專利名稱:一種齒形零件鑄造工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種齒形零件鑄造工藝方法,具體是一種針對(duì)齒形零件采用直 接鑄造造型的方法。
技術(shù)背景在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)中,各種齒形零件被廣泛的應(yīng)用,但是由于齒形零件的 固有特性,使得其齒形部位在使用過(guò)程中極易收到磨損,這樣就造成零部件需 要及時(shí)的更換。目前齒形零件制作,全部通過(guò)機(jī)械加工工藝方法得到,也就是 說(shuō)采用對(duì)零件毛坯進(jìn)行切削加工的方法,將其加工為所需要的齒形,這樣一般 對(duì)于加工的精度要求高,且生產(chǎn)周期長(zhǎng)、次品的產(chǎn)生率高,從而使齒形零件的生產(chǎn)效率低下,產(chǎn)品的質(zhì)量較差;至于對(duì)零件的齒形直接鑄造,雖然有一些類 似方法,但是僅限于試驗(yàn),并沒(méi)有一種真正意義的鑄出高精度齒形工藝方法, 如某些公司采用高精度陶瓷鑄造雖然也能鑄出齒形,但是相對(duì)于本工藝方法成 本太高,不便于機(jī)械化生產(chǎn),同時(shí)陶瓷鑄造時(shí)由于陶資的易碎性也導(dǎo)致該模具 無(wú)法保持連續(xù)化的高精度生產(chǎn),綜上所述,現(xiàn)在急需設(shè)計(jì)一種全新的齒形零件 的加工方法,使其適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)X形零件直接鑄造成型的工藝方法,具 體采用鐵型覆砂工藝得到完整的齒形空腔,之后采用現(xiàn)有的鑄造工藝直接鑄出 齒形,采用這種方法后可以批量制得高精度的齒形零件,達(dá)到無(wú)切削或極少量 切削的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明所述齒形零件鑄造工藝方法,其工藝步驟如下1、 設(shè)計(jì)一套與齒形零件的齒形完全一致模型作為母模;2、 制作與母模相關(guān)聯(lián)配套的鐵模外型,鐵模外形與母模配套時(shí)其間隙為 6-9mm;優(yōu)選間隙為8mm;3、 把母模固定在射砂機(jī)上,并且合上鐵模外型, 一起加熱至260 ~ 300°C 保溫30分鐘待射砂。4、 把覆膜砂通過(guò)射砂機(jī)射砂孔射至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鐵模上,使覆膜砂充滿至 模型與鐵模之間的空腔,l分鐘半后起模,自然冷卻后,依次得到上、下均覆砂 的鐵才莫型腔。5、 對(duì)覆膜完的鐵模進(jìn)行內(nèi)腔表面噴涂一層0. 15咖左右的表面涂料。6、 合型固定后澆注合格鐵水便得到所需齒形毛坯零件。采用這種方法制得齒形毛坯零件,由于釆用覆膜砂后鑄型剛度大,外覆鐵 模激冷致使冷卻速度快,因此在鑄造的過(guò)程中無(wú)需過(guò)大澆冒口系統(tǒng),減少了鑄造時(shí)鐵水的浪費(fèi);噴涂表面涂料于覆膜砂層,該表面涂料可以選擇醇基鋯英粉 涂料和水基高鋁熟料粉涂料,但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)對(duì)于覆膜砂表面需要快干無(wú)水的, 所以最好是選用醇基鋯英粉涂料,因?yàn)檫@種涂料的涂掛性比較好,且容易烘干; 噴涂涂料烘干后,型腔表面光潔從而使?jié)沧⒊龅蔫T件表面也光潔,制作簡(jiǎn)單極 易形成流水線作業(yè),同時(shí)制得的毛坯零件只需要少量的切削加工或直接不需要 切削加工即可達(dá)到工藝的要求,減少了加工的工序縮短了整個(gè)的加工時(shí)間。