專利名稱：鑄造大型半齒輪的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造裝置及方法，尤其涉及一種鑄造大型半齒輪的裝置及方法。
背景技術(shù)：
齒輪是磨機(jī)中的關(guān)鍵部件，由于體積太大，運(yùn)輸困難等原因，250以上的全部設(shè)計(jì)為半齒輪，齒輪類鑄鋼件中要求較高，超聲波探傷GB7233 II級，加工后齒面和齒根不允許有任何缺陷。在鑄造過程中，鑄鋼液體熔點(diǎn)高，流動性差，凝固冷卻時收縮性大，收縮不均勻，在齒輪冷凝過程中易出現(xiàn)半圓齒輪變形，開口直徑或大或小，導(dǎo)致輪緣壁厚不均勻，拉筋設(shè)計(jì)不合理，不但起不到預(yù)防變形的作用，還會把齒輪輪輻拉裂。并且原工藝出品率較低，生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種鑄造大型半齒輪的裝置及方法， 它具有保護(hù)齒輪輪輻，加快鋼水冷凝速度，提高鋼水的利用率的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鑄造大型半齒輪的裝置，包括半齒輪毛坯和隨型敷砂外冷鐵，半齒輪毛坯兩端之間設(shè)有拉筋；隨型敷砂外冷鐵與半齒輪毛坯外圓配合。拉筋安裝在半齒輪毛坯內(nèi)圓兩端，拉筋與拉筋平行的半齒輪毛坯內(nèi)圓直徑的距離為130mm-180mm ；拉筋與半齒輪毛坯輪輻之間通過三角防裂筋連接；三角防裂筋與半齒輪毛坯輪輻之間設(shè)有圓角。隨型敷砂外冷鐵分為若干等份，并且若干等份組成鋸齒半圓形，隨型敷砂外冷鐵內(nèi)壁上設(shè)有若干齒，隨型敷砂外冷鐵直徑為鑄造大型半齒輪直徑加加工余量乘縮尺再加 20 50mm，隨型敷砂外冷鐵與半齒輪毛坯同軸安裝。利用鑄造大型半齒輪的裝置鑄造大型半齒輪的方法，鑄造步驟如下步驟一設(shè)計(jì)、選擇、安裝裝置設(shè)定加工余量，安裝隨型敷砂外冷鐵，安裝冒口，澆注系統(tǒng)。步驟二實(shí)施制作制作木型，造型、制芯的制作，合箱。步驟三澆注冷凝澆注，放保溫覆蓋劑，鑄件保溫冷卻。步驟四成品半齒輪精處理清理，熱處理，精整處理。步驟一中的設(shè)定加工余量輪緣處加工余量25mm，其余加工余量^mm ；步驟一中的安裝隨型敷砂外冷鐵隨型敷砂外冷鐵為半圓形，并且設(shè)有凸凹型鋸齒，直徑為鑄造大型半齒輪直徑加加工余量乘縮尺再加20 50mm，做九等份組成半圓，隨型敷砂外冷鐵與半圓形半齒輪毛坯同軸安裝；步驟一中的安裝冒口 根據(jù)齒輪熱節(jié)計(jì)算模數(shù)，在齒輪輪緣上沿半圓周設(shè)計(jì) Φ560冒口套9個均布，隨型外冷鐵凹陷部位和冒口套一一對應(yīng)，Φ560冒口套厚度為60mm， Φ410半個冒口套放置于Φ560mm冒口套上，Φ410冒口套厚度為35mm，在齒輪內(nèi)圓上方均勻安裝若干冒口套，Φ350πιπι冒口套9個均布，350冒口套厚度為30mm，所有冒口套上均設(shè) Φ50出氣孔；步驟一中的澆注系統(tǒng)雙鋼水包澆注，包眼Φ65πιπιΧ2個，直澆道Φ100πιπιΧ2個， 內(nèi)澆道Φ50πιπιΧ12個，底返式澆注。