CN103273012A - 一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置及生产方法，它属于铁型覆砂铸造领域。本发明包括浇注系统、箱扣、定位销、铸件模具、型板、电加热管、铁型和梯形螺杆，铸件模具和浇注系统均设置在型板上，铸件模具与型板连接，铸件模具包括上模型和下模型，型板上设有电热管，型板包括上型板和下型板，上型板和下型板分别设在上底座和下底座上，且上型板和下型板上均设有定位销，铁型包括上铁型和下铁型，上铁型和下铁型均位于上型板和下型板的上方，上铁型和下铁型上还连接有箱扣，该箱扣与梯形螺杆连接。本发明结构设计合理，铸件模具采用斜面分型，一型八件的方法，提高了生产效率，提高了工艺出品率。

Description

一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置及生产方法

技术领域

本发明涉及一种铸造工装装置及生产方法，尤其是一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置及生产方法，它属于铁型覆砂铸造领域。

背景技术

随着我国铁路事业的高速发展，对铁路零配件的要求也越来越高，斜楔又称磨擦减振器，要求耐磨、耐冲击，有严格的外型几何尺寸要求。

现有的普通砂型铸造生产时，由于夹砂、错箱、胀砂、缩孔缩松等多种铸造缺陷，使产品合格率只有50-60％，生产成本居高不下，该砂型铸造生产方式不能满足产品不断发展的要求，而铁型覆砂铸造一些装置只能一型一件，生产效率低，不能满足现有的需求。

中国专利号CN201120111831.8公开了一种名称为“砂型铸造装置” 的实用新型专利，该专利包括上砂箱、下砂箱以及夹层模板，所述的夹层模板夹于上砂箱和下砂箱之间，所述上砂箱和下砂箱之间形成型腔，下砂箱底部设有托板，上砂箱和下砂箱相对的两侧均设有带孔套的凸耳，夹层模板上设有与套孔相对应的模板孔，本砂型铸造还包括导柱，导柱穿过套孔和模板孔将上砂箱和下砂箱连接。该专利虽然使用方便，节约成本，铸件内部质量容易控制，但是和铁型覆砂铸造相比，具有夹砂、错箱、胀砂、缩孔的铸造缺陷。

中国专利号CN201110304692.5公开了一种名称为“铁型覆砂铸造汽缸体的生产方法”的发明专利。该专利生产方法包括造型，砂芯后装芯、合箱、浇注、开箱的工艺步骤，虽然出品率比砂型铸造有所提高，工艺流程简单，铁型铸造工艺按照一型一件进行设计，生产效率低，不能满足现有的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种结构设计合理，生产效率和工艺出品率高，生产成本低，铸件材质性能好的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，以及一种操作简单、高效的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置的生产方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，包括浇注系统、箱扣、定位销、底座和造型机工作台，所述底座包括上底座和下底座，底座固定在造型机工作台上，其特征在于：还包括铸件模具、型板、电加热管和铁型，所述的铸件模具和浇注系统均设置在型板上，铸件模具与型板连接，铸件模具包括上模型和下模型，型板上设有电热管，型板包括上型板和下型板，上型板和下型板分别设在上底座和下底座上，且上型板和下型板上均设有定位销，铁型包括上铁型和下铁型，上铁型和下铁型均位于上型板和下型板的上方，上铁型和下铁型上还连接有箱扣，该箱扣上设有梯形螺杆。

以上结构的效果：浇注系统保证金属液体平稳的充满型腔，箱扣主要用于铸件合箱时的扣紧，定位销用于定位和导向，底座和造型机用于连接和固定，电热管对铸件模具进行加热，上铁型和下铁型分别盖在上型板和下型板上，造型机向铁型内喷射覆膜砂成型，铁型从模具开起模后，上铁型和下铁型的型腔相对合型，用箱扣扣好，梯形螺杆压紧铁型吊轴，把上铁型和下铁型压紧，用于后面的浇注铸件。

本发明所述的箱扣上端设有梯形螺杆，箱扣的中部为中空结构，该箱扣与铁型连接；中空结构中的孔套在上铁型和下铁型上，梯形螺杆向下旋，梯形螺杆压紧铁型吊轴，使得上铁型和下铁型均压紧，便于合箱。

本发明所述的底座通过钢板焊接而成，底座一面与型板连接，另一面与连接板连接，该底座固定在造型机上；底座的连接板上开有槽口，用于放置螺丝，通过螺丝与造型机固定，底座安装在造型机上，使得整个铸造过程平稳。

