CN102825239B - 一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法 - Google Patents

一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，也是冷激铸铁凸轮轴铸型的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合安装方法包括冷铁(1)与绝热材料(2)的设计与制作、砂箱加工、冷铁与绝热件在砂箱上的装配固定，砂箱和模具的排气、射砂道设计，冷激铸铁凸轮轴造型使用的将所有前置冷铁可靠固定到砂箱上使之能在铸型中实现一次性整体准确定位、而又能防止冷铁的热量传递给砂箱而改变冷铁冷激效果的机械化造型方法，从而在保持冷铁原有效果的基础上，提高造型的生产效率，减少冷铁错认、错放、移位、遗失诸多问题。

Description

一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法
技术领域
本发明涉及一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，属铸造工艺技术领域。
背景技术
冷激铸铁凸轮轴毛坯铸造生产工艺在上世纪80年代由上海内燃机研究所从美国AE公司引进，随后在我国得到广泛应用。它利用在铸型特定区域放置的冷铁，使进入型腔的铁水在靠近冷铁的附近区域快速冷却，在该处(凸轮工作面)形成致密的金属组织并获得高硬度和高耐磨性，而其他部位仍将保持原有的铸造组织和强度。这种工艺技术的核心是冷铁在型腔中的放置位置及所放冷铁的热容量。传统的冷激铸铁凸轮轴铸坯生产过程中造型时有前置冷铁和后置冷铁两种放置冷铁的方式，但由于根据工艺要求各位置的冷铁可能需要有不同的热容量，因此尽管各处放置的冷铁形状相近，但其重量和热容量不同，每种冷铁只能放置到型腔中的相应指定位置，否则将因达不到设计的冷激效果而导致铸件报废，所以需要以手工方式一个一个地摆放，工作效率低。而且安装冷铁时首先需要人工从回收的冷铁堆中辨认分类，然后再将选出的冷铁放置在型腔中的相应位置；拆箱后每个冷铁又需从废砂中捡回，有些冷铁包在烧结的砂中很难发现，则会造成一定量的冷铁遗失；如因辨认出错使冷铁放错位置，又会造成铸件报废。此外，前置冷铁虽加工要求不高，但充型时冷铁容易移位，即使采用磁性固定冷铁，由于频繁加热磁性失效快，也只能在一段不长的时间内控制冷铁移位，而冷铁移位则意味着工作部位冷激效果变差；后置冷铁加工要求高，否则不易在型砂中固定，总之冷铁的辨认、摆放严重地影响了铸件的造型效率和产品质量的稳定性。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，也就是冷激铸铁凸轮轴造型使用的将所有前置冷铁可靠固定到砂箱上使之能在铸型中实现一次性整体准确定位、而又能防止冷铁的热量传递给砂箱而改变冷铁冷激效果的机械化造型方法，从而在保持冷铁原有效果的基础上，提高造型的生产效率，减少冷铁错认、错放、移位、遗失等等诸多问题。
为实现上述目的，本发明的一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，也是冷激铸铁凸轮轴铸型的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合安装方法包括冷铁与绝热材料的设计与制作、砂箱加工、冷铁与绝热件在砂箱上的装配固定，砂箱和模具的排气、射砂道设计。
具体步骤如下：
1、根据凸轮轴的生产要求，在模板上合理设计凸轮轴轴模，在模板上设置排气孔；
2、根据凸轮轴铸型的设计要求，合理设计冷铁与绝热材料的形状尺寸，在保证每种冷铁均具有适当的热容量、不改变原有产品要求的冷激效果的前提下，设置绝热材料包容冷铁的安装部分，形成冷铁-绝热材料组件；
3、根据凸轮轴轴模的设计要求，合理设计砂箱，砂箱由上箱和底箱构成，上箱上设置铁水进水孔，底箱上设置铁水流水槽，在砂箱上设置多个相对于每种冷铁-绝热材料组件的安装槽，安装槽与冷铁-绝热材料组件的绝热件外形之间形成一定精度的配合关系，保证冷铁-绝热材料组件与砂箱之间有正确的位置关系，用螺栓连接，确保冷铁-绝热材料组件固定在砂箱上，并方便拆换，形成前置冷铁-绝热材料-砂箱组合；
4、根据冷铁在砂箱上的位置，在砂箱上设置排气槽和射砂孔，使射砂时气流通畅，砂型充实完整；
5、用机械放置的方法将前置冷铁-绝热材料-砂箱组合置于造型场地，将一个铸型中的所有前置冷铁均随砂箱在铸型中实现一次性整体准确定位；
6、将凸轮轴轴模置于前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中，使凸轮轴模具5与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的前置冷铁处于对应位置；
7、向凸轮轴轴模与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的空间通过砂箱上的射砂孔射砂，使树脂砂充满空间，充型烧结后形成冷激铸铁凸轮轴铁模覆砂上下铸型；
8、上下铸型在砂箱合箱后，通过上箱的铁水进水孔向冷激铸铁凸轮轴铸型内浇注铁水，经过底箱的铁水流水槽，使铁水充满凸轮轴铸型，制成冷激铸铁凸轮轴毛坯；
