CN103433423B - 一种船用变速箱铸件模具的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用变速箱铸件模具的制作方法，其特征在于上、中、下三种箱体外形模具均采用钢板模具替代铝质金属模具，坭芯盒采用木模模具，外形模具制作时通过采用20#槽钢做模具的骨架与上、下型板，8-10毫米的Q235钢板做面板，各圆弧面加热压制/敲击成型，成型钢线切割做凸台、轴承孔等诸多工艺措施<i>。</i>用该模具铸造的船用变速箱铸件表面粗糙度好。具有制作时间短、成本低、使用周期长等优点。

Description

一种船用变速箱铸件模具的制作方法

技术领域

本发明涉及船用变速箱铸件模具的制作方法，特别涉及生产最大传递能力13.46(kw/rpm)船用变速箱铸件钢板模具的制作方法。

背景技术

进入21世纪，造船业技术快速发展，船用齿轮变速箱需求快速增长，大的传递能力船用齿轮变速箱是船的重要设备，在制造船用齿轮变速箱需要制造所需铸件。如生产德国产品GWC66.75船用齿轮变速箱，最大传递能力13.46(kw/rpm)，整机净重18700kg以上，主要用于大型散货船、客船、化学品船、油轮等工作船。该船用齿轮变速箱铸件由上、中、下三个箱体合成；外形尺寸为2200*2000*2150；整套产品重量8300kg，其中最重的下箱体3895kg。

该类船用齿轮变速箱铸件表面粗糙度要求≦Ra50，如按木模工艺设计、制作模具，无法解决铸件表面粗糙度要求高、模具间断性生产易变形、模具经济寿命短等方面的问题。

按铝质金属模工艺设计与生产，虽有铸件表面粗糙度好、模具在间断性生产条件下不会变形、经济寿命长等方面的优势；但也存在模具制作费用高(需55-60万元/套左右)、生产周期长，加工行程高，当制造场所高度不够，只能将模具整体分块加工、采用螺杆拼接工艺才能实现。

为了解决现有木模具与铝模具存在的问题，本发明经过充分的失效模式分析后，发明一种外形模具用钢板替代铝质金属模，内部坭芯盒采用木模的船用变速箱铸件用模具的制造方法。

发明内容

外形模具用钢板替代铝质金属模，内部坭芯盒采用木模的船用变速箱铸件用模具的制造方法，外形模具制作时通过采用20#槽钢做模具的骨架与上、下型板，8-10毫米的Q235钢板做面板，各圆弧面加热压制/敲击成型，成型钢线切割做凸台、轴承孔等诸多工艺措施。用该模具铸造的铸件表面粗糙度好。

实现本发明目的技术方案为：

一种船用变速箱铸件模具的制作方法，其特征在于上、中、下三种箱体外形模具均采用钢板模具替代铝质金属模具，坭芯盒采用木模模具，制作步骤如下：

1)型板的设计、制作：

a)合理确定型板外形尺寸及材料规格，结合铸件的外形尺寸、坭芯头尺寸、浇注系统布局、型板内定位尺寸、砂箱吃砂量等相关参数合理确定型板的外形尺寸；选用20#槽钢、8-10毫米钢板、Q238材料制作型板；

b)确保型板分型面的平直度，型板焊接时，应先用手持式抛光机去净钢板、槽钢二平面的氧化渣后；将钢板放置在标准的划线平板上，用塞尺检查间隙、用直尺检查平直度；按“田字、井字形组合”焊接支撑槽钢，钢板与槽钢结合处如有空隙处必须完整焊接到位；

c)确定上下型板、内定位中心、砂箱靠山的平面坐标，找出主要型板中心及内定位的中心后；通过分型面对分型面方式将别一块叠放在一起配合钻Ф24内定位中心孔，并用铰刀铰孔；侧面引出别一块型板的中心线；

