生产带有对称螺旋外形零件的方法和铸造装置制造方法及图纸

为改进具有带螺旋对称于某一对称轴的外形区段的铸铁零件的生产方法，以使这类零件能用少的原料，即以低成本生产。按照本发明专利技术通过对一个具有该带螺旋对称外形区段（１６）的母模（８４）的造型，制得一个相对对称轴沿方位角方向封闭包围该区段的铸型件（５０），用铸型（４４）该铸型件（５０）浇注，对铸铁熔体表层激冷凝固而制出一种与要生产的零件相应的铸件。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产铸铁零件的方法，该零件尤其用作螺旋压缩机的转子，并且它的其中的一段具有对某一对称轴呈对称螺旋的外形。在某区段带有螺旋对称外形的零件的生产可采用例如一个圆料、或一个锻造或铸造的辊子，通过切削加工，如铣削、高速铣削或磨削，在它们上面加工出螺旋对称的外形。在这种熟知的方法中，要复杂的磨削加工花费很大，它一方面需要高的材料费用，另一方面也需要高的加工要求，并且有较大的切削加工量，为最终达到所需要的精度，需要较多的机加工工序。本专利技术的目的在于，对上述类型的方法进行改进，使得这类零件能以少的原料，并能以较低的成本来生产。按照本专利技术，在开头所述形式的方法中，上述目的可通过下面的方式来达到，即通过制造一个具有带螺旋对称外形段的母模，制得一个相对该对称轴线沿方位角方向封闭并包围该区段的铸型件，并且利用该铸型件并伴随导致铸铁熔体的表层凝固的骤冷，生产出一种与要生产的零件相对应的铸件。本专利技术的优点在于，由于铸型件包围该段，伴随有导致铸铁熔体的表层凝固的骤聚冷发生的浇注，可生产已经具有螺旋对称外形、尤其是整体的铸件。因此，生产费用被大大降低，因为，螺旋对称的外形已经是最终外形的近似尺寸或精确尺寸。另外，伴随有导致铸铁熔体的表层凝固的骤冷发生的浇注带来以下优点由此而获得的尤其是整体的铸件具有所确定的高的物理性能，并且该铸件在差别较大的不同截面上都具有高的材料质量，其中主要是基本均匀，尤其是基本无气孔和缩孔。因此，如果铸型通过供给铸铁熔体而充满，以使尤其在石墨析出时，可用石墨化压力防止铸件的缩孔和气孔，这是有益的。为了获得尽可能贯穿截面都均匀的结构，使生产出的铸件具有与铸型件相竖直对准的对称轴，这是很方便的。对于生产本专利技术的零件所采用的铸铁，到目前为止尚未见到详细的报道。为获得均匀的结构，如果铸铁在铸型中基本上共晶凝固，这尤其有利。如果铸铁在铸型中作为单组元系统凝固，这对将要获得的结构的均匀性尤其有利。这一点尤其可通过以下方式来达到，铸型被注入近似共晶体的铸铁熔体。鉴于对铸型本身的制造尚未做更详细的说明，因此，在本专利技术范畴内可考虑，铸型仅独自包括铸型件。不过，如果为制得铸型而将铸型件作为插入件放入两个半铸型之间，以使得，通过这两个半铸型可预先给出和确定要生产的和由此构成一个整体构件的铸件的其它部分形状，另一方面，尽管螺旋对称的外形不适合于带半铸型的铸型，该螺旋对称段也能同时用一个铸型来生产，这是具有优点的，因为，用于螺旋对称外形的半铸型由于其无法从半铸型和母模之间脱模而不能制得。在本专利技术范畴内，如果半铸型用壳模法或壳模铸造方法来制得，这是尤其有利的，因为，这种方法使得生产薄壁的和导热良好的半铸型成为可能，这是为使金属熔体辐射凝固所要求的骤冷成为可能所需要的。另外，壳模法还具有以下优点，无拔模斜度要求，因此与传统的铸造方法相比，可生产余量小的零件。在本专利技术提出的解决方案中，如果半铸型构成要生产的零件的至少一个与该带有螺旋对称外形段相连的区段的形状，这是尤其具有优点的。在各实施例的上述说明中，没有对铸型件的生产作出更详细的说明。铸型件例如可采用多个可能的表面加工方法生产。不过，如果铸型件通过用造型材料对母模进行造型，并随后将母模从铸型件中旋出的方式来制得，这尤其具有优点。另外，当铸型件通过在一个外面的造型箱内造型而制得具有限定的外型时，尤其当铸型件作为插入体被收入半铸型中时，特别有利，在这种场合下，半铸型具有一个与铸型件的外形相适应的凹腔。一种砂型方法尤其适合于铸型件的这种形式的生产，在此，用型砂对母模造型可完成其内形的制造，并如通过对造型箱造型可完成铸型件外形的制造。关于带有螺旋对称外形的零件的最终适合的形状的生产形式，没有作更详细的说明。