铸造方法及其装置制造方法及图纸

本申请公开了一种湿砂铸法及设备，尤其是一种铸造金属部件的设备和方法。所述设备具有一个竖直分型线以及一个减少铸件中的缺陷的浇口结构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造金属部件的方法和设备，更详细地说，涉及采用可以在复杂的铸造成品中减少杂质和缺陷数量的竖直分型线的铸造设备和方法。
技术介绍
长期以来，涡卷部件一直采用各种砂型铸造以铁基合金或其它合金来生产。由于对于绝大多数应用而言，这些铸件接下来必须进行彻底地机械加工使之达到很精密的公差，而且必须不存在有害的缺陷，所以要求将铸造公差以及与砂的质量相关的问题，诸如疤痕，包体，以及砂眼等减少到最低限度。这些考虑使得人们倾向于利用优质铸造方法，诸如壳型造型，消耗型的泡沫铸塑(lost foam casting)等。一些不太昂贵的铸造方法，例如各种湿砂铸造技术也常常被采用，但一般而言，从其公差及质量的角度考虑，它们通常仅获得某种程度的成功。对湿砂铸造而言，通过使用壳芯，冷芯盒砂芯或类似的型芯并通过小心地设计砂芯头，可以改善诸如涡卷部件的渐开线等最重要的铸件结构的公差。此外，通过把砂芯头和湿砂铸件的结构置于铸模的同一侧，可以进一步改进公差。但不幸的是，一些与砂相关的质量问题仍然存在。在一般低成本的水平分型线铸模的情况下，众所周知的浇注系统(横浇道(runner)，浇口，直浇口窝，节流浇口(choke)，尾砂(tail)等)设计原则，对于解决这些质量问题的根本原因取得一定的成功。在成本非常低的竖直分型线铸模中，例如在一个Disa(迪沙)铸模上进行生产时，即使是最小心地进行设计的传统的浇注系统也不能成功地避免散砂以及与砂相关的质量缺陷。在砂型铸造一个涡卷部件时，涡卷翼的窄而深的空间容易截留外来物质例如被熔融金属夹带的散砂，渐开线的取向是这种可能性的一个重要因素。具有水平轴线的渐开线起着一个十分有效的陷阱的作用。水平渐开线取向通常用于成本较低的竖直分型的铸模，这种分型线取向易于产生散砂。在这种情况下，一般宁肯不依靠传统的浇口芯或滤芯(filter core)，一种优选的途径是对浇注系统进行新颖的设计，使之较少产生散砂。一般说来，利用竖直分型模的传统浇注有三个因素造成散砂，它们是高的速度，突然改变方向，以及紊流。本专利技术构成一种可以适当地解决这些问题的补救方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服包括竖直分型模的湿砂铸造的质量限制，以便生产要求高的铸造精度和高质量的涡形件和类似产品。本专利技术的另一个目的是生产没有包体和砂眼的湿砂铸造部件。因此，本专利技术具有一个作为第一和第二侧模的型腔形成的竖直分型砂模。至少一个侧模的型腔限定出一个与浇口连通的浇口杯。另外，由侧模之一形成的模具具有一个砂芯；该砂芯具有一个压痕面(imprint surface)并在其上限定出一个浇口或一个冒口颈。通过下面所进行的详细描述，本专利技术的进一步的应用范围将会变得更加清楚，应当理解，下面所进行的详细描述以及以专利技术的优选实施例的形式所列举的特定的例子，其目的仅仅是为进行说明，而不是对本专利技术的范围进行限定。附图说明通过下面的描述和附图，将会对本专利技术更清楚地加以理解，其中图1和2表示一个涡卷机及利用本专利技术的铸造设备和方法形成的部件；图3表示根据本专利技术的组装好的砂型组件；图4是表示根据本专利技术的另外一个包括一个易熔塞的实施例；图5表示根据本专利技术的另一个实施例，其中描述的易熔塞部件为另外一种结构；图6表示本专利技术的另外一种包括陶瓷过滤器的实施例；以及图7和8表示本专利技术的铸模组件的另外的结构。具体实施例方式对于图中所示的涡卷部件的一般结构的描述并不是为了对本专利技术加以限制。熟悉本领域的技术人员应当理解，所描述的部件是以示意的方式表示的，同时这种结构部件的变形，改型以及改进均包含在本专利技术的范围内。进而，本专利技术适用于除图中所示的结构之外，还适用于许多不同涡卷结构。一个涡卷机(例如，不作为限制的，一个涡卷压缩机)的总体结构一般包括一个曲柄轴，用于驱动(例如借助一个适当的马达)一对涡形件中的至少其中之一，所述其中的一个涡卷部件与另一个与之啮合的涡卷部件进行相对的环行运动。图1表示出一个典型的涡卷机10的总体部件。图1中表示出一个圆柱形的密封外壳12，该外壳在一端上具有盖14，在另一端上具有底座16。一个包含一个定子20和一个连接到曲柄轴24上的转子22的电动机18，用于驱动曲柄轴24。曲柄轴24本身被连接到一个第一涡卷部件26上。一个减荷(unloader)驱动衬套28设置在第一涡卷部件26与曲柄轴24之间。第一涡卷部件26与第二涡卷部件30相互啮合。在第一涡卷部件26与第二涡卷部件30之间设置一个欧氏环32，以防止或限制第一涡卷部件26与第二涡卷部件30的相对转动。一个主轴承箱34设置在第一涡卷部件26的下方并对其进行支承。参照图1和图2，它表示出第一涡卷部件26的一个例子。该涡卷部件26具有一个底座36。底座36包括一个板38，该板限定出一个表面，从该表面上延伸出一个涡卷翼40。翼40终止于翼的顶部42。一个圆柱形的毂44从表面46向远离涡卷翼40的方向延伸。