步驟二中的制作木型根據(jù)圖紙制作木刮板、木胎、木芯盒，1#、2#芯盒做1/6，3#、4# 芯盒做1/9，3#、4#芯盒內(nèi)做出冒口套定位，制作拉筋實(shí)樣、三角防裂筋實(shí)樣、圓角實(shí)樣，三角防裂筋和圓角在1#芯盒內(nèi)做出，木型縮尺設(shè)計(jì)為內(nèi)1.5%，其余1.8% ；步驟二中的造型、制芯的制作找圓心穩(wěn)軸杠，擺澆道磚，刮平地，放置隨型敷砂外冷鐵，固定木胎，撞外皮砂型，敷砂厚度為10 20mm ；制芯，1#、2#各打六個芯子，3#、4#各打九個芯子，砂芯非加工面全部敷鉻礦砂，設(shè)置好排氣通道；步驟二中的合箱把制好的芯子運(yùn)到制作的砂型處，芯子組裝完后刷涂料，使用 1米長拉筋實(shí)樣做出拉筋槽，拉筋槽至與拉筋槽平行的半齒輪毛坯1內(nèi)圓直徑的距離d為 130-180mm，圓角為60 100mm，加蓋芯漏背砂，進(jìn)行合箱；合箱后，檢查澆口內(nèi)無浮砂，砂箱緊固。步驟三中的澆注合箱后及時澆注，鋼水溫度為1530 1560°C ；步驟三中的放保溫覆蓋劑選用保溫覆蓋劑，加入時間，鋼水上升至冒口高度 1/3 1/3處時，第一次加入，加入量為總重的1/3 2/3，剩余的覆蓋劑作為維護(hù)冒口使用，直到冒口頂部不露紅為止；在澆注鋼水的過過程中，鋼水的溫度會降低，由于熱脹冷縮，由于有隨型敷砂外冷鐵的存在，鋼水冷卻從底部到頂部均勻冷卻，鑄造出來的半齒輪會相對變小，需要加入鋼水補(bǔ)償。步驟三中的鑄件保溫冷卻鑄件澆注后再砂型中保溫，保溫時間150 170h。步驟四中的清理鑄件保溫時間到后進(jìn)行落砂、清理鑄件表面和型腔內(nèi)的砂子，鑄件冷卻200°C 300°C時熱割冒口，割掉飛邊、毛刺；步驟四中的熱處理砂子清理干凈后毛坯進(jìn)行正、回火處理，正火溫度890°C 910°C，保溫時間8h 9h，回火溫度為620 640°C，保溫時間10 12h ；步驟四中的成品半齒輪精處理正、回火后去掉拉筋，打磨，刷漆。本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明鑄造過程中通過拉筋的鑄造，有效防止了由于熱脹冷縮給齒輪帶來的變形，拉筋與輪輻連接處的三角防裂筋和圓角有效的避免了拉筋對輪輻的拉裂、拉筋自身的斷裂，有效的減少應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂紋。2.隨型敷砂外冷鐵有效的使鋼水均勻冷凝，減小鑄件模數(shù)，冒口重量減小，提高了鋼水的利用率，提高了鑄件出品率(未安裝冷鐵前，半齒出品率為陽％，安裝后出品率為 68%),降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。


圖1為鑄造大型半齒輪的裝置裝配圖；圖2為半齒輪毛坯結(jié)構(gòu)圖；圖3為隨型敷砂外冷鐵主視圖，
圖4為隨型敷砂外冷鐵俯視圖。其中，1.半齒輪毛坯，2.拉筋，3.隨型敷砂外冷鐵，4.圓角，5.三角防裂筋，
