CN109128049A - 自动调整臂壳体铸件的浇注装置以及铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车部件生产制造技术领域，具体涉及一种自动调整臂壳体铸件的浇注装置以及铸造工艺，包括正反两块型板，型板上设置多组自动调整臂壳体铸件模样及形成自动调整臂壳体铸件内腔的冷砂芯，所述型板的上部设置浇口杯，浇口杯的下端连接着关于浇口杯左右对称设置的浇道，浇道的端部搭接冒口，冒口通过冒口颈连接着自动调整臂壳体铸件模样；本发明产品出品率与普通浇道系统相比，其产品出品率可提高10％～15％。

Description

自动调整臂壳体铸件的浇注装置以及铸造工艺

技术领域

本发明涉及汽车部件生产制造技术领域，具体涉及一种自动调整臂壳体铸件的浇注装置以及铸造工艺。

背景技术

汽车制动用调整臂是汽车制动系统中对制动器制动间隙进行调整的元件，是汽车制动系统中一种非常常见的产品。2018年1月1日新的国家标准要求全部采用自动调整臂，随着新的国家标准的实施，自动调整臂壳体市场需求量将大幅增加。自动调整臂铸件在铸造过程中要求铸件产品无错箱缺陷、尺寸精度高，产品性能一致性高、单件毛坯硬度不均匀量小于25HBW等等较为严格的标准。采用传统工艺生产自动调整臂壳体铸件主要有以下弊端：尺寸精度差，铸件加工余量大；性能一致性较差，铸件加工性能差；铸件砂眼、渣眼、夹杂物缺陷严重。总之生产的自动调整臂铸件很难满足自动调整臂铸件的使用要求。除此之外自动调整臂壳体产品外形尺寸较小，内腔结构略微复杂，在工艺设计时需要采用一模多腔和利用砂芯形成内腔结构。一腔多模在产品浇注时不能保证多个型腔同时充满，这样同一模产品温度差异较大，产品性能差异较大，一致性差。而形成内腔砂芯由于部分结构较为细小，为保证砂芯的制造可行性，很多生产厂家利用热芯盒制芯，但热芯盒生产过程成本较高、污染性较大，不符合环保要求。

由于自动调整臂壳体产品需求量大，适合高效率的DISA垂直线生产。自动调整臂壳体铸件其外形尺寸及重量较小，在产品工艺设计时采用一模多腔工艺加之DISA造型机生产效率高，因此自动调整臂壳体铸件的生产效率高达1500件/小时。DISA高压造型砂型尺寸精度高，在造型、起模和合箱过程中不需要沿分型面方向移动，砂型之间发生错箱的范围很窄，生产出的自动调整臂产品精度高、飞边毛刺少。

发明内容

为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种自动调整臂壳体铸件的浇注装置以及铸造工艺，铸件的合格率显著提高。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述自动调整臂壳体铸件的浇注装置，包括正反两块型板，型板上设置多组自动调整臂壳体铸件模样及形成自动调整臂壳体铸件内腔的冷砂芯，所述型板的上部设置浇口杯，浇口杯的下端连接着关于浇口杯左右对称设置的浇道，浇道的端部搭接冒口，冒口通过冒口颈连接着自动调整臂壳体铸件模样。

进一步优选，浇口杯下方设置陶瓷过滤网。

进一步优选，浇道为梯形截面，根据位置不同分为标准梯形截面和高梯形截面积。

进一步优选，型板四角上设置防撞销。

进一步优选，型板底端设置刮砂条。

进一步优选，型板上设置视频检测口，浇注产品时定位用。

所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置的铸造工艺，包括以下步骤：

(1)自动调整臂壳体铸件的分型设计：根据铸件常用分型原则和自动调整臂壳体自身结构，将其分型面设置在自动调整臂壳体纵向中心面上。这样分型可保证铸件的精度，便于下芯且能减少铸件清理的工作量。

(2)浇注补缩系统的设计：自动调整臂壳体铸件产品工艺设计时采用一模六腔，根据产品结构、尺寸以顺序凝固为原则设计出浇注补缩系统模型，以顶侧注的方式进行快速浇注。每型浇注时间设置在4s左右。在避渣、挡渣、充型方面，首先在浇口杯下方设计一过滤网，在下芯的同时在此位置放置一陶瓷过滤网，对铁水中的渣子进行初步过滤。其次浇道设计时根据位置的不同其截面分为标准梯形截面和高梯形截面。利用高梯形截面很好的避渣作用，较少产品渣眼；标准梯形截面很好的传输能力，提高了铁水的充型能力，可以采用较低的温度进行浇注。在不同的位置利用浇道之间的搭接处理，有效控制铁水的充型速度。保证浇道不仅起到很好的避渣作用外，还控制铁水的充型速度保证铁水同时充满六个型腔。两个自动调整臂壳体铸件共用一个冒口不仅保证产品的补缩需求，还提高了产品的出品率。