圆柱形毂44具有一个限定于其内的轴向孔48，在该孔内可旋转地设置有所述减荷衬套28，该减荷衬套具有一个内孔，其结构用于和曲柄轴24的一端啮合(例如，如这里被引用为参考文献的美国专利No.4767293所公开的那样)。图1中还表示出适宜的第二涡卷部件30的例子。所述第二涡卷部件30包括一个底座部分50，该底座具有一个第一板52，一个从第一板52上悬垂的壁54，以及一个第二板56。一个密封凸缘58从第二板56绕其周围向外延伸。一个密封垫圈60在密封凸缘58内远离第二板56向外延伸。一个涡卷翼62在第二板56的与密封垫圈60所在的表面相反的表面上延伸。翼62终止于翼的顶部64。涡卷压缩部件可以相互联动地组合，如熟悉本领域的技术人员可以理解的那样。对涡卷压缩机的操作和对它的各种实施例以及对它的改进的具有代表性的美国专利的例子包括但不限于No.4767293和No.5411384，这里将它们专门引用为参考文献。欧氏联轴节(例如环32)可以采取各种形式，但通常包括两对键，其中一对与位于第一涡卷部件上的槽啮合，其另一对与位于第二涡卷部件上的槽啮合，或者与位于一个固定体上或者位于轴承箱上的槽啮合。当然，它们存在着各种变形形式或改进形式，例如，由这里被引用为参考文献的美国专利No.5320506所表明的那样。本专利技术涉及一种铸造涡卷机的部件的系统和方法，所述铸造部件的铸造缺陷很少，且其公差获得很大的改进。在一个实施例中，本专利技术将在铸模中使用特殊的浇注系统，以便减少侵蚀性的造型材料的数量。在另外一个实施例中，本专利技术将在浇注系统中结合使用易熔塞，在该系统中具有附加的合金材料，或者没有附加的合金材料。对于具有大的渐开线结构、因此潜在地比其它部件更有可能存在铸造缺陷的涡卷机部件，加入易熔塞是特别有益的。特别是，本专利技术对涡卷部件特别有用，例如(但不限于)涡卷部件，减荷衬套，轴承箱，以及防止或限制涡形件旋转的器件，例如欧氏联轴节。因此，图3公开了一种砂型组件70，它具有一个竖直分型线71，一个第一侧模72和一个第二侧模73。砂型70用湿砂造型材料形成，它是一种由砂和粘土制成的造型材料，这在本领域是公知的。另外，该铸模包括一个砂芯76，该砂芯优选地包括特定铸件的细部。至少其中一个侧模限定出一个浇口杯74，一个浇口75与之连通。第二个侧模73其内装有一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铸造一种结构的设备，包括： 一个竖直分型线砂模组件，它具有一个限定出一个第一型腔的第一侧模和一个限定出一个第二型腔的第二侧模，所述侧模中的至少一个限定出一个与一浇口连通的浇口杯，并且，所述侧模中的至少一个具有一个砂芯，该砂芯限定出一个压痕面，以及一个通向由第一和第二型腔形成的型腔的浇口。

【技术特征摘要】
US 2001-7-26 09/916,0001.一种用于铸造一种结构的设备，包括一个竖直分型线砂模组件，它具有一个限定出一个第一型腔的第一侧模和一个限定出一个第二型腔的第二侧模，所述侧模中的至少一个限定出一个与一浇口连通的浇口杯，并且，所述侧模中的至少一个具有一个砂芯，该砂芯限定出一个压痕面，以及一个通向由第一和第二型腔形成的型腔的浇口。2.如权利要求1所述的设备，其中，浇口是穿过砂芯限定的孔。3.如权利要求1所述的设备，其中，所述浇口是一个槽口浇口。4.如权利要求1所述的设备，其中，所述砂芯限定出一个防溅挡板。5.如权利要求1所述的设备，其中，所述砂芯限定出一个“J”形流体陷阱。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一侧模不包含铸件的细节。7.如权利要求1所述的设备，其中，砂芯是一个树脂粘接的壳芯(shell)。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述浇口包括一个易熔塞。9.如权利要求8所述的设备，其中，易熔塞是一个钢盘。10.如权利要求8所述的设备，其中，易熔塞是杯状的。11.如权利要求10所述的设备，其中，所述杯具有保持凸耳，用于连接到砂芯上。12.如权利要求1所述的设备，其中，所述浇口包括一个滤芯。13.如权利要求12所述的设备，其中，所述滤芯是一个插入到浇口中的陶瓷过滤器。14.如权利要求12所述的设备，其中，滤芯是陶瓷质的。15.如权利要求12所述的设备，其中，过滤器进一步包括一个易熔塞。16.如权利要求15所述的设备，其中，所述易熔塞是一个钢盘。17.如权利要求15所述的设备，其中，所述易熔盘被结合到砂芯上。18.如权利要求15所述的设备，其中，所述易熔塞是杯状的。19.如权利要求18所述的设备，其中，所述易熔塞具有连接到砂芯上的凸耳。20.如权利要求18所述的设备，其中，所述易熔塞用粘合剂粘接在砂芯上。21.如权利要求18所述的设备，其中，所述易熔塞包含一种孕育剂。22.如权利要求18所述的设备，其中，所述易熔塞帮助形成压...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃伦G威廉森，
申请(专利权)人：科普兰公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]