[發明專利]一種減小脫模力的分段式模芯

有效

• 申請號: 201410279293.1
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104014751A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 嚴宏志;周騰飛;葉輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22D7/06
• 分類號: B22D7/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種金屬冶煉領域的模芯，特別是涉及一種脫出鑄錠時可以節省擊打力的分段式模芯。

背景技術

在金屬澆鑄中，模芯是被熔融態金屬液凝固固定在鑄錠中，用于吊車將鑄錠從鑄模中起吊出的支撐物。將鑄錠從鑄模中起吊出后，要將模芯從鑄錠中脫出，以重復利用。由于金屬凝固時收縮產生壓緊力，因此模芯受到收縮金屬的摩擦力大，要使模芯從鑄錠中脫出就變得很困難。目前，金屬澆鑄時使用的是整體式模芯，即為一整根錐形金屬棒，當人工掄大錘擊打整體式模芯使其與鑄錠脫出時，需要較大的錘擊力，且有時需要多次擊打才能使模芯脫出鑄錠，這種整體式模芯使用時勞動強度大、效率低且安全性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種使模芯脫出鑄錠時擊打省力的減小脫模力的分段式模芯，以解決整體式模芯使用時勞動強度大、效率低且安全性差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供的減小脫模力的分段式模芯，芯軸為階梯軸，所述的芯軸設有至少一道軸肩，所述的芯軸的下端連接有底部錐形模芯，所述的芯軸的頂端連接有芯頭，所述的芯頭上設有起吊支撐孔，所述的芯軸上套裝有數量與所述的軸肩的數量相等的中間錐形模芯，每個所述的軸肩對應頂壓作用于一個所述的中間錐形模芯且每個所述的軸肩相對每一個所述的中間錐形模芯具有一段軸向活動間距，所述的芯軸的上端套裝有一個頂部錐形模芯，在所述的芯頭與所述的頂部錐形模芯之間設有彈簧，所述的底部錐形模芯、中間錐形模芯和頂部錐形模芯的錐度均為1:N。

所述的底部錐形模芯的上端面直徑D1，所述的中間錐形模芯的下端面直徑D2，所述的中間錐形模芯的上端面直徑D3，所述的頂部錐形模芯的下端面直徑D4，所述的頂部錐形模芯的上端面直徑D5，所述的芯頭采用圓柱外形，直徑為D6，其中：D1>D2,D3>D4,D5>D6。

所述的芯軸的兩段均有螺紋，所述的芯頭與所述的芯軸采用螺紋連接，所述的芯軸與所述的底部錐形模芯采用螺紋連接。

所述的芯頭與所述的芯軸采用焊接連接，所述的芯軸與所述的底部錐形模芯采用焊接連接。

采用上述技術方案的減小脫模力的分段式模芯，技術解決思路是將模芯受到鑄錠的摩擦力進行分時分段處理，以減小擊打力。將模芯分成多個受力相等的段，即為底部錐形模芯、中間錐形模芯、頂部錐形模芯，配上芯軸、芯頭以及彈簧，完成裝配后得到分段式模芯。

分段式模芯利用了熔融態金屬液的快速凝固性，使模芯底部與鑄模之間的接縫、各段端面之間的接縫形成了自我密封的效果，有效防止了分段式模芯內部浸入熔融態金屬液；彈簧使模芯各段端面緊緊貼合，不但對模芯內部起到了防塵作用，而且由于模芯密度和熔融態金屬液的密度很接近，因此彈簧的彈力還能夠平衡熔融態金屬液對中間錐形模芯、頂部錐形模芯產生的浮力，防止各段端面之間出現縫隙；芯軸與模芯各段內部有一定的間隙，防止模芯受熱膨脹，影響使用；考慮芯軸與模芯存在徑向間隙，模芯與芯軸間會產生徑向錯位(如圖8所示)，為了防止錯位后在鑄錠模芯孔中出現臺階、增大芯棒脫出擊打力，模芯采用統一的錐度，但各段之間成階梯分布，即底部錐形模芯的上端面直徑大于中間錐形模芯的下端面直徑，中間錐形模芯的上端面直徑大于頂部錐形模芯的下端面直徑。

彈簧能使模芯各段端面緊緊貼合，對模芯內部起到了防塵作用，彈簧的彈力還能夠平衡熔融態金屬液對中間錐形模芯、頂部錐形模芯產生的浮力，防止各段端面之間出現縫隙。

分段式模芯在擊打脫出鑄錠時，大錘的擊打力作用在芯頭，通過芯軸直接將擊打力傳遞到底部錐形模芯，待底部錐形模芯松動并與芯軸一同下移一段位移后，通過芯軸的軸肩將擊打力作用在中間錐形模芯，待中間錐形模芯松動后，芯軸與底部錐形模芯、中間錐形模芯一同下移一段位移后，芯頭直接作用于頂部錐形模芯，待頂部錐形模芯松動后，整個分段式模芯即被擊打出鑄錠。整個擊打過程一氣呵成，由此擊打力由時間先后順序分別作用在模芯的不同段，每次作用的擊打力僅為模芯所受總摩擦力的三分之一左右，即分段式模芯所需的擊打力僅為整體式模芯的三分之一左右，擊打力大幅度減小，可一次用較小的擊打力脫出模芯，同時提高了效率與安全性。

分段式模芯技術解決方案步驟是：

(1)確定模芯的材料及模芯的整體高度、錐度、最大圓錐外徑；

(2)模芯的整體結構；

(3)模芯零件的熱處理及焊接。

分段式模芯技術解決方案步驟具體實施如下：

步驟1：確定模芯的材料及模芯的整體高度、錐度、最大圓錐外徑。