CN106641189A - 一种皮带轮 - Google Patents

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徐海港
李汝学
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张中凯
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    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/36—Pulleys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/23—Compacting by gas pressure or vacuum
    • B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B22C9/28—Moulds for peculiarly-shaped castings for wheels, rolls, or rollers

Abstract

本发明提供一种皮带轮，包括基本形状，所述基本形状为圆环形，在圆环外径上设有开口环形柔性活块，在圆环一侧设置离合器支撑面，在离合器支撑面的中部设置轴承孔，在离合器支撑面的外壁上设置扇形凹槽，在相间隔的凹槽内设置凸耳，在离合器支撑面的内侧圆环内壁上设置压盘限位槽,在压盘限位槽凸起部分中间设置凹槽，两边设有安装孔，对应凹槽的离合器支撑面上设置杠杆分离孔，在压盘限位槽内径对应安装孔的位置设置离合盘安装台，皮带轮采用直接铸造造型的工艺方法，该方法通过采覆膜砂壳型工艺得到完整的槽形空腔，直接铸出槽形，达到无切削或极少量切削的工艺方法，该方法成本低，而且简单易行，适合绝大多数企业的使用。

Description

一种皮带轮
技术领域
本发明涉及一种皮带轮，具体是一种针对皮带轮零件采用直接铸造造型的方法。
背景技术
在现在的工业生产中，各种皮带轮零件被广泛的应用，但是由于皮带轮零件的固有特性，都是采用朝模砂地面造型的方法，使得其皮带轮部位尺寸精度差尺寸不一致，这样就造成零部件废品率高。目前皮带轮零件制作，全部通过机械加工工艺方法得到，也就是说采用对零件毛坯进行切削加工的方法，将其加工为所需要的皮带轮，这样一般对于加工的精度要求高，且生产周期长、次品的产生率高，从而使槽形零件的生产效率低下，产品的质量较差；至于对零件的模具直接铸造，虽然有一些类似方法，但是仅限于试验，并没有一种真正意义的铸出高精度模具工艺方法，如某些公司采用高精度陶瓷铸造虽然也能铸出皮带轮，但是相对于本工艺方法成本太高，不便于机械化生产，同时陶瓷铸造时由于陶瓷的易碎性也导致该模具无法保持连续化的高精度生产，综上所述，现在急需设计一种全新的皮带轮零件的加工方法，使其适应现代化生产的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将皮带轮直接铸造成型的工艺方法，具体采用壳型覆砂工艺得到完整的槽形空腔，之后采用现有的铸造工艺直接铸出皮带轮，采用这种方法后可以批量制得高精度的皮带轮零件，达到无切削或极少量切削的生产工艺。
具体技术方案：一种皮带轮，包括基本形状，所述基本形状为圆环形，在圆环外径上设有开口环形柔性活块，在圆环一侧设置离合器支撑面，离合器支撑面与圆环为一体结构，厚度为圆环宽度的八分之一，在离合器支撑面的中部设置轴承孔，在离合器支撑面的外壁上设置6个扇形凹槽，在3个间隔的凹槽内设置3对凸耳，在离合器支撑面的内侧圆环内壁上设置压盘限位槽,压盘限位槽为凹凸相间的圆环状，在凸起部分中间设置凹槽，两边设有安装孔，对应凹槽的离合器支撑面上设置杠杆分离孔，在压盘限位槽内径对应安装孔的位置设置离合盘安装台，离合盘安装台整体为L型，与压盘限位槽连接。
本发明所述皮带轮，其工艺步骤如下：
1、设计一套与槽形零件的齿形完全一致模型作为母模；
2、制作与母模相关联的壳模外型，壳模外形与母模配盒时其壁厚为6-9mm；优选壁厚为8mm；
3、把母模固定在射砂机上，并且合上铁模外型，一起加热至260～300℃保温30分钟待射砂。
4、把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的热芯盒型腔内，使覆膜砂充满至热芯盒上模与热芯盒下模之间的空腔，1分钟起模，自然冷却后，依次得到上、下均覆砂的壳型型腔。
5、对覆膜完的铁模进行内腔表面喷涂一层0.15mm左右的表面涂料。
6、组壳固定后浇注合格铁水便得到所需槽形毛坯零件。
