專利名稱：傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造方法，尤其是指一種頃轉(zhuǎn)式重力鑄造方法。本發(fā)明還涉及上述實現(xiàn)方法的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置。
背景技術(shù)：
通過鑄造的方式生產(chǎn)型材是通常業(yè)界所熟悉的方式，在汽車用鋁合金成形工藝中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。通常有三種常見的方式，逐一介紹如下第一種鋁合金壓鑄工藝已成為汽車用鋁合金成形工藝中應(yīng)用最廣泛的工藝之一，此工藝完全采用金屬型腔，澆注時，通過施加一定的壓力將鋁液射入型腔產(chǎn)生鑄件。壓鑄工藝生產(chǎn)的鑄件表面精度高，內(nèi)部組織致密，鑄造缺陷少，但是相對來說壓鑄模具的材料和加工精度要求比較高，因此模具的制造周期比較長，一般需要八個月左右。尤其在產(chǎn)品開發(fā)階段，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可能會不斷的變化，而壓鑄模具不易更改，不適用產(chǎn)品開發(fā)階段的結(jié)構(gòu)調(diào)整。另外，壓鑄設(shè)備的成本比較高，對于產(chǎn)品開發(fā)來說投入風(fēng)險比較大。
第二種砂芯組型工藝也普遍用于汽車缸體，其工藝特點是將多個砂芯通過組芯夾具組合在一起，再將鋁水澆入由砂芯組成的型腔產(chǎn)生鑄件。砂芯組型工藝也是重力鑄造的一種，由于鑄件的所有形狀都是由砂芯形成，所需的砂芯數(shù)量比較多，因此也需要制造一定數(shù)量的芯盒，工裝投入費用大，周期長。在澆注時，由于鋁液周圍都是砂芯，而砂芯散熱慢，因此鋁液的凝固時間比較長，而且溫度不易控制，對于局部需特殊控制的地方不易解決。采用砂芯組型工藝生產(chǎn)的鑄件表面粗糙度比較高。
第三種金屬型重力鑄造工藝是一種金屬模與砂芯相結(jié)合的方法，其特點是工裝數(shù)量少，模具制造周期短，開發(fā)成本低。并且重力金屬型鑄造模具能夠適應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)階段不斷的調(diào)整，但是普通的金屬型重力鑄造工藝有其自身的工藝難點而不被大家采用，如補縮問題、充型問題、鋁液降溫問題。
為克服上述三種方法因其自身工藝的局限性而存在各種缺陷，本發(fā)明采用傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造方法，尤其適用于鋁合金缸體鑄件的生產(chǎn)，并采用了能夠?qū)崿F(xiàn)上述方法的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造方法，能夠減少缸體模具及裝備的制造周期，加快新產(chǎn)品的上市時間。用于鋁合金缸體類鑄件的生產(chǎn)時，能夠減少缸體模具及裝備的制造周期，加快新產(chǎn)品的上市時間。
本發(fā)明的次要目的在于，提供一種傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造方法，能夠減少鑄造缺陷，提供產(chǎn)品的質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，用以實現(xiàn)上述傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造方法澆注?？墒芸刂频脑趦A斜狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動，在澆注模由傾斜狀態(tài)回轉(zhuǎn)水平狀態(tài)過程中進(jìn)行澆注。
所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其具體步驟如下a)鑄造機工作臺處于水平狀態(tài)，機械手下芯，澆注模合模并處于水平狀態(tài)，；b)澆注模傾轉(zhuǎn)一定角度；c)澆注模反向旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，此過程中進(jìn)行澆注；d)澆注模固定于水平狀態(tài)，鑄件開始凝固。
所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，步驟C中的的澆注是由一外設(shè)并且和澆注模配合動作的容器向澆注模內(nèi)澆注完成的。
該外設(shè)的容器和鑄造機工作臺可以固定或者不固定連接。這里是指該外設(shè)容器可以固定的方式安裝在鑄造機工作臺的一邊，因此可以隨澆注模一起旋轉(zhuǎn)。也可以不固定連接的方式安裝在鑄造機工作臺的一邊，比如通過鉸鏈或者軸承等方式；此時需要另外單獨給該容器提供動力和一套控制裝置，以確?？梢噪S澆注模一起旋轉(zhuǎn)。
