一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具的制作方法

1.本发明涉及精密铸造技术领域，尤其涉及一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具。

背景技术：

2.在铸造大口径薄壁腔体产品时，由于型腔环空宽度较小且具有一定高度，熔融的用于铸造的金属液体在浇注时，因具有流动性而在流动过程中热量逐渐流失，温度逐渐降低，而后浇注的金属液体温度高，可能出现冷隔现象，另外在浇注完成后，还需要及时降温冷却才可脱模，而现有技术中的模具没有一种可以将对浇注前的金属液体进行保温、对浇注后的金属液体进行降温冷却结合的模具。
3.为此，我们提出一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具来解决上述问题。

技术实现要素：

4.本发明意在提供一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具以解决背景技术中提出的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，包括上下设置的上模具与下模具，所述上模具的上端固定连接有上模具座，所述上模具、下模具和上模具座之间形成型腔环空，所述上模具与上模具座内部中央嵌设有一个输入总管、多个输出管和一个输出总管，多个所述输出管环形均匀分布，且各输出管的两端分别与输入总管、输出总管连通；该模具还包括储油体，所述储油体从上至下依次开设有预冷槽、冷却腔、预热腔、加热腔，所述冷却腔与输入总管、输出总管之间连接有冷却循环系统，所述加热腔与输入总管、输出总管之间连接有保温循环系统，所述预冷槽与冷却腔之间夹层、预热腔与加热腔之间夹层均开设有出油槽，且出油槽内安装有电磁阀；所述输出总管上套设有固定套，所述固定套的上端且在输出总管的右侧开设有竖直活塞槽，所述预热腔的左侧密封贯穿设置有水平活塞筒，所述水平活塞筒与固定套之间共同固定连接有保护箱，所述保护箱内转动连接有曲柄，所述水平活塞筒与竖直活塞槽内分别气密滑动连接有水平活塞与竖直活塞，所述水平活塞与竖直活塞靠近保护箱的一侧分别铰接有水平连杆与竖直连杆，所述水平连杆与竖直连杆靠近保护箱的一端均与曲柄远离轴线的一端铰接，所述竖直活塞槽与水平活塞筒共同连通有连通管，所述连通管内连通有扩容腔，所述预冷槽内转动安装有搅拌件，且搅拌件的左端贯穿预冷槽设置，所述保护箱的一侧设有与搅拌件、曲柄连接的传动组件。
7.优选地，所述预冷槽与预热腔中的冷却循环系统、保温循环系统均连接有温控器，且温控器与电磁阀电性连接。
8.优选地，所述传动组件包括锥齿轮副、链条链轮副。
9.优选地，所述上模具座内贯穿设置有浇注管，所述浇注管的下端连接有浇注头，所述浇注头包括与浇注管连通的本体，所述本体的下端开设有板槽，所述本体的下方设有阀
板，所述本体内对称设有与阀板连接的弹性组件，所述上模具座的下端开设有用于容纳本体的容纳槽。
10.优选地，所述弹性组件包括开设在本体内的弹性腔，所述阀板的上端固定连接有连接杆，所述连接杆的上端贯穿板槽与弹性腔之间夹层、延伸至弹性腔内并固定连接有限位板，且限位板与弹性腔滑动连接，所述连接杆外套设有弹簧，且弹簧的两端分别与限位板、弹性腔的内底端固定连接。
11.优选地，所述固定套内嵌设有与输出总管、竖直活塞槽接触的导热板。
12.优选地，所述水平活塞筒在预热腔内的外壁均匀固定连接有散热板。
13.优选地，所述上模具座的上端连接有伸缩设备。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明中的浇注管在熔融浇注系统与升降组件的作用下，边上升边浇注，以降低熔融态的金属液体的流动距离，在一定程度上避免因流动而导致散热流失、温度降低、出现冷隔的情况。
16.2、本发明在进行浇注时可通过保温循环系统以通过上模具对金属液体进行保温，进一步避免出现冷隔现象，可通过冷却循环系统以通过上模具对金属液体进行降温，在降温过程中，通过斯特林循环，二次利用冷却带走金属液体的热量对常温油体进行加热，并通过搅拌件对已吸收热量的油体进行搅拌预降温。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具一部分立体的结构示意图；
