CN109047667B - 一种框架锯轴承座铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种框架锯轴承座铸造工艺，属于铸造生产技术领域，包括以下步骤：(1)制作型板模具；(2)制作上砂箱、下砂箱；(3)制作砂芯镶件一、砂芯镶件二；(4)加工流道与发热冒口；(5)熔炼铁水；(6)合箱、浇注；(7)落砂；(8)铸件清理、喷丸。本发明采用一模两腔成型方式，浇注一次生产两个铸件，提高了生产效率，且设置发热冒口与扇形浇注口，可以保证框架锯轴承座的生产质量，而安装稳定、方便的砂芯镶件一和砂芯镶件二，能够在生产框架锯轴承座的同时将其表面的安装孔成型出来，减少了后续加工的工序。

Description

一种框架锯轴承座铸造工艺

技术领域

本发明公开一种框架锯轴承座铸造工艺，属于铸造生产技术领域。

背景技术

框架锯主要用于大理石、人造石等大型荒料的加工处理，包括飞轮、大轴、锯框(锯条安装架)、连杆、左右导轨体(或铰链机构)、立柱、升降传动装置及运料车，框架锯轴承座是用来安装大轴与轴承的，而大轴带动飞轮转动的过程中产生很大的离心力，使得轴承与轴承座受到比较大冲击力，框架锯轴承座一旦开裂就有可能发生安全事故，因此需要生产高质量的框架锯轴承座来满足市场需要；目前框架锯轴承座由于其外形尺寸大，生产一般采用铸造成型，现有其它种类的轴承座普遍采用在轴承座的两端浇注成型，两端的铁水熔液在中部汇合，由于中部汇合之后的铁水熔液相比两端的铁水熔液温度更低，使得在轴承座的中部产生较大的收缩和缩孔，而中部是与轴承直接配合，受到的冲击力大，因此收缩和缩孔降低了轴承座的使用寿命，而框架锯轴承座相比其他种类的轴承座体型更大，中部也就产生更大的收缩和缩孔，且其它种类的轴承座上的安装孔采用后续机加工完成，若是框架锯轴承座也采用类似的方法则增加加工工序以及难度，同时也增加了生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是为了提供一种生产质量好的框架锯轴承座铸造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案来实现的：

一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征在于，铸造框架锯轴承座所采用的砂型结构包括上砂箱、下砂箱、砂芯镶件一和砂芯镶件二，所述上砂箱合盖在下砂箱上并形成一个主体型腔结构，所述上砂箱与下砂箱内均设置有与砂芯镶件一和砂芯镶件二外形相匹配的镶件槽，所述上砂箱上设置有浇注流道、竖流道、浇口杯，所述竖流道与浇注流道、浇口杯连通，所述浇注流道与主体型腔结构之间设置有单点连通的浇注口,所述砂芯镶件一和砂芯镶件二的结构相同，所述砂芯镶件一包括挂台、主体、腰形凸起，所述主体为中间大、两端小的条状砂体结构，且挂台与主体的两侧都有5°向上和向下的倾角，所述挂台为T形结构，所述砂芯镶件一中腰形凸起的朝向与砂芯镶件二中腰形凸起的朝向垂直，该铸造工艺包括以下步骤：

(1)制作型板模具：利用数控铣床在型板上加工出两个与框架锯轴承座外形相匹配的型板模具，型板模具也包含有与砂芯镶件一和砂芯镶件二形状相匹配的凸模；

(2)制作上砂箱、下砂箱：将型板模具固定后加热至30-50℃，并在表面喷涂脱模剂，然后将型板模具安放在上箱内，再往上箱中填满型砂并进行机械压实，开模后制得包含有两个上型腔的上砂箱，重复上砂箱制作过程可制得包含有两个下型腔的下砂箱；

(3)制作砂芯镶件一、砂芯镶件二：先制作与砂芯镶件一、砂芯镶件二外形相同的砂芯模具，然后将砂芯模具固定在射芯机上进行射砂制芯，射砂压力2-4bar,射砂时间3-4秒，吹入三乙胺气体后固化20-30秒，开模取出砂芯，对砂芯进行修边处理后制得砂芯镶件一和砂芯镶件二；

