会影响到铁水的冷却时间均匀性，造成铸件局部晶粒粗大，影响铸件的机械性能。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出一种用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，包括箱体、型砂和型腔；箱体的侧壁围成空腔，型砂和型腔都在空腔内，型砂填在型腔外壁和箱体内壁之间；空腔的形状和型腔的外形对应，箱体的内壁与型腔的外壁之间的间距范围是50～80mm；所述箱体包括框架和多块钢板；框架是由多个水平的钢管和竖直的钢管拼接构成；多块钢板相互拼接构成箱体的侧壁；部分钢板的外壁直接连接在框架内侧，部分钢板的外壁通过连接筋连接在框架内侧；各个水平的钢管和/或竖直的钢管是中空的；所述箱体的侧壁的外壁上贴有冷媒管道；冷媒管道的材质是导热的金属材质。进一步的：中空的钢管有利于提高框架的结构强度，这里在中空的钢管的首尾两端分别开有通气口，让管道具有辅助散热作用。所述冷媒管道有多根，每块钢板的外壁上都贴有至少一根冷媒管道。该结构提高了铸件各个部分的冷却均匀程度。由于部分钢板之间连接于框架，造成用于布置冷媒管道的平整表面较小，此时，可采用多根单独的冷媒管道布置方式。冷媒管道可采用普通的方形或圆形的镀锌铁/钢管。所述冷媒管道绕成S型贴于箱体的侧壁。该结构扩大了铸件的冷却面积。所述冷媒管道内的冷媒是空气或雾化状态的水。对于处于高温状态的型砂，采用空气或雾化状态的水的冷却效果更安全高效。雾化水的手段主要可以是采用高压水流或气流雾化。本例中，雾化状态的水是由水通过高压雾化得到。所述连接筋的径向截面是“T”字形。该结构提高了连接筋的强度。所述箱体包括通过可拆卸连接结构连接上砂箱和下砂箱；所述型腔是由上型腔和下型腔拼接构成；上砂箱的内壁与上型腔的外壁之间填有型砂；下砂箱的内壁与下型腔的外壁之间填有型砂。分离式砂箱结构适用更广泛，尤其是大型铸件。可拆卸连接结构通常可采用快速锁紧式砂箱夹紧装置。开有通气口的钢管是径向截面是方形的钢管。方形的钢管的结构强度以及加工、使用便利性优于圆形钢管。本技术依据产品模具本身的形状，设计配套的砂箱，可节省树脂砂的使用。由于砂层厚度减少，浇注后的铸件热传导效率提高，可缩短铸件在型腔内部的冷却时间。并且向砂箱主体方管通气也可加速铸件冷却提高冷却效率。减少各部分铁水冷却时间差异，优化了铸件的基体组织，避免了由于冷却不均匀导致的局部晶粒粗大，影响整体机械性能。附图说明图1是本例的铸造成型砂箱装置结构示意图(上、下砂箱合箱状态，视角为斜向的自上而下)；图2是本例的上砂箱外形结构示意图(视角为斜向的自上而下)；图3是本例的从外形结构示意图(视角为斜向的自下而上)；图4a是本例的上砂箱使用状态(砂箱与模具配合)结构示意图(视角为斜向的自上而下)；图4b是本例的下砂箱使用状态(砂箱与模具配合)结构示意图(视角为斜向的自下而上)；图5是T型的连接筋的截面示意图；图6是单块钢板及其上的冷媒管道示意图；图中：上砂箱1、下砂箱2、框架3、钢板4、钢管5、连接筋6、通气口7、冷媒管道8、角钢9、封板10、上模具11、下模具12、托盘13。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术说明如下：如图1～3、5、6，一种用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，包括箱体、型砂和型腔；箱体的侧壁围成空腔，型砂和型腔都在空腔内，型砂填在型腔外壁和箱体内壁之间，其特征是空腔的形状和型腔的外形对应，箱体的内壁与型腔的外壁之间的间距范围是50～80mm；所述箱体包括框架和多块钢板；框架是由多个水平的钢管和竖直的钢管拼接构成；多块钢板相互拼接构成箱体的侧壁；部分钢板的外壁直接连接在框架内侧，部分钢板的外壁通过连接筋连接在框架内侧；各个水平的钢管和/或竖直的钢管是中空的；在中空的钢管的首尾两端分别开有通气口；所述箱体的侧壁的外壁上贴有冷媒管道；冷媒管道的材质是导热的金属材质。