本发明还包括气针，该气针与铸件模具连接；气针下有螺纹，便于安装在铸件模具上。

本发明所述的浇注系统包括直浇道、横浇道和内浇道，直浇道和横浇道安装在上型板上，内浇道安装在下型板上；浇注系统为了保证金属液体平稳无冲击的充满型腔，直浇道是为了将金属液引入到横浇道，横浇道是为了将金属引入到内浇道，而内浇道是为了将金属液体引入型腔。

本发明所述的直浇道为一个，横浇道为二个，内浇道为八个；为了保证此铁型覆砂铸造达到所需的要求。

本发明所述的定位销为四个，四个定位销分别设在型板上；四个定位销分别安装在型板横向和纵向的两端，用于定位和导向。

本发明所述的上型板和下型板采用灰铁材质，上铁型和下铁型采用铸铁或蠕铁材质，箱扣采用铸铁材制，气针采用钢材制成；不同的结构采用不同的材质，满足使用要求，延长整个工装装置的寿命，提高铸件的性能。

本发明还提供了一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置的生产方法，采用之前所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：步骤如下

第一步：首先把模具温度升到200～300℃，铁型温度加热到200～250℃，等待造型；

第二步：造型时，将上铁型合在上模具上，下铁型合在下模具上，通过造型机向铁型上的射砂孔射砂，射砂力为0.45-0.55Mpa，铁型合在模具上固化时间为2-3min，造型机使铁型与模具分开；

第三步：合箱时，将上铁型和下铁型翻转，检查铁型内表面的覆砂质量，用气枪把浮砂吹干净，如果覆砂有破损的，用覆膜砂把它补好，把上铁型和下铁型的内表面对应连在一起，使定位销与定位销孔对准，合好箱，扣紧箱扣，准备浇注；

第四步：浇注前，把铁水的化学成份调到C=3.7-3.9%，Si=2.0-2.4%，Mn=0.3 -0.5% ，P≤0.06% ，S≤0.02%，铁水出炉后经球化处理，扒渣三次后进行浇注，铁水的浇注温度控制在1380℃-1420℃，浇注时间在14-16S；

第五步：开箱，浇注后，等待一定时间，在开箱机上开箱，将上铁型和下铁型分离，把下铁型固定在生产线轨道上，把上铁型拉起，铸件留在下铁型；

第六步：出铸件，把下铁型拉到出铸件处，翻转铁型，铸件从下铁型上落入铸件的料斗里，等料斗里的铸件盛满后，进行清理，移除浇注系统，去毛刺得到铸件。

本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：1、结构设计合理，铸件模具采用斜面分型的方法，每件可以省一个泥芯，每型可以省八个泥芯；2、采用一型八件的方法，提高了生产效率，提高了工艺出品率95%；3、采用铁型覆砂铸造工艺生产出的斜楔铸件表面光洁、尺寸准确、内部组织致密、球化率及球化等级与砂型铸造相比均有所提高，经济效益显著。

附图说明

图1为本发明整体主视结构示意图。

图2为本发明整体俯视结构示意图。

图3为本发明中的上型板主视结构示意图。

图4为本发明中的上型板俯视结构示意图。

图5为本发明中的下型板主视结构示意图。

图6为本发明中的下型板俯视结构示意图。

图7为本发明中的铁型结构示意图。

图8为本发明中的上铁型主视结构示意图。

图9为本发明中的下铁型主视结构示意图。

图10为本发明中的箱扣结构示意图。

图11为本发明中的上铁型和下铁型合箱的主视结构示意图。

图12为本发明中的上铁型和下铁型合箱的侧视结构示意图。

图13为本发明的铸件结构示意图。

图中：铸件模具1，型板2，浇注系统3，气针4，底座5，铁型6，定位销7，造型机工作台8，箱扣9，上模型11，下模型12，上型板21，下型板22，加强板23，排气槽24，凹面25，直浇道31，横浇道32，内浇道33，上底座51，下底座52，上铁型61，下铁型62，吊轴63，跑边64，定位段71，导向段72，梯形螺杆91，中空结构92。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

参见图1～图13，本实施例主要包括铸件模具1，型板2，浇注系统3，气针4，底座5，铁型6，定位销7，造型机工作台8和箱扣9。

铸件模具1包括上模型11和下模型12，型板2包括上型板21和下型板22，底座5包括上底座51和下底座52，铁型6包括上铁型61和下铁型62。

铸件模具1通过定位销7定位，采用螺丝与型板2固定，铸件模具1通过斜面分型为上模型11和下模型12，上模型11装在上型板21上，下模型12装在下型板22上，铸件模具1和型板2之间采用定位销7定位，并且用螺丝固定。

