CN114653918B - 一种大型铜套离心铸造方法及铸造设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型铜套离心铸造方法及铸造设备，包括底座，所述底座的顶部固定连接有框板，所述框板顶部的边角固定连接有固定板，所述固定板的顶部固定连接有离心机，所述框板的顶部设置有铸造装置，本发明涉及CT球管转子技术领域。该大型铜套离心铸造方法及铸造设备，通过离心机的输出端带动第一转动杆进行转动，带动碳钢基体进行转动，铜液流入碳钢基体与套筒的间隙从而浇铸形成转子铜套初坯，真空泵可以对套筒的内腔进行抽氧，来消除铜套初坯中带有的气体和进行冷却，实现铸造、冷却和除气于一体的工作，解决了铸造时需要另外进行冷却和真空装置，导致在生产的过程操作工作繁多，以及小批量生产会增加生产时间的问题。

Description

一种大型铜套离心铸造方法及铸造设备

技术领域

本发明涉及CT球管转子技术领域，具体为一种大型铜套离心铸造方法及铸造设备。

背景技术

CT球管是一种用于产生X射线的高真空的阴极射线二极管，当电流在阴极灯丝加热时，产生自由电子，此时在阴阳两极同时施加高压电，使电势差突然增大，形成活跃的电子束并由阴极高速撞击阳极钼基钨靶，其中1%的电能转换为X射线发出，其余转换为热能散出。由于CT球管的高热容量，需要更大的力矩驱动靶盘高速旋转，因此普通转子铜套无法实现，需采用高性能的铸铜转子。

经检索专利号CN113210578A，具体为一种真空离心铸造技术制备金属CT球管的转子铜套的方法，所述方法包括：S1将碳钢基体置于陶瓷模具里，并将碳钢基体和陶瓷模具缓慢加热；S2将碳钢基体和陶瓷模具固定于离心机内并启动离心机进行高速旋转；S3转子铜套浇铸：将无氧铜融化浇入高速旋转中的碳钢基体与陶瓷模具之间的浇注口；S4机加工：浇铸完成后，离心机停止旋转，冷却后进行机加工得到成品；S5真空除气：将转子铜套清洗干燥后置于真空炉内除气。

专利号CN113210578A采用真空离心铸造转子铜套，使制备的转子铜套钢铜界面紧密，不存在气孔和缝隙，可以大批量制造，成本相对低廉且无杂质，并且制造工艺的自由度高，能够有效满足特殊行业小批量生产的需求，但在铸造时需要另外进行冷却和真空装置，导致在生产的过程操作工作繁多，以及小批量生产会增加生产时间的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型铜套离心铸造方法及铸造设备，解决了铸造时需要另外进行冷却和真空装置，导致在生产的过程操作工作繁多，以及小批量生产会增加生产时间的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大型铜套离心铸造设备，包括底座，所述底座的顶部固定连接有框板，所述框板顶部的边角固定连接有第一固定板，所述第一固定板的顶部固定连接有离心机，所述框板的顶部设置有铸造装置。

所述铸造装置包括套筒和真空泵，所述套筒的底部套接有底板，所述底板的顶部设置有碳钢基体，所述底板的底部固定连接有第一气缸，所述套筒的顶部固定连接有空心套环，所述空心套环的顶部固定连接有密封板，所述密封板的表面转动套接有第一转动杆，所述第一转动杆的底部固定连接有抵板，所述套筒的表面固定开设有冷却槽，所述套筒的顶部对称固定连接有第一连接杆，所述第一连接杆的顶部固定连接有空心套板，所述空心套板的内壁对称固定连通有连接管，所述空心套板的表面固定连通有进料管，所述第一转动杆的表面对称固定连接有凸点，所述套筒的表面设置有自动冷却装置，所述第一转动杆的上表面转动套接有第一套板，所述第一套板的顶部固定连接有储存箱，所述第一套板的表面固定连接有液泵，所述液泵的输出端和输入端固定连通有进液管。

所述自动冷却装置包括第二套板，所述第二套板的内壁对称固定开设有滑槽，所述滑槽的内腔滑动套接有条形块，所述第二套板的表面对称固定连接有第二气缸，所述第二套板的表面对称固定连接有第二连接杆，所述第二连接杆的表面固定连接有弹性元件，所述弹性元件的一端通过第二固定板固定连接有通管，所述通管的表面转动套接有第二转动杆，所述第二转动杆的表面对称固定连接有密封扇叶，所述第二转动杆一端的底部固定连接有挡板，所述第二转动杆的另一端固定套接有涡旋弹片，所述涡旋弹片的一端固定连接有套盒，所述通管的顶部和底部固定连通有管道，所述管道的底部固定套接有转动板。

