車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝的製作方法

2023-09-23 17:27:55 1

專利名稱：車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車用帶有防開裂環形加強筋制動鼓的一體成型鑄造工藝，應用於汽車剎車部件的生產製造。
背景技術：
帶有防開裂環形加強筋的制動鼓是汽車上使用的一種新型制動鼓，是重型載重車輛重要部件，傳統的制動鼓帶有2條或2條以上的防開裂環形加強筋，目前，車用帶有防開裂環形加強筋制動鼓(單金屬鑄造)的生產方式是以機械加工來實現，即先做出鑄件後再工具機加工成環形加強筋，但是以機械加工出環形加強筋的方式會減弱整個產品的力學性能，使制動鼓的使用壽命降低。

發明內容
根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題是:提供一種能夠實現車用帶有防開裂環形加強筋制動鼓一體鑄造成型、成型質量好、生產效率高的鑄造工藝。本發明所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，包括以下步驟:①使用水平分型鑄造工藝，將與加強筋形狀相匹配的帶有倒鉤的環形芯子置於上下水平分型的型箱中，確保環形芯子與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱並製造，然後將型箱置於靜壓鑄造流水線、震動壓實造型機、震動壓實造型流水線或者水平脫箱造型線上進行澆注；②開模，將環形芯子與成型的制動鼓一併取出，最後將環形芯子取下，得到制動鼓成品。所述的環形芯子的制芯設備包括上固定板、芯合外圈、芯合內圈和頂芯杆，芯合內圈位於芯合外圈內，芯合外圈和芯合內圈之間形成的空腔為芯子型腔，頂芯杆的頂部穿過芯合外圈並與芯子型腔的底部位於同一水平面上，頂芯杆的下部設置動力裝置，上固定板上設置與芯子型腔相通的射砂口，上固定板的底部固定錐形定位套，錐形定位套底部具有凸臺，凸臺的外緣與芯合內圈的內緣相卡合，芯合內圈由至少兩塊內抽芯滑塊拼合而成。所述的環形芯子採用內抽芯滑塊工藝進行製備，具體包括如下步驟:將環形芯子用材料充分混合，從射砂口射入芯子型腔中，待環形芯子成型後，通過動力裝置對頂芯杆施加向上的推力，並通過頂芯杆將環形芯子頂出，在頂出過程中內抽芯滑塊自動脫落，人工取出環形芯子，動力裝置退回到初始位置，使頂芯杆的頂部與芯子型腔的底部位於同一平面。所述的環形芯子可以是三乙胺冷芯，也可以是自硬砂芯子:當環形芯子為三乙胺冷芯時，製備時將樹脂、石英砂充分混合，並通入三乙胺氣體使之固化成型；當環形芯子為自硬砂芯子時，製備時將樹脂、原砂、固化劑按比例充分混合併自行硬化成型。
所述的動力裝置包括頂芯板和動力頭，頂芯板固定在頂芯杆下部，頂芯板的下方設直動力頭。所述的加強筋的截面為波浪形、圓形、半圓形、矩形或者三角形。芯合內圈的外緣可根據加強筋的截面形狀設計成相應的形狀。本發明與現有技術相比所具有的有益效果是:本鑄造工藝採用環形芯子與上下水平分型的型箱相配合的形式，能夠實現制動鼓的單金屬一體鑄造成型，無需機加工，大大提高了制動鼓的力學性能和使用壽命，提高了該類制動鼓的表面質量、幾何精度及生產效率，降低了生產成本，增加了綜合效益；本工藝中採用的制芯設備結構合理，通過內抽芯滑塊能夠方便的將芯子制出，且內抽芯滑塊重複定位速度快、不易變形、定位精度高，因此，制芯速度快；通過採用靜壓鑄造流水線、震動壓實造型機、震動壓實造型流水線或者水平脫箱造型線，實現制動鼓的高質量、高效率、大批量生產。