型板2上开有孔，用于安装电热管，上型板21和下型板22均采用定位销7定位，螺丝锁紧，上型板21固定在上底座51上，下型板22固定在下底座52上，在型板2上，两个铸件模具1之间，开设排气槽24，铸件模具1上安装定位销7。

浇注系统3固定在型板2上，浇注系统3由直浇道31、横浇道32和内浇道33组成，直浇道31和横浇道32安装在上型板21上，内浇道33安装在下型板22上，直浇道31的个数为一个，横浇道32的个数为二个，内浇道33的个数为八个。

底座5用钢板焊接成，底座5上平面上安装型板2，底座5与型板2之间用螺丝连接，底座5的底面焊有四块连接板，连接板上开有槽口，底座5通过螺丝固定在造型机工作台8上。

气针4通过螺纹连接在铸件模具1上，气针4采用上细下粗结构，上铁型61和下铁型62分别盖在上型板21和下型板22上，定位销7有四个，分别安装在型板2的横向和纵向的两端，定位销7由定位段71和导向段72组成。

参见图3-图6，型板2的长度尺寸为900mm，宽度尺寸为660mm，并且根据不同布置可以进行调整，厚度为60mm，在型板2的宽度方向沿长度方向钻出装电热管的孔，用于安装电热管，在型板2上，两个铸件模具1之间，开设排气槽24，铸件模具1上装有定位销。

本实施例中的铸件模具1是根据斜楔铸件尺寸按一定缩尺放大制造的铁模，采用斜面分型的方法分为上模型11和下模型12，按一型八件的布置方式。

上模型11装在上型板21上，由于型板2是平的，而上模型11是斜面，在上模型11下面增加一个加强板23，直接镶在型板2上，通过加强板23局部成型，下模型12装在下型板22上，下模型12也为一个斜面，铸件模具1比型板2的面要底，在型板2上开有一个凹面25，通过型板2局部成型。

参见图7-图9，铁型6包括上铁型61和下铁型62，铁型6的前后安装有吊轴63，左右两侧连接有跑边64，跑边64的厚度为30mm，长度为800mm，可以在边辊架上滑动。

铁型6型腔比铸件模具1形状大8mm，具体可以根据实际情况确定，型腔部分用来覆盖膜砂，铁型6背面用厚度为20mm的加强筋相连接，在铁型6的上平面上开有ф25的通孔，数量为25个，具体通孔数量可以按照实际进行增加或减少，上铁型61厚度为110mm，下铁型62厚度为200mm。

参见图10，为本发明专利中的箱扣9结构，箱扣9与上铁型61和下铁型62连接，箱扣9的上端安装有梯形螺杆91，箱扣9的中间是中空结构92，中间的孔套在上铁型61和下铁型62上，梯形螺杆91向下旋，梯形螺杆91压紧铁型6中的吊轴63，使得上铁型61和下铁型62压紧。

参见图11-图12，上铁型61和下铁型62合箱结构，主要包括上铁型61、下铁型62、吊轴63和跑边64，上铁型61位于下铁型62上方，铁型6前后安装有吊轴63，铁型6左右两侧连接有跑边64，铁型6上还连接有箱扣9，用于上铁型61与下铁型62的合箱。

参见图13，为铸件图，现有技术是在B面为分型面，由于A面与B面垂直，角度部为90°，难以起模，必须在A面放一个泥芯，L为斜面分型位置，D为一般情况下的分型位置，本实施例中L和D所成的角度为1.5°，铸件采用斜面分型的方法，每件可以省一个泥芯，每型可以省八个泥芯。 

本发明一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置的生产方法为：第一步：首先把模具预定温度升到250℃，铁型预定温度加热到200℃，等待造型；

第二步：造型时，将上铁型61合在上模具上，下铁型62合在下模具上，通过造型机向铁型6上的射砂孔射砂，射砂力为0.45Mpa，铁型6合在模具上固化时间为2.5min，造型机使铁型6与模具分开；

第三步：合箱时，将上铁型61和下铁型62翻转，检查铁型6内表面的覆砂质量，用气枪把浮砂吹干净，如果覆砂有破损的，用覆膜砂把它补好，把上铁型61和下铁型62的内表面对应连在一起，使定位销7与定位销7的孔对准，合好箱，扣紧箱扣9，准备浇注；

第四步：浇注前，把铁水的化学成份调到C=3.8%，Si=2.3%，Mn=0.4%，P=0.04%，S=0.015%，铁水出炉后经球化处理，扒渣三次后进行浇注，铁水的浇注温度为1400℃，浇注时间为15S；