制 作與母模相關(guān)聯(lián)的鐵模外型,鐵模外形與母模配套時(shí)其間隙為6-9mra,這樣可以 保證覆膜砂層的厚度在8mm左右,如果覆膜砂層過(guò)薄,在澆注時(shí)容易形成零件 激冷的滲碳體的白口組織;而覆膜砂層太厚的話就要浪費(fèi)覆膜砂,增加生產(chǎn)的 成本。在制造與齒形零件的齒形完全一致的母模時(shí),其起模沿齒形方向多開(kāi)模起 模型,因齒形本身相對(duì)于起模方向就具有一定的斜度,起模時(shí)不存在拔模斜度 問(wèn)題,保證了鑄件尺寸準(zhǔn)確性。 一般模具是需要足夠的拔模斜度和鑄造過(guò)渡圓 角,在本發(fā)明中采用較細(xì)的覆膜砂覆膜形成型腔,就無(wú)需如此。同時(shí)在制作母 模的過(guò)程中,還需要計(jì)算鐵水的收縮量及熱處理時(shí)工藝變形量,在鑄造時(shí),鐵 水的收縮量為0. 6% ~ 0. 8%,而在熱處理時(shí)零件要漲大0. 35°/ ~ 0. 5%,綜合收縮量 為0. 1%~0. 45%,并將這些綜合變形量0. 1%~0. 45°/。附加到母模上,即母模的尺 寸比零件的尺寸縮小0. 1%~0. 45%。這樣最終就能得到所要求的齒形零件的齒 形。制造與母模相關(guān)聯(lián)的鐵模外型時(shí),需要根據(jù)所選射砂機(jī)的尺寸及齒形零件 的外形尺寸安排鐵模覆砂工藝,鐵模外型尺寸應(yīng)與射砂機(jī)相一致,這樣才可以 保證射砂后所得的鐵型型腔達(dá)到工藝的要求,并在最大程度上減少覆膜砂的使用量。工藝中所采用的射砂機(jī)為常用的射砂機(jī),其型號(hào)要求要與所生產(chǎn)的母模有 關(guān),也就是說(shuō)根據(jù)工藝選擇大小相一致的設(shè)備,但是本發(fā)明所用的射砂機(jī)中帶 加熱裝置,如果沒(méi)有就必須在母模底座上附加加熱裝置,用以保證在射砂時(shí)的 恒定溫度達(dá)到覆膜工藝要求。為了保證射砂的效果, 一般控制母模加熱至覆膜 砂的流動(dòng)性最佳時(shí)即280。C左右時(shí)射砂。由于覆膜砂的主要粘結(jié)原材料是酚醛樹(shù) 脂,因此為了其性能達(dá)到最好,控制射砂溫度為280°C,且保證母模保溫時(shí)間為 30分鐘,時(shí)間過(guò)短母模沒(méi)有完全預(yù)熱溫度過(guò)低,無(wú)法使覆膜砂的性能得到最大 的發(fā)揮,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)降低覆膜砂的性能,因此將保溫時(shí)間控制在30分鐘。一般常用鐵型覆砂工藝中,覆膜砂一般采用50到100目或70到140目, 當(dāng)其達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),最終所得鑄件的表面光潔度可達(dá)到Ra6. 3jLtm,本發(fā)明中 所采用的覆膜砂一般采用可通過(guò)100到200目的覆膜砂,當(dāng)釆用這種標(biāo)準(zhǔn)的覆 膜砂后最終所得鑄件的表面光潔度可達(dá)到Ral.6jam,'這樣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達(dá)到工藝的要求。所述的覆膜砂可以采用市場(chǎng)上現(xiàn)有的覆膜砂,也可采用自制的覆膜砂,其 制造時(shí)覆膜砂的原料配比以重量份計(jì)擦洗砂為100份,酚醛樹(shù)脂2份,硬脂 酸鉤為O. 2-0. 3份,優(yōu)選O. 24份,烏洛托品為0. 2-0. 3份,優(yōu)選0. 24份。覆膜砂的混制工藝將擦洗砂由砂斗倒入松砂機(jī),進(jìn)行加熱,當(dāng)控制拒的 加熱器顯示溫度為134-138。