CN111390158B - 一种制动鼓的铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种制动鼓的铸造工艺，涉及制动鼓铸造技术领域，铸造步骤如下：S1.选择/设计模具，模具为一型两件布置，模具包括用以制备制动鼓的成型腔和用以向成型腔浇注的浇注系统，浇注系统包括依次连通的直浇道、浇口座和横浇道，横浇道设有若干冒口，冒口通过内浇道与成型腔连通，内浇道通过冒口颈与冒口连通，内浇道通过内浇口与成型腔连通；S2.通过直浇道向模具内注浆进行浇注，采用顺序凝固原则制造制动鼓；采取顺序凝固理论，根据不同的制动鼓，选择/设计相应的模具，以获取无疏松、缩孔缺陷的铸件，减少铸件应力源，降低制动鼓龟裂、开裂、掉底等缺陷发生的可能，提高制动鼓的使用寿命。

Description

一种制动鼓的铸造工艺
技术领域
本申请涉及制动鼓铸造技术领域，具体而言，涉及一种制动鼓的铸造工艺。
背景技术
汽车制动鼓是重卡汽车中的重要功能部件，也是衡量汽车安全性能最主要的部件。制动鼓产品是通过铸造加工工艺形式完成，制动鼓失效主要有五种形式：龟裂、开裂、掉底、磨损过大、非正常磨损。其中龟裂、开裂、掉底为产品失效的最主要形式，而铸件内部金相组织及组织致密性(疏松、缩孔)是也是造成产品龟裂、开裂、掉底等失效的主要原因。
目前重卡制动鼓产品的铸造工艺目前主要有：静压线高压造型铸造工艺、震压造型铸造工艺、铁型覆砂铸造工艺、铁砂壳型铸造工艺等，而静压造型工艺为该产品的主流工艺；采用静压线高造型工艺生产制动鼓时，一般为一型两件布置，采用传统工艺铸造时，利用同时凝固理论方案，浇注系统采用环形分散浇口布置，铸件浇注成型后在热节部位存在疏松、缩孔缺陷。
申请内容
本申请的目的在于提供一种制动鼓的铸造工艺，其采用顺序凝固原则，对浇铸系统进行设计，控制铸型温度场分布、冒口补缩及充型凝固时间，达到铸件无疏松、缩孔缺陷的铸件要求。
本申请的实施例通过以下技术方案实现：
一种制动鼓的铸造工艺，铸造步骤如下：
S1.选择/设计模具，所述模具为一型两件布置，模具包括用以制备制动鼓的成型腔和用以向所述成型腔浇注的浇注系统，所述浇注系统包括依次连通的直浇道、浇口座和横浇道，所述横浇道设有若干冒口，所述冒口通过内浇道与成型腔连通，所述内浇道通过冒口颈与冒口连通，内浇道通过内浇口与成型腔连通；
S2.通过直浇道向成型腔内注浆(即注入铁水)进行浇注，采用顺序凝固原则制造制动鼓。
进一步的，S1步骤中，当制动鼓铸件的重量小于等于60Kg时，所述冒口的数量为1；当制动鼓铸件的重量大于60Kg时，所述冒口的数量为2。
进一步的，S1步骤中，所述内浇口、冒口颈、横浇道和直浇道的横截面比例关系为：∑A内：∑A颈：A横：A直＝1：1.5-1.6：1.1-1.2：1.8-2.0，其中，∑A内为内浇口横截面面积、∑A颈为冒口颈横截面面积、A横为横浇道横截面面积、A直为直浇道横截面面积。
进一步的，S1步骤中，内浇口横截面面积
Figure BDA0002460491120000021
其中，k为铸件高度系数，k为制动鼓铸件的高度系数、G为制动鼓铸件的重量。
进一步的，k的取值为0.54-0.58。
进一步的，S1步骤中，所述冒口为边冒口。
进一步的，S1步骤中，所述冒口的直径D冒＝(2.6～3)δc，其中，δc为制动鼓铸件的周向加强筋处的热节直径。
进一步的，S1步骤中，所述冒口的高度H冒＝(1.4～1.6)D冒，其中， D冒为冒口的直径，D冒＝(2.6～3)δc，而δc为制动鼓铸件的周向加强筋处的热节直径。
进一步的，S2步骤中，浇注时间
Figure BDA0002460491120000031
其中，G为制动鼓铸件的重量、s为重量系数。
进一步的，所述重量系数s的取值为：当50Kg≤制动鼓铸件重量G＜ 60Kg时，s为2.38-2.85；当60Kg≤制动鼓铸件重量G＜70Kg时，s为 2.46-2.8；当70Kg≤制动鼓铸件重量G＜80Kg时，s为2.62-3.0。
本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本申请采取顺序凝固理论，根据不同的制动鼓，选择/设计相应的模具，以获取无疏松、缩孔缺陷的铸件，减少铸件应力源，降低制动鼓龟裂、开裂、掉底等缺陷发生的可能，提高制动鼓的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的制动鼓铸件的结构示意图；
图2为本申请背景技术提供的传统模具的结构示意图；
图3为本申请实施例1提供的模具的俯视图；
图4为图3中A-A的剖面示意图；
图5为图3中B-B的剖面示意图；
图6为本申请实施例1提供的浇注系统的结构示意图；
图标：1-成型腔，2-浇注系统，21-直浇道，22-浇口座，23-横浇道， 231-冒口，231a-冒口颈，3-内浇道，31-内浇口，4-制动鼓铸件，41-周向加强筋处，42-热节。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
