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本发明属于有色金属材料成型生产领域，特别涉及一种有色金属桶类铸件连续铸造装置。
背景技术：
在现有技术中，有色金属桶类零件主要采用铸造或锻造的方法来制造。对于外部形状简单、内部形状复杂、力学性能要求高的有色金属桶类零件，传统的生产方法是先浇注出有色金属铸锭，再用锻造的方法将其锻造成桶形的毛坯，然后，再用机械加工的方法来加工出内部形状。但有些部位或有些特殊形状用机械加工的方法是难以实现的，因此，常采用铆接的方法来补救处理。当一些更特殊的形状或部位，用铆接的方法也无法实现时，就只能用焊接的方法来加工。这样生产出来的有色金属桶类零件，虽然能够满足力学性能方面的要求，但加工的周期长、生产成本高，而且，焊接及铆接部位的机械性能也仍然存在很多问题。因此，上述方法难以生产出质量符合要求的有色金属桶类零件，生产出的有色金属桶类零件也难以满足使用上的要求。
目前，国外发达国家生产此类零件主要采取铸造的方法，即用铸造的方法一次浇注成型，免去了机械加工及铆接、焊接等加工过程，缩短了生产周期，也降低了生产成本。近几年，国内也开始用铸造的方法生产有色金属桶类零件，经实验与检测，铸造出的有色金属桶类零件在力学性能方面基本上能够达到要求，并已经接近了国际先进水平。但由于铸造方法本身存在的问题，在有色金属桶类零件的内部还有许多缩孔、缩松等缺陷，而且无法彻底消除，其内壁安装部位的机械性能也不易保证。同时，铸造生产的劳动强度大，生产环境恶劣，铸件的废品率高，金属熔体利用率低。
连续铸造是金属材料成型的一种方法，这种方法可以生产各种规格的实心坯料，也可以生产空心的管状坯料。现有的连续铸造生产装置主要由机架、结晶器、浇口圈及对辊挤压式牵引装置等构成。结晶器和浇口圈安装在机架上，浇口圈位于结晶器的上方，对辊挤压式牵引装置安装在结晶器的下方，将结晶后的坯料不断的从结晶器中拉出来。在铸造管状坯料时，还需在结晶器中设置一个内芯，该内芯固定在结晶器内，用于形成管状坯料的内壁，在连续铸造时，内芯不随管状坯料运动。所述的对辊挤压式牵引装置由成对设置的挤压辊、弹性压紧装置、驱动装置等构成。弹性压紧装置将挤压辊压紧在坯料上，并在驱动装置的带动下相对转动，按照一定的速度牵引坯料。由于连续铸造采用结晶器对金属熔体强制冷却，浇铸过程连续进行，而且，金属熔体的上方始终是敞开的，因此，它有效的消除了铸件内部的缩孔、缩松等缺陷，并使铸件的金相组织进一步细化，从而提高了铸件的质量。上述连续铸造装置存在的问题是，只能在铸件的内部形成纵向的凸起或凹槽，无法在铸件的内部形成横向或斜向的凸起或凹槽，也不能在铸件的内部铸出圆形或矩形的凸台或凹槽。因而，现有的连续铸造装置还无法生产出内部形状复杂、力学性能要求高的有色金属桶类零件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的铸件质量差、内部结构成型困难等问题，提供一种铸件质量好、无缩孔、缩松等铸造缺陷、内部结构完整精确的有色金属桶类铸件连续铸造装置。
本发明有一个机架，在机架上装有结晶器，结晶器的上面装有浇口圈，其特殊之处是，在结晶器的下面有一个牵引机构，在牵引机构的牵引头上安装有砂芯，砂芯位于结晶器中，利用结晶器形成铸件的外形，用砂芯形成铸件的内部形状，再用牵引机构将铸件和砂芯从结晶器中连续拉出，从而实现有色金属桶类铸件的连续铸造。
本发明的优点在于1、采用水冷结晶器对有色金属桶类铸件进行强制冷却，故金属熔体的凝固速度快，凝固组织细化，确保了铸件具有良好的力学性能；用连续铸造的方式生产铸件，为铸件创造了理想的顺序凝固条件，因而铸件的内部不易形成缩孔、缩松等铸造缺陷，从而大大提高了铸件的质量。
2、采用砂芯作为铸件的内芯，且砂芯随着铸件的形成与铸件同步向下运动，由于砂芯与铸件之间没有相运动，因而，在砂芯的表面上可以制作出各种形状的凹槽或凸台，无论有色金属桶类铸件的内部形状多么复杂，均可实现一次成型，且铸件的表面质量好，内部结构完整精确。
3、铸造速度便于控制，铸件长度可根据设备状况随意调整，铸造过程容易实现自动化控制，生产环境好，劳动强度低，容易操作，且金属熔体的利用率高，铸件废品率低，生产效率高。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3、图4是本发明其他实施方案的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1如图1和图2所示，本发明有一个机架1，机架1用板材和型材焊接制成；在机架1上部的平台上装有结晶器13，结晶器13为封闭式水套结构，在其上部和下部分别有一个进水口和出水口；在结晶器13的上面装有浇口圈14，浇口圈14由内圈、外圈、环形底板、锥状体及环形托板构成，环形底板位于内圈和外圈的底部，锥状体位于外圈的底部，环形托板位于外圈的外面，环形托板将浇口圈14支撑在支座12上，支座12安装在机架1上部的平台上；在浇口圈14的环形底板上有若干个通孔27，通孔27的作用是使浇铸到浇口圈14内的有色金属熔体均匀的向下漏，在本实施例中通孔27共有8个，可根据