第五步：开箱，浇注后，等待一定时间，在开箱机上开箱，将上铁型61和下铁型62分离，把下铁型62固定在生产线轨道上，把上铁型61拉起，铸件留在下铁型62；

第六步：出铸件，把下铁型62拉到出铸件处，翻转铁型6，铸件就从下铁型62上落入铸件的料斗里，等料斗里的铸件盛满后，进行清理，移除浇注系统，去毛刺得到铸件。

优选的，本实施例中的模具预定温度为250℃，铁型6预定温度为200℃。

优选的，本实施例中的射砂力为0.45Mpa，铁型6合在模具上固化时间为2.5min。

优选的，本实施例中的铁水的化学成份调到C=3.8%，Si=2.3%，Mn=0.4% ，P=0.04%，S=0.015%。

优选的，本实施例中的铁水的浇注温度为1400℃，浇注时间为15S。

优选的，本实施例中铸件模具1材料采用灰铁HT200，型板2材料为灰铁HT200，气针4采用上细下粗的45号钢材，上铁型61、下铁型62和箱扣9均采用铸铁材质。

优选的，本实施例中的定位销7直径为ф20，气针4的直径为ф9，直浇道31、横浇道32和内浇道33的比例为1.1:1.5:1。

以上仅仅是本说明书中所描述的一个具体实施例，可以在此发明中增加装置，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及材料所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，包括浇注系统、箱扣、定位销、底座和造型机工作台，所述底座包括上底座和下底座，底座固定在造型机工作台上，其特征在于：还包括铸件模具、型板、电加热管、铁型和梯形螺杆，所述的铸件模具和浇注系统均设置在型板上，铸件模具与型板连接，铸件模具包括上模型和下模型，型板上设有电热管，型板包括上型板和下型板，上型板和下型板分别设在上底座和下底座上，且上型板和下型板上均设有定位销，铁型包括上铁型和下铁型，上铁型和下铁型均位于上型板和下型板的上方，上铁型和下铁型上还连接有箱扣，该箱扣与梯形螺杆连接。

2.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：所述的箱扣上端设有梯形螺杆，箱扣的中部为中空结构，该箱扣与铁型连接。

3.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：所述的底座通过钢板焊接而成，底座一面与型板连接，另一面与连接板连接，该底座固定在造型机上。

4.根据权利要求1或2所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：还包括气针，该气针与铸件模具连接。

5.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：所述的浇注系统包括直浇道、横浇道和内浇道，直浇道和横浇道安装在上型板上，内浇道安装在下型板上。

6.根据权利要求5所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：所述的直浇道为一个，横浇道为二个，内浇道为八个。

7.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：所述的定位销为四个，四个定位销分别设在型板上。

8.根据权利要求1所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：所述的上型板和下型板采用灰铁材质，上铁型和下铁型采用铸铁或蠕铁材质，气针采用钢材制成。

9.一种铁型覆砂铸造斜楔的工装装置的生产方法，采用权利要求1所述的铁型覆砂铸造斜楔的工装装置，其特征在于：步骤如下

第一步：首先把模具预定温度升到200～300℃，铁型预定温度加热到200～250℃，等待造型；

第二步：造型时，将上铁型合在上模具上，下铁型合在下模具上，通过造型机向铁型上的射砂孔射砂，射砂力为0.45-0.55Mpa，铁型合在模具上固化时间为2-3min，造型机使铁型与模具分开；

第三步：合箱时，将上铁型和下铁型翻转，检查铁型内表面的覆砂质量，用气枪把浮砂吹干净，如果覆砂有破损的，用覆膜砂把它补好，把上铁型和下铁型的内表面对应连在一起，使定位销与定位销孔对准，合好箱，扣紧箱扣，准备浇注；

第四步：浇注前，把铁水的化学成份调到C=3.7-3.9% ，Si=2.0-2.4%，Mn=0.3 -0.5% ，P≤0.06%，S≤0.02%，铁水出炉后经球化处理，扒渣三次后进行浇注，铁水的浇注温度控制在1380℃-1420℃，浇注时间在14-16S；

第五步：开箱，浇注后，等待一定时间，在开箱机上开箱，将上铁型和下铁型分离，把下铁型固定在生产线轨道上，把上铁型拉起，铸件留在下铁型；

第六步：出铸件，把下铁型拉到出铸件处，翻转铁型，铸件从下铁型上落入铸件的料斗里，等料斗里的铸件盛满后，进行清理，移除浇注系统，去毛刺得到铸件。

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