CN105397024A - 一种汽车制动盘的毛坯制造砂壳模具 - Google Patents

Abstract

一种汽车制动盘的毛坯制造砂壳模具，属于汽车配件制造领域，包括上模，下模；所述的上模与所述的下模的结合面是制动盘的浇注分型面；所述的上模包括上模板，上型腔；所述的下模包括下模板，下型腔；所述的下模板位于下型腔的外围；所述的下型腔位于下模板的内部；所述的下型腔的形状与制动盘的分型面以下部分的形状相同；所述的下型腔的尺寸等于制动盘的分型面以下部分的尺寸加上砂壳的厚度，具有能够高效实现制动盘毛坯的生产，节省材料和人工，减少机械加工量，减少铸造缺陷，提高成品率，易实现自动化生产的特点。

Description

一种汽车制动盘的毛坯制造砂壳模具

技术领域

本发明属于汽车配件制造领域，特别涉及一种汽车制动盘的毛坯制造方法中的砂壳模具。

背景技术

汽车制动盘是汽车上的一种重要零部件，它保证汽车在刹车时能够有效且耐用；在原有的汽车上，大多采用鼓式刹车方式，由于盘式刹车系统具有灵敏度高，刹车效果好，便于维修和维护，在现代汽车上逐渐取代了鼓式刹车模式；盘式刹车系统的一个重要部件就是制动盘，制动盘安装在轮毂上，随轮毂一起旋转，需要刹车时，依靠安装在刹车钳上的刹车片合拢，夹紧制动盘从而起到刹车的作用；制动盘大多采用高强度铸铁制造，因为制动盘需要满足表面平整，强度高，不易变形，重量轻等要求，在制动盘中间设置有空置结构，以便减轻制动盘的重量以及增加散热能力；目前制动盘的制造工艺大致分为几个阶段，首先制作制动盘的毛坯，制作毛坯需要先制作木材或者铝材制作的模型，再采用模型制作砂型，然后进行浇注，就形成了制动盘的毛坯；制动盘毛坯经过热处理和机械加工，就形成了制动盘成品；由于大多采用粘土砂或者树脂砂进行砂型铸造，精度低，需要留较大的加工余量，浪费原材料，加工工作量大，同时砂型的造型工作量大，铸造周期长，效率低。

发明内容

针对现有制动盘毛坯生产存在的上述问题，本发明提出一种汽车制动盘的毛坯制造方法，其特征在于：包括以下步骤：一、根据制动盘的设计图纸，设计制造覆膜砂砂壳模具和砂芯模具；二、将砂壳模具或砂芯模具放到砂壳或砂芯自动成型机上制作出覆膜砂浇注砂壳模型和砂芯模型；三、浇注；四、取出铸件并清理。

所述的步骤一中所述的覆膜砂砂壳模具是指采用钢铁材料制成的用于制作浇注模型的薄壁覆膜砂砂壳的模具；其特征在于：包括上模，下模；所述的上模与所述的下模的结合面是制动盘的浇注分型面；所述的上模包括上模板，上型腔；所述的上模板位于上型腔的外围；所述的上型腔位于上模板的内部；所述的上型腔的形状与制动盘的分型面上部分形状相同；所述的上型腔的尺寸等于制动盘的分型面上部的部分的尺寸加上砂壳的厚度；所述的下模包括下模板，下型腔；所述的下模板位于下型腔的外围；所述的下型腔位于下模板的内部；所述的下型腔的形状与制动盘的分型面以下部分的形状相同；所述的下型腔的尺寸等于制动盘的分型面以下部分的尺寸加上砂壳的厚度。

所述的砂芯模具是采用钢铁材料制成的用于制作制动盘浇注时形成内部空腔所需要的砂芯需要的模具；包括上模，下模；所述的上模包括上模板，上型腔；所述的上模板位于上型腔的外围；所述的上型腔位于上模板的内部；所述的上型腔的形状与制动盘内部空腔的形状相同；所述的上型腔的尺寸等于制动盘内部空腔的尺寸；所述的下模包括下模板，下型腔；所述的下模板位于下型腔的外围；所述的下型腔位于下模板的内部；所述的下型腔的形状与制动盘内部空腔的浇注分型面以下部分的形状相同；所述的下型腔的尺寸等于制动盘内部空腔的浇注分型面以下部分的尺寸。