采用这种方法制得槽形毛坯零件，由于采用覆膜砂后铸型刚度大，壳模外型激冷致使冷却速度快，因此在铸造的过程中无需过大浇冒口系统，减少了铸造时铁水的浪费；喷涂表面涂料于覆膜砂层，该表面涂料可以选择醇基锆英粉涂料和水基高铝熟料粉涂料，但在实际应用时对于覆膜砂表面需要快干无水的，所以最好是选用醇基锆英粉涂料，因为这种涂料的涂挂性比较好，且容易烘干；喷涂涂料烘干后，型腔表面光洁从而使浇注出的铸件表面也光洁，制作简单极易形成流水线作业，同时制得的毛坯零件只需要少量的切削加工或直接不需要切削加工即可达到工艺的要求，减少了加工的工序缩短了整个的加工时间。制作与母模相关联的铁模外型，壳模外形与母模配合时其壁厚为6-9mm，这样可以保证壳模的厚度在8mm左右，如果壳模壁厚过薄，在浇注时容易形成开裂造成跑火；而壳型太厚的话就要浪费覆膜砂，增加生产的成本。
在制造与槽形零件的槽形完全一致的母模时，其起模沿齿形方向单开模起模型，因槽形本身相对于起模方向就具有一定的斜度，起模时不存在拔模斜度问题，保证了铸件尺寸准确性。一般模具是需要足够的拔模斜度和铸造过渡圆角，在本发明中采用较细的覆膜砂覆膜形成型腔，就无需如此。同时在制作母模的过程中，还需要计算铁水的收缩量及热处理时工艺变形量，在铸造时，铁水的收缩量为0.6％～0.8％,而在热处理时零件要涨大0.35％～0.5％，综合收缩量为0.1％～0.45％,并将这些综合变形量0.1％～0.3％附加到母模上，即母模的尺寸比零件的尺寸缩小0.1％～0.3％。这样最终就能得到所要求的槽形零件的槽形。
制造与母模相关联的铁模外型时，需要根据所选射砂机的尺寸及槽形零件的外形尺寸安排壳型工艺，热芯盒外型尺寸应与射砂机相一致，这样才可以保证射砂后所得的壳型型腔达到工艺的要求，并在最大程度上减少覆膜砂的使用量。
工艺中所采用的射砂机为常用的射砂机，其型号要求要与所生产的母模有关，也就是说根据工艺选择设备，但是本发明所用的射砂机中带加热装置，如果没有就必须在母模底座上附加加热装置，用以保证在射砂时的恒定温度达到覆膜工艺要求。为了保证射砂的效果，一般控制母模加热至覆膜砂的流动性最佳时即260℃左右时射砂。由于覆膜砂的主要粘结原材料是酚醛树脂，因此为了其性能达到最好，控制射砂温度为260℃，且保证母模保温时间为30分钟，时间过短母模温度没有完全预热，无法使覆膜砂的性能得到最大的发挥，时间过长则会降低覆膜砂的性能，因此将保温时间控制在30分钟。
一般常用铁型覆砂工艺中，覆膜砂一般采用50到100目或70到140目，当其达到这个标准时，最终所得铸件的表面光洁度可达到Ra6.3μm，本发明中所采用的覆膜砂一般采用可通过100到200目的覆膜砂，当采用这种标准的覆膜砂后最终所得铸件的表面光洁度可达到Ra1.6μm，这样就使得毛坯零件不再需要切削加工或只需要少量的切削加工就可以达到工艺的要求。
所述的覆膜砂可以采用市场上现有的覆膜砂，也可采用自制的覆膜砂，其制造时覆膜砂的原料配比以重量份计：擦洗砂为100份，酚醛树脂2份，硬脂酸钙为0.2-0.3份，优选0.24份，乌洛托品为0.2-0.3份，优选0.24份。
覆膜砂的生产工艺：开动水泵通入冷却水，将砂由砂斗倒入松砂机，进行加热，当控制柜的加热器显示温度为135℃时，将砂从松砂机放入混砂机，并加酚醛树脂搅拌混匀1-1.5分钟，再加一半用量的硬脂酸钙并搅拌混合2分钟，搅拌混合当砂温降至110℃时，加乌洛托品与水的混合液，乌洛托品与水的比例为3:7，混合一分钟后，加入剩余的一半硬脂酸钙，当砂温降至70℃以下时，由混砂机出砂到振动筛；经振动筛进入冷砂池，冷至室温，进行使用。
综上所述，采用本发明提供的方法制造槽形零件，采用了直接铸造的方法，代替了现有可以批量制得高精度的槽形零件，达到无切削或极少量切削的生产工艺，同时简化了生产工序和节约了生产成本，用砂量极少，铸造车间一般可以不再设砂处理工部，减少了设备投资，又改善了铸造车间的劳动条件。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的右视图；
图4为模具结构示意图；
其中，1是凸耳，2是杠杆分离孔，3是开口环形柔性活块，4是压盘限位槽，5是离合盘安装台，6是安装孔，7是离合器支撑面，8是轴承孔。
具体实施方式
本发明的具体技术方案：一种皮带轮，包括基本形状，所述基本形状为圆环形，在圆环外径上设有开口环形柔性活块3，在圆环一侧设置离合器支撑面7，离合器支撑面7与圆环为一体结构，厚度为圆环宽度的八分之一，在离合器支撑面7的中部设置轴承孔8，在离合器支撑面7的外壁上设置6个扇形凹槽，在3个间隔的凹槽内设置3对凸耳1，在离合器支撑面7的内侧圆环内壁上设置压盘限位槽4,压盘限位槽4为凹凸相间的圆环状，在凸起部分中间设置凹槽，两边设有安装孔6，对应凹槽的离合器支撑面7上设置杠杆分离孔2，在压盘限位槽4内径对应安装孔6的位置设置离合盘安装台5，离合盘安装台5整体为L型，与压盘限位槽4连接。
皮带轮的铸造方法，包括如下步骤：
实施例1
三轮汽车后桥离合器皮带轮直铸槽形工艺步骤如下：
(1)根据三轮汽车后桥离合器皮带轮的槽形要求，首先制作与其槽形完全一致壳型作为母模；
