CN110814311B - 一种缸套离心铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车零部件铸造加工技术领域，具体涉及一种缸套离心铸造工艺，包括如下步骤：浇铸液熔炼；离心铸造机准备；将浇道移至离心铸造机的浇注口内；浇铸；脱模；脱模的具体方法为：驱动组件驱动卡爪凸伸至筒状模具本体内，同时驱动卡爪沿筒状模具本体径向向缸套内壁靠拢；驱动组件驱动第一端板向第二端板所在方向滑动，第一端板将缸套顶出，第二端板在缸套的作用下与筒状模具本体分离；缸套与筒状模具本体完全分离后，驱动组件驱动卡爪栋缸套内部抽出，缸套在重力作用下向下掉落，完成缸套脱模。本工艺将第一端板和第二端板设置为活动式结构，缸套成型后，利用第一端板将缸套从模具中顶出，实现了铸件的自动脱模，提高了缸套铸造加工效率。

Description

一种缸套离心铸造工艺

技术领域

本发明属于汽车零部件铸造加工技术领域，具体涉及一种缸套离心铸造工艺。

背景技术

发动机缸套一般采用离心铸造工艺进行制造，现有离心铸造设备需要依赖大量人工操作，例如合模、浇筑、开模、脱模等工序都需要进行人工操作，劳动强度大，生产效率低；另外，现有技术中的离心铸造设备一般是固定浇道，即浇铸液从固定位置流入模具内，这使得模具内浇铸液分布不均，延长了成型周期，且缸套容易产生局部内应力，影响缸套成型质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高成型效率的缸套离心铸造工艺。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种缸套离心铸造工艺，包括如下步骤：

步骤1：浇铸液熔炼，将原料加入到中频电炉中熔炼、扒渣，得到浇铸液；

步骤2：离心铸造机准备，将离心铸造机内壁清理干净，喷挂涂层，并对模具进行预热；

步骤3：将浇道移至离心铸造机的浇注口内；

步骤4：浇铸，启动离心铸造机，利用浇包将浇注液倒入浇道内，浇注液通过浇道流入模具内；

步骤5：脱模，待铸件冷却后，将铸件从模具内取出，缸套铸造完成；

所述离心铸造机包括沿水平轴线转动设置的筒状模具本体，筒状模具本体的第一端设有第一端板，筒状模具本体的第二端设有第二端板；所述第一端板和第二端板均为环状结构，所述第一端板和第二端板沿筒状模具本体的轴线方向与筒状模具本体构成滑动配合；离心铸造机还包括脱模装置，所述脱模装置包括第一端板的中心孔内设置的能够沿筒状模具本体径向开合且能够沿筒状模具本体轴向活动的卡爪，以及筒状模具本体旁侧设置的用于驱动第一端板、第二端板和卡爪动作的驱动组件；所述步骤5中，脱模的具体方法为：

1）驱动组件驱动卡爪凸伸至筒状模具本体内，同时驱动卡爪沿筒状模具本体径向向缸套内壁靠拢；

2）驱动组件驱动第一端板向第二端板所在方向滑动，第一端板将缸套顶出，第二端板在缸套的作用下与筒状模具本体分离；

3）缸套与筒状模具本体完全分离后，驱动组件驱动卡爪栋缸套内部抽出，缸套在重力作用下向下掉落，完成缸套脱模。

所述浇道包括碗状接料槽以及与碗状接料槽相接的固定流道，所述固定流道上套设有一回转体，所述回转体沿平行于固定流道长度方向的转轴转动设置，所述回转体上开设有活动流道，所述活动流道自回转体的内环面贯穿至回转体的外环面，所述活动流道成螺旋状布置；所述活动流道是自回转体中部分别向回转体两端对称延伸的双螺旋结构；所述固定流道的端部与双螺旋的相交处对应设置；所述步骤4中，浇铸的具体方法为：