除了上述容器的安裝方式外，還可以采用外設(shè)的容器和鑄造機工作臺不連接，獨立于鑄造機工作臺的安裝設(shè)置，此時也需要另外單獨給該容器提供動力和一套控制裝置，以確?？梢噪S澆注模一起旋轉(zhuǎn)。。
所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其特征在于，澆注?；剞D(zhuǎn)至水平狀態(tài)的傾轉(zhuǎn)速度為5°/s～12°/s。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，澆注?？墒芸刂频脑趦A斜狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動，外設(shè)一個配合澆注模動作的容器，該容器可以在澆注模由傾斜狀態(tài)回轉(zhuǎn)水平狀態(tài)過程中對澆注模進(jìn)行澆注。
所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，該外設(shè)的容器和鑄造機工作臺固定或者不固定連接。
所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，該外設(shè)的容器和鑄造機工作臺不連接，獨立于鑄造機工作臺安裝設(shè)置。
所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，澆注?；剞D(zhuǎn)至水平狀態(tài)的傾轉(zhuǎn)速度為5°/s～12°/s。
本發(fā)明的優(yōu)點和特點在于1.傾轉(zhuǎn)式金屬型重力鑄造方法應(yīng)用在鋁合金缸體上，其澆注充型過程具有充型快速平穩(wěn)的特點；2.鋁合金缸體采用傾轉(zhuǎn)金屬型重力鑄造方法，使液體靜壓頭高度由小逐漸變大，充型平穩(wěn)，利于氣體的排出，并且避免了普通重力鑄造方法中由于靜壓頭大而引起充型二次造渣問題；3.通過傾轉(zhuǎn)澆注，有效的控制了鋁液的充型時間和充型速度；4.傾轉(zhuǎn)式快速澆注工藝解決了充型過程中鋁液降溫導(dǎo)致的冷隔、澆不足等缺陷；5.采用傾轉(zhuǎn)式澆注時先充型的鋁液流程長，降溫快，在鑄型底部，且溫度低，后充型的鋁液流程短，降溫慢，在鑄型上部，且溫度高，鑄型上部溫度高的鋁液(冒口)能很快補充給鑄型下部溫度低的部分，這樣建立了合理的鑄件凝固溫度場，利于鑄件的凝固補縮，提高了鑄件的工藝出品率。


圖1是本發(fā)明一實施例傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置；圖2是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的初始狀態(tài)；圖3是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的澆注準(zhǔn)備階段；圖4是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的頃轉(zhuǎn)充型階段；圖5是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的鑄件凝固階段；圖6是傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明以鑄造汽車發(fā)動機鋁合金缸體產(chǎn)品為基礎(chǔ)作例。
圖1是鑄造該鋁合金缸體的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，鋁合金缸體澆注模100由底模1、左側(cè)模2、右側(cè)模3、前端模4、后端模5、澆口杯6等組成，型塊材質(zhì)一般采用耐熱模具鋼。底模1緊固在鑄造機的澆注臺(圖中未示)上，左側(cè)模2、右側(cè)模3和前端模4、后端模5在分別開合模方向直線運動，澆注模100上有壓緊機構(gòu)將芯子壓緊(圖中未示)。
圖2是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的初始狀態(tài)。在初始狀態(tài)，鑄造機工作臺處于水平狀態(tài)，頂出機構(gòu)復(fù)位狀態(tài)，前后端模合模，機械手下芯，左右側(cè)模合模。如圖所示，澆注模100安裝在五開模的傾轉(zhuǎn)鑄造機工作臺上，處于水平狀態(tài)；圖3是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的澆注準(zhǔn)備階段。如圖所示，澆注模100通過傾轉(zhuǎn)鑄造機傾轉(zhuǎn)一定角度(角度在0～90°之間調(diào)整)后，位于傾斜狀態(tài)，進(jìn)入澆注準(zhǔn)備階段，澆口杯6注入鋁液合金；圖4是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的頃轉(zhuǎn)充型階段。如圖所示，澆注模100通過傾轉(zhuǎn)鑄造機，澆口杯中的鋁液合金注入澆注模100中，并逐漸回復(fù)至初始狀態(tài)；圖5是進(jìn)行傾轉(zhuǎn)式重力鑄造的鑄件凝固階段。如圖所示，澆注結(jié)束，鑄件開始凝固。鑄件凝固后，左、右側(cè)模打開，前、后側(cè)模打開，頂出鑄件，機械手取走鑄件，下頂出復(fù)位，清理鑄型，進(jìn)入下一循環(huán)。