9、冷却后拆箱取出冷激铸铁凸轮轴，清除前置冷铁-绝热材料-砂箱组合空间中的残砂，准备重复使用；
10、将清除了砂的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合再次置于凸轮轴轴模上用于制造冷激铸铁凸轮轴铸型。
本发明的一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法与现有技术比较的有益效果是，本发明将冷铁、绝热材料和砂箱装配成前置冷铁-绝热材料-砂箱组合体，在进行冷激铸铁凸轮轴铸型制作的过程中前置冷铁-绝热材料-砂箱组合体是作为部件参与铸型制作的，能通过机械方式将一个铸型中的所有前置冷铁均随砂箱在铸型中实现一次性整体准确定位，从而提高冷铁安装位置的准确性和提高造型效率，而且拆箱落砂清理后的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合体可重复使用，因此解决了长期以来冷铁块错放、未放到位、射砂或合箱后冷铁移位的一系列问题；此外，由于前置冷铁-绝热材料-砂箱组合体始终作为部件重复使用，冷铁不用手工摆放，位置准确一致、造型效率高，且容易实现冷激块的统一投放和废弃，统一冷激块的服役期，确保冷激效果的一致性。
利用前置冷铁-绝热材料-砂箱组合，是所有冷铁随砂箱一起一次性放置的机械放置方式制作冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，将冷铁固定在砂箱上，同时又在砂箱上的冷铁安装槽与冷铁之间设置绝热材料制成的隔热层将冷铁和砂箱隔离，避免冷铁的热量传递给砂箱而改变冷铁的冷激效果，三者组合形成了前置冷铁-绝热材料-砂箱组合体；利用铁模覆砂造型工艺制成带有前置冷铁的凸轮轴铸型，从而既解决了人工捡拾、辨认和摆放冷铁的问题，又避免了冷铁热量传递给砂箱而改变冷铁冷激效果的问题，还使原来只能一块一块单独放置冷铁的手工放置方式变成通过机械将一个砂型的所有冷铁随砂箱一起一次性放置的整体机械放置方式；实现了利用冷铁-绝热材料-砂箱组合将所有冷铁随砂箱一起一次性放置在砂箱内，保证所有前置冷铁的机械化准确放置、自动射砂烧结成型的机械化造型生产方式。既提高了造型生产效率，又提高了冷激效果的一致性和产品质量的稳定性。
附图说明
图1为上箱示意图。
图2为底箱示意图。
图3为凸轮轴轴模示意图。
其中：1为冷铁，2为绝热材料，3为排气槽，4为射砂孔，5为凸轮轴轴模，6为浇道，7为排气孔，8为模板，9为进水孔，10为流水槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法作进一步的详细描述。
图1、图2和图3所示的上箱、底箱和凸轮轴轴模，上箱和底箱构成砂箱，砂箱和凸轮轴轴模5组成整体，上箱和底箱上均对应设置凸轮轴轴模槽，凸轮轴轴模槽两侧均对应设置冷铁安装槽，冷铁安装在冷铁安装槽内，冷铁1与砂箱之间的冷铁安装槽内设置绝热材料2，用螺栓将冷铁1固定在砂箱上，在上箱和底箱的冷铁安装槽的对应处设置排气槽3和射砂孔4，凸轮轴轴模设置在模板8上，模板8上设置排气孔7，在上箱上设置铁水进水孔9，在底箱上设置铁水流水槽10。
本发明的具体步骤如下：
1、根据凸轮轴的生产要求，在模板8上合理设计凸轮轴模具5，在模板8上设置排气孔7；
2、根据凸轮轴铸型的设计要求，合理设计冷铁1与绝热材料2的形状尺寸，在保证每种冷铁1均具有适当的热容量、不改变原有产品要求的冷激效果的前提下，设置绝热材料2包容冷铁1的安装部分，形成冷铁-绝热材料组件；
3、根据凸轮轴轴模5的设计要求，合理设计砂箱，砂箱由上箱和底箱构成，上箱上设置铁水进水孔9，底箱上设置铁水流水槽10，在砂箱上设置多个相对于每种冷铁-绝热材料组件的安装槽，安装槽与冷铁-绝热材料组件的绝热件外形之间形成一定精度的配合关系，保证冷铁-绝热材料组件与砂箱之间有正确的位置关系，用螺栓连接，确保冷铁-绝热材料组件固定在砂箱上，并方便拆换，形成前置冷铁-绝热材料-砂箱组合；
4、根据冷铁1在砂箱上的位置，在砂箱上设置排气槽3和射砂孔4，使射砂时气流通畅，砂型充实完整；
5、用机械放置的方法将前置冷铁-铭热材料-砂箱组合置于造型场地，将一个铸型中的所有前置冷铁均随砂箱在铸型中实现一次性整体准确定位；
6、将凸轮轴轴模5置于前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中，使凸轮轴模具5与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的前置冷铁处于对应位置；
7、向凸轮轴轴模5与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的空间通过砂箱上的射砂孔4射砂，使树脂砂充满空间，充型烧结后形成冷激铸铁凸轮轴铁模覆砂上下铸型；
8、上下铸型在砂箱合箱后，通过上箱的铁水进水孔9向冷激铸铁凸轮轴铸型内浇注铁水，经过底箱的铁水流水槽10，使铁水充满凸轮轴铸型，制成冷激铸铁凸轮轴毛坯；
9、冷却后拆箱取出冷激铸铁凸轮轴，清除前置冷铁-绝热材料-砂箱组合空间中的残砂，准备重复使用；
10、将清除了砂的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合再次置于凸轮轴轴模5上用于制造冷激铸铁凸轮轴铸型。