2)外模的制作：

a)制作龙骨，按铸件产品的外形尺寸，用20#槽钢、按1％的缩水率、1-2°的起模斜度、预留模型面板的钢板厚度尺寸等参数，制作形成外模实体的龙骨；龙骨与型板的结合面应充分考虑今后螺杆的联接位置；井字架应焊斜支撑；还应预留后期面板焊接位置；

b)面板、轴承孔、筋板、凸台等拼装，按平面几何放样原理放样垂直面上的面板，切割面板，修磨必要的焊接坡口，并找出中心线，活块中心线并做出燕尾槽斜度；检查、修正起模斜度后；从上端开口处、从里面焊接、固定面板，顶端面板应后焊接；轴承孔、筋板、凸台等用线切割方式成形并修正后，按划线方式确定各位置的坐标点，用焊接工艺或燕尾槽结构固定；

c)圆弧面、球面的成型，规则的圆弧面采用6毫米钢板加热敲打成型工艺，球形面采用开三角形缺口、加热敲打成型工艺解决；曲面均需用三夹板做成的成形样板进行检查；完全达图后用焊接工艺固定就可；

d)型板的安装，将上、中、下成型的钢质外模模具，放置在对应的型板上；并找正型板、外模的中心线，用电焊焊接、磨平焊缝；

3)坭芯盒模具的制作：

坭芯盒按传统的木模模具制作工艺制作，包括芯头间隙、起模斜度，芯盒的翻转机构、套框全部采用槽钢制作而成；同时在芯盒的刮砂面加耐磨钢板，凸起部位选用硬质木料制作。

本发明的上、中、下箱体共六块型板板外形尺寸均按2700*2300设计。

本发明的划线平板长、宽尺寸应略大于型板的长、宽。

本发明的规则的圆弧面采用6毫米钢板加热敲打成型工艺用内弧面加筋板加强。

本发明的圆弧面采用加热压制和/或敲击成型。

本发明的效果，本发明外形模具制作时通过采用20#槽钢做模具的骨架与上、下型板，8-10毫米的Q235钢板做面板，各圆弧面加热压制/敲击成型，成型钢线切割做凸台、轴承孔等诸多工艺措施。由二名木模技工、一名钣金技工，用时50天时间完成了该套铸件产品的模具制作，总费用控制在11.5万元以内。

本发明制造的船用变速箱铸件用模具可以长期使用，现在已经共生产船用齿轮变速箱铸件近五十台份，表面粗糙度Ra为40-50。除对芯盒及外模活块进行局部修理外，目前仍在使用。

如按木模工艺设计、制作模具，虽然模具费用较低(仅8.5万元/套左右)、模具生产周期相对较短(3-4名木模技工、需45天左右)。但无法解决铸件表面粗糙度要求高、模具间断性生产易变形、模具经济寿命短等方面的问题。

如按铝质金属模工艺设计与生产，虽有铸件表面粗糙度好、模具在间断性生产条件下不会变形、经济寿命长等方面的优势；但也存在模具制作费用高(需55-60万元/套左右)、生产周期长(因现有的加工中心高度行程不够，只能将模具整体分块加工、采用螺杆拼接工艺才能达图，总用时需65-70天/套左右)的致命缺点。

具体实施方式

GWC66.75船用变速箱铸件钢板模具的制作

1)型板的设计、制作：

a)模具上、中、下箱体共六块型板均按2700*2300设计，以便于型板统一制作。为防止造型时地面不平整，并造成型板的局部变形，选用20#槽钢、10毫米钢板、Q238材料做型板。

b)确保型板(分型面)的平直度。型板焊接时，应先用手持式抛光机去净钢板、槽钢二平面的氧化渣后；将钢板放置在标准的划线平板上(划线平板长、宽尺寸应略大型板)；需用塞尺检查间隙、用直尺检查平直度；按“田字、井字形组合”焊接支撑槽钢，钢板与槽钢结合处如有空隙处必须完整焊接到位。

c)确定上下型板、内定位中心、砂箱靠山的平面坐标。按常规平面几何原理，找出型板(宜选主要成型这块)中心及内定位的中心后；将别一块叠放(分型面对分型面)在一起配作钻Ф24内定位中心孔，并用铰刀铰孔；则面引出别一块型板的中心线。

2)外模的制作。

a)制作龙骨。按铸件产品的外形尺寸，用20#槽钢、按1％的缩水率、1-2°的起模斜度、预留模形面板的钢板厚度尺寸等参数，制作形成外模实体的龙骨。龙骨与型板的结合面应充分考虑今后螺杆的联接位置；井字架应焊斜支撑；还应预留后期面板焊接位置。

b)面板、轴承孔、筋板、凸台等拼装。按平面几何放样原理放样垂直面上的面板，切割面板，修磨必要的焊接坡口，并找出中心线，活块中心线并做出燕尾槽斜度；检查、修正起模斜度后。从上端开口(顶端面板应后焊接)处、尽可能从里面焊接、固定面板。

