[發明專利]一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構及鑄造方法

在審

• 申請號: 202010323539.6
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111390108A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 孫述全;孫雄
• 申請（專利權）人: 蕪湖市金貿流體科技股份有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B22C9/24;B22D27/02;B22D27/04;B22D2/00;B22C9/20;B22C21/02;B22C9/10
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 汪慶朋

1.一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構，其特征在于：所述法蘭快速成型高效法蘭模具結構包括承載底座、密封端蓋、成型箱體、型砂、成型砂芯、承載龍骨、換熱管、電磁鐵、溫度傳感器及驅動電路，所述承載底座和密封蓋板均為橫斷面呈“凵”字形槽狀結構，承載底座、密封端蓋間通過成型箱體連接，所述成型箱體為與承載底座、密封端蓋同軸分布的矩形閉合框狀結構，并與承載底座、密封端蓋共同構成密閉腔體結構，所述承載龍骨嵌于成型箱體內，并為與成型箱體同軸分布的框架結構，所述成型砂芯2—8個，通過承載龍骨嵌于成型箱體內，并分布在同一與水平面平行分布的同一平面內，且各成型砂芯環繞成型箱體軸線均布，所述型砂位于成型箱體內并包覆在成型砂芯、承載龍骨外，且型砂分別與承載底座、密封端蓋上端面及下端面相抵，且型砂與成型砂芯對應位置處均設一條澆道和至一條排氣道，同一成型砂芯連通的澆道和排氣道軸線與承載底座垂直分布，且澆道和排氣道對應的密封端蓋上設導流口，換熱管嵌于承載龍骨內，環繞承載龍骨軸線均布并包覆在成型砂芯外側，且換熱管兩端位于成型箱體側表面，所述電磁鐵、溫度傳感器若干，環繞承載龍骨軸線均布在承載龍骨內，并分別與驅動電路電氣連接，且所述驅動電路嵌于承載底座內。

2.根據權利要求1所述的一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構，其特征在于：所述承載底座、密封端蓋間通過若干連接螺栓相互連接，所述連接螺栓軸線與承載底座、密封端蓋軸線平行分布，并環繞承載底座、密封端蓋軸線均布。

3.根據權利要求1所述的一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構，其特征在于：所述成型箱體上端面及下端面均設橫斷面呈“凵”字形的定位槽，且當成型箱體為兩個及兩個以上時，相鄰兩個成型箱體間通過定位槽連接并同軸分布，且相鄰兩個成型箱體內的澆道和排氣道相互連通。

4.根據權利要求1或3所述的一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構，其特征在于：所述成型箱體包括上箱體、下箱體及定位機構，所述上箱體下端面與下箱體上端面連接，并同軸分布，且所述上箱體與下箱體間通過若干定位機構相互連接。

5.根據權利要求1所述的一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構，其特征在于：所述承載龍骨與成型箱體及成型砂芯間通過滑槽滑動連接，且所述滑槽軸線與水平面垂直分布。

6.根據權利要求1所述的一種法蘭快速成型高效法蘭模具結構，其特征在于：所述驅動電路為基于工業單片機的電路系統，且所述驅動電路另設至少一個數據通訊端口。

7.一種根據權利要求1所述的法蘭快速成型高效法蘭模具結構的鑄造方法，其特征在于，所述基于法蘭快速成型高效法蘭模具結構的鑄造方法包括如下步驟：

S1，設備組裝，首先將承載底座安裝固定在指定工作位置，然后在承載底座上端面首先安裝上最底層成型箱體的下箱體，并將成型砂芯通過承載龍骨與下箱體連接定位，并使定位后的成型砂芯有效高度1/3—2/3部分為下箱體行端面外側，同時在承載龍骨內設置換熱管、電磁鐵、溫度傳感器，然后在下箱體中添加型砂，由型砂對下箱體內的成型砂芯、承載龍骨部分進行包覆塑形；然后將上箱體與下箱體連接，并同時與承載龍骨連接，從而完成對承載龍骨連接定位，然后再在上箱體內添加型砂，由型砂對上箱體內成型砂芯、承載龍骨部分進行包覆塑形，同時為各成型砂芯制備澆道和排氣道，并在完成塑形后，將上箱體與密封端蓋連接，最后將上箱體和下箱體分離，取出成型砂芯后在將上箱體和下箱體閉合，即可得到成型腔，并通過連接螺栓對承載底座、密封端蓋進行連接，并一方將位于成型箱體外側的冷卻管管頭與外部冷卻系統連通，另一方面將驅動電路與外部電源系統電氣連接，從而完成本發明組裝預制；

S2，鑄造作業，完成S1步驟后即可進行鑄造作業，澆鑄作業時，首先將熔融態金屬液通過澆道澆鑄至S1步驟制備的成型腔內塑性，成型腔內空氣通過排氣道排出；然后在澆鑄同時，由驅動電路驅動電磁鐵、溫度傳感器運行，一方面由電磁鐵對金屬冷凝過程中晶相組織變化進行引導，降低冷凝過程中的應力集中并減少沙眼；另一方面由溫度傳感器對成型腔內溫度進行持續檢測，并根據溫度變化實現在澆鑄成型中指導換熱管運行，并由換熱管對成型腔進行冷卻降溫，在提高冷凝成型效率的同時，同時克服降溫不均而造成的工件應力集中引發的形變及開裂情況。

8.根據權利要求7所述基于法蘭快速成型高效法蘭模具結構的鑄造方法包括如下步驟，其特征在于，所述S2步驟中，當成型箱體為兩個及兩個以上時，各成型箱體沿從下至上方式依次進行各成型箱體安裝并在安裝過程中一次進行成型腔制作，并在一個成型箱體完成成型腔制備后方可進行后續成型箱體安裝。