CN105772646B - 一种大型装载机液压阀体铸件模具及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型装载机液压阀体铸件模具，包括上、下壳型、砂芯和浇冒系统，砂芯包括芯头、主芯和小芯，主芯由在同一平面内水平设置的七条纵向芯骨和四条横向芯骨组成，主芯上设有多个凸块，凸块上设有安装槽，小芯通过安装槽与主芯固定，浇冒系统包括两只直径90mm、高度120mm的发热保温冒口。本发明优点结构合理紧凑、可靠性强、方便组装铸造，控制了主阀孔铸造毛坯直线度小于0.8毫米，避免了复杂砂芯组装误差，解决了铸件缩孔、缩松、内部气孔等铸造缺陷，提高了内部组织致密性，以达到额定压力≥35Mpa的高压工作状态下无泄漏，铸造合格率大大提高，铸造成本降低。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备制造技术领域，尤其涉及一种大型装载机液压阀体铸件模具及制造方法。
背景技术
现今的大型装载机中绝大部分都有液压控制系统，液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成，液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。
液压阀是液压系统关键零部件，大型装载机的液压阀结构和精度要求非常高，并要求在压力≥35Mpa的高压工作状态下无泄漏。
由于阀体铸件的内部流道结构复杂，无法一次成型，砂芯需通过主芯与许多小芯分步骤多层次组装而成，在组装过程中常常会产生间隙误差，而且铸件会出现缩孔、缩松、内部气孔等铸造缺陷，无法保证内部组织致密性，在压力≥35Mpa的高压工作状态下容易发生泄漏，导致产品铸造合格率低，铸造成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理紧凑、可靠性强、内部组织致密性高、方便组装铸造，产品铸造合格率大大提高，铸造成本降低的大型装载机液压阀体铸件模具及制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大型装载机液压阀体铸件模具，包括上壳型、下壳型、砂芯和浇冒系统；
所述上壳型、下壳型合模后与所述砂芯形成大型装载机液压阀体的空腔；
所述砂芯包括芯头、主芯和小芯，所述芯头为四边框，前后两侧框均设有两只脚，所述主芯水平设置在芯头内，所述芯头用以固定支撑主芯，所述主芯由在同一平面内水平设置的七条纵向芯骨和四条横向芯骨组成，所述七条纵向芯骨包括从左至右依次平行排列的第一纵向芯骨、第二纵向芯骨、第三纵向芯骨、第四纵向芯骨、第五纵向芯骨、第六纵向芯骨和第七纵向芯骨，所述四条横向芯骨包括从前向后依次平行排列的第一横向芯骨、第二横向芯骨、第三横向芯骨和第四横向芯骨；
所述第一纵向芯骨至第六条纵向芯骨与四条横向芯骨呈网格状相连接，所述第一横向芯骨至第三横向芯骨与第七纵向芯骨相连接，所述第四横向芯骨不与第七纵向芯骨相连接；
所述第一纵向芯骨至第六纵向芯骨上位于第一横向芯骨与第二横向芯骨之间的区域内均设有用于形成油槽的第一凸块、第二凸块和第三凸块，所述第一纵向芯骨至第六纵向芯骨上位于第三横向芯骨与第四横向芯骨之间的区域内均设有用于形成油槽的第四凸块、第五凸块和第六凸块，所述第一纵向芯骨至第六纵向芯骨上位于第二横向芯骨与第三横向芯骨之间的区域上均设有用于形成油槽的第七凸块；所述第一凸块上设有向上的第一安装槽，所述第六凸块上设有向上的第二安装槽，所述第三凸块上设有向下的第三安装槽，所述第四凸块上设有向下的第四安装槽，所述第七凸块上下两端分别设有第五安装槽和第六安装槽，所述第六纵向芯骨上位于第一横向芯骨和第四横向芯骨上的区域内分别设有第七安装槽和第八安装槽；
所述小芯为三层，从上向下依次为：第一层包括一个第一小芯，第二层包括六个第二小芯，第三层包括六个第三小芯，每个第二小芯通过第一安装槽、第二安装槽和第五安装槽与主芯固定，每个第三小芯通过第三安装槽、第四安装槽和第六安装槽与主芯固定，每个第二小芯上表面中间设有第九安装槽，所述第一小芯通过第七安装槽和第八安装槽与主芯固定，所述第一小芯通过第九安装槽与第二小芯固定；