轴承孔、筋板、凸台等用线切割方式成形并修正后，按划线方式确定各位置的坐标点，用焊接工艺或燕尾槽结构固定。

c)部分圆弧面、球面的成形。规则的圆弧面采用6毫米钢板加热敲打成型工艺(必要时内弧面加筋板加强)，球形面采用开三角形缺口、加热敲打成型工艺解决；曲面均需用三夹板做成的成形样板进行检查；完全达图后用焊接工艺固定就可。

d)型板的安装。将上、中、下成型的钢质外模模具，放置在对应的型板上；并找正型板、外模的中心线，用电焊焊接、磨平焊缝。

3)坭芯盒模具的制作。

坭芯盒可完全采用传统的制作工艺方式，包括芯头间隙、起模斜度。为提高木模模具的使用寿命，芯盒的翻转机构、套框全部采用槽钢制作而成；同时需在芯盒的刮砂面加耐磨钢板，凸起部位宜选用硬质木料制作。

上述制作的模具用于GWC66.75船用齿轮变速箱铸件的铸造，铸件表面粗糙度Ra≤50，铸件由上、中、下三个箱体合成；外形尺寸为2200*2000*2150；整套产品重量8300kg，其中最重的下箱体3895kg。

Claims (4)

1.一种船用变速箱铸件模具的制作方法，其特征在于上、中、下三种箱体外形模具均采用钢板模具替代铝质金属模具，坭芯盒采用木模模具，制作步骤如下：

1）型板的设计、制作：

a)合理确定型板外形尺寸及材料规格，结合铸件的外形尺寸、坭芯头尺寸、浇注系统布局、型板内定位尺寸、砂箱吃砂量，合理确定型板的外形尺寸；选用20#槽钢、8-10毫米钢板、Q238材料制作型板；

b）确保型板分型面的平直度，型板焊接时，应先用手持式抛光机去净钢板、槽钢二平面的氧化渣后；将钢板放置在标准的划线平板上，用塞尺检查间隙、用直尺检查平直度；按“田字、井字形组合”焊接支撑槽钢，钢板与槽钢结合处如有空隙处必须完整焊接到位；

c)确定上下型板、内定位中心、砂箱靠山的平面坐标，找出主要型板中心及内定位的中心后；通过分型面对分型面方式将别一块叠放在一起配合钻Ф24内定位中心孔，并用铰刀铰孔；侧面引出别一块型板的中心线；

2）外模的制作：

a)制作龙骨，按铸件产品的外形尺寸，用20#槽钢、按1%的缩水率、1-2°的起模斜度、预留模型面板的钢板厚度尺寸，制作形成外模实体的龙骨；龙骨与型板的结合面应充分考虑今后螺杆的联接位置；井字架应焊斜支撑；还应预留后期面板焊接位置；

b)面板、轴承孔、筋板、凸台拼装，按平面几何放样原理放样垂直面上的面板，切割面板，修磨必要的焊接坡口，并找出中心线，活块中心线并做出燕尾槽斜度；检查、修正起模斜度后；从上端开口处、从里面焊接、固定面板，顶端面板应后焊接；轴承孔、筋板、凸台用线切割方式成形并修正后，按划线方式确定各位置的坐标点，用焊接工艺或燕尾槽结构固定；

c)圆弧面、球面的成型，规则的圆弧面采用6毫米钢板加热敲打成型工艺，球形面采用开三角形缺口、加热敲打成型工艺解决；曲面均需用三夹板做成的成形样板进行检查；完全达图后用焊接工艺固定就可；

d)型板的安装，将上、中、下成型的钢质外模模具，放置在对应的型板上；并找正型板、外模的中心线，用电焊焊接、磨平焊缝；

3)坭芯盒模具的制作：

坭芯盒按传统的木模模具制作工艺制作，包括芯头间隙、起模斜度，芯盒的翻转机构、套框全部采用槽钢制作而成；同时在芯盒的刮砂面加耐磨钢板，凸起部位选用硬质木料制作。

2.根据权利要求1的制作方法，其特征在于所述的上、中、下箱体共六块型板板外形尺寸均按2700*2300设计。

3.根据权利要求1的制作方法，其特征在于所述规则的圆弧面采用6毫米钢板加热敲打成型工艺用内弧面增加筋板。

4.根据权利要求1的制作方法，其特征在于所述规则的圆弧面采用加热压制和/或敲击成型。