优选的，所述转动板固定套接在冷却槽的端口，所述第二套板转动套接在第一转动杆的表面上，所述凸点与条形块的表面相互接触，所述第二气缸的输出端贯穿第二套板的表面，并与条形块固定连接。

优选的，所述套盒固定连接在通管的表面上，且第二连接杆与挡板相互平齐，所述管道的顶部贯穿第一套板的底部，并固定连通在储存箱的底部上。

优选的，所述储存箱的顶部固定连通有进液口，所述套筒的表面设置有控制面板。

优选的，所述第一气缸固定套接在框板的表面上，所述第一转动杆的顶部固定连接在离心机的输出端上。

优选的，所述套筒和真空泵固定套接在框板的顶部上。

优选的，所述进液管分别固定连通在储存箱和套筒的表面。

优选的，所述连接管的一端贯穿空心套环的内腔，并与空心套环内腔的底部固定连通。

优选的，所述真空泵的输入端贯穿套筒的表面和冷却槽的内壁，并固定连通在套筒的内壁上。

本发明还公开一种大型铜套离心铸造方法，具体包括以下步骤：

S1、首先将碳钢基体套在底板的表面上，然后启动第一气缸，使第一气缸带动碳钢基体进入到套筒的内腔中，并使碳钢基体的顶部抵在抵板上，然后通过进料管将铜液输送到空心套板的内腔中，然后再通过空心套板进入到连接管的内腔中，然后流进套筒的内腔中，并启动离心机，使离心机的输出端带动第一转动杆进行转动，通过抵板的挤压，带动碳钢基体进行转动，铜液流入碳钢基体与套筒的间隙从而浇铸形成转子铜套初坯；

S2、然后通过控制面板启动真空泵，使真空泵对套筒的内腔进行抽氧，来消除铜套初坯中带有的气体；

S3、然后通过控制面板启动第二气缸，使第二气缸带动条形块在滑槽的内腔中进行移动，使条形块与凸点相互接触，在凸点转动时，会挤条形块，从而带动第二套板和第二连接杆进行转动，使第二连接杆带动弹性元件对挡板进行挤压，使挡板带动第二转动杆进行转动，使密封扇叶在通管的内腔中翻转开，同时涡旋弹片会跟随进行转动，使储存箱内腔的冷却液会通过管道流进冷却槽的内腔中，来对套筒内腔形成的铜套初坯进行冷却，当冷却完成后，停止离心机，当第一转动杆不再转动时，凸点也就不会对条形块造成挤压，并在弹性元件和涡旋弹片的弹力下，会带动第二连接杆和第二转动杆进行复位，使密封扇叶再闭合在通管的内壁上，然后启动液泵，通过进液管将冷却槽内腔的冷却液再输送到储存箱的内腔中；

S4、最后再启动第一气缸，使第一气缸通过底板带动碳钢基体移动出来，最后再将碳钢基体表面形成的铜套初坯取下即可。

有益效果

本发明提供了一种大型铜套离心铸造方法及铸造设备。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、该大型铜套离心铸造方法及铸造设备，通过进料管将铜液输送带空心套板的内腔中，然后再通过空心套板进入到连接管的内腔中，然后流进套筒的内腔中，并启动离心机，使离心机的输出端带动第一转动杆进行转动，通过抵板的挤压，带动碳钢基体进行转动，铜液流入碳钢基体与套筒的间隙从而浇铸形成转子铜套初坯，然后通过控制面板启动真空泵，使真空泵可以对套筒的内腔进行抽氧，来消除铜套初坯中带有的气体，以及通过进行冷却，实现铸造、冷却和除气于一体的工作，解决了铸造时需要另外进行冷却和真空装置，导致在生产的过程操作工作繁多，以及小批量生产会增加生产时间的问题