a.浇铸前调整回转体角度，使活动流道的双螺旋相交处处于回转体底部；

b.利用浇包将浇铸液倒入接料槽内，浇铸液沿固定流道流入回转体内，此时驱动回转体匀速转动，使活动流道的底部出液口逐渐向回转体两侧运动；

c.浇铸液全部进入筒状模具本体后，将浇道从筒状模具本体内抽出，浇铸工序结束。

所述驱动组件包括驱动盘，所述驱动盘沿筒状模具本体的轴线方向滑动设置，所述卡爪为长条状，所述卡爪上设有条形孔，所述卡爪通过条形孔与第一端板上设置的铰支座滑动枢接，卡爪的一端与第一导柱铰接，第一导柱与驱动盘固接，卡爪与第一导柱之间的铰接轴比所述铰支座更靠近筒状模具本体的轴心设置；当第一导柱相对于第一端板向筒状模具本体的第二端滑动时，卡爪与筒状模具本体轴线之间的夹角逐渐增大，当第一导柱相对于第一端板向筒状模具本体的第一端滑动时，卡爪与筒状模具本体之间的夹角逐渐减小。

所述驱动盘外环面上设有环槽，所述环槽内对称设置有两滚轮，所述滚轮的轴线与驱动盘的轴线垂直，所述滚轮转动设置在一拨叉上，所述驱动组件还包括沿平行于筒状模具本体轴线方向设置的电缸，所述拨叉与电缸的滑块固接。

所述第一端板通过第二导柱与筒状模具本体第一端固定设置的第一盖板构成滑动配合；所述第二端板的外侧设有第二盖板，所述第二盖板与第二端板之间设有隔热垫，所述第二盖板通过第三导柱与筒状模具本体构成滑动配合；所述驱动组件还包括第二盖板外侧设置的档杆，所述档杆与电缸的滑块固接，所述档杆与第二盖板的外侧挡接。

所述卡爪沿筒状模具本体的周向均匀间隔设置至少3个。

所述回转体的内环面直径自双螺旋相交处向回转体两端逐渐增大；

所述碗状接料槽、固定流道以及回转体均由耐高温陶瓷制成。

所述离心铸造浇道安装在一滑座上，所述滑座滑动设置在一平行于回转体轴线设置的滑轨上，所述滑轨为电动滑轨。

所述滑座上设有回转驱动电机，所述回转体通过轴承安装在滑座上设置的轴承座上；所述回转体的外环面上设有从动齿轮，所述回转驱动电机的主轴上设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合。

本发明取得的技术效果为：本发明的缸套离心铸造系统将第一端板和第二端板设置为活动式结构，缸套成型后，利用第一端板将缸套从模具中顶出，实现了铸件的自动脱模，提高了缸套铸造加工效率。

附图说明

图1 是本发明的实施例所提供的离心铸造系统的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的离心铸造系统的侧视图；

图3是本发明的实施例所提供的离心铸造系统的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明的实施例所提供的脱模装置的立体图；

图6是本发明的实施例所提供的脱模装置的内部结构立体图；

图7是本发明的实施例所提供的浇铸单元的立体图；

图8是本发明的实施例所提供的驱动组件的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1

如图1-4所示，一种缸套离心铸造系统，包括浇铸单元和离心单元，所述离心单元包括沿水平轴线转动设置的筒状模具本体10，筒状模具本体10的第一端设有第一端板11，筒状模具本体10的第二端设有第二端板12，所述第二端板12的中心开设有浇铸通道，所述浇铸单元位于浇铸通道外侧，所述浇铸单元用于将浇铸液导入筒状模具本体10内部，所述浇铸单元沿筒状模具本体10轴向活动设置；所述离心单元包括脱模装置，所述脱模装置用于将成型后的缸套1从筒状模具本体10内部顶出，所述浇铸通道外侧的下方还设有缸套导出装置50，缸套导出装置50用于对顶出的缸套1进行导送和收集。本发明的缸套1离心铸造系统将第一端板11和第二端板12设置为活动式结构，缸套1成型后，利用第一端板11将缸套1从模具中顶出，实现了铸件的自动脱模，提高了缸套1铸造加工效率。

优选的，所缸套导出装置50包括至少两根平行设置的引导杆，所述引导杆的长度方向与筒状模具本体10的轴线方向垂直，且引导杆的两端上下倾斜设置。缸套1被第一端板11顶出后直接落在引导杆上，缸套1沿引导杆滚落至收集工位。