所述的步骤二中的砂壳的制作是指将砂壳模具放置在砂壳成型机上，在其内部注入覆膜砂加压加热定型固化，形成制动盘浇注用的带有一定厚度的空腔体。

所述的步骤二中的砂芯制作是指将砂芯模具放置在砂芯成型机上，在砂芯模具内注入覆膜砂并加热定型固化，形成制动盘浇注用的型芯。

所述的步骤二中的砂壳或砂芯自动成型机是一种双工位覆膜砂砂壳自动成型机，其特征在于：包括右模架，机架，液压系统，模架移动装置，模架板，压缩空气系统，控制系统，砂箱，砂斗，左模架；所述的右模架安装在模架移动装置右端，包括模架板，模具板，导向支撑杆；所述的机架包括底座，支架，所述的底座安装在双工位覆膜砂砂壳自动成型机的下部；所述的支架安装在底座上；所述的液压系统包括液压站，控制元件，液压缸；所述的模架移动装置安装在底座上，包括移动工作台；所述的移动工作台能够在底座上横向移动；所述的模架板安装在左模架和右模架的两端，分别与导向支撑杆两端连接；所述的压缩空气系统包括气源，储气罐，气缸；所述的控制系统包括控制器，传感器，编程装置，参数设定装置；所述的砂箱安装在机架上；所述的砂斗安装在左模架和右模架的上方；所述的左模架安装在模架移动装置的左端与右模架对称分布。

所述的步骤三是指将制作好的覆膜砂砂壳和砂芯组合，在其内腔浇注进入配比符合制动盘材质组分要求的熔化的铁水。

所述的步骤四是将浇注好铁水的覆膜砂砂壳冷却后自然溃散，取出内部铸件，清理浇口，冒口，和残留杂质，进入下一道工序进行热处理和机械加工。

有益效果

本发明的有益效果在于，能够高效实现制动盘毛坯的生产，节省材料和人工，减少机械加工量，减少铸造缺陷，提高成品率，易实现自动化生产。

附图说明

图1是本发明中制动盘的结构示意图

1.安装盘，2.盘毂，3.右盘面，4.支块，5.左盘面，6.空腔。

图2是覆膜砂砂壳模具结构示意图

10.上模，11.上模板，12.上型腔，20.下模，21.下模板，22.下型腔，23.进砂口。

图3是双工位覆膜砂砂壳自动成型机的结构示意图

10.上模，20.下模，30.右模架，31.机架，32.液压系统，33.模架移动装置，34.模架板，35.压缩空气系统，36.控制系统，37.砂箱，38砂斗，40左模架。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的技术方案，现结合附图说明本发明的具体实施方式，如图1，图2，按照制动盘的设计图纸，将制动盘的外形尺寸放大8-12毫米，制作砂壳模具，本例中选用支块4中部作为浇注分型面，以分型面为界安装盘1一侧作为下模20，左盘面5一侧作为上模10；上模板11选用厚度50毫米的钢板，在其上制作上型腔12，本例中选用上型腔12凸出上模板11的形式制作，上型腔12包括的制动盘要素包括左盘面5，支块4的一半，空腔6左半部分；本例中选用下模20的下模板21采用厚度120毫米的钢板在其上制作下型腔22，下型腔22所包括的制动盘要素有安装盘1，盘毂2，右盘面3，支块4的一半；在上模板11和下模板21上与上型腔12和下型腔22连接部分分别设置通气孔，以便多余气体溢出；在上模板11和下模板21上设置安装固定孔，用于模板在模架上的安装。