2、该大型铜套离心铸造方法及铸造设备，通过启动第二气缸，使第二气缸带动条形块在滑槽的内腔中进行移动，使滑槽与凸点相互接触，在凸点转动时，会挤压滑槽，从而带动第二套板和第二连接杆进行转动，使第二连接杆带动弹性元件对挡板进行挤压，使挡板带动第二转动杆进行转动，使密封扇叶在通管的内腔中翻转开，同时涡旋弹片会跟随进行转动，使储存箱内腔的冷却液会通过管道流进冷却槽的内腔中，来对套筒内腔形成的铜套初坯进行冷却，当冷却完成后，停止离心机，当第一转动杆不再转动时，凸点也就不会对条形块造成挤压，并在弹性元件和涡旋弹片的弹力下，会带动第二连接杆和第二转动杆进行复位，使密封扇叶在闭合在通管的内壁上，然后启动真空泵，通过进液管将冷却槽内腔的冷却液在输送到储存箱的内腔中，实现自动冷却液的进入和循环利用的功效。

3、该大型铜套离心铸造方法及铸造设备，通过将碳钢基体套在底板的表面上，然后启动第一气缸，使第一气缸带动碳钢基体进入到套筒的内腔中，并使碳钢基体的顶部抵在抵板上，实现自动上下料。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构铸造装置示意图；

图3为本发明结构铸造装置局部剖视图；

图4为本发明结构转动杆示意图；

图5为本发明结构自动冷却装置示意图；

图6为本发明结构第二套板示意图；

图7为本发明结构通管示意图；

图中：1、底座；2、框板；3、第一固定板；4、离心机；5、铸造装置；51、套筒；52、第一气缸；53、真空泵；54、控制面板；55、进料管；56、空心套板；57、第一连接杆；58、连接管；59、空心套环；510、进液管；511、液泵；512、第一套板；513、进液口；514、储存箱；515、第一转动杆；516、密封板；517、自动冷却装置；171、第二套板；172、第二连接杆；173、通管；174、管道；175、转动板；176、滑槽；177、条形块；178、第二气缸；179、第二转动杆；180、密封扇叶；181、挡板；182、套盒；183、涡旋弹片；184、弹性元件；185、第二固定板；518、碳钢基体；519、底板；520、冷却槽；521、抵板；522、凸点。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种大型铜套离心铸造设备，包括底座1，底座1的顶部固定连接有框板2，框板2顶部的边角固定连接有第一固定板3，第一固定板3的顶部固定连接有离心机4，框板2的顶部设置有铸造装置5。

请参阅图2-4，铸造装置5包括套筒51和真空泵53，套筒51的底部套接有底板519，底板519的顶部设置有碳钢基体518，底板519的底部固定连接有第一气缸52，套筒51的顶部固定连接有空心套环59，空心套环59的顶部固定连接有密封板516，密封板516的表面转动套接有第一转动杆515，第一转动杆515的底部固定连接有抵板521，套筒51的表面固定开设有冷却槽520，套筒51的顶部对称固定连接有第一连接杆57，第一连接杆57的顶部固定连接有空心套板56，空心套板56的内壁对称固定连通有连接管58，空心套板56的表面固定连通有进料管55，第一转动杆515的表面对称固定连接有凸点522，套筒51的表面设置有自动冷却装置517，第一转动杆515的上表面转动套接有第一套板512，第一套板512的顶部固定连接有储存箱514，第一套板512的表面固定连接有液泵511，液泵511的输出端和输入端固定连通有进液管510，储存箱514的顶部固定连通有进液口513，套筒51的表面设置有控制面板54，第一气缸52固定套接在框板2的表面上，第一转动杆515的顶部固定连接在离心机4的输出端上，套筒51和真空泵53固定套接在框板2的顶部上，进液管510分别固定连通在储存箱514和套筒51的表面，连接管58的一端贯穿空心套环59的内腔，并与空心套环59内腔的底部固定连通，真空泵53的输入端贯穿套筒51的表面和冷却槽520的内壁，并固定连通在套筒51的内壁上。

请参阅图5-7，自动冷却装置517包括第二套板171，第二套板171的内壁对称固定开设有滑槽176，滑槽176的内腔滑动套接有条形块177，第二套板171的表面对称固定连接有第二气缸178，第二套板171的表面对称固定连接有第二连接杆172，第二连接杆172的表面固定连接有弹性元件184，弹性元件184的一端通过第二固定板185固定连接有通管173，通管173的表面转动套接有第二转动杆179，第二转动杆179的表面对称固定连接有密封扇叶180，第二转动杆179一端的底部固定连接有挡板181，第二转动杆179的另一端固定套接有涡旋弹片183，涡旋弹片183的一端固定连接有套盒182，通管173的顶部和底部固定连通有管道174，管道174的底部固定套接有转动板175，转动板175固定套接在冷却槽520的端口，第二套板171转动套接在第一转动杆515的表面上，凸点522与条形块177的表面相互接触，第二气缸178的输出端贯穿第二套板171的表面，并与条形块177固定连接，套盒182固定连接在通管173的表面上，且第二连接杆172与挡板181相互平齐，管道174的顶部贯穿第一套板512的底部，并固定连通在储存箱514的底部上。

