專利名稱：車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車用帶有防開裂環(huán)形加強筋制動鼓的一體成型鑄造工藝，應用于汽車剎車部件的生產(chǎn)制造。
背景技術：
帶有防開裂環(huán)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(tǒng)的制動鼓帶有2條或2條以上的防開裂環(huán)形加強筋，目前，車用帶有防開裂環(huán)形加強筋制動鼓(單金屬鑄造)的生產(chǎn)方式是以機械加工來實現(xiàn)，即先做出鑄件后再機床加工成環(huán)形加強筋，但是以機械加工出環(huán)形加強筋的方式會減弱整個產(chǎn)品的力學性能，使制動鼓的使用壽命降低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種能夠實現(xiàn)車用帶有防開裂環(huán)形加強筋制動鼓一體鑄造成型、成型質量好、生產(chǎn)效率高的鑄造工藝。本發(fā)明所述的車用帶有防開裂環(huán)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(huán)形芯子置于上下水平分型的型箱中，確保環(huán)形芯子與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱并制造，然后將型箱置于靜壓鑄造流水線、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(huán)形芯子與成型的制動鼓一并取出，最后將環(huán)形芯子取下，得到制動鼓成品。所述的環(huán)形芯子的制芯設備包括上固定板、芯合外圈、芯合內(nèi)圈和頂芯桿，芯合內(nèi)圈位于芯合外圈內(nèi)，芯合外圈和芯合內(nèi)圈之間形成的空腔為芯子型腔，頂芯桿的頂部穿過芯合外圈并與芯子型腔的底部位于同一水平面上，頂芯桿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(nèi)圈的內(nèi)緣相卡合，芯合內(nèi)圈由至少兩塊內(nèi)抽芯滑塊拼合而成。所述的環(huán)形芯子采用內(nèi)抽芯滑塊工藝進行制備，具體包括如下步驟:將環(huán)形芯子用材料充分混合，從射砂口射入芯子型腔中，待環(huán)形芯子成型后，通過動力裝置對頂芯桿施加向上的推力，并通過頂芯桿將環(huán)形芯子頂出，在頂出過程中內(nèi)抽芯滑塊自動脫落，人工取出環(huán)形芯子，動力裝置退回到初始位置，使頂芯桿的頂部與芯子型腔的底部位于同一平面。所述的環(huán)形芯子可以是三乙胺冷芯，也可以是自硬砂芯子:當環(huán)形芯子為三乙胺冷芯時，制備時將樹脂、石英砂充分混合，并通入三乙胺氣體使之固化成型；當環(huán)形芯子為自硬砂芯子時，制備時將樹脂、原砂、固化劑按比例充分混合并自行硬化成型。
所述的動力裝置包括頂芯板和動力頭，頂芯板固定在頂芯桿下部，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(nèi)圈的外緣可根據(jù)加強筋的截面形狀設計成相應的形狀。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比所具有的有益效果是:本鑄造工藝采用環(huán)形芯子與上下水平分型的型箱相配合的形式，能夠實現(xiàn)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(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，增加了綜合效益；本工藝中采用的制芯設備結構合理，通過內(nèi)抽芯滑塊能夠方便的將芯子制出，且內(nèi)抽芯滑塊重復定位速度快、不易變形、定位精度高，因此，制芯速度快；通過采用靜壓鑄造流水線、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(xiàn)制動鼓的高質量、高效率、大批量生產(chǎn)。


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(fā)明中制芯設備的結構示意圖；圖4是圖3中芯合內(nèi)圈的結構示意圖。圖中:1、上箱砂型；2、環(huán)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(nèi)圈；9、冷芯型腔；10、芯合外圈；11、頂芯桿；12、頂芯板；13、動力頭；14、內(nèi)抽芯滑塊。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述:本發(fā)明為車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其中，防開裂環(huán)形加強筋的截面根據(jù)需要設計成波浪形、矩形、三角形或者其他形狀，現(xiàn)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(huán)形芯子2置于上下水平分型的型箱中，確保環(huán)形芯子2與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱并制造，然后將型箱置于靜壓鑄造流水線、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小時后開模，將環(huán)形芯子2與成型的制動鼓一并取出，最后將環(huán)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，主要采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(xiàn)制動鼓的一體成型，通過本工藝制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(xiàn)制動鼓的高質量、高效率、大批量生產(chǎn)。