一种制动鼓的铸造工艺，铸造步骤如下：
S1.选择/设计模具，模具为一型两件布置，模具包括用以制备制动鼓的成型腔和用以向成型腔浇注的浇注系统，浇注系统包括依次连通的直浇道、浇口座和横浇道，横浇道设有若干冒口，冒口通过内浇道与成型腔连通，内浇道通过冒口颈与冒口连通，内浇道通过内浇口与成型腔连通；
S2.通过直浇道向成型腔内注浆(即注入铁水)进行浇注，采用顺序凝固原则制造制动鼓。
在选择/设计模具时，为了有更好的铸造效果，本实施例采用按重量分级，利用制动鼓铸件毛坯重量计算模具各组元合理的参数的核心工艺，以获取无疏松、缩孔缺陷的铸件，减少铸件应力源，降低制动鼓龟裂、开裂、掉底缺陷，提高制动鼓的使用寿命。
具体而言，S1步骤中，当制动鼓铸件的重量小于等于60Kg时，冒口的数量为1；当制动鼓铸件的重量大于60Kg时，冒口的数量为2。
S1步骤中，内浇口、冒口颈、横浇道和直浇道的横截面比例关系为：∑A内：∑A颈：A横：A直＝1：1.5-1.6：1.1-1.2：1.8-2.0，其中，∑A内为内浇口横截面面积、∑A颈为冒口颈横截面面积、A横为横浇道横截面面积、A直为直浇道横截面面积。
首先确定∑A内内浇口横截面面积
Figure BDA0002460491120000061
其中，k为制动鼓铸件的高度系数、k的取值为0.54-0.58、G为制动鼓铸件的重量。
可选的，S1步骤中，冒口为边冒口，口的直径D冒＝(2.6～3)δc，其中，δc为制动鼓铸件的周向加强筋处的热节直径；冒口的高度H冒＝(1.4～ 1.6)D冒。
浇注时间也是一个非常重要的参数，S2步骤中，浇注时间
Figure BDA0002460491120000062
其中，G为制动鼓铸件的重量、s为重量系数，重量系数s的取值为：当50Kg ≤制动鼓铸件重量G＜60Kg时，s为2.38-2.85；当60Kg≤制动鼓铸件重量 G＜70Kg时，s为2.46-2.8；当70Kg≤制动鼓铸件重量G＜80Kg时，s为 2.62-3.0。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制动鼓的铸造工艺，其特征在于：铸造步骤如下：
S1.选择/设计模具，所述模具为一型两件布置，模具包括用以制备制动鼓的成型腔和用以向所述成型腔注浆的浇注系统，所述浇注系统包括依次连通的直浇道、浇口座和横浇道，所述横浇道设有若干冒口，所述冒口通过内浇道与成型腔连通，所述内浇道通过冒口颈与冒口连通，内浇道通过内浇口与成型腔连通；
S2.通过直浇道向成型腔内注浆进行浇注，采用顺序凝固原则制造制动鼓；
S1步骤中，当制动鼓铸件的重量大于60Kg时，所述冒口的数量为2；
所述
Figure FDA0003062357690000011
其中，k为制动鼓铸件的高度系数、G为制动鼓铸件的重量；
所述内浇口、冒口颈、横浇道和直浇道的横截面比例关系为：∑A内：∑A颈：A横：A直＝1：1.5-1.6：1.1-1.2：1.8-2.0，其中，∑A内为内浇口横截面面积、∑A颈为冒口颈横截面面积、A横为横浇道横截面面积、A直为直浇道横截面面积。
2.根据权利要求1所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：S1步骤中，当制动鼓铸件的重量小于等于60Kg时，所述冒口的数量为1。
3.根据权利要求1所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：k的取值为0.54-0.58。
4.根据权利要求1所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：S1步骤中，所述冒口为边冒口。
5.根据权利要求1所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：S1步骤中，所述冒口的直径D冒＝(2.6～3)δc，其中，δc为制动鼓铸件的周向加强筋处的热节直径。
6.根据权利要求1所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：S1步骤中，所述冒口的高度H冒＝(1.4～1.6)D冒，其中，D冒为冒口的直径，D冒＝(2.6～3)δc，而δc为制动鼓铸件的周向加强筋处的热节直径。
7.根据权利要求1所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：S2步骤中，浇注时间
Figure FDA0003062357690000021
其中，G为制动鼓铸件的重量、s为重量系数。
8.根据权利要求7所述的制动鼓的铸造工艺，其特征在于：所述重量系数s的取值为：当50Kg≤制动鼓铸件重量G＜60Kg时，s为2.38-2.85；当60Kg≤制动鼓铸件重量G＜70Kg时，s为2.46-2.8；当70Kg≤制动鼓铸件重量G＜80Kg时，s为2.62-3.0。
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