本發(fā)明涉及鑄造，具體是一種便于控溫散熱的金屬法蘭鑄造設備及鑄造方法。

背景技術：

1、法蘭，是指在管道末端或設備上的一種連接件，用于連接兩個管道或設備，實現(xiàn)密封和連接的作用。法蘭盤是一種有孔的金屬圓盤，一般通過鑄造的方式進行生產(chǎn)。

2、金屬法蘭在采用立式離心鑄造時，流動的鐵水在離心力的作用下貼合到模具的內(nèi)壁上，但是在鐵水自身重力的影響下，會在法蘭的內(nèi)孔上形成一個斜面，導致鑄造的精度不達標；另外，鑄件各處的厚度是不一致，厚度大的位置積聚的熱量多，若采用相同的冷卻效率進行散熱，就會導致鍛件各處的冷卻時間不一致，使得鍛件不能均勻散熱。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種便于控溫散熱的金屬法蘭鑄造設備及鑄造方法，以解決現(xiàn)有技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：本發(fā)明提供一種便于控溫散熱的金屬法蘭鑄造設備及鑄造方法技術方案，鑄造設備包括機架、殼體、動力電機和鑄造機構，殼體與機架緊固連接，殼體上設有進料口，動力電機與機架緊固連接，動力電機的輸出端與鑄造機構傳動連接，殼體內(nèi)設有工作腔，鑄造機構位于工作腔內(nèi)，鑄造機構用于調節(jié)鐵水的狀態(tài)。

3、機架用于為各機構提供穩(wěn)定的支撐，動力電機為鑄造設備的主要動力源，動力電機用于帶動鑄造機構動作，鑄造機構采用離心鑄造的方式進行加工，熔融的鐵水從殼體上的進料口進入鑄造機構內(nèi)進行加工，但是因為本發(fā)明的是采用立式離心鑄造的方式進行鑄造的，流動的鐵水在鑄造機構內(nèi)會在自身重力的影響下會趨向于向下方流動，導致最終成型的法蘭內(nèi)壁面形成斜面，從而影響鑄造的精度。

4、進一步的，鑄造機構包括旋轉體、調節(jié)組件和模具組件，旋轉體上設有轉軸，動力電機的輸出端設有傳動帶，傳動帶與轉軸傳動連接，調節(jié)組件與旋轉體緊固連接，調節(jié)組件用于帶動模具組件往復擺動，模具組件與調節(jié)組件緊固連接。

5、動力電機輸出端的傳動帶通過轉軸將動力傳遞給旋轉體，從而帶動旋轉體旋轉，進而帶動固定在旋轉體上的模具組件以旋轉體為中心做旋轉運動，模具組件內(nèi)的鐵水在離心力的作用下形成需要加工的形狀，為了抵消鐵水自生重力的影響，通過調節(jié)組件帶動模具組件在一定范圍內(nèi)往復擺動，使得鐵水受到一個額外向上的離心力，以此來抵消鐵水自身重力的影響，從而提高鑄造質量。

6、進一步的，調節(jié)組件包括導軌、往復電缸、齒條、調節(jié)軸和傳動輪，導軌與旋轉體緊固連接，往復電缸與旋轉體緊固連接，往復電缸的輸出端與齒條傳動連接，齒條與導軌滑動連接，調節(jié)軸與旋轉體轉動連接，調節(jié)軸與模具組件緊固連接，傳動輪與調節(jié)軸緊固連接，傳動輪上設有齒面，齒面與齒條嚙合。

7、在進行離心鑄造時，模具組件不僅在旋轉體的帶動下做自轉，還在調節(jié)組件的帶動下做往復擺動，通過往復電缸帶動齒條在導軌上左右移動，進而帶動與齒條嚙合的傳動輪做往復轉動，從而帶動調節(jié)軸在旋轉體上往復轉動，進而帶動與調節(jié)軸固定連接的模具組件，以此來實現(xiàn)模具組件的往復擺動。

8、進一步的，模具組件包括上模蓋和下模體，上模蓋與下模體卡接，下模體與調節(jié)軸緊固連接，下模體內(nèi)設有模腔。

9、互相卡接的上模蓋與下模體可便于模具組件的拆裝，鐵水從上模蓋上的開口流入下模體內(nèi)的模腔，模腔的截面與法蘭的截面相同，鐵水會在離心力的作用下貼合到模腔上，從而完成離心鑄造。

10、進一步的，下模體的底端對稱布置有弧形滑塊，旋轉體上設有導向槽，導向槽呈弧形，弧形滑塊與導向槽滑動連接。

11、為了保證下模體在調節(jié)組件的帶動下做往復擺動時的穩(wěn)定性，通過弧形的導向槽與弧形滑塊配合，對下模體的運動進行導向。

12、進一步的，模具組件內(nèi)設有散熱機構，散熱機構用于對鑄件進行冷卻散熱。

13、在鑄造完成后，通過對散熱機構對鑄件進行冷卻，以便于將工件從模具組件內(nèi)取出。

14、進一步的，散熱機構包括散熱盤管、進水管和出水管，進水管和出水管分別與散熱盤管連通，散熱盤管在模具組件內(nèi)布置若干個，若干散熱盤管上連通有導流組件，導流組件用于調節(jié)散熱效率。

15、進水管和出水管外接冷卻水源，冷卻水通過泵送的方式流入散熱盤管內(nèi)，散熱盤管是均勻布置在模腔的外側的，可對模腔內(nèi)的鑄件進行均勻散熱，但是鑄件各處的厚度是不一致，厚度大的位置積聚的熱量多，若采用相同的冷卻效率進行散熱，就會導致鍛件各處的冷卻時間不一致，使得鍛件不能均勻散熱，通過導流組件根據(jù)熱量多少自動調節(jié)相應位置的散熱效率，從而提高冷卻效果。