在本實施例中整個傾轉(zhuǎn)過程澆注模回轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)的傾轉(zhuǎn)速度為5°/s～12°/s，所需時間為7～8s。
權(quán)利要求
1.一種傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，用于生產(chǎn)鋁合金缸體，其特征在于，澆注模可受控制的在傾斜狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動，在澆注模由傾斜狀態(tài)回轉(zhuǎn)水平狀態(tài)過程中進(jìn)行澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其特征在于，其步驟如下a)鑄造機工作臺處于水平狀態(tài)，機械手下芯，澆注模合模并處于水平狀態(tài)；b)澆注模傾轉(zhuǎn)一定角度；c)澆注模反向旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，此過程中進(jìn)行澆注；d)澆注模固定于水平狀態(tài)，鑄件開始凝固。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其特征在于，步驟C中所述的澆注是由一外設(shè)并且和澆注模配合動作的容器向澆注模內(nèi)澆注完成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其特征在于，該外設(shè)的容器和鑄造機工作臺固定連接、或者不固定連接、或者獨立于鑄造機工作臺安裝設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其特征在于，應(yīng)用于鋁合金缸體類鑄件，步驟b中所述的傾轉(zhuǎn)的角度在0～90°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，其特征在于，應(yīng)用于鋁合金缸體類鑄件，澆注?；剞D(zhuǎn)至水平狀態(tài)的傾轉(zhuǎn)速度為5°/s～12°/s。
7.一種傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，其特征在于，澆注?？墒芸刂频脑趦A斜狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動，外設(shè)一個配合澆注模動作的容器，該容器可以在澆注模由傾斜狀態(tài)回轉(zhuǎn)水平狀態(tài)過程中對澆注模進(jìn)行澆注。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，其特征在于，該外設(shè)的容器和鑄造機工作臺固定連接、或者不固定連接、或者獨立于鑄造機工作臺安裝設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，其特征在于，步驟b中所述的傾轉(zhuǎn)的角度在0～90°之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傾轉(zhuǎn)式重力鑄造裝置，其特征在于，澆注?；剞D(zhuǎn)至水平狀態(tài)的傾轉(zhuǎn)速度為5°/s～12°/s。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種傾轉(zhuǎn)式重力鑄造方法，用于生產(chǎn)鋁合金缸體，其特征在于，澆注?？墒芸刂频脑趦A斜狀態(tài)和水平狀態(tài)之間轉(zhuǎn)動，在澆注模由傾斜狀態(tài)回轉(zhuǎn)水平狀態(tài)過程中進(jìn)行澆注。用此方法生產(chǎn)鋁合金缸體類鑄件可實現(xiàn)低成本開發(fā)及批量生產(chǎn)，并獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。
文檔編號B22D23/00GK1634673SQ20031011304
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者胡占維, 韓其良, 楊林龍 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)明志鑄造裝備有限公司