CN103192034B - 车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，包括以下步骤：①使用水平分型铸造工艺，将与加强筋形状相匹配的带有倒钩的环形芯子置于上下水平分型的型箱中，确保环形芯子与型箱的型腔同轴线，造型、下芯、合箱并制造，然后将型箱置于静压铸造流水线、震动压实造型机、震动压实造型流水线或者水平脱箱造型线上进行浇注；②开模，将环形芯子与成型的制动鼓一并取出，最后将环形芯子取下，得到制动鼓成品。通过本铸造工艺能够实现制动鼓的单金属一体铸造成型，无需机加工，提高了该类制动鼓的表面质量、几何精度及生产效率，通过采用静压铸造流水线或者震动压实造型流水线，实现了制动鼓的高质量、高效率、大批量生产。

Description

车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺

技术领域

本发明涉及一种车用带有防开裂环形加强筋制动鼓的一体成型铸造工艺，应用于汽车刹车部件的生产制造。

背景技术

带有防开裂环形加强筋的制动鼓是汽车上使用的一种新型制动鼓，是重型载重车辆重要部件，传统的制动鼓带有2条或2条以上的防开裂环形加强筋，目前，车用带有防开裂环形加强筋制动鼓（单金属铸造）的生产方式是以机械加工来实现，即先做出铸件后再机床加工成环形加强筋，但是以机械加工出环形加强筋的方式会减弱整个产品的力学性能，使制动鼓的使用寿命降低。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种能够实现车用带有防开裂环形加强筋制动鼓一体铸造成型、成型质量好、生产效率高的铸造工艺。

本发明所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，包括以下步骤：

①使用水平分型铸造工艺，将与加强筋形状相匹配的带有倒钩的环形芯子置于上下水平分型的型箱中，确保环形芯子与型箱的型腔同轴线，造型、下芯、合箱并制造，然后将型箱置于静压铸造流水线、震动压实造型机、震动压实造型流水线或者水平脱箱造型线上进行浇注；

②开模，将环形芯子与成型的制动鼓一并取出，最后将环形芯子取下，得到制动鼓成品。

所述的环形芯子的制芯设备包括上固定板、芯合外圈、芯合内圈和顶芯杆，芯合内圈位于芯合外圈内，芯合外圈和芯合内圈之间形成的空腔为芯子型腔，顶芯杆的顶部穿过芯合外圈并与芯子型腔的底部位于同一水平面上，顶芯杆的下部设置动力装置，上固定板上设置与芯子型腔相通的射砂口，上固定板的底部固定锥形定位套，锥形定位套底部具有凸台，凸台的外缘与芯合内圈的内缘相卡合，芯合内圈由至少两块内抽芯滑块拼合而成。

所述的环形芯子采用内抽芯滑块工艺进行制备，具体包括如下步骤：将环形芯子用材料充分混合，从射砂口射入芯子型腔中，待环形芯子成型后，通过动力装置对顶芯杆施加向上的推力，并通过顶芯杆将环形芯子顶出，在顶出过程中内抽芯滑块自动脱落，人工取出环形芯子，动力装置退回到初始位置，使顶芯杆的顶部与芯子型腔的底部位于同一平面。

所述的环形芯子可以是三乙胺冷芯，也可以是自硬砂芯子：

当环形芯子为三乙胺冷芯时，制备时将树脂、石英砂充分混合，并通入三乙胺气体使之固化成型；

当环形芯子为自硬砂芯子时，制备时将树脂、原砂、固化剂按比例充分混合并自行硬化成型。

所述的动力装置包括顶芯板和动力头，顶芯板固定在顶芯杆下部，顶芯板的下方设置动力头。

所述的加强筋的截面为波浪形、圆形、半圆形、矩形或者三角形。芯合内圈的外缘可根据加强筋的截面形状设计成相应的形状。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本铸造工艺采用环形芯子与上下水平分型的型箱相配合的形式，能够实现制动鼓的单金属一体铸造成型，无需机加工，大大提高了制动鼓的力学性能和使用寿命，提高了该类制动鼓的表面质量、几何精度及生产效率，降低了生产成本，增加了综合效益；本工艺中采用的制芯设备结构合理，通过内抽芯滑块能够方便的将芯子制出，且内抽芯滑块重复定位速度快、不易变形、定位精度高，因此，制芯速度快；通过采用静压铸造流水线、震动压实造型机、震动压实造型流水线或者水平脱箱造型线，实现制动鼓的高质量、高效率、大批量生产。

