精確定位自硬樹脂砂型模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種精確定位自硬樹脂砂型模具，具有砂型模具本體，其中：所述砂型模具本體由兩個半模構成，在兩個半模的分型面側分別設置有導柱和導套，所述導柱和導套至少為兩套；所述砂型模具本體的外側設有底板、擋板和固定板，對應砂型模具本體的澆注口側的固定板設有合金液通過口，通過口側固定設置有貯料斗，底板上設有用于支撐砂型模具本體水平狀態的第一支腳和鉸鏈，所述擋板上設有在支撐砂型模具本體翻轉后與所述鉸鏈配合支撐的第二支腳，在砂型模具本體的澆注口位置設置有過濾網。結構簡單，定位精度高，可滿足砂型模具傾轉澆注工藝要求。
【專利說明】精確定位自硬樹脂砂型模具
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于模具制造【技術領域】，具體涉及一種能夠精確定位自硬樹脂砂型模具。
【背景技術】
[0002]鋁硅合金的鑄造工藝方法很多，有高壓鑄造、低壓鑄造、砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造等。目前，對于重量較大的鑄件(如高壓開關用重量在20kg以上的鋁硅合金鑄件)，生產中最常用的工藝是砂型鑄造和金屬型鑄造。在實際生產中，用戶陸續對鋁硅合金產品的開發提出了新的要求，不但要求縮短新產品的試制周期、降低產品的價格，而且還對鑄件的性能提出了更高的要求。在生產中經常使用的是金屬型鑄造工藝，但金屬型鑄造用模具的制作周期長，一般需3?5個月的時間，而且模具的制造費用高，每套模具的價格在6?12萬元之間不等。按照常規思路，鑄造生產時砂型模具的合模定位是靠砂箱上的定位裝置來實現的，但這對于品種多、批量小、鑄件體積差別大的高壓開關用鋁硅合金鑄件來講顯然是不合適的。
實用新型內容
[0003]為解決現有技術存在的上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，定位精度高，可滿足砂型模具傾轉澆注工藝要求的精確定位自硬樹脂砂型模具。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:該精確定位自硬樹脂砂型模具，具有由自硬砂制成的砂型模具本體，其特征在于:所述砂型模具本體由兩個半模構成，在兩個半模的分型面側分別設置有相互配合的起合模定位作用的導柱和導套，所述導柱和導套至少為兩套；所述砂型模具本體的外側設有底板、擋板和固定板，對應砂型模具本體的澆注口側的固定板設有合金液通過口，通過口側固定設置有貯料斗，底板上設有用于支撐砂型模具本體水平狀態的第一支腳和鉸鏈，所述擋板上設有在支撐砂型模具本體翻轉后與所述鉸鏈配合支撐的第二支腳，在砂型模具本體的澆注口位置設置有過濾網。
[0005]采用上述技術方案的有益效果:該精確定位自硬樹脂砂型模具采用美國Ashland化學公司技術生產的CP5000系列鑄造用樹脂作為型砂粘結劑。CP5000系列鑄造用樹脂是鋁、鎂等有色金屬砂型鑄造專用的在室溫下固化的樹脂，有兩種組分組成，兩組分之間獨特的化學反應性能使得砂型模具在澆注溫度較低的情況下也有很好的潰散性，這也是其它鑄造用樹脂所無法比擬的。使用該技術制作的砂型模具，在室溫下10?30分鐘內可完全硬化，脫模后I小時即可用于澆注生產，整個固化過程不需加熱。再加上CP5000系列鑄造用樹脂本身幾乎無刺激性氣味，因而使勞動環境也得到了很好地改善。在傾轉澆注技術中，由于傾轉澆注時合金液流平穩、對模具型腔的沖刷力小，避免了合金液流在澆道中或型腔內的紊流或飛濺，能實現合金液流在模具型腔中的層流充填，實現順序排氣，因而可得到組織致密、機械性能較高的鑄件。澆注時，在澆注系統中設置過濾網，可以有效地減少鋁硅合金液中夾雜物的含量。由于去除了一部分在結晶時可以做為晶核的夾雜物，可使鋁硅合金液相在更低的溫度下才能形核，因而使鋁硅合金的相和共晶相的結晶過冷度增大，自發形核的數目增多，從而細化了鋁硅合金的微觀組織，加速了鋁硅合金的凝固過程，提高了鋁硅合金鑄件的機械性能。鑄件的熱處理，充分提高鑄件的機械性能，改善鑄件的切削加工性能；穩定鑄件的組織和尺寸；消除由于鑄件壁厚不均勻、快速冷卻等所造成的內應力；消除偏析和針狀組織。按照常規思路，鑄造生產時砂型模具的合模定位是靠砂箱上的定位裝置來實現的，但這對于品種多、批量小、鑄件體積差別大的高壓開關用鋁硅合金鑄件來講顯然是不合適的。由于自硬樹脂砂的強度較高，經反復試驗、對比分析后，在自硬樹脂砂型鑄造模具中使用了導柱、導套定位裝置，這樣不但解決了自硬樹脂砂型鑄造模具兩半模的精確定位問題，而且由于不需要使用砂箱定位，可在砂型模具自硬后立即去掉制模時所使用的砂箱，大大節約了制作樹脂砂型模具所需的砂箱數量，不僅縮短了鑄造用模具的制作周期，而且還節省了大量的模具制作費用。