C時(shí),將擦洗砂從松砂機(jī)放入混砂機(jī),并加酚醛樹(shù)脂 攪拌混勻1-1.5分鐘;再加一半用量的硬脂酸鈣并攪拌混合2分鐘;攪拌混合 當(dāng)砂溫降至11(TC-105。C時(shí),加烏洛脫品與水的混合液,烏洛托品與水混合的重 量比為3: 7,混合l分鐘后,加入剩余的一半硬脂酸鈣;繼續(xù)攪拌混合,當(dāng)砂 溫降至70。C時(shí),由混砂機(jī)出砂到振動(dòng)篩;經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)入冷砂池,冷至室溫即可 使用。綜上所述,采用本發(fā)明提供的方法制造齒形零件,采用了直接鑄造的方法, 代替了現(xiàn)有可以批量制得高精度的齒形零件,達(dá)到無(wú)切削或極少量切削的生產(chǎn) 工藝,同時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序和節(jié)約了生產(chǎn)成本,用砂量極少,鑄造車間一般可 以不再設(shè)砂處理工部,減少了設(shè)備投資,又改善了鑄造車間的勞動(dòng)條件。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1拖拉機(jī)后橋從動(dòng)大齒輪直鑄齒形工藝步驟如下(1) 根據(jù)拖拉機(jī)后橋從動(dòng)大齒輪的齒形要求,首先制作與其齒形完全一致 模型作為母模;(2) 制作鐵模外型,鐵模外形要求與覆膜砂的射芯機(jī)相配套,型腔內(nèi)尺寸 要求為母模最大尺寸加8mm,所形成鐵模外形內(nèi)腔與齒形母模模型配套時(shí)其間隙 保證為8rara;(3) 把母模固定在射砂機(jī)工作臺(tái)上,并且合上鐵模外型, 一起加熱至270 。C保溫30分鐘待射砂;(4 )把覆膜砂通過(guò)射砂機(jī)射砂孔射至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鐵模上,使覆膜砂充滿 至模型與鐵模之間的空腔,1分鐘半后起模自然冷卻后,依次得到上、下覆砂的 鐵型型腔,即經(jīng)過(guò)覆砂的可合型洗注的型腔;(5 )對(duì)覆膜完的鐵模進(jìn)行內(nèi)腔表面噴涂一層0. 15mm的醇基鋯英粉涂料,它的使用狀態(tài)的密度為1. 70g/cm3。(6 )合型固定后澆注合格鐵水便得到拖拉機(jī)后橋從動(dòng)大齒輪。 本實(shí)施例所采用的覆膜砂為從市場(chǎng)上購(gòu)得的酚醛樹(shù)脂覆膜砂。實(shí)施例2三輪農(nóng)用汽車后橋從動(dòng)大齒輪直鑄齒形工藝步驟如下(1) 根據(jù)三輪農(nóng)用汽后橋從動(dòng)大齒輪的齒形要求,首先制作與其齒形完全 一致模型作為母模;(2) 制作鐵模外型,鐵模外形要求與覆膜砂的射芯機(jī)相配套,型腔內(nèi)尺寸 要求為母模最大尺寸加8mm,形成鐵模外形內(nèi)腔與齒形母模模型配套時(shí)其間隙保 證為8mm;(3) 把母模固定在射砂機(jī)工作臺(tái)上,并且合上鐵模外型, 一起加熱至300 。C保溫30分鐘待射^>、;(4 )把覆膜砂通過(guò)射砂機(jī)射砂孔射至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鐵模上,使覆膜砂充滿 至模型與鐵模之間的空腔,l分鐘半后起模自然冷卻后,依次得到上、下覆砂的 鐵型型腔,即經(jīng)過(guò)覆砂的可合型澆注的型腔;(5 )對(duì)覆膜完的鐵模進(jìn)行內(nèi)腔表面噴涂一層0. 16mm的醇基鋯英粉涂料; (6 )合型固定后澆注合格鐵水便得到三輪農(nóng)用汽車后橋從動(dòng)大齒輪。 本實(shí)施例所采用的覆膜砂為從市場(chǎng)上購(gòu)得的酚醛樹(shù)脂覆膜砂。