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明一種鑄造大型半齒輪的裝置，包括半齒輪毛坯 1和隨型敷砂外冷鐵3，半齒輪毛坯1兩端之間設(shè)有拉筋2 ；隨型敷砂外冷鐵3與半齒輪毛坯1外圓配合。拉筋2安裝在半齒輪毛坯1內(nèi)圓兩端，拉筋2與拉筋2平行的半齒輪毛坯1內(nèi)圓直徑的距離為130mm-180mm ；拉筋2與半齒輪毛坯1輪輻之間通過三角防裂筋5連接；三角防裂筋5與半齒輪毛坯1輪輻之間設(shè)有圓角4。隨型敷砂外冷鐵3分為若干等份，并且若干等份組成鋸齒半圓形，隨型敷砂外冷鐵3內(nèi)壁上設(shè)有若干齒，隨型敷砂外冷鐵3直徑為鑄造大型半齒輪直徑加加工余量乘縮尺再加20 50mm，隨型敷砂外冷鐵3與半齒輪毛坯1同軸安裝。利用鑄造大型半齒輪的裝置鑄造大型半齒輪的方法，鑄造步驟如下步驟一設(shè)計(jì)、選擇、安裝裝置設(shè)定加工余量，安裝隨型敷砂外冷鐵3，安裝冒口， 澆注系統(tǒng)。步驟二實(shí)施制作制作木型，造型、制芯的制作，合箱。步驟三澆注冷凝澆注，放保溫覆蓋劑，鑄件保溫冷卻。步驟四成品半齒輪精處理清理，熱處理，精整處理。步驟一中的設(shè)定加工余量輪緣處加工余量25mm，其余加工余量^mm ；步驟一中的安裝隨型敷砂外冷鐵3 隨型敷砂外冷鐵3為半圓形，并且設(shè)有凸凹型鋸齒，直徑為鑄造大型半齒輪直徑加加工余量乘縮尺再加20 50mm，做九等份組成半圓， 隨型敷砂外冷鐵3與半圓形半齒輪毛坯1同軸安裝；步驟一中的安裝冒口 根據(jù)齒輪熱節(jié)計(jì)算模數(shù)，在齒輪輪緣上沿半圓周設(shè)計(jì) Φ560冒口套9個均布，隨型敷砂外冷鐵3凹陷部位和冒口套一一對應(yīng)，Φ560冒口套厚度為60mm，Φ410半個冒口套放置于Φ560πιπι冒口套上，Φ410冒口套厚度為35mm，在齒輪內(nèi)圓上方均勻安裝若干冒口套，Φ350mm冒口套9個均布，350冒口套厚度為30mm，所有冒口套上均設(shè)Φ 50出氣孔；步驟一中的澆注系統(tǒng)雙鋼水包澆注，包眼Φ65πιπιΧ2個，直澆道Φ100πιπιΧ2個， 內(nèi)澆道Φ50πιπιΧ12個，底返式澆注。步驟二中的制作木型根據(jù)圖紙制作木刮板、木胎、木芯盒，1#、2#芯盒做1/6，3#、4# 芯盒做1/9，3#、4#芯盒內(nèi)做出冒口套定位，制作拉筋2實(shí)樣、三角防裂筋5實(shí)樣、圓角4實(shí)樣，三角防裂筋5和圓角4在1#芯盒內(nèi)做出，木型縮尺設(shè)計(jì)為內(nèi)1.5%，其余1.8% ；步驟二中的造型、制芯的制作找圓心穩(wěn)軸杠，擺澆道磚，刮平地，放置隨型敷砂外冷鐵3，固定木胎，撞外皮砂型，敷砂厚度為10 20mm;制芯，1#、2#各打六個芯子，3#、4#各打九個芯子，砂芯非加工面全部敷鉻礦砂，設(shè)置好排氣通道；步驟二中的合箱把制好的芯子運(yùn)到制作的砂型處，芯子組裝完后刷涂料，使用1 米長拉筋2實(shí)樣做出拉筋槽，拉筋2槽至與拉筋2槽平行的半齒輪毛坯1內(nèi)圓直徑的距離d為130-180mm，圓角為60 100mm，加蓋芯漏背砂，進(jìn)行合箱；合箱后，檢查澆口內(nèi)無浮砂， 砂箱緊固。