本发明实施例提供一种技术方案：一种大型铜套离心铸造方法，具体包括以下步骤：

S1、首先将碳钢基体518套在底板519的表面上，然后启动第一气缸52，使第一气缸52带动碳钢基体518进入到套筒51的内腔中，并使碳钢基体518的顶部抵在抵板521上，然后通过进料管55将铜液输送到空心套板56的内腔中，然后再通过空心套板56进入到连接管58的内腔中，然后流进套筒51的内腔中，并启动离心机4，使离心机4的输出端带动第一转动杆515进行转动，通过抵板521的挤压，带动碳钢基体518进行转动，铜液流入碳钢基体518与套筒51的间隙从而浇铸形成转子铜套初坯；

S2、然后通过控制面板54启动真空泵53，使真空泵53对套筒51的内腔进行抽氧，来消除铜套初坯中带有的气体；

S3、然后通过控制面板54启动第二气缸178，使第二气缸178带动条形块177在滑槽176的内腔中进行移动，使条形块177与凸点522相互接触，在凸点522转动时，会挤条形块177，从而带动第二套板171和第二连接杆172进行转动，使第二连接杆172带动弹性元件184对挡板181进行挤压，使挡板181带动第二转动杆179进行转动，使密封扇叶180在通管173的内腔中翻转开，同时涡旋弹片183会跟随进行转动，使储存箱514内腔的冷却液会通过管道174流进冷却槽520的内腔中，来对套筒51内腔形成的铜套初坯进行冷却，当冷却完成后，停止离心机4，当第一转动杆515不再转动时，凸点522也就不会对条形块177造成挤压，并在弹性元件184和涡旋弹片183的弹力下，会带动第二连接杆172和第二转动杆179进行复位，使密封扇叶180再闭合在通管173的内壁上，然后启动液泵511，通过进液管510将冷却槽520内腔的冷却液再输送到储存箱514的内腔中；

S4、最后再启动第一气缸52，使第一气缸52通过底板519带动碳钢基体518移动出来，最后再将碳钢基体518表面形成的铜套初坯取下即可。

其中真空泵53输入端口设置阀门，只有在抽气时候开启，铸造时是关闭的。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种大型铜套离心铸造设备，包括底座（1），所述底座（1）的顶部固定连接有框板（2），所述框板（2）顶部的边角固定连接有第一固定板（3），所述第一固定板（3）的顶部固定连接有离心机（4），其特征在于：所述框板（2）的顶部设置有铸造装置（5）；

所述铸造装置（5）包括套筒（51）和真空泵（53），所述套筒（51）的底部套接有底板（519），所述底板（519）的顶部设置有碳钢基体（518），所述底板（519）的底部固定连接有第一气缸（52），所述套筒（51）的顶部固定连接有空心套环（59），所述空心套环（59）的顶部固定连接有密封板（516），所述密封板（516）的表面转动套接有第一转动杆（515），所述第一转动杆（515）的底部固定连接有抵板（521），所述套筒（51）的表面固定开设有冷却槽（520），所述套筒（51）的顶部对称固定连接有第一连接杆（57），所述第一连接杆（57）的顶部固定连接有空心套板（56），所述空心套板（56）的内壁对称固定连通有连接管（58），所述空心套板（56）的表面固定连通有进料管（55），所述第一转动杆（515）的表面对称固定连接有凸点（522），所述套筒（51）的表面设置有自动冷却装置（517），所述第一转动杆（515）的上表面转动套接有第一套板（512），所述第一套板（512）的顶部固定连接有储存箱（514），所述第一套板（512）的表面固定连接有液泵（511），所述液泵（511）的输出端和输入端固定连通有进液管（510）；