16、進一步的，導流組件包括導流罩、活動塊、支撐彈簧、電磁鐵、斥磁鐵、活塞桿、復位彈簧和頂塊，導流罩與散熱盤管連通，導流罩上設有弧形槽，活動塊上設有旋轉銷和擺動銷，旋轉銷與導流罩轉動連接，擺動銷與弧形槽滑動連接，支撐彈簧布置在弧形槽內(nèi)，支撐彈簧與擺動銷緊固連接，活動塊內(nèi)設有活動槽，電磁鐵與活動槽的內(nèi)壁緊固連接，斥磁鐵與活塞桿緊固連接，斥磁鐵與電磁鐵的相向端為同名磁極，活塞桿與活動槽滑動連接，活塞桿上套設有復位彈簧，活塞桿上遠離斥磁鐵的一端設有頂塊，活動塊的外壁面上設有彈性層，頂塊與彈性層抵接，活動塊的迎水端設有熱敏電阻，熱敏電阻與電磁鐵電連接。

17、當冷卻水經(jīng)過散熱盤管后，會吸收鍛件的熱量，而鍛件不同位置的熱量不一致，熱量多的區(qū)域的散熱盤管內(nèi)的水流溫度會較高，熱敏電阻與電磁鐵外接電源，組成完整電路，熱敏電阻受到的溫度越高，阻值越?。划斃鋮s水溫度正常時，電磁鐵對斥磁鐵的斥力克服不了復位彈簧的彈力，活動塊上的擺動銷在弧形槽內(nèi)的支撐彈簧的支撐下保持水平狀態(tài)，流線型的活動塊對冷卻水進行導流，使得冷卻水保持層流狀態(tài)；而冷卻水進行散熱時主要通過熱傳導，層流流動時，由于各層之間流體互不混雜，換熱方式主要是傳導，紊流是各層流體劇烈混合，使換熱極大增強，所以，紊流時散熱系數(shù)比層流高，即紊流的傳熱效果好；當冷卻水的溫度過高時，活動塊的迎水端的熱敏電阻可最先接觸到經(jīng)過散熱盤管的水流，并且水流的溫度越高，熱敏電阻的阻值就越小，傳遞給電磁鐵的電流就越大，電磁鐵對斥磁鐵的斥力就越大，克服復位彈簧的彈力，從而帶動活塞桿沿活動槽向上移動，使得頂塊頂起彈性層，使得活動塊一側的曲面高度高于另一側，這樣凸起一側的曲面處的冷卻水流速會高于另一側的冷卻水流速，流速快一側的冷卻水壓力低于流速慢一側的壓力，活動塊兩側冷卻水的壓力差會給活動塊一個推力，使得活動塊上的擺動銷沿弧形槽轉動，發(fā)生偏轉的兩個活動塊，會將層流狀態(tài)的冷卻水轉變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)，并且溫度越高電磁鐵對斥磁鐵的斥力就越大，頂塊頂起彈性層的凸起就越大，活動塊兩側冷卻水的壓力差會越大，活動塊受到的推力越大，偏移角度越大，造成的紊流就越大，散熱效率就越高，即實現(xiàn)了根據(jù)冷卻水的溫度自動調節(jié)散熱效率，溫度越高的區(qū)域散熱效率越高，從而保證鍛件各處的冷卻時間保持一致，提高了鍛件冷卻的均勻性。

18、進一步的，方法包括以下步驟：

19、s1：將熔融的鐵水從進料口加入模具組件內(nèi)；

20、s2：啟動動力電機帶動模具組件轉動，使得熔融的鐵水在離心力的作用下充斥到模腔內(nèi)；

21、s3：通過調節(jié)組件對模具組件內(nèi)的鐵水狀態(tài)進行調節(jié)，并通過散熱機構對成型的零件進行冷卻；

22、s4：最后打開上模蓋取出下模體內(nèi)的零件。

23、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

24、1、通過往復電缸帶動齒條在導軌上左右移動，進而帶動與齒條嚙合的傳動輪做往復轉動，從而帶動調節(jié)軸在旋轉體上往復轉動，進而帶動與調節(jié)軸固定連接的模具組件，以此來實現(xiàn)模具組件的往復擺動，使得鐵水受到一個額外向上的離心力，以此來抵消鐵水自身重力的影響，從而提高鑄造質量。

25、2、通過在導流罩內(nèi)設置可轉動的活動塊，在冷卻水溫度過高時，通過調節(jié)活動塊來使得原本層流流動的冷卻水轉變?yōu)槲闪髁鲃?，從而提高散熱效率，在溫度恢復正常后，支撐彈簧的彈力將活動塊復位，將紊流狀態(tài)的冷卻水再次導流至層流狀態(tài)，從而實現(xiàn)根據(jù)溫度高低實時調節(jié)散熱效率的效果，從而保證了對鍛件的冷卻效果。

26、3、通過相向布置的電磁鐵和斥磁鐵，利用冷卻水溫度的變化對熱敏電阻阻值的影響，溫度越高時，電磁鐵對斥磁鐵的斥力就越大，頂塊頂起彈性層的高度就越高，使得活動塊一側的曲面高度高于另一側，這樣凸起一側的曲面處的冷卻水流速會高于另一側的冷卻水流速，流速快一側的冷卻水壓力低于流速慢一側的壓力，活動塊兩側冷卻水的壓力差會給活動塊一個推力，使得活動塊上的擺動銷沿弧形槽轉動，發(fā)生偏轉的兩個活動塊，會將層流狀態(tài)的冷卻水轉變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)，從而提高散熱效率。