实际需要而增减；在结晶器13的下面有一个牵引机构，所述的牵引机构由滑动支架和驱动装置构成，滑动支架由导杆4、连接板8和连接板2构成，所述的导杆4采用二个，也可以采用三个或四个，以提高滑动支架的稳定性，连接板8和连接板2分别固定在导杆4的两端，三者构成一个整体；所述的导杆4安装在导向套7中，导向套7固定在支撑板6上，支撑板6固定在机架1上，从而使滑动支架在机架1内上下运动；所述的驱动装置由丝母3、丝杠5、齿轮22、齿轮23、减速机25和电动机26构成，丝母3固定在滑动支架的连接板2上，丝杠5与丝母3相配合，其上端安装在支撑板6上，下端通过固定座24安装在机架1的底板上，齿轮23安盛煌装在丝杠5的下部，减速机25和电动机26安装在机架1的底板上，电动机26的转动轴与减速机25的输入轴相连接，齿轮22固定在减速机25的输出轴上，并与齿轮23相啮合，带动丝杠5旋转，由于丝母3是固定不动的，所以，丝杠5的旋转导致了滑动支架的上下运动；在牵引机构的牵引头上安装有砂芯15，砂芯15位于结晶器13中，在砂芯15上有横向凹槽17、纵向凹槽16、斜向凹槽18、圆形凹槽19及矩形凹槽21，或者在砂芯15上设置圆形凸台及矩形凸台，以满足铸件的内部形状要求，上述凹槽或凸台的尺寸、位置及数量根据实际需要来确定，砂芯15的制作方法与现有铸造砂芯的制作方法相同；所述的牵引头由支座9、垫板10及砂芯托板11构成，支座9固定在滑动支架的连接板8上，砂芯托板11固定在砂芯15上，垫板10位于支座9与砂芯托板11之间，用来调节铸件20的端口厚度，支座9、垫板10及砂芯托板11之间用销钉定位，并用螺栓固定在一起；所述的砂芯托板11的直径大于垫板10的直径，以便于在有色金属熔体凝固后将铸件20向下拉动；本发明利用结晶器13的内壁形成铸件20的外形，用砂芯15来形成铸件20的内部形状，再用牵引机构将铸件20和砂芯15从结晶器13中连续的拉出来，从而实现有色金属桶类铸件的连续铸造。
实施例2如图3所示，其结构如实施例1，不同之处在于，所述的驱动装置由齿条28、齿轮29、减速机25和电动机26构成，齿条28的上端固定在滑动支架的连接板2上，齿条28的下端通过固定座30安装在机架1的底板上，齿轮29固定在减速机25的输出轴上，并与齿条28相啮合，通过齿条28带动滑动支架上下运动。
实施例3如图4所示，其结构如实施例1，不同之处在于，在砂芯15上还有横向的条形凸起31，条形凸起31环绕砂芯15一周，也可以环绕砂芯15半周，根据铸件20的内部形状要求确定，或者在砂芯15上设置纵向及斜向的条形凸起，以满足铸件20的内部形状要求；所述的驱动装置是一个液压油缸32，液压油缸32的上端安装在滑动支架的连接板2上，下端安装在机架1的底板上，液压油缸32带动滑动支架上下运动。
操作时，先根据铸件20的内部形状制作出相应的砂芯15，再将砂芯15固定在牵引机构的牵引头上，然后，检查砂芯15与结晶器13内壁的间隙，使砂芯15与结晶器13同心，并将结晶器13的下口与砂芯托板11密封，将处理好的金属熔体倒入结晶器13内，待金属熔体充满结晶器13的三分之二时，开动牵引机构，将铸件20和砂芯15从结晶器13中连续拉出，并控制浇注速度，使结晶器13内的金属熔体液面位置保持不变，直到连铸结束，待铸件20冷却后，将其取下，把砂芯15从铸件20的内部清理干净，平整两端，即可得到内部形状符合要求的有色金属桶类零件。
权利要求
1.一种有色金属桶类铸件连续铸造装置，它有一个机架，在机架上装有结晶器，结晶器的上面装有浇口圈，其特征在于，在结晶器的下面有一个牵引机构，在牵引机构的牵引头上安装有砂芯，砂芯位于结晶器中。
2.根据权利要求1所述的有色金属桶类铸件连续铸造装置，其特征在于，在砂芯上有横向凹槽、纵向凹槽、斜向凹槽、圆形凹槽及矩形凹槽，或圆形凸台、矩形凸台，或横向、纵向、斜向条形凸起。
3.根据权利要求1所述的有色金属桶类铸件连续铸造装置，其特征在于，所述的牵引机构由滑动支架和驱动装置构成。
全文摘要
一种有色金属桶类铸件连续铸造装置，解决了现有技术中存在的铸件质量差、内部结构成型困难等问题；本发明有一个机架，在机架上装有结晶器，结晶器的上面装有浇口圈，其特殊之处是，在结晶器的下面有一个牵引机构，在牵引机构的牵引头上安装有砂芯，砂芯位于结晶器中，利用结晶器形成铸件的外形，用砂芯形成铸件的内部形状，再用牵引机构将铸件和砂芯从结晶器中连续拉出，从而实现有色金属桶类铸件的连续铸造；优点在于，金属熔体的凝固速度快，凝固组织细化，确保了铸件具有良好的力学性能；并为铸件创造了理想的顺序凝固条件，因而铸件的内部不易形成缩孔、缩松等铸造缺陷，提高了铸件的质量；且无论有色金属桶类铸件的内部形状多么复杂，均可实现一次成型。
发明者常国威 申请人:辽宁工学院
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该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
技术研发人员：常国威
技术所有人：辽宁工学院
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