步驟三中的澆注合箱后及時澆注，鋼水溫度為1530 1560°C ；步驟三中的放保溫覆蓋劑選用保溫覆蓋劑，加入時間，鋼水上升至冒口高度 1/3 1/2處時，第一次加入，加入量為總重的1/3 2/3，剩余的覆蓋劑作為維護(hù)冒口使用，直到冒口頂部不露紅為止；在澆注鋼水的過過程中，鋼水的溫度會降低，由于熱脹冷縮，由于有隨型敷砂外冷鐵3的存在，鋼水冷卻從底部到頂部均勻冷卻，鑄造出來的半齒輪會相對變小，需要加入鋼水補(bǔ)償；步驟三中的鑄件保溫冷卻鑄件澆注后再砂型中保溫，保溫時間150 170h。步驟四中的清理鑄件保溫時間到后進(jìn)行落砂、清理鑄件表面和型腔內(nèi)的砂子，鑄件冷卻200°C 300°C時熱割冒口，割掉飛邊、毛刺；步驟四中的熱處理砂子清理干凈后毛坯進(jìn)行正、回火處理，正火溫度890°C 910°C，保溫時間8h 9h，回火溫度為620 640°C，保溫時間10 12h ；步驟四中的成品半齒輪精處理正、回火后去掉拉筋2，打磨，刷漆。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鑄造大型半齒輪的裝置，包括半齒輪毛坯和隨型敷砂外冷鐵，其特征是，所述半齒輪毛坯兩端之間設(shè)有拉筋；所述隨型敷砂外冷鐵與半齒輪毛坯外圓配合。
2.如權(quán)利要求1所述鑄造大型半齒輪的裝置，其特征是，所述拉筋安裝在半齒輪毛坯內(nèi)圓兩端，拉筋與拉筋平行的半齒輪毛坯內(nèi)圓直徑的距離為130mm-180mm ；所述拉筋與半齒輪毛坯輪輻之間通過三角防裂筋連接；所述三角防裂筋與半齒輪毛坯輪輻之間設(shè)有圓
3.如權(quán)利要求2所述鑄造大型半齒輪的裝置，其特征是，所述隨型敷砂外冷鐵分為若干等份，并且若干等份組成鋸齒半圓形，隨型敷砂外冷鐵內(nèi)壁上設(shè)有若干齒，所述隨型敷砂外冷鐵直徑為鑄造大型半齒輪直徑加加工余量乘縮尺再加20 50mm，所述隨型敷砂外冷鐵與半齒輪毛坯同軸安裝。
4.一種利用權(quán)利要求1所述的鑄造大型半齒輪的裝置鑄造大型半齒輪的方法，其特征是，所述鑄造步驟如下步驟一設(shè)計(jì)、選擇、安裝裝置設(shè)定加工余量，安裝隨型敷砂外冷鐵，安裝冒口，澆注系統(tǒng)。步驟二實(shí)施制作制作木型，造型、制芯的制作，合箱。步驟三澆注冷凝澆注，放保溫覆蓋劑，鑄件保溫冷卻。步驟四成品半齒輪精處理清理，熱處理，精整處理。
5.如權(quán)利要求4所述鑄造大型半齒輪的方法，其特征是，所述步驟一中的設(shè)定加工余量半齒輪輪緣處和其余留有機(jī)械加工余量；所述步驟一中的安裝隨型敷砂外冷鐵型敷砂外冷鐵為半圓形，并且設(shè)有凸凹型鋸齒， 直徑為鑄造大型半齒輪直徑加加工余量乘縮尺再加20 50mm，根據(jù)輪緣冒口個數(shù)分幾等份組成半圓，隨型敷砂外冷鐵與半圓形半齒輪毛坯同軸安裝；所述步驟一中的安裝冒口，在隨型敷砂外冷鐵凹陷處上方對應(yīng)安裝冒口，在半齒輪毛坯內(nèi)圓上方均勻安裝若干冒口；所述步驟一中的澆注系統(tǒng)雙鋼水包澆注，底返式澆注。