圖1是上下水平分型工藝的靜壓鑄造流水線的工藝圖；圖2是上下水平分型工藝的震動壓實造型機的工藝圖；圖3是本發明中制芯設備的結構示意圖；圖4是圖3中芯合內圈的結構示意圖。圖中:1、上箱砂型；2、環形芯子；3、下箱砂型；4、上固定板；5、錐形定位套；6、凸臺；7、射砂口 ；8、芯合內圈；9、冷芯型腔；10、芯合外圈；11、頂芯杆；12、頂芯板；13、動力頭；14、內抽芯滑塊。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例做進一步描述:本發明為車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其中，防開裂環形加強筋的截面根據需要設計成波浪形、矩形、三角形或者其他形狀，現以帶有波浪紋防開裂制動鼓為例對本鑄造工藝進行說明，具體包括以下步驟:①使用水平分型鑄造工藝，將與加強筋形狀相匹配的帶有倒鉤的環形芯子2置於上下水平分型的型箱中，確保環形芯子2與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱並製造，然後將型箱置於靜壓鑄造流水線、震動壓實造型機、震動壓實造型流水線或者水平脫箱造型線上進行澆注；②澆注I小時後開模，將環形芯子2與成型的制動鼓一併取出，最後將環形芯子2取下，得到制動鼓成品。圖1為上下水平分型工藝的靜壓鑄造流水線的工藝圖，圖2為上下水平分型工藝的震動壓實造型機的工藝圖，二者工藝方式相近似，主要採用帶有波浪紋的三乙胺冷芯與上下水平分型的型箱(上箱砂型1、下箱砂型3)相配合的形式，能夠實現制動鼓的一體成型，通過本工藝製得的制動鼓表面質量好、幾何精度高且力學性能、使用壽命都得到了大大提高，通過壓鑄造流水線、震動壓實造型機、震動壓實造型流水線或者水平脫箱造型線，實現制動鼓的高質量、高效率、大批量生產。
環形芯子的制芯設備如圖3所示，包括上固定板4、芯合外圈10、芯合內圈8和頂芯杆11，芯合內圈8位於芯合外圈10內，芯合外圈10和芯合內圈8之間形成的空腔為芯子型腔9，上固定板4上設置與芯子型腔9相通的射砂口 7，上固定板4的底部固定錐形定位套5，錐形定位套5底部具有凸臺6，凸臺6的外緣與芯合內圈8的內緣相卡合，芯合內圈8由至少兩塊內抽芯滑塊14 (本實施例中採用四塊內抽芯滑塊14，如圖4所示)拼合而成，頂芯杆11的頂部穿過芯合外圈10並與芯子型腔9的底部位於同一水平面上，頂芯杆11固定在頂芯板12上部，頂芯板12的下方設置動力頭13。本發明中的環形芯子2採用內抽芯滑塊工藝進行製備，可以是三乙胺冷芯，也可以是自硬砂芯子，具體步驟如下:製備三乙胺冷芯時，將樹脂、石英砂按比例1.6:100充分混合，從射砂口 7射入芯子型腔9中，並通入三乙胺氣體使之固化，三乙胺冷芯成型後，通過動力頭13對頂芯板12施加推力，頂芯板12帶動頂芯杆11向上移動，並通過頂芯杆11將制好的環形芯子2頂出，在頂出過程中內抽芯滑塊14自動脫落，人工取出環形芯子2即可。環形芯子2製成後，將動力頭13退回到初始位置，使頂芯杆11的頂部與芯子型腔9的底部位於同一平面，進行下一環形芯子的製備；製備自硬砂芯子時，使用的材料與三乙胺冷芯不同，製備時只需將樹脂、原砂、固化劑按比例1.6:100:0.1充分混合併自行硬化成型即可，無需通入三乙胺氣體固化，其他
步驟與三乙胺冷芯相同。帶有防開裂環形制動鼓鑄造過程中使用的砂芯內部的波浪紋形狀，分型時帶有倒鉤區域，傳統的制芯方法是採用覆膜砂、粘土砂、水玻璃砂等工藝制芯，制芯的缺點是制芯速度慢(一般10-20分鐘/件)，生產效率低，需採用內抽芯的方法，手工取出滑塊難度大、勞動強度高，滑塊定位不準確，砂芯密度不均勻，容易缺肉，表面質量不穩定，無法實施大批量生產，無法與現代化的造型設備及生產流水線相匹配；而本砂芯(即環形芯子2)的主要優勢在於固化迅速、均勻， 不受砂芯厚薄的影響，且工藝中採用的制芯設備結構巧妙、制芯速度快、生產效率高、尺寸精度好、能源消耗低、可快速更換模板，能夠實現柔性生產，以下是環形芯子2制芯參數與傳統工藝制芯參數對比:

權利要求
1.一種車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:包括以下步驟: ①使用水平分型鑄造工藝，將與加強筋形狀相匹配的帶有倒鉤的環形芯子(2)置於上下水平分型的型箱中，確保環形芯子(2)與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱並製造，然後將型箱置於靜壓鑄造流水線、震動壓實造型機、震動壓實造型流水線或者水平脫箱造型線上進行澆注； ②開模，將環形芯子(2)與成型的制動鼓一併取出，最後將環形芯子(2)取下，得到制動鼓成品。
2.根據權利要求1所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:所述的加強筋的截面為波浪形、圓形、半圓形、矩形或者三角形。
3.根據權利要求1所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:所述的環形芯子的制芯設備包括上固定板(4)、芯合外圈(10)、芯合內圈(8)和頂芯杆(11)，芯合內圈(8)位於芯合外圈(10)內，芯合外圈(10)和芯合內圈(8)之間形成的空腔為芯子型腔(9)，頂芯杆(11)的頂部穿過芯合外圈(10)並與芯子型腔(9)的底部位於同一水平面上，頂芯杆(11)的下部設置動力裝置，上固定板(4)上設置與芯子型腔(9)相通的射砂口(7)，上固定板(4)的底部固定錐形定位套(5)，錐形定位套(5)底部具有凸臺(6)，凸臺(6)的外緣與芯合內圈(8)的內緣相卡合，芯合內圈(8)由至少兩塊內抽芯滑塊(11)拼合而成。
4.根據權利要求3所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:所述的環形芯子採用內抽芯滑塊工藝進行製備，具體包括如下步驟: 將環形芯子用材料充分混合，從射砂口(7)射入芯子型腔(9)中，然後通過動力裝置對頂芯杆(11)施加向上的推力，並通過頂芯杆(11)將環形芯子頂出，在頂出過程中內抽芯滑塊(11)自動脫落，人工取出環形芯子，動力裝置退回到初始位置，使頂芯杆(11)的頂部與芯子型腔(9)的底部位於同一平面。
5.根據權利要求3或4所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:所述的動力裝置包括頂芯板(12)和動力頭(13)，頂芯板(12)固定在頂芯杆(11)下部，頂芯板(12)的下方設置動力頭(13)。
6.根據權利要求1、3或4所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:所述的環形芯子為三乙胺冷芯，製備時將樹脂、石英砂充分混合，並通入三乙胺氣體使之固化成型。
7.根據權利要求1、3或4所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特徵在於:所述的環形芯子為自硬砂芯子，製備時將樹脂、原砂、固化劑充分混合併自行硬化成型。
全文摘要
本發明所述的車用帶有防開裂環形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，包括以下步驟①使用水平分型鑄造工藝，將與加強筋形狀相匹配的帶有倒鉤的環形芯子置於上下水平分型的型箱中，確保環形芯子與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱並製造，然後將型箱置於靜壓鑄造流水線、震動壓實造型機、震動壓實造型流水線或者水平脫箱造型線上進行澆注；②開模，將環形芯子與成型的制動鼓一併取出，最後將環形芯子取下，得到制動鼓成品。通過本鑄造工藝能夠實現制動鼓的單金屬一體鑄造成型，無需機加工，提高了該類制動鼓的表面質量、幾何精度及生產效率，通過採用靜壓鑄造流水線或者震動壓實造型流水線，實現了制動鼓的高質量、高效率、大批量生產。
文檔編號B22C9/10GK103192034SQ20131009959
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者馬穎, 馬宗迎, 商聰 申請人:山東宏馬工程機械有限公司