进一步的：所述冷媒管道有多根，每块钢板的外壁上都贴有至少一根冷媒管道。所述冷媒管道绕成S型贴于箱体的侧壁。所述冷媒管道内的冷媒是空气或雾化状态的水。所述连接筋的径向截面是“T”字形。所述箱体包括通过可拆卸连接结构连接上砂箱和下砂箱；所述型腔是由上型腔和下型腔拼接构成；上砂箱的内壁与上型腔的外壁之间填有型砂；下砂箱的内壁与下型腔的外壁之间填有型砂。可拆卸连接结构通常可采用快速锁紧式砂箱夹紧装置。开有通气口的钢管是径向截面是方形的钢管。以风电轮毂铸件为例：参考图2，上砂箱内部是由多块钢板根据模具的外形，以不同角度拼接构成省砂的空腔。各块钢板内壁与模具外壁对应位置处保留50-80mm的间距，各块钢板内壁与模具外壁之间的空间用来填满型砂。为加强省砂结构强度，采取如下两点技术手段：1、在省砂结构的钢板与砂箱外框之间连接加强的连接筋板，连接筋板是垂直对应角板(角钢)。2、两块相邻钢板除了连接边满焊外，在钢板外壁还采用10mm厚角板(角钢)将两块钢板连接并满焊。上砂箱的顶部用10mm厚钢板(封板)将钢板外缘与框架之间封闭，便于造型人员在砂箱上端行走作业。参考图3，下砂箱结构的设计思路与上砂箱相同，将原本在同水平面上的T型连接筋板，根据模具的高度保留50-80mm的砂层量进行调整。使用以及原理说明：以风电轮毂的砂箱木模造型过程为例：参考图4a，对于上砂箱，将上砂箱置于上模具上型面，托盘和上模具为一体式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，包括箱体、型砂和型腔；箱体的侧壁围成空腔，型砂和型腔都在空腔内，型砂填在型腔外壁和箱体内壁之间，其特征是空腔的形状和型腔的外形对应，箱体的内壁与型腔的外壁之间的间距范围是50～80mm；/n所述箱体包括框架和多块钢板；框架是由多个水平的钢管和竖直的钢管拼接构成；多块钢板相互拼接构成箱体的侧壁；部分钢板的外壁直接连接在框架内侧，部分钢板的外壁通过连接筋连接在框架内侧；/n所述箱体的侧壁的外壁上贴有冷媒管道；冷媒管道的材质是导热的金属材质。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，包括箱体、型砂和型腔；箱体的侧壁围成空腔，型砂和型腔都在空腔内，型砂填在型腔外壁和箱体内壁之间，其特征是空腔的形状和型腔的外形对应，箱体的内壁与型腔的外壁之间的间距范围是50～80mm；
所述箱体包括框架和多块钢板；框架是由多个水平的钢管和竖直的钢管拼接构成；多块钢板相互拼接构成箱体的侧壁；部分钢板的外壁直接连接在框架内侧，部分钢板的外壁通过连接筋连接在框架内侧；
所述箱体的侧壁的外壁上贴有冷媒管道；冷媒管道的材质是导热的金属材质。


2.根据权利要求1所述的用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，其特征是各个水平的钢管和/或竖直的钢管是中空的；在中空的钢管的首尾两端分别开有通气口。


3.根据权利要求1所述的用于风电轮毂类铸件的节砂高效铸造成型砂箱装置，其特征是所述冷媒管道有多根，每块钢板的外壁上都贴有至少一根冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇璟韬，
申请(专利权)人：上海机床铸造一厂苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32