18.图2为本发明提出的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具一部分正视的结构剖面图；
19.图3为本发明提出的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具另一部分正视的结构剖视图；
20.图4为图3中a处放大的结构示意图；
21.图5为图2中浇注头正视的结构剖面图。
22.图中：1下模具、2上模具、3上模具座、4型腔环空、5输入总管、6输出管、7输出总管、8浇注管、9浇注头、91本体、92板槽、93弹性腔、94限位板、95连接杆、96弹簧、97阀板、10容纳槽、11固定套、12储油体、121预冷槽、122冷却腔、123预热腔、124加热腔、13水平活塞筒、14散热板、15水平活塞、16竖直活塞槽、17竖直活塞、18导热板、19连通管、20扩容腔、21水平连杆、22竖直连杆、23曲柄、24搅拌件、25出油槽。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.参照图1-5，一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，包括上下设置的上模具2与下模具1，上模具2的上端固定连接有上模具座3，上模具座3的上端连接有伸缩设备，可通过伸缩设备使上模具座3、上模具2与下模具1合模。
25.上模具2、下模具1和上模具座3之间形成型腔环空4，上模具2与上模具座3内部中央嵌设有一个输入总管5、多个输出管6和一个输出总管7，多个输出管6环形均匀分布，且各输出管6的两端分别与输入总管5、输出总管7连通，输出管6呈l型结构。
26.该模具还包括储油体12，储油体12从上至下依次开设有预冷槽121、冷却腔122、预热腔123、加热腔124，冷却腔122与输入总管5、输出总管7之间连接有冷却循环系统，冷却循环系统包括制冷件与油泵等，加热腔124与输入总管5、输出总管7之间连接有保温循环系统，保温循环系统包括加热件与油泵等，在此不对上述两系统的具体构造与原理进行说明。
27.预冷槽121与冷却腔122之间夹层、预热腔123与加热腔124之间夹层均开设有出油槽25，且出油槽25内安装有电磁阀；预冷槽121与预热腔123中的冷却循环系统、保温循环系统均连接有温控器(图中未画出)，且温控器与电磁阀电性连接，通过温控器实时监测预冷槽121、预热腔123内油体温度，后可控制电磁阀打开以通过出油槽25放出油体，分别进入冷却腔122、加热腔124，需要说明的是，储油体12采用隔热材料做成以避免各槽、腔发生热交换。
28.输出总管7上套设有固定套11，固定套11的上端且在输出总管7的右侧开设有竖直活塞槽16，固定套11内嵌设有与输出总管7、竖直活塞槽16接触的导热板18，通过导热板18将热量传导给竖直活塞槽16。
29.预热腔123的左侧密封贯穿设置有水平活塞筒13，水平活塞筒13在预热腔123内的外壁均匀固定连接有散热板14，提高水平活塞筒13与预热腔123内油体的接触面积，提高热传导效率。
30.水平活塞筒13与固定套11之间共同固定连接有保护箱，保护箱内转动连接有曲柄23，水平活塞筒13与竖直活塞槽16内分别气密滑动连接有水平活塞15与竖直活塞17，水平活塞15与竖直活塞17靠近保护箱的一侧分别铰接有水平连杆21与竖直连杆22，水平连杆21与竖直连杆22靠近保护箱的一端均与曲柄23远离轴线的一端铰接，通过水平连杆21与竖直连杆22带动曲柄23圆周转动。
31.竖直活塞槽16与水平活塞筒13共同连通有连通管19，连通管19内连通有扩容腔20，扩容腔20、连通管19、水平活塞15、竖直活塞17内设有工作介质(氢气或氦气)，经压缩、升温、膨胀、冷却形成斯特林循环，详见工作原理，冷槽121内转动安装有搅拌件24，且搅拌件24的左端贯穿预冷槽121设置，保护箱的一侧设有与搅拌件24、曲柄23连接的传动组件，连通管19、扩容腔20在空间内形成斯特林循环，曲柄23通过传动组件带动搅拌件24快速转动。
32.传动组件包括锥齿轮副、链条链轮副，可参照图4，本领域技术人员通过图示即可得知，具体连接方式不作说明。