所述自动冷却装置（517）包括第二套板（171），所述第二套板（171）的内壁对称固定开设有滑槽（176），所述滑槽（176）的内腔滑动套接有条形块（177），所述第二套板（171）的表面对称固定连接有第二气缸（178），所述第二套板（171）的表面对称固定连接有第二连接杆（172），所述第二连接杆（172）的表面固定连接有弹性元件（184），所述弹性元件（184）的一端通过第二固定板（185）固定连接有通管（173），所述通管（173）的表面转动套接有第二转动杆（179），所述第二转动杆（179）的表面对称固定连接有密封扇叶（180），所述第二转动杆（179）一端的底部固定连接有挡板（181），所述第二转动杆（179）的另一端固定套接有涡旋弹片（183），所述涡旋弹片（183）的一端固定连接有套盒（182），所述通管（173）的顶部和底部固定连通有管道（174），所述管道（174）的底部固定套接有转动板（175）；

所述转动板（175）固定套接在冷却槽（520）的端口，所述第二套板（171）转动套接在第一转动杆（515）的表面上，所述凸点（522）与条形块（177）的表面相互接触，所述第二气缸（178）的输出端贯穿第二套板（171）的表面，并与条形块（177）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述套盒（182）固定连接在通管（173）的表面上，且第二连接杆（172）与挡板（181）相互平齐，所述管道（174）的顶部贯穿第一套板（512）的底部，并固定连通在储存箱（514）的底部上。

3.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述储存箱（514）的顶部固定连通有进液口（513），所述套筒（51）的表面设置有控制面板（54）。

4.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述第一气缸（52）固定套接在框板（2）的表面上，所述第一转动杆（515）的顶部固定连接在离心机（4）的输出端上。

5.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述套筒（51）和真空泵（53）固定套接在框板（2）的顶部上。

6.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述进液管（510）分别固定连通在储存箱（514）和套筒（51）的表面。

7.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述连接管（58）的一端贯穿空心套环（59）的内腔，并与空心套环（59）内腔的底部固定连通。

8.根据权利要求1所述的一种大型铜套离心铸造设备，其特征在于：所述真空泵（53）的输入端贯穿套筒（51）的表面和冷却槽（520）的内壁，并固定连通在套筒（51）的内壁上。

9.一种大型铜套离心铸造方法，用于权利要求1-8任意一项所述的大型铜套离心铸造设备，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先将碳钢基体（518）套在底板（519）的表面上，然后启动第一气缸（52），使第一气缸（52）带动碳钢基体（518）进入到套筒（51）的内腔中，并使碳钢基体（518）的顶部抵在抵板（521）上，然后通过进料管（55）将铜液输送到空心套板（56）的内腔中，然后再通过空心套板（56）进入到连接管（58）的内腔中，然后流进套筒（51）的内腔中，并启动离心机（4），使离心机（4）的输出端带动第一转动杆（515）进行转动，通过抵板（521）的挤压，带动碳钢基体（518）进行转动，铜液流入碳钢基体（518）与套筒（51）的间隙从而浇铸形成转子铜套初坯；

S2、然后通过控制面板（54）启动真空泵（53），使真空泵（53）对套筒（51）的内腔进行抽氧，来消除铜套初坯中带有的气体；

S3、然后通过控制面板（54）启动第二气缸（178），使第二气缸（178）带动条形块（177）在滑槽（176）的内腔中进行移动，使条形块（177）与凸点（522）相互接触，在凸点（522）转动时，会挤条形块（177），从而带动第二套板（171）和第二连接杆（172）进行转动，使第二连接杆（172）带动弹性元件（184）对挡板（181）进行挤压，使挡板（181）带动第二转动杆（179）进行转动，使密封扇叶（180）在通管（173）的内腔中翻转开，同时涡旋弹片（183）会跟随进行转动，使储存箱（514）内腔的冷却液会通过管道（174）流进冷却槽（520）的内腔中，来对套筒（51）内腔形成的铜套初坯进行冷却，当冷却完成后，停止离心机（4），当第一转动杆（515）不再转动时，凸点（522）也就不会对条形块（177）造成挤压，并在弹性元件（184）和涡旋弹片（183）的弹力下，会带动第二连接杆（172）和第二转动杆（179）进行复位，使密封扇叶（180）再闭合在通管（173）的内壁上，然后启动液泵（511），通过进液管（510）将冷却槽（520）内腔的冷却液再输送到储存箱（514）的内腔中；

S4、最后再启动第一气缸（52），使第一气缸（52）通过底板（519）带动碳钢基体（518）移动出来，最后再将碳钢基体（518）表面形成的铜套初坯取下即可。