优选的，所述筒状模具本体10的第一端通过转轴和联轴器61与模具回转驱动电机60的主轴相连，用于驱动筒状模具本体10旋转。

进一步的，如图6所示，所述第一端板11和第二端板12均为环状结构，所述第一端板11和第二端板12沿筒状模具本体10的轴线方向与筒状模具本体10构成滑动配合；所述脱模装置包括第一端板11的中心孔内设置的能够沿筒状模具本体10径向开合且能够沿筒状模具本体10轴向活动的卡爪14，以及筒状模具本体10旁侧设置的用于驱动第一端板11、第二端板12和卡爪14动作的驱动组件。卡爪14能够在缸套1成型后对缸套1内壁进行支撑，防止脱模时缸套1外壁与筒状模具本体10内壁的底面产生摩擦而损坏模具内部涂层，同时减小脱模阻力。

具体的，如图4、5、6、8所示，所述驱动组件包括驱动盘20，所述驱动盘20沿筒状模具本体10的轴线方向滑动设置，所述卡爪14为长条状，所述卡爪14上设有条形孔141，所述卡爪14通过条形孔141与第一端板11上设置的铰支座18滑动枢接，卡爪14的一端与第一导柱15铰接，第一导柱15与驱动盘20固接，卡爪14与第一导柱15之间的铰接轴比所述铰支座18更靠近筒状模具本体10的轴心设置；当第一导柱15相对于第一端板11向筒状模具本体10的第二端滑动时，卡爪14与筒状模具本体10轴线之间的夹角逐渐增大，当第一导柱15相对于第一端板11向筒状模具本体10的第一端滑动时，卡爪14与筒状模具本体10之间的夹角逐渐减小。驱动组件的原理为：参照图4所示，开始脱模前，卡爪14收缩于第一端板11的右侧，当驱动盘20刚开始左移时，驱动盘20首选推动卡爪14左移，卡爪14因为受到铰支座18的限制，左移的同时其左端会像缸套1内壁靠拢，当卡爪14与缸套1内壁抵紧是，卡爪14相对于第一端板11锁死，随着驱动盘20的继续左移，卡爪14开始带着第一端板11同步左移，第一端板11推动缸套1左移，此时由于缸套1被卡爪14夹紧，因此保持水平姿态向模具外侧顶出，同时缸套1将第二端板12顶开；当缸套1彻底脱离模具后，驱动盘20开始右移，此时驱动盘20首先带动卡爪14右移，使卡爪14重新收缩到第一端板11右侧，此时缸套1失去卡爪14的支撑从而向下掉落，随着驱动盘20的继续右移，卡爪14通过铰支座18拉动第一端板11右移，最终使第一端板11和卡爪14回到初始工位。

进一步的，所述驱动盘20外环面上设有环槽，所述环槽内对称设置有两滚轮22，所述滚轮22的轴线与驱动盘20的轴线垂直，所述滚轮22转动设置在一拨叉21上，所述驱动组件还包括沿平行于筒状模具本体10轴线方向设置的电缸40，所述拨叉21与电缸40的滑块固接；拨叉21通过滚轮22与驱动盘20相连，在驱动驱动盘20轴向运动的同时确保驱动盘20能够随筒状模具本体10同步转动。

优选的，所述第一端板11通过第二导柱16与筒状模具本体10第一端固定设置的第一盖板19构成滑动配合；所述第二端板12的外侧设有第二盖板13，所述第二盖板13与第二端板12之间设有隔热垫131，所述第二盖板13通过第三导柱17与筒状模具本体10构成滑动配合；所述驱动组件还包括第二盖板13外侧设置的档杆41，所述档杆41与电缸40的滑块固接，所述档杆41与第二盖板13的外侧挡接。档杆41能够在驱动盘20复位时同步驱动第二端板12复位，并且在模具转动过程中能够对第二端板12进行限位，实际使用中可以再档杆41与第二盖板13贴合的一侧设置滑环或滚珠，以减小档杆41与第二盖板13之间的摩擦。