所述浇冒系统包括两只发热保温冒口和两个浇道，所述发热保温冒口的直径为90mm，高度为120mm，所述冒口四周均填有树脂砂，所述浇道设在所述上壳型、下壳型的左右两侧。
具体地，所述第一小芯、六个第二小芯和六个第三小芯上的圆弧面采用活块和抽芯缸制作并一次成型。
具体地，所述第五安装槽和第六安装槽是圆形槽口，所述第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽、第四安装槽、第七安装槽、第八安装槽和第九安装槽是方形槽口。
具体地，所述砂芯用砂为高流动性砂。
具体地，所述七条纵向芯骨均用直径为10mm的高铝质陶瓷棒制成，所述高铝质陶瓷棒的Al2O3含量为40％--50％。
具体地，所述砂芯组装间隙是通过砂芯粘制工装控制。
具体地，所述主芯是用专用制芯模具制作并一体成型。
相应地，本发明还提供了一种大型装载机液压阀体铸件的制造方法，包括以下步骤：
S1：检查制作主芯的专用制芯模具，并把模具上的污垢清理干净，使用直径为10mm的高铝质陶瓷棒作为主芯上的七条纵向芯骨，高铝质陶瓷棒的Al2O3含量为40％--50％，使用砂为高流动性砂，加热温度180℃-190℃，射砂压力0.5MPa-0.6MPa，射砂时间5s-7s，固化时间100s-120s；
S2：利用普通油压机自制专用制芯机制作小芯，第一小芯、第二小芯和第三小芯上的圆弧凹面采用活块和抽芯缸制作并一次成型；
S3：修掉砂芯上所有披锋，去除过渡射嘴，通过砂芯粘制工装固定主芯，先将最底层的第三小芯组装到主芯上，待粘合剂完全凝固后，将组装好的砂芯翻过来再通过砂芯粘制工装固定，先后将第二小芯和第三小芯组装到主芯上，控制砂芯的组装间隙小于0.1mm，然后将主芯水平设置在芯头内，泥芯与泥芯接口处不能有缝隙，也不能有多余的粘合剂；
S4：将砂芯水平设置在上壳型、下壳型内，上壳型、下壳型和砂芯合模后形成液压阀体的型腔，将上壳型、下壳型嵌入砂箱内，上壳型、下壳型外表面与砂箱内侧之间的空腔覆盖有砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，浇冒系统采用两只发热保温冒口和两个浇道，发热保温冒口的直径为90mm，高度为120mm，冒口四周均填有树脂砂；
S5：浇注铁水指标，采用质量分数0.3％的硅锶孕育剂与质量分数0.2％的硅稀土孕育剂进行复合孕育，在浇注时，铁水通过上、下壳型两侧薄浇口分散进水，浇注温度1380℃-1420℃，浇注时间25s-28s，出炉温度1520℃-1540℃。
本发明具有如下有益效果：
1.液压阀体铸件模具结构合理紧凑、可靠性强、方便组装铸造；
2.采用的直径10mm的高铝质陶瓷棒(Al 2O3含量为40％--50％)作为主流道芯骨，控制了主阀孔铸造毛坯直线度小于0.8毫米；
3.采用高流动性的砂，保证了砂芯的完全成型及质量；
4.使用砂芯粘制工装，避免了复杂砂芯组装误差，将砂芯的组装间隙控制在0.1mm内；
5.两只冒口之间使用树脂砂，采用硅锶孕育剂与硅稀土孕育剂进行复合孕育，模具左右两侧进水，解决了铸件缩孔、缩松、内部气孔等铸造缺陷，提高了内部组织致密性，以达到额定压力≥35Mpa的高压工作状态下无泄漏；
6.铸造合格率大大提高，铸造成本降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明砂芯的第一结构示意图；
图2是本发明砂芯的第二结构示意图；
图3是本发明砂芯的左视图：
图4是本发明主芯的第一结构示意图；
图5是本发明主芯的俯视图；
图6是本发明主芯的第二结构示意图；
图7是本发明第二小芯的结构示意图。