33.上模具座3内贯穿设置有浇注管8，需要说明的是，浇注管8的上端连接有熔融浇注系统和升降组件，熔融浇注系统通过浇注管8向型腔环空4内浇注金属液体，通过升降组件以带动浇注管8升降进行浇注作业。
34.浇注管8的下端连接有浇注头9，具体的，浇注头9包括与浇注管8连通的本体91，本体91的下端开设有板槽92，本体91的下方设有阀板97，本体91内对称设有与阀板97连接的弹性组件，上模具座3的下端开设有用于容纳本体91的容纳槽10。在弹性组件的作用下使本体91封堵容纳槽10。
35.更具体的，弹性组件包括开设在本体91内的弹性腔93，阀板97的上端固定连接有连接杆95，连接杆95的上端贯穿板槽92与弹性腔93之间夹层、延伸至弹性腔93内并固定连接有限位板94，且限位板94与弹性腔93滑动连接，连接杆95外套设有弹簧96，且弹簧96的两端分别与限位板94、弹性腔93的内底端固定连接。在弹簧96、限位板94、连接杆95的作用下，阀板97可封堵板槽92。
36.本发明的工作原理如下：
37.通过伸缩设备将上模具座3扣合在下模具1上，使上模具2与下模具1之间形成型腔环空4，后熔融浇注系统通过浇注管8向型腔环空4压入金属液体，升降组件带动浇注管8逐渐上升，便可进行产品浇注。需要说明的是，在未进行产品浇注之前，阀板97在弹簧96弹力下封堵板槽92，在进行浇铸过程中，金属液体在压力下向下拉动阀板97，并通过阀板97与板槽92之间空隙流出，从而进行浇注，在浇注结束时，本体91收入容纳槽10内，在无外界压力下，阀板97在弹簧96弹力下复位，以封堵板槽92，金属液体单向流通，起到单向阀的作用，尽可能减少对铸造产品的影响。通过逐渐升高的浇注管8以减少金属液体的流动，在一定程度上避免因流动而导致散热流失、温度降低的情况。
38.为了进一步避免出现冷隔现象，在浇铸过程中，保温循环系统负责将加热腔124内的油体加热并循环在一个输入总管5、多个输出管6、一个输出总管7的所在管路内，对上模具2进行保温，维持浇铸过程中金属液体的温度，避免出现冷隔现象，提高产品铸造质量。
39.在浇注结束后就需要进行冷却降温处理以便产品脱模，冷却循环系统负责将冷却腔122内的油体冷却并循环在一个输入总管5、多个输出管6、一个输出总管7的所在管路上，对上模具2进行降温，并对金属液体进行降温。在冷却过程中，技术人员可事先给曲柄23所在轴一个旋转动力，输出总管7通过导热板18持续不断地对竖直活塞槽16进行加热，为热端，预热腔123内的油体为低温状态，水平活塞筒13为冷端，且水平活塞筒13与竖直活塞槽16之间连接有连通管19、扩容腔20，水平活塞15、竖直活塞17、水平活塞筒13、竖直活塞槽16、连通管19、扩容腔20形成的绝热空间进行等温压缩、等容升温、加热等温膨胀、等容冷却的斯特林循环，水平活塞15与竖直活塞17分别在水平活塞筒13、竖直活塞槽16内往复运动，水平活塞15与竖直活塞17分别通过水平连杆21、竖直连杆22带动曲柄23圆周转动，一方面对预热腔123内的油体进行加热，另一方面曲柄23转动，并通过传动组件带动搅拌件24搅动预冷槽121内的油体，从而对具有一定温度的油体进行降温处理。
40.需要说明的是：预冷槽121内存放的是吸收金属液体的热量的油体，预热腔123内存放可以是加热腔124内已冷却的油体或是常温的新加入预热腔123内的油体；在预冷槽121与预热腔123内油体达到一定温度后，温控器得到预设信号后便可打开电磁阀以通过出油槽25放出油体。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：包括上下设置的上模具(2)与下模具(1)，所述上模具(2)的上端固定连接有上模具座(3)，所述上模具(2)、下模具(1)和上模具座(3)之间形成型腔环空(4)，所述上模具(2)与上模具座(3)内部中央嵌设有一个输入总管(5)、多个输出管(6)和一个输出总管(7)，多个所述输出管(6)环形均匀分布，且各输出管(6)的两端分别与输入总管(5)、输出总管(7)连通；该模具还包括储油体(12)，所述储油体(12)从上至下依次开设有预冷槽(121)、冷却腔(122)、预热腔(123)、加热腔(124)，所述冷却腔(122)与输入总管(5)、输出总管(7)之间连接有冷却循环系统，所述加热腔(124)与输入总管(5)、输出