优选的，所述卡爪14沿筒状模具本体10的周向均匀间隔设置3个。

进一步的，如图4、7所示，所述浇铸单元包括碗状接料槽31以及与碗状接料槽31相接的固定流道32，所述固定流道32上套设有一回转体30，所述回转体30沿平行于固定流道32长度方向的转轴转动设置，所述回转体30上开设有活动流道301，所述活动流道301自回转体30的内环面贯穿至回转体30的外环面，所述活动流道301成螺旋状布置。具体的，所述活动流道301是自回转体30中部分别向回转体30两端对称延伸的双螺旋结构；所述固定流道32的端部与双螺旋的相交处对应设置；所述回转体30的内环面直径自双螺旋相交处向回转体30两端逐渐增大；所述碗状接料槽31、固定流道32以及回转体30均由耐高温陶瓷制成。本发明的活动流道301能够使浇铸液在模具内的落点沿模具轴向线性变化，确保浇铸液快速分布均匀，缩短铸造时间，同时避免浇铸液局部堆积影响铸件质量。

进一步的，所述离心铸造浇道安装在一滑座33上，所述滑座33滑动设置在一平行于回转体30轴线设置的滑轨34上，所述滑轨34为电动滑轨34；所述滑座33上设有回转驱动电机37，所述回转体30通过轴承安装在滑座33上设置的轴承座上；所述回转体30的外环面上设有从动齿轮35，所述回转驱动电机37的主轴上设有主动齿轮36，主动齿轮36与从动齿轮35相互啮合。

实施例2

基于上述实施例1，本实施例提出一种缸套1离心铸造工艺，包括如下步骤：

步骤1：浇铸液熔炼，将原料加入到中频电炉中熔炼、扒渣，得到浇铸液；

步骤2：离心铸造机准备，将离心铸造机内壁清理干净，喷挂涂层，并对模具进行预热；

步骤3：将浇道移至离心铸造机的浇注口内；

步骤4：浇铸，启动离心铸造机，利用浇包将浇注液倒入浇道内，浇注液通过浇道流入模具内；

步骤5：脱模，待铸件冷却后，将铸件从模具内取出，缸套1铸造完成；

所述步骤5中，脱模的具体方法为：

1）驱动组件驱动卡爪14凸伸至筒状模具本体10内，同时驱动卡爪14沿筒状模具本体10径向向缸套1内壁靠拢；

2）驱动组件驱动第一端板11向第二端板12所在方向滑动，第一端板11将缸套1顶出，第二端板12在缸套1的作用下与筒状模具本体10分离；

3）缸套1与筒状模具本体10完全分离后，驱动组件驱动卡爪14栋缸套1内部抽出，缸套1在重力作用下向下掉落，完成缸套1脱模。

所述步骤4中，浇铸的具体方法为：

a.浇铸前调整回转体30角度，使活动流道301的双螺旋相交处处于回转体30底部；

b.利用浇包将浇铸液倒入接料槽内，浇铸液沿固定流道32流入回转体30内，此时驱动回转体30匀速转动，使活动流道301的底部出液口逐渐向回转体30两侧运动；

c.浇铸液全部进入筒状模具本体10后，将浇道从筒状模具本体10内抽出，浇铸工序结束。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (9)

1.一种缸套离心铸造工艺，包括如下步骤：

步骤1：浇铸液熔炼，将原料加入到中频电炉中熔炼、扒渣，得到浇铸液；

步骤2：离心铸造机准备，将离心铸造机内壁清理干净，喷挂涂层，并对模具进行预热；

步骤3：将浇道移至离心铸造机的浇注口内；

步骤4：浇铸，启动离心铸造机，利用浇包将浇注液倒入浇道内，浇注液通过浇道流入模具内；

步骤5：脱模，待铸件冷却后，将铸件从模具内取出，缸套铸造完成；

其特征在于：所述离心铸造机包括沿水平轴线转动设置的筒状模具本体，筒状模具本体的第一端设有第一端板，筒状模具本体的第二端设有第二端板；所述第一端板和第二端板均为环状结构，所述第一端板和第二端板沿筒状模具本体的轴线方向与筒状模具本体构成滑动配合；离心铸造机还包括脱模装置，所述脱模装置包括第一端板的中心孔内设置的能够沿筒状模具本体径向开合且能够沿筒状模具本体轴向活动的卡爪，以及筒状模具本体旁侧设置的用于驱动第一端板、第二端板和卡爪动作的驱动组件；所述步骤5中，脱模的具体方法为：