6.如權(quán)利要求4所述鑄造大型半齒輪的方法，其特征是，所述步驟二中的制作木型制作若干木型芯盒，制作拉筋實(shí)樣、三角防裂筋實(shí)樣、圓角R實(shí)樣，木型縮尺1. 5 1. 8% ；所述步驟二中的造型、制芯的制作找圓心穩(wěn)軸杠，擺澆道磚，刮平地，放置隨型敷砂外冷鐵，固定木胎，撞外皮砂型，敷砂厚度為10 20mm ；制芯，1#、2#、各打六個芯子，3#、4#各打九個芯子，砂芯非加工面全部敷鉻礦砂，設(shè)置好排氣通道；所述步驟二中的合箱把制好的芯子運(yùn)到制作的鑄型處，芯子組裝完后刷涂料，使用1 米長拉筋實(shí)樣做出拉筋槽，拉筋槽至圓心距離d為130-180mm，R角為60 100mm，加蓋芯漏背砂，進(jìn)行合箱；合箱后，檢查澆口內(nèi)無浮砂，砂箱緊固。
7.如權(quán)利要求4所述鑄造大型半齒輪的方法，其特征是，所述步驟三中的澆注合箱后及時澆注，鋼水溫度為1530 1560°C ；所述步驟三中的放保溫覆蓋劑選用保溫覆蓋劑，加入時間，鋼水上升至冒口高度 1/3 1/2處時，第一次加入，加入量為總重的1/3 2/3，剩余的覆蓋劑作為維護(hù)冒口使用，直到冒口頂部不露紅為止；所述步驟三中的鑄件保溫冷卻鑄件澆注后再砂型中保溫，保溫時間150 170h。
8.如權(quán)利要求4所述鑄造大型半齒輪的方法，其特征是，所述步驟四中的清理鑄件保溫時間到后進(jìn)行落砂、清理鑄件表面和型腔內(nèi)的砂子，鑄件冷卻200°C 300°C時熱割冒口，割掉飛邊、毛刺；所述步驟四中的熱處理砂子清理干凈后毛坯進(jìn)行正、回火處理，正火溫度890°C 910°C，保溫時間8h 9h，回火溫度為620 640°C，保溫時間10 12h ； 所述步驟四中的精整處理正、回火后去掉拉筋，打磨，刷漆。
全文摘要
本發(fā)明公開了鑄造大型半齒輪的裝置及方法，步驟為步驟一設(shè)計(jì)、選擇、安裝裝置設(shè)定加工余量，安裝隨型敷砂外冷鐵，安裝冒口，澆注系統(tǒng)；步驟二實(shí)施制作制作木型，造型、制芯的制作，合箱；步驟三澆注冷凝澆注，放保溫覆蓋劑，鑄件保溫冷卻；步驟四成品半齒輪精處理清理，熱處理，精整處理，鑄造大型半齒輪的裝置包括半齒輪毛坯和隨型敷砂外冷鐵，半齒輪毛坯兩端之間設(shè)有拉筋；隨型敷砂外冷鐵與半齒輪毛坯外圓配合，拉筋安裝在半齒輪毛坯內(nèi)圓連端，距離圓心130mm-180mm之間；拉筋與輪輻之間通過三角防裂筋連接；三角防裂筋與輪輻之間設(shè)有圓角，有效的減少應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂紋，提高了鋼水的利用率，提高了鑄件出品率降低了生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。
文檔編號B22C9/28GK102441646SQ20111040623
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者于普漣, 張坤, 張文萊, 顏濤 申請人:濟(jì)南重工股份有限公司