将设计完成的浇注补缩系统利用Anycasting模拟软件进行模拟，查看铸件浇注充型情况及凝固状态根据对模拟分析结果对浇注补缩系统进行完善。

(3)冷砂芯制作：自动调整臂壳体铸件内腔由冷砂芯形成，冷砂芯是采用三乙胺法冷芯工艺。将制作好的芯盒模具安装在40L意大利FA制芯机，冷法制芯具有：(1)砂芯射砂嘴极其短小，方便砂芯的修整。(2)40L芯盒射砂压力大，砂芯成形性好，尤其利于自动调整臂壳体砂芯细小部位的成形。(3)制芯周期短，砂芯制作完成后不需要等待进一步就固化，可立即进行浇注。(4)芯盒无需加热处理，无受热变形问题，制得的砂芯尺寸精度高。(5)冷芯工艺常温进行，不仅改善劳动条件，而且节省能源消耗。

(4)自动调整臂壳体铸件的浇注装置的制造：包括型板，型板由正压板和反压板组成，在型板中部设置铸型型腔，铸型型腔一侧设置内浇口，内浇口连接浇道，浇道连接浇口杯，型板底端设置刮砂条。将设计好的浇注补缩系统及自动调整臂壳体模样作沿分型线位置，分别布置在正、反两块型板上。

(5)金属熔炼：自动调整臂壳体铸件材质QT500-7，为保证产品的硬度等力学性能及金相组织在用中频感应电炉进行铁水熔炼时，将锰含量控制在0.5％，铜含量控制在0.35％，进而保证产品QT500-7材质要求的的硬度单件毛坯的硬度不均匀量小于25HBW、抗拉强度、延伸率符合国标要求。

(6)造型：将制作好的型板模具安装在DISA造型机上，采用垂直分型无箱射压造型方式，通过射砂、压实、起模、下芯、合型等工艺过程，制作好砂型模样。在射砂挤压、起模和合箱过程中不需要沿分型面方向移动，自动下芯机下芯精度高，将制作好的砂型运至浇注机处，等待浇注。

(7)浇注凝固和落砂清理：浇注过程采用浇注机自动浇注铁水，浇注温度控制在1350℃-1410℃，浇注速度5-6kg/s。熔炼合格铁水通过充满浇口杯、浇道和内浇口后，进入铸型型腔，在浇注过程中浇口杯下方的陶瓷过滤片可充分过滤铁水中的渣子，当铁水浇满铸型型腔之后完成浇注。浇注过程满杯、连续，使铁水同时充满不同位置的六个型腔，同时使铁水中的砂/渣充分上浮，减少砂/渣眼缺陷。由于自动调整臂壳体外形尺寸较小，开箱后落砂采用滚筒抛丸，保证铸件产品外观无粘砂，满足顾客对产品外观质量要求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)DISA造型机在造型时无沿分型面方向移动，铸件尺寸精度高；

(2)冷砂芯无受热变形问题，制得的砂芯尺寸精度高，铸件尺寸精度高；

(3)布置在不同位置的铸件同时充满型腔；铸件的金相组织及机械性能一致性好；

(4)浇道中内置陶瓷过滤片，减少了铸件夹渣、渣眼缺陷；

(5)浇道避渣效果好，充型平稳、流畅，减少了冲砂缺陷，提高了铸件的合格率；

(6)浇道简单短小，两件产品共用一冒口，金属液消耗少，提高了产品的出品率；

(7)一型布置六件，浇注快速，提高了生产效率；

(8)产品出品率与普通浇道系统相比，其产品出品率可提高10％～15％。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图中：1、型板；2、浇口杯；3、陶瓷过滤网；4、浇道；5、自动调整臂壳体铸件模样；6、视频检测口；7、冒口；8、冒口颈；9、冷砂芯；10、防撞销；11、刮砂条。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1

如图1所示，本发明所述自动调整臂壳体铸件的浇注装置，包括正反两块型板1，型板1上设置多组自动调整臂壳体铸件模样5及形成自动调整臂壳体铸件内腔的冷砂芯9，所述型板1的上部设置浇口杯2，浇口杯2下方设置陶瓷过滤网3，浇口杯2的下端连接着关于浇口杯2左右对称设置的浇道4，浇道4为梯形截面，根据位置不同分为标准梯形截面和高梯形截面积，浇道4的端部搭接冒口7，冒口7通过冒口颈8连接着自动调整臂壳体铸件模样5。

其中，型板1四角上设置防撞销10；型板1底端设置刮砂条11；型板1上设置视频检测口6，浇注产品时定位用。

所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置的铸造工艺，包括以下步骤：

(1)自动调整臂壳体铸件的分型设计：根据铸件常用分型原则和自动调整臂壳体自身结构，将其分型面设置在自动调整臂壳体纵向中心面上。这样分型可保证铸件的精度，便于下芯且能减少铸件清理的工作量。