實(shí)施例3三輪農(nóng)用汽車后橋從動(dòng)大齒輪直鑄齒形工藝步驟如下(1) 根據(jù)三輪農(nóng)用汽后橋從動(dòng)大齒輪的齒形要求,首先制作與其齒形完全 一致模型作為母模;(2) 制作鐵模外型,鐵模外形要求與覆膜砂的射芯機(jī)相配套,型腔內(nèi)尺寸 要求為母模最大尺寸加6,,形成鐵模外形內(nèi)腔與齒形母模模型配套時(shí)其間隙保 證為6mm;(3) 把母模固定在射砂機(jī)工作臺(tái)上,并且合上鐵模外型, 一起加熱至280 。C保溫30分鐘待射砂、;(4 )把覆膜砂通過(guò)射砂機(jī)射砂孔射至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鐵模上,使覆膜砂充滿 至模型與鐵模之間的空腔,1分鐘半后起模自然冷卻后,依次得到上、下覆砂的 鐵型型腔,即經(jīng)過(guò)覆砂、的可合型免注的型腔;(5 )對(duì)覆膜完的鐵模進(jìn)行內(nèi)腔表面噴涂一層0. 15mm的水基高鋁熟料粉涂料;(6 )合型固定后澆注合格鐵水便得到三輪農(nóng)用汽車后橋從動(dòng)大齒輪。本實(shí)施例所采用的覆膜砂為自制,具體的工藝如下原料配比以重量份計(jì)擦洗砂為100份,酚醛樹(shù)脂2份,硬脂酸釣為O. 24 份,烏洛托品為0. 24份。覆膜砂的混制工藝將擦洗砂由砂斗倒入松砂機(jī),進(jìn)行加熱,當(dāng)控制拒的 加熱器顯示溫度為135。C時(shí),將擦洗砂從松砂機(jī)放入混砂機(jī),并加酚醛樹(shù)脂攪拌 混勻1.5分鐘;再加入一半用量的硬脂酸鈣并攪拌混合2分鐘;攪拌混合,當(dāng) 砂溫降至11(TC-105。C時(shí),加烏洛脫品與水的混合液,烏洛托品與水混合的重量 比為3: 7,混合1分鐘后,加入剩余的一半硬脂酸鉤;繼續(xù)攪拌混合,當(dāng)砂溫 降70。C時(shí),由混砂機(jī)出砂到振動(dòng)篩;經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)入冷砂池,冷至室溫即可使用。實(shí)施例4拖拉機(jī)后橋從動(dòng)大齒輪直鑄齒形工藝步驟如下(1) 根據(jù)拖拉機(jī)后橋從動(dòng)大齒輪的齒形要求,首先制作與其齒形完全一致 模型作為母模;(2) 制作鐵模外型,鐵模外形要求與覆膜砂的射芯機(jī)相配套,型腔內(nèi)尺寸 要求為母模最大尺寸加9mm,所形成鐵模外形內(nèi)腔與齒形母模模型配套時(shí)其間隙 保證為9mm;(3) 把母模固定在射砂機(jī)工作臺(tái)上,并且合上鐵模外型, 一起加熱至280 。C保溫3G分鐘待射砂;(4 )把覆膜砂通過(guò)射砂機(jī)射砂孔射至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鐵模上,使覆膜砂充滿 至模型與鐵模之間的空腔,l分鐘半后起模自然冷卻后,依次得到上、下覆砂的 鐵型型腔,即經(jīng)過(guò)覆砂的可合型澆注的型腔;(5 )對(duì)覆膜完的鐵模進(jìn)行內(nèi)腔表面噴涂一層0. 15mm的醇基鋯英粉涂料, 它的使用狀態(tài)的密度為1. 70g/cm3。(6 )合型固定后澆注合格鐵水便得到拖拉機(jī)后橋從動(dòng)大齒輪。 本實(shí)施例所采用的覆膜砂為自制,具體的工藝如下原料配比以重量份計(jì)擦洗砂為100份,酚醛樹(shù)脂2份,硬脂酸釣為O. 24 份,烏洛托品為0. 24份。覆膜砂的混制工藝將擦洗砂由砂斗倒入松砂機(jī),進(jìn)行加熱,當(dāng)控制拒的 加熱器顯示溫度為135。C時(shí),將擦洗砂從松砂機(jī)放入混砂機(jī),并加酚醛樹(shù)脂攪拌 混勻1.5分鐘;再加入一半用量的硬脂酸鈣并攪拌混合2分鐘;攪拌混合,當(dāng)砂溫降至11(TC-105。C時(shí),加烏洛脫品與水的混合液,烏洛托品與水混合的重量比為3: 7,混合1分鐘后,加入剩余的一半硬脂酸鉤;繼續(xù)攪拌混合,當(dāng)砂溫 降7(TC時(shí),由混砂機(jī)出砂到振動(dòng)篩;經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)入冷砂池,冷至室溫即可使用。