(4)加工流道与发热冒口：在上砂箱内铣制与两个上型腔连通的浇注流道和两个浇注口，在浇注流道的中心铣制贯穿上砂箱的竖流道，在两个上型腔的两端铣制两个发热冒口，然后吹走碎砂；

(5)熔炼铁水：将生铁、废钢、回炉料、增碳剂按配比加入到中频感应炉中进行熔炼，熔炼的温度控制在1430-1480℃，在生铁、废钢、回炉料、增碳剂被熔炼成铁水熔液后加入应力剂；

(6)合箱、浇注：将砂芯镶件一和砂芯镶件二装在下砂箱的镶件槽内，并把上砂箱与下砂箱合盖到一起，对浇包进行汤包处理后添加球化剂与孕育剂，再将中频感应炉的温度升至 1550℃时把铁水熔液倒入浇包内进行球化和孕育处理，然后在10分钟内将浇包内的铁水熔液浇注到主体型腔结构中，浇注温度控制在1400-1450℃；

(7)落砂：待铸件空冷2小时后将其从上砂箱与下砂箱中分离出来，利用落砂机将砂芯镶件一、砂芯镶件二、型砂与铸件分开；

(8)铸件清理、喷丸：用砂轮机将浇注口和发热冒口去除并打磨平整，再把铸件运送至喷丸机中进行表面处理。

作为优选：制作所述砂芯镶件一和砂芯镶件二的型砂采用硅砂、树脂、黏土混合而成。

作为优选：所述生铁、废钢、回炉料、增碳剂的配比为50:20:30:5，所述孕育剂与球化剂分别占铁水熔液总重量的1％和2％。

作为优选：所述增碳剂为石墨增碳剂，所述球化剂含有以下物质及配比：镁：6.5％，稀土5.4％，硅：55％，钙：3.2％，余量为铁。

作为优选：所述发热冒口的表面涂覆有一层耐火材料，所述发热冒口的下端与上型腔连通的截面为半圆形。

作为优选：所述竖流道的上方设置有圆台形浇口杯，所述浇口杯内设置有碳化硅材料制成的过滤网。

作为优选：所述浇注流道的截面呈梯形，且靠近浇注口的位置设置有排渣槽，所述排渣槽位于下砂箱内。

作为优选：所述浇注口为扇形，所述浇注口与上型腔连通位置的高度为15-20mm、弧长为55-60mm。

本发明的有益效果：

(1)采用一模两腔的浇注方式，可以一次浇注成型两件框架锯轴承座，相比单个成型提高了生产效率，且框架锯轴承座的浇注口在其中部位，可以保证中部位置的温度均匀，不会产生收缩和缩孔，降低了成型后开裂的风险，增强了中部位置的抗冲击的能力，框架锯轴承座两端的厚度小，产生的收缩可以通过发热冒口进行补偿，减少边缘因冷却引起的翘曲变形，从而提高了框架锯轴承座铸造生产质量。

(2)圆台形浇口杯可以方便浇注的顺利进行，经过滤网过滤的铁水熔液可以去除其中的杂质，排渣槽收集流经浇注流道前端预冷的铁水熔液，降低进入主体型腔结构的铁水熔液与浇口杯中铁水熔液的温度差，减少冷却过快而出现凝固的现象，且扇形浇注口可以缓解铁水熔液的流速，避免因流速过快使主体型腔结构的内壁型砂脱落而留在铸件内部形成砂眼，从而保证了铸件的内部结构的稳定性。

(3)利用砂芯镶件一和砂芯镶件二可以在框架锯轴承座在浇注成型的同时，也将其表面的安装孔成型出来，可以减少后续机加工的工序，降低生产成本，而且砂芯镶件一和砂芯镶件二采用射芯机射砂成型，成型简单方便，且砂芯镶件一和砂芯镶件二的结构新颖，安装精确方便，在上砂箱与下砂箱合箱的过程中不会产生落砂，实用性强。