其中，图中附图标记对应为：1-芯头，2-主芯，3-第一纵向芯骨，4-第二纵向芯骨，5-第三纵向芯骨，6-第四纵向芯骨，7-第五纵向芯骨，8-第六纵向芯骨，9-第七纵向芯骨，10-第一横向芯骨，11-第二横向芯骨，12-第三横向芯骨，13-第四横向芯骨，14-第一凸块，15-第二凸块，16-第三凸块，17-第四凸块，18-第五凸块，19-第六凸块，20-第七凸块，21-第一安装槽，22-第二安装槽，23-第三安装槽，24-第四安装槽，25-第五安装槽，26-第六安装槽，27-第七安装槽，28-第八安装槽，29-第一小芯，30-第二小芯，31-第三小芯，32-第九安装槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1-图7，本发明提供了一种大型装载机液压阀体铸件模具，包括上壳型、下壳型、砂芯和浇冒系统；
所述上壳型、下壳型合模后与所述砂芯形成大型装载机液压阀体的空腔；
所述砂芯包括芯头1、主芯2和小芯，所述芯头1为四边框，前后两侧框均设有两只脚，所述主芯2水平设置在芯头1内，所述芯头1用以固定支撑主芯2，所述主芯2由在同一平面内水平设置的七条纵向芯骨和四条横向芯骨组成，所述七条纵向芯骨包括从左至右依次平行排列的第一纵向芯骨3、第二纵向芯骨4、第三纵向芯骨5、第四纵向芯骨6、第五纵向芯骨7、第六纵向芯骨8和第七纵向芯骨9，所述四条横向芯骨包括从前向后依次平行排列的第一横向芯骨10、第二横向芯骨11、第三横向芯骨12和第四横向芯骨13；
所述第一纵向芯骨3至第六条纵向芯骨8与四条横向芯骨呈网格状相连接，所述第一横向芯骨10至第三横向芯骨12与第七纵向芯骨9相连接，所述第四横向芯骨13不与第七纵向芯骨9相连接；
所述第一纵向芯骨3至第六纵向芯骨8上位于第一横向芯骨10与第二横向芯骨11之间的区域内均设有用于形成油槽的第一凸块14、第二凸块15和第三凸块16，所述第一纵向芯骨3至第六纵向芯骨8上位于第三横向芯骨12与第四横向芯骨13之间的区域内均设有用于形成油槽的第四凸块17、第五凸块18和第六凸块19，所述第一纵向芯骨3至第六纵向芯骨8上位于第二横向芯骨11与第三横向芯骨12之间的区域上均设有用于形成油槽的第七凸块20；所述第一凸块14上设有向上的第一安装槽21，所述第六凸块19上设有向上的第二安装槽22，所述第三凸块16上设有向下的第三安装槽23，所述第四凸块17上设有向下的第四安装槽24，所述第七凸块20上下两端分别设有第五安装槽25和第六安装槽26，所述第六纵向芯骨8上位于第一横向芯骨10和第四横向芯骨13上的区域内分别设有第七安装槽27和第八安装槽28；
所述小芯为三层，从上向下依次为：第一层包括一个第一小芯29，第二层包括六个第二小芯30，第三层包括六个第三小芯31，每个第二小芯30通过第一安装槽21、第二安装槽22和第五安装槽25与主芯2固定，每个第三小芯31通过第三安装槽23、第四安装槽24和第六安装槽26与主芯2固定，每个第二小芯30上表面中间设有第九安装槽32，所述第一小芯29通过第七安装槽27和第八安装槽28与主芯2固定，所述第一小芯29通过第九安装槽32与第二小芯30固定；
所述浇冒系统包括两只发热保温冒口和两个浇道，所述发热保温冒口的直径为90mm，高度为120mm，所述冒口四周均填有树脂砂，所述浇道设在所述上壳型、下壳型的左右两侧
具体地，第一小芯29、六个第二小芯30和六个第三小芯31上的圆弧面采用活块和抽芯缸制作并一次成型。
具体地，第五安装槽25和第六安装槽26是圆形槽口，第一安装槽21、第二安装槽22、第三安装槽23、第四安装槽24、第七安装槽27、第八安装槽28和第九安装槽32是方形槽口。
具体地，砂芯用砂为高流动性砂。
具体地，七条纵向芯骨均用直径为10mm的高铝质陶瓷棒制成，所述高铝质陶瓷棒的Al2O3含量为40％--50％。
具体地，砂芯组装间隙是通过砂芯粘制工装控制。
具体地，主芯2是用专用制芯模具制作并一体成型。
相应地，本发明也提供了一种大型装载机液压阀体铸件的制作方法，包括以下步骤：
S1：检查制作主芯的专用制芯模具，并把模具上的污垢清理干净，使用直径为10mm的高铝质陶瓷棒作为主芯上的七条纵向芯骨，高铝质陶瓷棒的Al2O3含量为40％--50％，使用砂为高流动性砂，具体为金莹B570US型号高流动性砂，加热温度180℃-190℃，射砂压力0.5MPa-0.6MPa，射砂时间5s-7s，固化时间100s-120s；