環(huán)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(nèi)圈8和頂芯桿11，芯合內(nèi)圈8位于芯合外圈10內(nèi)，芯合外圈10和芯合內(nèi)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(nèi)圈8的內(nèi)緣相卡合，芯合內(nèi)圈8由至少兩塊內(nèi)抽芯滑塊14 (本實施例中采用四塊內(nèi)抽芯滑塊14，如圖4所示)拼合而成，頂芯桿11的頂部穿過芯合外圈10并與芯子型腔9的底部位于同一水平面上，頂芯桿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(fā)明中的環(huán)形芯子2采用內(nèi)抽芯滑塊工藝進行制備，可以是三乙胺冷芯，也可以是自硬砂芯子，具體步驟如下:制備三乙胺冷芯時，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，并通入三乙胺氣體使之固化，三乙胺冷芯成型后，通過動力頭13對頂芯板12施加推力，頂芯板12帶動頂芯桿11向上移動，并通過頂芯桿11將制好的環(huán)形芯子2頂出，在頂出過程中內(nèi)抽芯滑塊14自動脫落，人工取出環(huán)形芯子2即可。環(huán)形芯子2制成后，將動力頭13退回到初始位置，使頂芯桿11的頂部與芯子型腔9的底部位于同一平面，進行下一環(huán)形芯子的制備；制備自硬砂芯子時，使用的材料與三乙胺冷芯不同，制備時只需將樹脂、原砂、固化劑按比例1.6:100:0.1充分混合并自行硬化成型即可，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(huán)形制動鼓鑄造過程中使用的砂芯內(nèi)部的波浪紋形狀，分型時帶有倒鉤區(qū)域，傳統(tǒng)的制芯方法是采用覆膜砂、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(chǎn)效率低，需采用內(nèi)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(wěn)定，無法實施大批量生產(chǎn)，無法與現(xiàn)代化的造型設備及生產(chǎn)流水線相匹配；而本砂芯(即環(huán)形芯子2)的主要優(yōu)勢在于固化迅速、均勻， 不受砂芯厚薄的影響，且工藝中采用的制芯設備結構巧妙、制芯速度快、生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、能源消耗低、可快速更換模板，能夠實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，以下是環(huán)形芯子2制芯參數(shù)與傳統(tǒng)工藝制芯參數(shù)對比:

權利要求
1.一種車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于: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(huán)形芯子(2)置于上下水平分型的型箱中，確保環(huán)形芯子(2)與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱并制造，然后將型箱置于靜壓鑄造流水線、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(huán)形芯子(2)與成型的制動鼓一并取出，最后將環(huán)形芯子(2)取下，得到制動鼓成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于: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(jù)權利要求1所述的車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于:所述的環(huán)形芯子的制芯設備包括上固定板(4)、芯合外圈(10)、芯合內(nèi)圈(8)和頂芯桿(11)，芯合內(nèi)圈(8)位于芯合外圈(10)內(nèi)，芯合外圈(10)和芯合內(nèi)圈(8)之間形成的空腔為芯子型腔(9)，頂芯桿(11)的頂部穿過芯合外圈(10)并與芯子型腔(9)的底部位于同一水平面上，頂芯桿(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(nèi)圈(8)的內(nèi)緣相卡合，芯合內(nèi)圈(8)由至少兩塊內(nèi)抽芯滑塊(11)拼合而成。
4.根據(jù)權利要求3所述的車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于:所述的環(huán)形芯子采用內(nèi)抽芯滑塊工藝進行制備，具體包括如下步驟: 將環(huán)形芯子用材料充分混合，從射砂口(7)射入芯子型腔(9)中，然后通過動力裝置對頂芯桿(11)施加向上的推力，并通過頂芯桿(11)將環(huán)形芯子頂出，在頂出過程中內(nèi)抽芯滑塊(11)自動脫落，人工取出環(huán)形芯子，動力裝置退回到初始位置，使頂芯桿(11)的頂部與芯子型腔(9)的底部位于同一平面。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于:所述的動力裝置包括頂芯板(12)和動力頭(13)，頂芯板(12)固定在頂芯桿(11)下部，頂芯板(12)的下方設置動力頭(13)。
6.根據(jù)權利要求1、3或4所述的車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于:所述的環(huán)形芯子為三乙胺冷芯，制備時將樹脂、石英砂充分混合，并通入三乙胺氣體使之固化成型。
7.根據(jù)權利要求1、3或4所述的車用帶有防開裂環(huán)形加強筋的制動鼓一體成型鑄造工藝，其特征在于:所述的環(huán)形芯子為自硬砂芯子，制備時將樹脂、原砂、固化劑充分混合并自行硬化成型。
全文摘要
本發(fā)明所述的車用帶有防開裂環(huán)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(huán)形芯子置于上下水平分型的型箱中，確保環(huán)形芯子與型箱的型腔同軸線，造型、下芯、合箱并制造，然后將型箱置于靜壓鑄造流水線、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(huán)形芯子與成型的制動鼓一并取出，最后將環(huán)形芯子取下，得到制動鼓成品。通過本鑄造工藝能夠實現(xiàn)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(chǎn)效率，通過采用靜壓鑄造流水線或者震動壓實造型流水線，實現(xiàn)了制動鼓的高質量、高效率、大批量生產(chǎn)。
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(yōu)先權日2013年3月26日
發(fā)明者馬穎, 馬宗迎, 商聰 申請人:山東宏馬工程機械有限公司