(4)由于框架锯轴承座为外部装配零件，其性能要求不高，铸造成型过程中采用原料和废料1:1的方式，可以在保证生产要求的同时实现资源的重复利用，而加入石墨增碳剂和球化剂，增加了铸件内部的碳含量和内部组织的球化晶体，从而提高其表面硬度和使用寿命。

附图说明

图1为本发明型板模具的结构示意图；

图2为本发明上砂箱的结构示意图；

图3为本发明下砂箱的结构示意图；

图4为本发明框架锯轴承座的成型结构示意图；

图5为本发明砂芯镶件一的结构示意图。

附图标记：1、型板；2、凸模；3、型板模具；4、上砂箱；5、上型腔；6、浇注流道；7、浇注口；8、镶件槽；9、下砂箱；10、砂芯镶件二；11、下型腔；12、排渣槽；13、砂芯镶件一；14、竖流道；15、浇口杯；16、发热冒口；17、框架锯轴承座；18、腰形凸起；19、主体；20、挂台。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明进行描述，下述实施例及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种框架锯轴承座铸造工艺，铸造框架锯轴承座17所采用的砂型结构包括上砂箱4、下砂箱9、砂芯镶件一13和砂芯镶件二10，上砂箱4合盖在下砂箱9上并形成一个主体型腔结构，上砂箱4与下砂箱9内均设置有与砂芯镶件一13和砂芯镶件二10外形相匹配的镶件槽8，上砂箱上设置有浇注流道6、竖流道14、浇口杯15，竖流道14与浇注流道6、浇口杯15 连通，浇注流道6与主体型腔结构之间设置有单点连通的浇注口7,该铸造工艺包括以下步骤：

(1)制作型板模具3：利用数控铣床在型板1上加工出两个与框架锯轴承座17外形相匹配的型板模具3，型板模具3也包含有与砂芯镶件一13和砂芯镶件二10形状相匹配的凸模2；

(2)制作上砂箱4、下砂箱9：将型板模具3固定后加热至30-50℃，并在表面喷涂脱模剂，然后将型板模具3安放在上箱内，再往上箱中填满型砂并进行机械压实，开模后制得包含有两个上型腔5的上砂箱4，重复上砂箱4制作过程可制得包含有两个下型腔11的下砂箱9；

(3)制作砂芯镶件一13、砂芯镶件二10：先制作与砂芯镶件一13、砂芯镶件二10外形相同的砂芯模具，然后将砂芯模具固定在射芯机上进行射砂制芯，射砂压力2-4bar,射砂时间3-4秒，吹入三乙胺气体后固化20-30秒，开模取出砂芯，对砂芯进行修边处理后制得砂芯镶件一13和砂芯镶件二10；

(4)加工流道与发热冒口16：在上砂箱4内铣制与两个上型腔5连通的浇注流道6和两个浇注口7，在浇注流道6的中心铣制贯穿上砂箱4的竖流道14，在两个上型腔5的两端铣制两个发热冒口16，然后吹走碎砂；

(5)熔炼铁水：将生铁、废钢、回炉料、增碳剂按配比加入到中频感应炉中进行熔炼，熔炼的温度控制在1430-1480℃，在生铁、废钢、回炉料、增碳剂被熔炼成铁水熔液后加入应力剂；

(6)合箱、浇注：将砂芯镶件一13和砂芯镶件二10装在下砂箱9的镶件槽8内，并把上砂箱4与下砂箱9合盖到一起，对浇包进行汤包处理后添加球化剂与孕育剂，再将中频感应炉的温度升至1550℃时把铁水熔液倒入浇包内进行球化和孕育处理，然后在10分钟内将浇包内的铁水熔液浇注到主体型腔结构中，浇注温度控制在1400-1450℃；

