[发明专利]一种法兰快速成型高效法兰模具结构及铸造方法

权利要求书

1.一种法兰快速成型高效法兰模具结构，其特征在于：所述法兰快速成型高效法兰模具结构包括承载底座、密封端盖、成型箱体、型砂、成型砂芯、承载龙骨、换热管、电磁铁、温度传感器及驱动电路，所述承载底座和密封盖板均为横断面呈“凵”字形槽状结构，承载底座、密封端盖间通过成型箱体连接，所述成型箱体为与承载底座、密封端盖同轴分布的矩形闭合框状结构，并与承载底座、密封端盖共同构成密闭腔体结构，所述承载龙骨嵌于成型箱体内，并为与成型箱体同轴分布的框架结构，所述成型砂芯2—8个，通过承载龙骨嵌于成型箱体内，并分布在同一与水平面平行分布的同一平面内，且各成型砂芯环绕成型箱体轴线均布，所述型砂位于成型箱体内并包覆在成型砂芯、承载龙骨外，且型砂分别与承载底座、密封端盖上端面及下端面相抵，且型砂与成型砂芯对应位置处均设一条浇道和至一条排气道，同一成型砂芯连通的浇道和排气道轴线与承载底座垂直分布，且浇道和排气道对应的密封端盖上设导流口，换热管嵌于承载龙骨内，环绕承载龙骨轴线均布并包覆在成型砂芯外侧，且换热管两端位于成型箱体侧表面，所述电磁铁、温度传感器若干，环绕承载龙骨轴线均布在承载龙骨内，并分别与驱动电路电气连接，且所述驱动电路嵌于承载底座内。

2.根据权利要求1所述的一种法兰快速成型高效法兰模具结构，其特征在于：所述承载底座、密封端盖间通过若干连接螺栓相互连接，所述连接螺栓轴线与承载底座、密封端盖轴线平行分布，并环绕承载底座、密封端盖轴线均布。

3.根据权利要求1所述的一种法兰快速成型高效法兰模具结构，其特征在于：所述成型箱体上端面及下端面均设横断面呈“凵”字形的定位槽，且当成型箱体为两个及两个以上时，相邻两个成型箱体间通过定位槽连接并同轴分布，且相邻两个成型箱体内的浇道和排气道相互连通。

4.根据权利要求1或3所述的一种法兰快速成型高效法兰模具结构，其特征在于：所述成型箱体包括上箱体、下箱体及定位机构，所述上箱体下端面与下箱体上端面连接，并同轴分布，且所述上箱体与下箱体间通过若干定位机构相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种法兰快速成型高效法兰模具结构，其特征在于：所述承载龙骨与成型箱体及成型砂芯间通过滑槽滑动连接，且所述滑槽轴线与水平面垂直分布。

6.根据权利要求1所述的一种法兰快速成型高效法兰模具结构，其特征在于：所述驱动电路为基于工业单片机的电路系统，且所述驱动电路另设至少一个数据通讯端口。

7.一种根据权利要求1所述的法兰快速成型高效法兰模具结构的铸造方法，其特征在于，所述基于法兰快速成型高效法兰模具结构的铸造方法包括如下步骤：

S1，设备组装，首先将承载底座安装固定在指定工作位置，然后在承载底座上端面首先安装上最底层成型箱体的下箱体，并将成型砂芯通过承载龙骨与下箱体连接定位，并使定位后的成型砂芯有效高度1/3—2/3部分为下箱体行端面外侧，同时在承载龙骨内设置换热管、电磁铁、温度传感器，然后在下箱体中添加型砂，由型砂对下箱体内的成型砂芯、承载龙骨部分进行包覆塑形；然后将上箱体与下箱体连接，并同时与承载龙骨连接，从而完成对承载龙骨连接定位，然后再在上箱体内添加型砂，由型砂对上箱体内成型砂芯、承载龙骨部分进行包覆塑形，同时为各成型砂芯制备浇道和排气道，并在完成塑形后，将上箱体与密封端盖连接，最后将上箱体和下箱体分离，取出成型砂芯后在将上箱体和下箱体闭合，即可得到成型腔，并通过连接螺栓对承载底座、密封端盖进行连接，并一方将位于成型箱体外侧的冷却管管头与外部冷却系统连通，另一方面将驱动电路与外部电源系统电气连接，从而完成本发明组装预制；

S2，铸造作业，完成S1步骤后即可进行铸造作业，浇铸作业时，首先将熔融态金属液通过浇道浇铸至S1步骤制备的成型腔内塑性，成型腔内空气通过排气道排出；然后在浇铸同时，由驱动电路驱动电磁铁、温度传感器运行，一方面由电磁铁对金属冷凝过程中晶相组织变化进行引导，降低冷凝过程中的应力集中并减少沙眼；另一方面由温度传感器对成型腔内温度进行持续检测，并根据温度变化实现在浇铸成型中指导换热管运行，并由换热管对成型腔进行冷却降温，在提高冷凝成型效率的同时，同时克服降温不均而造成的工件应力集中引发的形变及开裂情况。

8.根据权利要求7所述基于法兰快速成型高效法兰模具结构的铸造方法包括如下步骤，其特征在于，所述S2步骤中，当成型箱体为两个及两个以上时，各成型箱体沿从下至上方式依次进行各成型箱体安装并在安装过程中一次进行成型腔制作，并在一个成型箱体完成成型腔制备后方可进行后续成型箱体安装。