(2)制作壳模外型，壳模外形要求与覆膜砂的射芯机相配套，壳型外尺寸要求为母模最大尺寸加8mm，所形成壳模外形内腔与槽形母模模型配合时其壁厚保证为8mm；
(3)把母模固定在射砂机工作台上，并且合上铁模外型，一起加热至260℃保温30分钟待射砂；
(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的铁模上，使覆膜砂充满至上模型与下模型之间的空腔，1分钟后起模自然冷却后，依次得到上、下覆砂的壳型型腔，即经过覆砂的可合型浇注的型腔；
(5)对覆膜完的铁模进行内腔表面喷涂一层0.15mm的醇基锆英粉涂料，它的使用状态的密度为1.70g/cm3。
(6)合型固定后浇注合格铁水便得到三轮汽车后桥离合器皮带轮。
本实施例所采用的覆膜砂为从市场上购得的酚醛树脂覆膜砂。
实施例2
三轮农用汽车后桥离合器皮带轮直铸槽形工艺步骤如下：
(1)根据三轮农用汽后桥离合器皮带轮槽形要求，首先制作与其槽形完全一致模型作为母模；
(2)制作壳模外型，壳模外形要求与覆膜砂的射芯机相配套，型腔内尺寸要求为母模最大尺寸加8mm，形成壳模外形内腔与槽形母模模型配套时其壁厚保证为8mm；
(3)把母模固定在射砂机工作台上，并且合上热芯盒外型，一起加热至260℃保温30分钟待射砂；
(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的热芯盒内，使覆膜砂充满至上模与下模之间的空腔，1分钟后起模自然冷却后，依次得到上、下覆砂的壳型型腔，即经过覆砂的可合型浇注的型腔；
(5)对覆膜完的铁模进行内腔表面喷涂一层0.16mm的醇基锆英粉涂料；
(6)合型固定后浇注合格铁水便得到三轮农用汽车离合器皮带轮。
本实施例所采用的覆膜砂为从市场上购得的酚醛树脂覆膜砂。
实施例3
三轮农用汽车后桥离合器皮带轮直铸槽形工艺步骤如下：
(1)根据三轮农用汽后桥离合器皮带轮的槽形要求，首先制作与其槽形完全一致模型作为母模；
(2)制作壳模外型，壳模外形要求与覆膜砂的射芯机相配套，型腔内尺寸要求为母模最大尺寸加8mm，形成壳模外形内腔与槽形母模模型配套时其壁厚保证为8mm；
(3)把母模固定在射砂机工作台上，并且合上热芯盒外型，一起加热至280℃保温30分钟待射砂；
(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的热芯盒内，使覆膜砂充满至上型与下模之间的空腔，1分钟起模自然冷却后，依次得到上、下覆砂的壳型型腔，即经过覆砂的可合型浇注的型腔；
(5)对覆膜完的铁模进行内腔表面喷涂一层0.15mm的水基高铝熟料粉涂料；
(6)合型固定后浇注合格铁水便得到三轮农用汽车后桥离合器皮带轮。
本实施例所采用的覆膜砂为自制，具体的工艺如下：
原料配比以重量份计：擦洗砂为100份，酚醛树脂2份，硬脂酸钙为0.24份，乌洛托品为0.24份。
覆膜砂的混制工艺：将擦洗砂由砂斗倒入松砂机，进行加热，当控制柜的加热器显示温度为135℃时，将擦洗砂从松砂机放入混砂机，并加酚醛树脂搅拌混匀1.5分钟；再加入一半用量的硬脂酸钙并搅拌混合2分钟；搅拌混合，当砂温降至110℃-105℃时，加乌洛脱品与水的混合液，乌洛托品与水混合的重量比为3：7，混合1分钟后，加入剩余的一半硬脂酸钙；继续搅拌混合，当砂温降70℃时，由混砂机出砂到振动筛；经振动筛进入冷砂池，冷至室温即可使用。
实施例4
拖拉机后桥离合器皮带轮直铸槽形工艺步骤如下：
(1)根据拖拉机后桥离合器皮带轮的槽形要求，首先制作与其槽形完全一致模型作为母模；
(2)制作壳模外型，壳模外形要求与覆膜砂的射芯机相配套，型腔内尺寸要求为母模最大尺寸加8mm，所形成壳模外形内腔与槽形母模模型配套时其壁厚保证为8mm；
(3)把母模固定在射砂机工作台上，并且合上热芯盒，一起加热至280℃保温30分钟待射砂；
(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的热芯盒内，使覆膜砂充满至上型与下模之间的空腔，1分钟半起模自然冷却后，依次得到上、下覆砂的壳型型腔，即经过覆砂的可合型浇注的型腔；
(5)对覆膜完的铁模进行内腔表面喷涂一层0.15mm的醇基锆英粉涂料，它的使用状态的密度为1.70g/cm3。
(6)合型固定后浇注合格铁水便得到拖拉机后桥离合器皮带轮。
本实施例所采用的覆膜砂为自制，具体的工艺如下：
原料配比以重量份计：擦洗砂为100份，酚醛树脂2份，硬脂酸钙为0.24份，乌洛托品为0.24份。
覆膜砂的混制工艺：将擦洗砂由砂斗倒入松砂机，进行加热，当控制柜的加热器显示温度为135℃时，将擦洗砂从松砂机放入混砂机，并加酚醛树脂搅拌混匀1.5分钟；再加入一半用量的硬脂酸钙并搅拌混合2分钟；搅拌混合，当砂温降至110℃-105℃时，加乌洛脱品与水的混合液，乌洛托品与水混合的重量比为3：7，混合1分钟后，加入剩余的一半硬脂酸钙；继续搅拌混合，当砂温降70℃时，由混砂机出砂到振动筛；经振动筛进入冷砂池，冷至室温即可使用。