權(quán)利要求
1. 一種齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于其工藝步驟如下(1)設(shè)計(jì)一套與齒形零件的齒形完全一致模型作為母模;(2)制作與母模相關(guān)聯(lián)的鐵模外型,鐵模外形與母模配套時(shí)其間隙為6~9mm;(3)把母模固定在射砂機(jī)上,并且合上鐵模外型,一起加熱至260~300℃保溫30分鐘待射砂;(4)把覆膜砂通過(guò)射砂機(jī)射砂孔射至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鐵模上,使覆膜砂充滿至模型與鐵模之間的空腔,1分鐘半后起模,自然冷卻后,依次得到上、下覆砂的鐵型型腔,即經(jīng)過(guò)覆砂的可合型澆注的型腔;(5)對(duì)覆膜完的鐵模進(jìn)行內(nèi)腔表面噴涂一層0.15mm的表面涂料;(6)合型固定后澆注合格鐵水便得到所需齒形毛坯零件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于所述工藝 步驟(2)為制作與母模相關(guān)聯(lián)的鐵模外型,鐵模外形與母模配套時(shí)其間隙為 8mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于在制 造母模時(shí),其起模沿齒形方向多開(kāi)模起模型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于所述 的射砂機(jī)中帶加熱裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于所述 的覆膜砂可通過(guò)100到200目篩。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于所述步驟 (4)中射砂時(shí),射砂-機(jī)內(nèi)的溫度為280°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于所述 表面涂料為醇基鋯英粉涂料或水基高鋁熟料粉涂料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒形零件鑄造工藝方法,其特征在于母模設(shè)計(jì) 要求與鐵水性能及熱處理工藝兼顧,母模的尺寸比零件的尺寸縮小0,1% ~ 0. 45%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種齒形零件鑄造工藝方法,具體是一種針對(duì)齒形零件直接鑄造造型的工藝方法,該方法通過(guò)采用鐵型覆砂工藝得到完整的齒形空腔,直接鑄出齒形,達(dá)到無(wú)切削或極少量切削的工藝方法,該方法成本低,而且簡(jiǎn)單易行,適合絕大多數(shù)企業(yè)的使用。
文檔編號(hào)B22C9/22GK101249547SQ200810015199
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者于子嶺, 劉成強(qiáng), 徐海港, 戚玉慶, 李汝學(xué), 林連華, 紀(jì)昌勇, 郭文海 申請(qǐng)人:山東時(shí)風(fēng)(集團(tuán))有限責(zé)任公司