例如可以考虑，尤其在对零件精度要求较低时，用原始母模制造中直接按最终外形生产这些零件。尤其为达到一个高的准确度，其特别具有优点的是，如果带有螺旋对称外形的区段作为带余量的零件被生产，并接下来被切削加工到最终适合的形状，以致尤其对螺旋压缩机可达到其外形的高准确度，但具有低的加工费用，因为可使螺旋对称的外形已经与最终状相近地被生产出。同样的情况也适合于与带有螺旋对称外形的区段相连的段，如零件的轴端，因为在这些轴端延伸部分区域内要安装一个轴承结构，而因此，该轴承的支承面同样必须以高的精度被加工。最好在铸件脱模后，通过机械切削在其上加工出一些对中面，然后铸件被夹在这些对中面上并通过机加工完成其终加工。例如，可通过在一个夹紧装置内进行铣削，并接下来在另一个夹紧装置内磨削来完成终加工。如果铸件在加工出对中面后在一个夹紧装置内进行终加工，这特别具有优点。这种终加工是一种磨削，尤其是高速磨削。如果终加工在一个机器上进行，这对其精度尤其有利。如果对中面的加工在与终加工同一台机器上进行，这也是有利的。对于所采用的铸铁，在上面所述的方法中没有更详细的说明。原则上，所有可能的铸铁熔体的变型均可采用，例如也包括一种在其铸铁内含有层状石墨的铸铁熔体。但是，尤其为达到好的表面性能、和好的变载荷强度，以及尤其是好的可延展性，当采用这样的一种铸铁熔体时，即铸件中铸铁含有球状石墨。这尤其有利。其结构最好是以珠光体为主并有少量铁素体。本专利技术还涉及一种用来生产具有一个带螺旋对称于对称轴的外形的区段的铸铁零件的铸造装置，其中，该铸造装置尤其用来实施上面所述的本专利技术提出的方法的变型。本专利技术的目的可通过一种这样形式的铸造装置来达到，即一个铸型包括一个铸型件，它具有一个相对对称轴沿方位角方向封闭并包围该带有螺旋对称外形区段，并通过一个具有螺旋对称外形的母模造型制得，并且该铸型被一种浇注时导致注入铸型内的铸铁熔体表层凝固的冷却体所包围。在开头所描述的方法中，用一种这样形式的铸型，可达到专门的优点，尤其是一种具有高均匀性的铸件，另外在具有螺旋对称外形的区段内被成形成与最终形状近似或精确的形状，以致至少取消昂贵的加工过程。对于冷却体的组成还没有更详细的说明，因此，兹提出，冷却体最好由钢丸组成，它具有高的的热容量，以便达到一种导致铸件中形成表层凝固的骤冷效果。在此，如果钢丸的重量至少为铸件重量的8～10倍，这尤其具有优点。为达到一个好的热交换，如果铸型的壁厚最大为10mm，最好其壁厚最大为5～10mm，这会更加有利。铸型原则上可独自由铸型件组成。不过，尤其为同时成型出具有螺旋对称外形区段以外的区段，如铸型包括两个半铸型，铸型体放入它们中，这特别具有优点。半铸型最好这样来设计，即它构成要生产的零件的至少一个区段，与具有螺旋对称外形段相连。除此之外，本专利技术还涉及一种用于螺旋压缩机的转子，它具有一个带有螺旋对称的外形的区段，尤其是一个压缩区段，其特征是，该转子按照上面所述的方法或在采用上面所述的铸造装置条件下被生产出来。本专利技术还涉及一种用于具有一种带螺旋对称外形的压缩段的螺旋压缩机的转子，按照本专利技术，它的特征是，该转子在其截面上靠外轮廓一侧，至少某些区段具有一种带有石墨析出的铸铁组成的表面激冷结构。在这方面，如果转子在它的螺旋对称外形的区域内具有一种由带石墨析出的铸铁组成的表层激冷凝固结果，这是尤其具有优点的。此外，本专利技术还涉及一种具有一种对一对称轴呈螺旋对称的外形的铸铁零件，尤其是一种用于具有一种带螺旋对称外形的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产铸铁零件的方法，该铸铁零件具有一个这样的区段，它带有螺旋对称于某一对称轴线的外形，其特征是，通过制造一个具有该带有螺旋对称外形的区段的母模，制得一个相对对称轴线沿方位角方向封闭并包围该区段的铸型件，并且，利用该铸型件，伴随着导致铸铁熔体表层凝固的骤冷，在铸型中生产出一种与要生产的零件相对应的铸件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗莱德里希W约恩，罗尔夫狄特里希，沃尔夫冈桑德科特，
申请(专利权)人：毕彻致冷机有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]