Claims (9)

1.一种皮带轮，包括基本形状，其特征在于：所述基本形状为圆环形，在圆环外径上设有开口环形柔性活块(3)，在圆环一侧设置离合器支撑面(7)，离合器支撑面(7)与圆环为一体结构，厚度为圆环宽度的八分之一，在离合器支撑面(7)的中部设置轴承孔(8)，在离合器支撑面(7)的外壁上设置6个扇形凹槽，在3个间隔的凹槽内设置3对凸耳(1)，在离合器支撑面(7)的内侧圆环内壁上设置压盘限位槽(4),压盘限位槽(4)为凹凸相间的圆环状，在凸起部分中间设置凹槽，两边设有安装孔(6)，对应凹槽的离合器支撑面(7)上设置杠杆分离孔(2)，在压盘限位槽(4)内径对应安装孔(6)的位置设置离合盘安装台(5)，离合盘安装台(5)整体为L型，与压盘限位槽(4)连接。
2.利用权利要求1所述的一种皮带轮进行皮带轮加工方法，其特征在于：工艺步骤如下：
(1)设计一套与槽形零件的槽形完全一致热芯盒作为母模；
(2)制作与母模相关联的壳型外型，壳型的壁厚8毫米；
(3)把母模固定在射砂机上，并且合上热芯盒上.下模，一起加热至260～300℃保温30分钟待射砂；
(4)把覆膜砂通过射砂机射砂孔射至预先设计好的热芯盒内，使覆膜砂充满至上模热芯盒与下模热芯盒之间的空腔，1分钟后起模,自然冷却后，依次得到上、下覆砂的壳型型腔，即经过覆砂的可合型浇注的型腔；
(5)对覆膜完的壳型进行内腔表面喷涂一层0.15mm的表面涂料；
(6)壳型组完砂芯后浇注合格铁水便得到所需槽形毛坯零件。
3.根据权利要求2所述的皮带轮加工方法，其特征在于：所述工艺步骤(2)为：制作与母模相关联的壳型外型，壳型外形与母模砂型壁厚为8mm。
4.根据权利要求2或3所述的皮带轮加工方法，其特征在于：在制造母模时，其起模沿槽形方向单开模起模型。
5.根据权利要求2或3所述的皮带轮加工方法，其特征在于：所述的射砂机中带加热装置。
6.根据权利要求2或3所述的皮带轮加工方法，其特征在于：所述的覆膜砂可通过100到200目筛。
7.根据权利要求2所述的皮带轮加工方法，其特征在于：所述步骤(4)中射砂时，射砂机内的温度为280℃。
8.根据权利要求2或3所述的皮带轮加工方法，其特征在于：所述表面涂料为醇基锆英粉涂料或水基高铝熟料粉涂料。
9.根据权利要求2所述的皮带轮加工方法，其特征在于：母模设计要求与铁水性能及热处理工艺兼顾，母模的尺寸比零件的尺寸缩小0.1％～0.3％。
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