附图说明

图1是上下水平分型工艺的静压铸造流水线的工艺图；

图2是上下水平分型工艺的震动压实造型机的工艺图；

图3是本发明中制芯设备的结构示意图；

图4是图3中芯合内圈的结构示意图。

图中：1、上箱砂型；2、环形芯子；3、下箱砂型；4、上固定板；5、锥形定位套；6、凸台；7、射砂口；8、芯合内圈；9、冷芯型腔；10、芯合外圈；11、顶芯杆；12、顶芯板；13、动力头；14、内抽芯滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

本发明为车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其中，防开裂环形加强筋的截面根据需要设计成波浪形、矩形、三角形或者其他形状，现以带有波浪纹防开裂制动鼓为例对本铸造工艺进行说明，具体包括以下步骤：

①使用水平分型铸造工艺，将与加强筋形状相匹配的带有倒钩的环形芯子2置于上下水平分型的型箱中，确保环形芯子2与型箱的型腔同轴线，造型、下芯、合箱并制造，然后将型箱置于静压铸造流水线、震动压实造型机、震动压实造型流水线或者水平脱箱造型线上进行浇注；

②浇注1小时后开模，将环形芯子2与成型的制动鼓一并取出，最后将环形芯子2取下，得到制动鼓成品。

图1为上下水平分型工艺的静压铸造流水线的工艺图，图2为上下水平分型工艺的震动压实造型机的工艺图，二者工艺方式相近似，主要采用带有波浪纹的三乙胺冷芯与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，能够实现制动鼓的一体成型，通过本工艺制得的制动鼓表面质量好、几何精度高且力学性能、使用寿命都得到了大大提高，通过压铸造流水线、震动压实造型机、震动压实造型流水线或者水平脱箱造型线，实现制动鼓的高质量、高效率、大批量生产。

环形芯子的制芯设备如图3所示，包括上固定板4、芯合外圈10、芯合内圈8和顶芯杆11，芯合内圈8位于芯合外圈10内，芯合外圈10和芯合内圈8之间形成的空腔为芯子型腔9，上固定板4上设置与芯子型腔9相通的射砂口7，上固定板4的底部固定锥形定位套5，锥形定位套5底部具有凸台6，凸台6的外缘与芯合内圈8的内缘相卡合，芯合内圈8由至少两块内抽芯滑块14（本实施例中采用四块内抽芯滑块14，如图4所示）拼合而成，顶芯杆11的顶部穿过芯合外圈10并与芯子型腔9的底部位于同一水平面上，顶芯杆11固定在顶芯板12上部，顶芯板12的下方设置动力头13。

本发明中的环形芯子2采用内抽芯滑块工艺进行制备，可以是三乙胺冷芯，也可以是自硬砂芯子，具体步骤如下：

制备三乙胺冷芯时，将树脂、石英砂按比例1.6:100充分混合，从射砂口7射入芯子型腔9中，并通入三乙胺气体使之固化，三乙胺冷芯成型后，通过动力头13对顶芯板12施加推力，顶芯板12带动顶芯杆11向上移动，并通过顶芯杆11将制好的环形芯子2顶出，在顶出过程中内抽芯滑块14自动脱落，人工取出环形芯子2即可。环形芯子2制成后，将动力头13退回到初始位置，使顶芯杆11的顶部与芯子型腔9的底部位于同一平面，进行下一环形芯子的制备；