(2)浇注补缩系统的设计：自动调整臂壳体铸件产品工艺设计时采用一模六腔，根据产品结构、尺寸以顺序凝固为原则设计出浇注补缩系统模型，以顶侧注的方式进行快速浇注。每型浇注时间设置在4s左右。在避渣、挡渣、充型方面，首先在浇口杯2下方设计一过滤网，在下芯的同时在此位置放置一陶瓷过滤网3，对铁水中的渣子进行初步过滤。其次浇道4设计时根据位置的不同其截面分为标准梯形截面和高梯形截面。利用高梯形截面很好的避渣作用，较少产品渣眼；标准梯形截面很好的传输能力，提高了铁水的充型能力，可以采用较低的温度进行浇注。在不同的位置利用浇道4之间的搭接处理，有效控制铁水的充型速度。保证浇道4不仅起到很好的避渣作用外，还控制铁水的充型速度保证铁水同时充满六个型腔。两个自动调整臂壳体铸件共用一个冒口7不仅保证产品的补缩需求，还提高了产品的出品率。

将设计完成的浇注补缩系统利用Anycasting模拟软件进行模拟，查看铸件浇注充型情况及凝固状态根据对模拟分析结果对浇注补缩系统进行完善。

(3)冷砂芯9制作：自动调整臂壳体铸件内腔由冷砂芯9形成，冷砂芯9是采用三乙胺法冷芯工艺。将制作好的芯盒模具安装在40L意大利FA制芯机，冷法制芯具有：(1)砂芯射砂嘴极其短小，方便砂芯的修整。(2)40L芯盒射砂压力大，砂芯成形性好，尤其利于自动调整臂壳体砂芯细小部位的成形。(3)制芯周期短，砂芯制作完成后不需要等待进一步就固化，可立即进行浇注。(4)芯盒无需加热处理，无受热变形问题，制得的砂芯尺寸精度高。(5)冷芯工艺常温进行，不仅改善劳动条件，而且节省能源消耗。

(4)自动调整臂壳体铸件的浇注装置的制造：包括型板1，型板1由正压板和反压板组成，在型板1中部设置铸型型腔，铸型型腔一侧设置内浇口，内浇口连接浇道4，浇道4连接浇口杯2，型板1底端设置刮砂条11。将设计好的浇注补缩系统及自动调整臂壳体模样作沿分型线位置，分别布置在正、反两块型板1上。

(5)金属熔炼：自动调整臂壳体铸件材质QT500-7，为保证产品的硬度等力学性能及金相组织在用中频感应电炉进行铁水熔炼时，将锰含量控制在0.5％，铜含量控制在0.35％，进而保证产品QT500-7材质要求的的硬度单件毛坯的硬度不均匀量小于25HBW、抗拉强度、延伸率符合国标要求。

(6)造型：将制作好的型板1模具安装在DISA造型机上，采用垂直分型无箱射压造型方式，通过射砂、压实、起模、下芯、合型等工艺过程，制作好砂型模样。在射砂挤压、起模和合箱过程中不需要沿分型面方向移动，自动下芯机下芯精度高，将制作好的砂型运至浇注机处，等待浇注。

(7)浇注凝固和落砂清理：浇注过程采用浇注机自动浇注铁水，浇注温度控制在1350℃-1410℃，浇注速度5-6kg/s。熔炼合格铁水通过充满浇口杯2、浇道4和内浇口后，进入铸型型腔，在浇注过程中浇口杯2下方的陶瓷过滤片可充分过滤铁水中的渣子，当铁水浇满铸型型腔之后完成浇注。浇注过程满杯、连续，使铁水同时充满不同位置的六个型腔，同时使铁水中的砂/渣充分上浮，减少砂/渣眼缺陷。由于自动调整臂壳体外形尺寸较小，开箱后落砂采用滚筒抛丸，保证铸件产品外观无粘砂，满足顾客对产品外观质量要求。

下表为本发明和现有工艺结果对比：

比较项目	本发明	现有工艺
			产品性能一致性	好	差
产品尺寸精度	高	一般
			出品率	60～65％	40-50％
浇注速度	5～6kg/s	2～3kg/s
			合格率	≥98％	80-90％
生产率	正常生产下每小时可浇注6吨铁水	正常生产下每小时可浇注4吨铁水

Claims (6)

1.一种自动调整臂壳体铸件的浇注装置，包括正反两块型板(1)，其特征在于，型板(1)上设置多组自动调整臂壳体铸件模样(5)及形成自动调整臂壳体铸件内腔的冷砂芯(9)，所述型板(1)的上部设置浇口杯(2)，浇口杯(2)的下端连接着关于浇口杯(2)左右对称设置的浇道(4)，浇道(4)的端部搭接冒口(7)，冒口(7)通过冒口颈(8)连接着自动调整臂壳体铸件模样(5)。

2.根据权利要求1所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置，其特征在于，浇口杯(2)下方设置陶瓷过滤网(3)。

3.根据权利要求1所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置，其特征在于，浇道(4)为梯形截面，根据位置不同分为标准梯形截面和高梯形截面积。

4.根据权利要求1所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置，其特征在于，型板(1)四角上设置防撞销(10)。

5.根据权利要求1所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置，其特征在于，型板(1)底端设置刮砂条(11)。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的自动调整臂壳体铸件的浇注装置的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)自动调整臂壳体铸件的分型设计；

(2)浇注补缩系统的设计；

(3)冷砂芯(9)制作；

(4)自动调整臂壳体铸件的浇注装置的制造；

(5)金属熔炼；

(6)造型；

(7)浇注凝固和落砂清理。