Claims (2)

1.一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，其特征在于1)根据凸轮轴的生产要求，在模板(8)上合理设计凸轮轴轴模(5)，在模板(8)上设置排气孔(7)；2)根据凸轮轴铸型的设计要求，合理设计冷铁(1)与绝热材料(2)的形状尺寸，在保证每种冷铁(1)均具有适当的热容量、不改变原有产品要求的冷激效果的前提下，设置绝热材料(2)包容冷铁(1)的安装部分，形成冷铁-绝热材料组件；3)根据凸轮轴轴模(5)的设计要求，合理设计砂箱，砂箱由上箱和底箱构成，上箱上设置铁水进水孔(9)，底箱上设置铁水流水槽(10)，在砂箱上设置多个相对于每种冷铁-绝热材料组件的安装槽，安装槽与冷铁-绝热材料组件的绝热件外形之间形成一定精度的配合关系，保证冷铁-绝热材料组件与砂箱之间有正确的位置关系，用螺栓连接，确保冷铁-绝热材料组件固定在砂箱上，并方便拆换，形成前置冷铁-绝热材料-砂箱组合；4)根据冷铁(1)在砂箱上的位置，在砂箱上设置排气槽(3)和射砂孔(4)，使射砂时气流通畅，砂型充实完整；5)用机械放置的方法将前置冷铁-绝热材料-砂箱组合置于造型场地，将一个铸型中的所有前置冷铁均随砂箱在铸型中实现一次性整体准确定位；6)将凸轮轴轴模(5)置于前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中，使凸轮轴轴模(5)与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的前置冷铁处于对应位置；7)向凸轮轴轴模(5)与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的空间通过砂箱上的射砂孔(4)射砂，使树脂砂充满空间，充型烧结后形成冷激铸铁凸轮轴铁模覆砂上下铸型；8)上下铸型在砂箱合箱后，通过上箱的铁水进水孔(9)向冷激铸铁凸轮轴铸型内浇注铁水，经过底箱的铁水流水槽(10)，使铁水充满凸轮轴铸型，制成冷激铸铁凸轮轴毛坯；9)冷却后拆箱取出冷激铸铁凸轮轴，清除前置冷铁-绝热材料-砂箱组合空间中的残砂，准备重复使用；10)将清除了砂的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合再次置于凸轮轴轴模(5)上用于制造冷激铸铁凸轮轴铸型。
2.根据权利要求1所述的一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，其特征在于上箱和底箱上均对应设置凸轮轴轴模槽，凸轮轴轴模槽两侧均对应设置冷铁安装槽，冷铁(1)安装在冷铁安装槽内，冷铁(1)与砂箱之间的冷铁安装槽内设置绝热材料(2)，用螺栓将冷铁(1)固定在砂箱上，在上箱和底箱的冷铁安装槽的对应处设置排气槽(3)和射砂孔(4)，凸轮轴轴模(5)设置在模板(8)上，模板(8)上设置排气孔(7)，在上箱上设置铁水进水孔(9)，在底箱上设置铁水流水槽(10)。
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