将空腔6的形状和尺寸从浇注分型面为界分为两部分，上模和下模均分，制作砂芯模具，其模具内腔尺寸和形状与空腔6尺寸和形状相同。

如图3，将机架31组合好，将模架移动装置33安装到机架31的底座上，并与液压系统32连接，在液压系统32的作用下能够在底座上左右直线运动；将右模架30和左模架40对称安装在模架移动装置33上，模架板34分别位于右模架30和左模架40的两端，在两个模架板34之间安装导向支撑杆，本例中选用三个导向支撑杆，两个位于模架的内侧，一个位于模架的外侧下部，这样既能够增加模架的刚度和强度，又有利于砂壳模具或砂芯模具的安装和取出；在导向支撑杆上安装滑套，滑套上安装模具安装板，下模20就安装在模具安装板上，在液压系统32的作用下，下模20能够沿导向支撑杆移动，以实现上模10和下模20的开启和合拢；将液压系统32的液压站安装在机架31附近，在右模架30和左模架40的外端和模架移动装置33上安装液压缸，以增加模具的压紧力，有利于提高成型后的砂壳的致密性和强度，同时有利于大型砂壳或砂芯模具的操作；将压缩空气系统35安装在机架31上，并与空气压缩机连接；将砂箱37安装在机架31上部，并与压缩空气系统35连接；将砂斗38安装在右模架30和左模架40之间，并位于模架上方；将控制系统36安装在机架31上，并与各个功能部件的动力系统和信息采集系统以及加热系统连接，本例中控制元件采用本行业通用的PLC作为控制元件，采用人机界面作为程序修改和参数设定装置，并在相应的位置安装位置传感器，压力传感器，温度传感器作为信息采集系统；这样就完成了双工位覆膜砂砂壳或砂芯成型机的实施，其双工位的优点在于能够提高工作效率，同时能够在一台机器上制作砂壳和砂芯。

应用时，将制作好的砂壳模具和砂芯模具，安装到模架上，本例中将砂壳模具的上模10安装在右模架30的左侧模架板34上，将砂壳模具的下模20安装在右模架30的右侧模具安装板上并能够在导向支撑杆上移动；将砂芯模具的上模安装在左模架40的右侧模架板34上，下模安装在左模架34的左侧模具安装板上，并能够沿导向支撑杆移动；启动控制系统36，液压系统32的液压缸推动模具安装板移动使得上模和下模接近并压紧，控制系统36通过信息采集系统，指令压缩空气系统35启动并打开砂箱37与砂斗38的通道，使得配比好的覆膜砂进入砂斗38并通过砂斗38的出砂口进入模具内腔，在压力作用下覆膜砂被压实，控制系统36指令加热系统对模具进行加热，进而加热模具内的覆膜砂，使之变性固化，温度传感器实时探测加热温度并反馈给控制元件，以控制加热温度的恒定；当砂壳或砂芯固化后，控制系统36指令液压系统32的液压缸将模具分开，取出砂壳或者砂芯，就完成了砂壳和砂芯的制作过程。

将制作好的砂壳和砂芯放置在浇注场地，将砂芯按照制动盘的结构放入砂壳内部，将配比好的熔化铁水浇入砂壳内，冷却后，打开砂壳，取出铸件，将浇口和冒口去除，并清理铸件毛坯上的杂质，就完成了制动盘的毛坯的生产。

由于砂壳和砂芯的生产时自动化生产，能够大批量生产，克服了粘土砂或树脂砂造型的复杂性，节省大量造型用砂，降低了生产成本和劳动强度；同时砂壳和砂芯模具使用寿命长，克服了木模或铝模不耐用的缺点。

Claims (1)

1.一种汽车制动盘的毛坯制造砂壳模具，其特征在于：包括上模，下模；所述的上模与所述的下模的结合面是制动盘的浇注分型面；所述的上模包括上模板，上型腔；所述的上模板位于上型腔的外围；所述的上型腔位于上模板的内部；所述的上型腔的形状与制动盘的分型面上部分形状相同；所述的上型腔的尺寸等于制动盘的分型面上部的部分的尺寸加上砂壳的厚度；所述的下模包括下模板，下型腔；所述的下模板位于下型腔的外围；所述的下型腔位于下模板的内部；所述的下型腔的形状与制动盘的分型面以下部分的形状相同；所述的下型腔的尺寸等于制动盘的分型面以下部分的尺寸加上砂壳的厚度。