总管(7)之间连接有保温循环系统，所述预冷槽(121)与冷却腔(122)之间夹层、预热腔(123)与加热腔(124)之间夹层均开设有出油槽(25)，且出油槽(25)内安装有电磁阀；所述输出总管(7)上套设有固定套(11)，所述固定套(11)的上端且在输出总管(7)的右侧开设有竖直活塞槽(16)，所述预热腔(123)的左侧密封贯穿设置有水平活塞筒(13)，所述水平活塞筒(13)与固定套(11)之间共同固定连接有保护箱，所述保护箱内转动连接有曲柄(23)，所述水平活塞筒(13)与竖直活塞槽(16)内分别气密滑动连接有水平活塞(15)与竖直活塞(17)，所述水平活塞(15)与竖直活塞(17)靠近保护箱的一侧分别铰接有水平连杆(21)与竖直连杆(22)，所述水平连杆(21)与竖直连杆(22)靠近保护箱的一端均与曲柄(23)远离轴线的一端铰接，所述竖直活塞槽(16)与水平活塞筒(13)共同连通有连通管(19)，所述连通管(19)内连通有扩容腔(20)，所述预冷槽(121)内转动安装有搅拌件(24)，且搅拌件(24)的左端贯穿预冷槽(121)设置，所述保护箱的一侧设有与搅拌件(24)、曲柄(23)连接的传动组件。2.根据权利要求1所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述预冷槽(121)与预热腔(123)中的冷却循环系统、保温循环系统均连接有温控器，且温控器与电磁阀电性连接。3.根据权利要求1所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述传动组件包括锥齿轮副、链条链轮副。4.根据权利要求1所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述上模具座(3)内贯穿设置有浇注管(8)，所述浇注管(8)的下端连接有浇注头(9)，所述浇注头(9)包括与浇注管(8)连通的本体(91)，所述本体(91)的下端开设有板槽(92)，所述本体(91)的下方设有阀板(97)，所述本体(91)内对称设有与阀板(97)连接的弹性组件，所述上模具座(3)的下端开设有用于容纳本体(91)的容纳槽(10)。5.根据权利要求4所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述弹性组件包括开设在本体(91)内的弹性腔(93)，所述阀板(97)的上端固定连接有连接杆(95)，所述连接杆(95)的上端贯穿板槽(92)与弹性腔(93)之间夹层、延伸至弹性腔(93)内并固定连接有限位板(94)，且限位板(94)与弹性腔(93)滑动连接，所述连接杆(95)外套设有弹簧(96)，且弹簧(96)的两端分别与限位板(94)、弹性腔(93)的内底端固定连接。6.根据权利要求1所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述固定套(11)内嵌设有与输出总管(7)、竖直活塞槽(16)接触的导热板(18)。7.根据权利要求1所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述水平活塞筒(13)在预热腔(123)内的外壁均匀固定连接有散热板(14)。
8.根据权利要求1所述的一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，其特征在于：所述上模具座(3)的上端连接有伸缩设备。

技术总结

本发明公开了一种精密铸造大口径薄壁腔体造型模具，包括上下设置的上模具与下模具，所述上模具的上端固定连接有上模具座，所述上模具、下模具和上模具座之间形成型腔环空，所述上模具与上模具座内部中央嵌设有一个输入总管、多个输出管和一个输出总管，多个所述输出管环形均匀分布，且各输出管的两端分别与输入总管、输出总管连通。本发明在进行浇注时可通过保温循环系统以通过上模具对金属液体进行保温，进一步避免出现冷隔现象，可通过冷却循环系统以通过上模具对金属液体进行降温，在降温过程中，通过斯特林循环，二次利用冷却带走金属液体的热量对常温油体进行加热，并通过搅拌件对已吸收热量的油体进行搅拌预降温。搅拌件对已吸收热量的油体进行搅拌预降温。搅拌件对已吸收热量的油体进行搅拌预降温。