(7)落砂：待铸件空冷2小时后将其从上砂箱4与下砂箱9中分离出来，利用落砂机将砂芯镶件一13、砂芯镶件二10、型砂与铸件分开；

(8)铸件清理、喷丸：用砂轮机将浇注口7和发热冒口16去除并打磨平整，再把铸件运送至喷丸机中进行表面处理。

如图1、图4和图5所示，框架锯轴承座17、砂芯镶件一13和砂芯镶件二10均为对称结构，而型板模具3的结构为框架锯轴承座17、砂芯镶件一13和砂芯镶件二10的外形一半组合体，两个型板模具3采用木质结构的型板1一次加工成型，不仅质量轻、加工效率高，也能保证一次性成型两个上型腔5和两个下型腔11相对位置的精确度，降低了分体成型使得上型腔5和下型腔11在合箱时出现错位的风险。

如图2和图4所示，圆台形浇口杯15可以增加工人浇注的便捷性，其内侧的过滤网可以过滤掉铁水熔液的杂质，在上砂箱4中采用截面为梯形的浇注流道6，能够免去下砂箱9制作浇注流道6的过程，而浇注流道6靠近浇注口7的位置增加了排渣槽12，是为了收集率先经过浇注流道6而变冷的铁水熔液，降低浇注口7与浇口杯15位置铁水熔液的温度差，避免将前端温度低的铁水熔液注入到主体型腔结构中遇冷凝固而影响成型过程，另外浇注口7的顶面向下倾斜15度、两侧向外倾斜30，且其与上型腔5连通位置的高度为15-20mm、弧长为55-60mm，整个外形呈一个向下倾斜的扇形结构，当铁水熔液流经浇注口7时起到发散的作用，降低了进入主体型腔结构的流动速度，减少了铁水熔液对内壁型砂的冲击，避免了在铸件的内部产生砂眼，从而保证生产质量。

如图3和图5所示，砂芯镶件一13和砂芯镶件二10结构相同，均由射芯机射砂而成，而射芯机中所使用的型砂由重量配比为100份硅砂、10份树脂、15份黏土混合制成，黏土具有良好的可塑性，与硅砂、树脂混合可以制成形状复杂的砂芯，经烘干之后能够长时间保持砂芯的外形而不脱落，在高温的情况下也不会受热松散，砂芯镶件一13包括挂台20、主体19、腰形凸起18组成，挂台20与镶件槽8配合能够起到很好的定位作用，避免发生偏移或向一侧倾倒而落入到主体型腔结构中，且挂台20与主体19的两侧都有5°向上和向下的倾角，可以使得上砂箱4与下砂箱9顺利合箱，从而减少主体型腔结构中碎砂的产生，另外砂芯镶件一13和砂芯镶件二10的使用可以将框架锯轴承座17上的安装孔一次成型出来，能够减少后续机加工的工序，降低生产成本。

本实施例中，为了进一步优化一种框架锯轴承座铸造工艺，将生铁、废钢、回炉料、增碳剂的配比按照50:20:30:5配制，其中原料与废料的比例为1:1，可以在保证生产要求的情况下实现资源的重复利用，加入的应力剂可以减少铸件成型中内应力的产生，降低铸件出现断裂的风险，并配合球化剂的使用可以增加铸件内部组织结构中球墨铁的数量，使得铸件内部结构稳定，而石墨增碳剂中碳含量高、材料成本低，可以增强球墨铁的硬度，从而使框架锯轴承座17具有较高的硬度。

发热冒口16的内壁涂覆有一层防火材料，并在内部放置质量比为3:2的铝和氧化铬，当主体型腔结构内部的铁水熔液在浇注完成后进入到发热冒口16，遇到铝和氧化铬而发生铝热反应，产生大量的热量，升高主体型腔结构两端铁水熔液的温度，进而实现保温、补缩的作用，减少局部收缩和缩孔的产生，提高了框架锯轴承座17铸造生产质量，且发热冒口16的下端与主体型腔结构连通的截面为半圆形，减少了发热冒口16在浇注成型后的接触面积，有利于将其从铸件的表面去除。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征在于，铸造框架锯轴承座所采用的砂型结构包括上砂箱、下砂箱、砂芯镶件一和砂芯镶件二，所述上砂箱合盖在下砂箱上并形成一个主体型腔结构，所述上砂箱与下砂箱内均设置有与砂芯镶件一和砂芯镶件二外形相匹配的镶件槽，所述上砂箱上设置有浇注流道、竖流道、浇口杯，所述竖流道与浇注流道、浇口杯连通，所述浇注流道与主体型腔结构之间设置有单点连通的浇注口,所述砂芯镶件一和砂芯镶件二的结构相同，所述砂芯镶件一包括挂台、主体、腰形凸起，所述主体为中间大、两端小的条状砂体结构，且挂台与主体的两侧都有5°向上和向下的倾角，所述挂台为T形结构，所述砂芯镶件一中腰形凸起的朝向与砂芯镶件二中腰形凸起的朝向垂直，该铸造工艺包括以下步骤：