1）驱动组件驱动卡爪凸伸至筒状模具本体内，同时驱动卡爪沿筒状模具本体径向向缸套内壁靠拢；

2）驱动组件驱动第一端板向第二端板所在方向滑动，第一端板将缸套顶出，第二端板在缸套的作用下与筒状模具本体分离；

3）缸套与筒状模具本体完全分离后，驱动组件驱动卡爪栋缸套内部抽出，缸套在重力作用下向下掉落，完成缸套脱模；

所述浇道包括碗状接料槽以及与碗状接料槽相接的固定流道，所述固定流道上套设有一回转体，所述回转体沿平行于固定流道长度方向的转轴转动设置，所述回转体上开设有活动流道，所述活动流道自回转体的内环面贯穿至回转体的外环面，所述活动流道成螺旋状布置；所述活动流道是自回转体中部分别向回转体两端对称延伸的双螺旋结构；所述固定流道的端部与双螺旋的相交处对应设置；所述步骤4中，浇铸的具体方法为：

a.浇铸前调整回转体角度，使活动流道的双螺旋相交处处于回转体底部；

b.利用浇包将浇铸液倒入接料槽内，浇铸液沿固定流道流入回转体内，此时驱动回转体匀速转动，使活动流道的底部出液口逐渐向回转体两侧运动；

c.浇铸液全部进入筒状模具本体后，将浇道从筒状模具本体内抽出，浇铸工序结束。

2.根据权利要求1所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述驱动组件包括驱动盘，所述驱动盘沿筒状模具本体的轴线方向滑动设置，所述卡爪为长条状，所述卡爪上设有条形孔，所述卡爪通过条形孔与第一端板上设置的铰支座滑动枢接，卡爪的一端与第一导柱铰接，第一导柱与驱动盘固接，卡爪与第一导柱之间的铰接轴比所述铰支座更靠近筒状模具本体的轴心设置；当第一导柱相对于第一端板向筒状模具本体的第二端滑动时，卡爪与筒状模具本体轴线之间的夹角逐渐增大，当第一导柱相对于第一端板向筒状模具本体的第一端滑动时，卡爪与筒状模具本体之间的夹角逐渐减小。

3.根据权利 要求2所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述驱动盘外环面上设有环槽，所述环槽内对称设置有两滚轮，所述滚轮的轴线与驱动盘的轴线垂直，所述滚轮转动设置在一拨叉上，所述驱动组件还包括沿平行于筒状模具本体轴线方向设置的电缸，所述拨叉与电缸的滑块固接。

4.根据权利 要求3所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述第一端板通过第二导柱与筒状模具本体第一端固定设置的第一盖板构成滑动配合；所述第二端板的外侧设有第二盖板，所述第二盖板与第二端板之间设有隔热垫，所述第二盖板通过第三导柱与筒状模具本体构成滑动配合；所述驱动组件还包括第二盖板外侧设置的档杆，所述档杆与电缸的滑块固接，所述档杆与第二盖板的外侧挡接。

5.根据权利 要求4所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述卡爪沿筒状模具本体的周向均匀间隔设置至少3个。

6.根据权利 要求5所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述回转体的内环面直径自双螺旋相交处向回转体两端逐渐增大。

7.根据权利 要求6所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述碗状接料槽、固定流道以及回转体均由耐高温陶瓷制成。

8.根据权利 要求7所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述离心铸造浇道安装在一滑座上，所述滑座滑动设置在一平行于回转体轴线设置的滑轨上，所述滑轨为电动滑轨。

9.根据权利 要求8所述的缸套离心铸造工艺，其特征在于：所述滑座上设有回转驱动电机，所述回转体通过轴承安装在滑座上设置的轴承座上；所述回转体的外环面上设有从动齿轮，所述回转驱动电机的主轴上设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合。

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