制备自硬砂芯子时，使用的材料与三乙胺冷芯不同，制备时只需将树脂、原砂、固化剂按比例1.6:100:0.1充分混合并自行硬化成型即可，无需通入三乙胺气体固化，其他步骤与三乙胺冷芯相同。

带有防开裂环形制动鼓铸造过程中使用的砂芯内部的波浪纹形状，分型时带有倒钩区域，传统的制芯方法是采用覆膜砂、粘土砂、水玻璃砂等工艺制芯，制芯的缺点是制芯速度慢（一般10-20分钟/件），生产效率低，需采用内抽芯的方法，手工取出滑块难度大、劳动强度高，滑块定位不准确，砂芯密度不均匀，容易缺肉，表面质量不稳定，无法实施大批量生产，无法与现代化的造型设备及生产流水线相匹配；而本砂芯（即环形芯子2）的主要优势在于固化迅速、均匀，不受砂芯厚薄的影响，且工艺中采用的制芯设备结构巧妙、制芯速度快、生产效率高、尺寸精度好、能源消耗低、可快速更换模板，能够实现柔性生产，以下是环形芯子2制芯参数与传统工艺制芯参数对比：

从表中可以看出本发明中环形芯子制芯工艺较传统制芯工艺具有制芯速度高的优势，制芯速度高达30秒/件，能够与现代高效率的静压铸造流水线、震动压实造型机或者震动压实造型流水线相匹配。

Claims (7)

1.一种车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

①使用水平分型铸造工艺，将与加强筋形状相匹配的带有倒钩的环形芯子（2）置于上下水平分型的型箱中，确保环形芯子（2）与型箱的型腔同轴线，造型、下芯、合箱并制造，然后将型箱置于静压铸造流水线、震动压实造型机、震动压实造型流水线或者水平脱箱造型线上进行浇注；

②开模，将环形芯子（2）与成型的制动鼓一并取出，最后将环形芯子（2）取下，得到制动鼓成品。

2.根据权利要求1所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：所述的加强筋的截面为波浪形、圆形、半圆形、矩形或者三角形。

3.根据权利要求1所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：所述的环形芯子的制芯设备包括上固定板（4）、芯合外圈（10）、芯合内圈（8）和顶芯杆（11），芯合内圈（8）位于芯合外圈（10）内，芯合外圈（10）和芯合内圈（8）之间形成的空腔为芯子型腔（9），顶芯杆（11）的顶部穿过芯合外圈（10）并与芯子型腔（9）的底部位于同一水平面上，顶芯杆（11）的下部设置动力装置，上固定板（4）上设置与芯子型腔（9）相通的射砂口（7），上固定板（4）的底部固定锥形定位套（5），锥形定位套（5）底部具有凸台（6），凸台（6）的外缘与芯合内圈（8）的内缘相卡合，芯合内圈（8）由至少两块内抽芯滑块（14）拼合而成。

4.根据权利要求3所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：所述的环形芯子采用内抽芯滑块工艺进行制备，具体包括如下步骤：

将环形芯子用材料充分混合，从射砂口（7）射入芯子型腔（9）中，然后通过动力装置对顶芯杆（11）施加向上的推力，并通过顶芯杆（11）将环形芯子顶出，在顶出过程中内抽芯滑块（14）自动脱落，人工取出环形芯子，动力装置退回到初始位置，使顶芯杆（11）的顶部与芯子型腔（9）的底部位于同一平面。

5.根据权利要求3或4所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：所述的动力装置包括顶芯板（12）和动力头（13），顶芯板（12）固定在顶芯杆（11）下部，顶芯板（12）的下方设置动力头（13）。

6.根据权利要求1、3或4所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：所述的环形芯子为三乙胺冷芯，制备时将树脂、石英砂充分混合，并通入三乙胺气体使之固化成型。

7.根据权利要求1、3或4所述的车用带有防开裂环形加强筋的制动鼓一体成型铸造工艺，其特征在于：所述的环形芯子为自硬砂芯子，制备时将树脂、原砂、固化剂充分混合并自行硬化成型。