[0006]在本項目的研究過程中，每個工藝步驟都在生產現場進行了大量的試驗驗證。并進行了一個月的批量試生產，用自硬樹脂砂型模具的傾轉澆注新工藝生產了 50噸高壓開關用鋁硅合金鑄件。機加后產品的性能檢測表明，鑄件的組織致密，成品率在90%以上，各項性能指標都達到或超過了技術攻關設計任務書中規定的要求。
[0007]用鑄造新工藝生產的鑄件(材料ZL101A)的機械性能如下表所示。
[0008]
測定項目PI
I合金狀態rCr, WPa^1ScHB ￠5/250/30) V
相關技木條件^^5
II I ι*7^Τ^.ιI IIlllIl ,||
CjB/? ?Τ3-1995?:>2Τ5‘.>2^5
東芝公司要求‘>310-:> 90^J
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匯森公司要求^>315->5^5>900
實Blffl定數值320卜340一 5?B.5#90?100#
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為傾轉澆注專用砂型模具結構示意圖。
[0010]圖2為傾轉澆注專用砂型模具傾轉狀態的結構示意圖。
[0011]圖3為傾轉澆注專用砂型模具傾轉完全狀態的結構示意圖。
[0012]圖4導套的結構示意圖。
[0013]圖5導柱的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、2、3、4、5所示的精確定位自硬樹脂砂型模具，具有由自硬砂制成的砂型模具本體1，所述砂型模具本體由兩個半模1.1、1.2構成，砂芯14位于砂型模具本體I內，在兩個半模的分型面側分別設置有相互配合的起合模定位作用的導柱3和導套2，所述導柱和導套至少為兩套；所述砂型模具本體的外側設有底板4、擋板5和固定板6，對應砂型模具本體的澆注口側的固定板6上設有合金液通過口 7，通過口 7側固定設置有盛裝合金液9的貯料斗8，底板上設有用于支撐砂型模具本體水平狀態的第一支腳10和鉸鏈11，所述擋板上設有在支撐砂型模具本體翻轉后與所述鉸鏈配合支撐的第二支腳12，在砂型模具本體的澆注口位置設置有過濾網13。
[0015]本精確定位自硬樹脂砂型模具及芯盒可以是鋁合金金屬材料，也可以是硅膠、硬質的木材，在制作模型和芯盒時，可以采用數控加工、直接仿型或LOM快速成形工藝加工，以縮短其制造周期；在自硬樹脂砂型鑄造模具的兩半模中一側設有導柱，另一側對應設有導套，由導柱和導套的配合對模具進行合模定位；鋁硅合金的冒口重量和鑄件的冒口重量之比在120%左右；在鑄件的局部熱節處設置冷鐵，冷鐵的具體設置位置根據鑄件的具體結構而定；在澆注口設置過濾網，可以有效地減少鋁硅合金液中夾雜物的含量。
【權利要求】
1.一種精確定位自硬樹脂砂型模具，具有由自硬砂制成的砂型模具本體，其特征在于:所述砂型模具本體由兩個半模構成，在兩個半模的分型面側分別設置有相互配合的起合模定位作用的導柱和導套，所述導柱和導套至少為兩套；所述砂型模具本體的外側設有底板、擋板和固定板，對應砂型模具本體的澆注口側的固定板設有合金液通過口，通過口側固定設置有貯料斗，底板上設有用于支撐砂型模具本體水平狀態的第一支腳和鉸鏈，所述擋板上設有在支撐砂型模具本體翻轉后與所述鉸鏈配合支撐的第二支腳，在砂型模具本體的澆注口位置設置有過濾網。
【文檔編號】B22C9/02GK203917809SQ201420222823
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】張洪峰, 林紅旗, 徐通生 申請人:南陽理工學院, 張洪峰