S2：利用普通油压机自制专用制芯机制作小芯，第一小芯、第二小芯和第三小芯上的圆弧凹面采用活块和抽芯缸制作并一次成型；
S3：修掉砂芯上所有披锋，去除过渡射嘴，通过砂芯粘制工装固定主芯，先将最底层的第三小芯组装到主芯上，待粘合剂完全凝固后，将组装好的砂芯翻过来再通过砂芯粘制工装固定，先后将第二小芯和第三小芯组装到主芯上，控制砂芯的组装间隙小于0.1mm，然后将主芯水平设置在芯头内，泥芯与泥芯接口处不能有缝隙，也不能有多余的粘合剂；
S4：将砂芯水平设置在上壳型、下壳型内，上壳型、下壳型和砂芯合模后形成液压阀体的型腔，将上壳型、下壳型嵌入砂箱内，上壳型、下壳型外表面与砂箱内侧之间的空腔覆盖有砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，浇冒系统采用两只发热保温冒口和两个浇道，发热保温冒口的直径为90mm，高度为120mm，冒口四周均填有树脂砂；
S5：浇注铁水指标，采用质量分数0.3％的硅锶孕育剂与质量分数0.2％的硅稀土孕育剂进行复合孕育，在浇注时，铁水通过上、下壳型两侧薄浇口分散进水，浇注温度1380℃-1420℃，浇注时间25s-28s，出炉温度1520℃-1540℃。
本发明具有如下有益效果：
1.结构合理紧凑、可靠性强、方便组装铸造；
2.采用直径10mm的高铝质陶瓷棒(Al 2O3含量为40％--50％)作为主流道芯骨，控制了主阀孔铸造毛坯直线度小于0.8毫米；
3.采用高流动性的砂，保证了砂芯的完全成型及质量；
4.使用砂芯粘制工装，避免了复杂砂芯组装误差，将砂芯的组装间隙控制在0.1mm内；
5.两只冒口之间使用树脂砂，采用硅锶孕育剂与硅稀土孕育剂进行复合孕育，模具左右两侧进水，解决了铸件缩孔、缩松、内部气孔等铸造缺陷，提高了内部组织致密性，以达到额定压力≥35Mpa的高压工作状态下无泄漏；
6.铸造合格率大大提高，铸造成本降低。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，包括上壳型、下壳型、砂芯和浇冒系统；
所述上壳型、下壳型合模后与所述砂芯形成大型装载机液压阀体的空腔；
所述砂芯包括芯头(1)、主芯(2)和小芯，所述芯头(1)为四边框，前后两侧框均设有两只脚，所述主芯(2)水平设置在芯头(1)内，所述芯头(1)用以固定支撑主芯(2)，所述主芯(2)由在同一平面内水平设置的七条纵向芯骨和四条横向芯骨组成，所述七条纵向芯骨包括从左至右依次平行排列的第一纵向芯骨(3)、第二纵向芯骨(4)、第三纵向芯骨(5)、第四纵向芯骨(6)、第五纵向芯骨(7)、第六纵向芯骨(8)和第七纵向芯骨(9)，所述四条横向芯骨包括从前向后依次平行排列的第一横向芯骨(10)、第二横向芯骨(11)、第三横向芯骨(12)和第四横向芯骨(13)；
所述第一纵向芯骨(3)至第六条纵向芯骨(8)与四条横向芯骨呈网格状相连接，所述第一横向芯骨(10)至第三横向芯骨(12)与第七纵向芯骨(9)相连接，所述第四横向芯骨(13)不与第七纵向芯骨(9)相连接；
所述第一纵向芯骨(3)至第六纵向芯骨(8)上位于第一横向芯骨(10)与第二横向芯骨(11)之间的区域内均设有用于形成油槽的第一凸块(14)、第二凸块(15)和第三凸块(16)，所述第一纵向芯骨(3)至第六纵向芯骨(8)上位于第三横向芯骨(12)与第四横向芯骨(13)之间的区域内均设有用于形成油槽的第四凸块(17)、第五凸块(18)和第六凸块(19)，所述第一纵向芯骨(3)至第六纵向芯骨(8)上位于第二横向芯骨(11)与第三横向芯骨(12)之间的区域上均设有用于形成油槽的第七凸块(20)；所述第一凸块(14)上设有向上的第一安装槽(21)，所述第六凸块(19)上设有向上的第二安装槽(22)，所述第三凸块(16)上设有向下的第三安装槽(23)，所述第四凸块(17)上设有向下的第四安装槽(24)，所述第七凸块(20)上下两端分别设有第五安装槽(25)和第六安装槽(26)，所述第六纵向芯骨(8)上位于第一横向芯骨(10)和第四横向芯骨(13)上的区域内分别设有第七安装槽(27)和第八安装槽(28)；