(1)制作型板模具：利用数控铣床在型板上加工出两个与框架锯轴承座外形相匹配的型板模具，型板模具也包含有与砂芯镶件一和砂芯镶件二形状相匹配的凸模；

(2)制作上砂箱、下砂箱：将型板模具固定后加热至30-50℃，并在表面喷涂脱模剂，然后将型板模具安放在上箱内，再往上箱中填满型砂并进行机械压实，开模后制得包含有两个上型腔的上砂箱，重复上砂箱制作过程可制得包含有两个下型腔的下砂箱；

(3)制作砂芯镶件一、砂芯镶件二：先制作与砂芯镶件一、砂芯镶件二外形相同的砂芯模具，然后将砂芯模具固定在射芯机上进行射砂制芯，射砂压力2-4bar,射砂时间3-4秒，吹入三乙胺气体后固化20-30秒，开模取出砂芯，对砂芯进行修边处理后制得砂芯镶件一和砂芯镶件二；

(4)加工流道与发热冒口：在上砂箱内铣制与两个上型腔连通的浇注流道和两个浇注口，在浇注流道的中心铣制贯穿上砂箱的竖流道，在两个上型腔的两端铣制两个发热冒口，然后吹走碎砂；

(5)熔炼铁水：将生铁、废钢、回炉料、增碳剂按配比加入到中频感应炉中进行熔炼，熔炼的温度控制在1430-1480℃，在生铁、废钢、回炉料、增碳剂被熔炼成铁水熔液后加入应力剂；

(6)合箱、浇注：将砂芯镶件一和砂芯镶件二装在下砂箱的镶件槽内，并把上砂箱与下砂箱合盖到一起，对浇包进行汤包处理后添加球化剂与孕育剂，再将频感应炉的温度升至1550℃时把铁水熔液倒入浇包内进行球化和孕育处理，然后在10分钟内将浇包内的铁水熔液浇注到主体型腔结构中，浇注温度控制在1400-1450℃；

(7)落砂：待铸件空冷2小时后将其从上砂箱与下砂箱中分离出来，利用落砂机将砂芯镶件一、砂芯镶件二、型砂与铸件分开；

(8)铸件清理、喷丸：用砂轮机将浇注口和发热冒口去除并打磨平整，再把铸件运送至喷丸机中进行表面处理。

2.根据权利要求1所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：制作所述砂芯镶件一和砂芯镶件二的型砂采用硅砂、树脂、黏土混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：所述生铁、废钢、回炉料、增碳剂的配比为50:20:30:5，所述孕育剂与球化剂分别占铁水熔液总重量的1％和2％。

4.根据权利要求3所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：所述增碳剂为石墨增碳剂，所述球化剂含有以下物质及配比：镁：6.5％，稀土5.4％，硅：55％，钙：3.2％，余量为铁。

5.根据权利要求1所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：所述发热冒口的表面涂覆有一层耐火材料，所述发热冒口的下端与上型腔连通的截面为半圆形。

6.根据权利要求1所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：所述竖流道的上方设置有圆台形浇口杯，所述浇口杯内设置有碳化硅材料制成的过滤网。

7.根据权利要求6所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：所述浇注流道的截面呈梯形，且靠近浇注口的位置设置有排渣槽，所述排渣槽位于下砂箱内。

8.根据权利要求7所述的一种框架锯轴承座铸造工艺，其特征是：所述浇注口为扇形，所述浇注口与上型腔连通位置的高度为15-20mm、弧长为55-60mm。

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