所述小芯为三层，从上向下依次为：第一层包括一个第一小芯(29)，第二层包括六个第二小芯(30)，第三层包括六个第三小芯(31)，每个第二小芯(30)通过第一安装槽(21)、第二安装槽(22)和第五安装槽(25)与主芯(2)固定，每个第三小芯(31)通过第三安装槽(23)、第四安装槽(24)和第六安装槽(26)与主芯(2)固定，每个第二小芯(30)上表面中间设有第九安装槽(32)，所述第一小芯(29)通过第七安装槽(27)和第八安装槽(28)与主芯(2)固定，所述第一小芯(29)通过第九安装槽(32)与第二小芯(30)固定；
所述浇冒系统包括两只发热保温冒口和两个浇道，所述发热保温冒口的直径为90mm，高度为120mm，所述冒口四周均填有树脂砂，所述浇道设在所述上壳型、下壳型的左右两侧。
2.根据权利要求1所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，所述第一小芯(29)、六个第二小芯(30)和六个第三小芯(31)上的圆弧面采用活块和抽芯缸制作并一次成型。
3.根据权利要求1所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，所述第五安装槽(25)和第六安装槽(26)是圆形槽口，所述第一安装槽(21)、第二安装槽(22)、第三安装槽(23)、第四安装槽(24)、第七安装槽(27)、第八安装槽(28)和第九安装槽(32)是方形槽口。
4.根据权利要求1所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，所述砂芯用砂为高流动性砂。
5.根据权利要求1所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，所述七条纵向芯骨均用直径为10mm的高铝质陶瓷棒制成，所述高铝质陶瓷棒的Al2O3含量为40％--50％。
6.根据权利要求1所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，所述砂芯组装间隙是通过砂芯粘制工装控制。
7.根据权利要求1所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，所述主芯(2)是用专用制芯模具制作并一体成型。
8.一种大型装载机液压阀体铸件模具的制作方法，用于制作如权利要求1-7中任一项所述的大型装载机液压阀体铸件模具，其特征在于，包括以下步骤：
S1：检查制作主芯的专用制芯模具，并把模具上的污垢清理干净，使用直径为10mm的高铝质陶瓷棒作为主芯上的七条纵向芯骨，高铝质陶瓷棒的Al2O3含量为40％--50％，使用砂为高流动性砂，加热温度180℃-190℃，射砂压力0.5MPa-0.6MPa，射砂时间5s-7s，固化时间100s-120s；
S2：利用普通油压机自制专用制芯机制作小芯，第一小芯、第二小芯和第三小芯上的圆弧凹面采用活块和抽芯缸制作并一次成型；
S3：修掉砂芯上所有披锋，去除过渡射嘴，通过砂芯粘制工装固定主芯，先将最底层的第三小芯组装到主芯上，待粘合剂完全凝固后，将组装好的砂芯翻过来再通过砂芯粘制工装固定，先后将第二小芯和第三小芯组装到主芯上，控制砂芯的组装间隙小于0.1mm，然后将主芯水平设置在芯头内，泥芯与泥芯接口处不能有缝隙，也不能有多余的粘合剂；
S4：将砂芯水平设置在上壳型、下壳型内，上壳型、下壳型和砂芯合模后形成液压阀体的型腔，将上壳型、下壳型嵌入砂箱内，上壳型、下壳型外表面与砂箱内侧之间的空腔覆盖有砂层，砂层内设有与壳型连通的浇冒系统，浇冒系统采用两只发热保温冒口和两个浇道，发热保温冒口的直径为90mm，高度为120mm，冒口四周均填有树脂砂；
S5：浇注铁水指标，采用质量分数0.3％的硅锶孕育剂与质量分数0.2％的硅稀土孕育剂进行复合孕育，在浇注时，铁水通过上、下壳型两侧薄浇口分散进水，浇注温度1380℃-1420℃，浇注时间25s-28s，出炉温度1520℃-1540℃。
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