專利名稱：汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬重力鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法。
背景技術(shù)：
在黑色金屬重力鑄造領(lǐng)域中，目前鑄造如汽車發(fā)動機飛輪類盤形實體鑄件的重力鑄造方法，通常是在砂箱內(nèi)根據(jù)產(chǎn)品形狀制作出砂 型型腔，將熔化的金屬液澆注在型腔內(nèi)，這種鑄造方法必須在型腔上設(shè)置澆道系統(tǒng)和補縮冒口，才能進行澆鑄。由于設(shè)置有澆道和補縮冒口，澆鑄完成后，澆道和補縮冒口中留有的金屬材料約占產(chǎn)品重量的15% 30%，如果產(chǎn)品的表面精度要求高，所占比例還要增大，導(dǎo)致澆鑄產(chǎn)品的加工余量大，材料浪費嚴(yán)重；而且這種鑄造方法鑄造出的精密產(chǎn)品合格率較低。尤其是鑄造精密產(chǎn)品，對工人技術(shù)要求很高，勞動強度也大，一般工人無法完成。如采用專門的精密鑄造設(shè)備鑄造精密，比如用大型鋼模鑄造，或消失模鑄造，或熔模鑄造，但這些鑄造方法都存在模具和設(shè)備投資較大，以及工藝繁瑣等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法，它通過在模具旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用頂面直澆的方式，將熔化的鐵液從呈直澆的澆口杯注入模具型腔內(nèi)，鐵液在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下自然冷卻凝固形成目標(biāo)件。采用本方法精密鑄造汽車發(fā)動機飛輪，加工余量減小，成品合格率得到提高；同時設(shè)備投資減少，工藝操作的技術(shù)難度降低，能有效解決鑄造業(yè)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的工藝難題及人為因素。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
制作一個用于旋轉(zhuǎn)澆鑄的平臺，平臺上設(shè)有用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤，所述旋轉(zhuǎn)托盤上端中心設(shè)有周向固定模具的定心凸臺，旋轉(zhuǎn)托盤的旋轉(zhuǎn)由電動機驅(qū)動；
采用鐵制模具，所述鐵制模具由上、下模殼組合構(gòu)成，在上模殼頂面中心設(shè)進料口，在下模殼底面中心設(shè)置用于周向固定的定位凹槽；
通過射芯機在上模殼、下模殼內(nèi)采用覆膜砂制作出澆鑄目標(biāo)件的型腔；
將采用覆膜砂制作有澆鑄目標(biāo)件型腔的上模殼、下模殼合模，并在上模殼頂面中心的進料口處安裝濾網(wǎng)和呈直澆的澆口杯；
將合模后的模具放置在用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤上，使下模殼底面中心的用于周向固定的定位凹槽與旋轉(zhuǎn)托盤上端中心的周向固定模具的定心凸臺對應(yīng)配合，形成周向固定連接；
開啟電動機，通過電動機驅(qū)動用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤帶動模具以35-60轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速作水平旋轉(zhuǎn)，在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用頂面直澆的方式，將熔化的鐵液從呈直澆的澆口杯注入模具型腔內(nèi)，鐵液在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下自然冷卻凝固形成目標(biāo)件；
在模具表面溫度降低后，關(guān)閉電動機，停止旋轉(zhuǎn)，從旋轉(zhuǎn)托盤上取下模具，開模取出目標(biāo)件。在射芯機上采用覆膜砂制作澆鑄目標(biāo)件的型腔如下，在上、下模殼中分別放入目標(biāo)件形狀的芯型，使芯型與上、下模殼的內(nèi)壁之間留有間隙，通過射芯機將覆膜砂噴射在芯型與模殼內(nèi)壁之間的間隙中，使覆膜砂附著在模殼內(nèi)壁上，固化成型，然后取出芯型，形成澆鑄型腔。所述呈直澆的澆口杯，其澆口為上大下小的喇叭口，將呈直澆的澆口杯下端對準(zhǔn)進料口粘接在上模殼上端，該澆口杯的中軸線與水平垂直。采用上述方案的優(yōu)點如下
設(shè)置用于旋轉(zhuǎn)澆鑄的平臺和用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤， 由電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)托盤旋轉(zhuǎn)，采用的鐵制模具由上、下模殼組合構(gòu)成，通過射芯機在上模殼、下模殼內(nèi)采用覆膜砂制作出燒鑄目標(biāo)件的型腔，在上模殼、下模殼合模后，在上模殼頂面中心的進料口處安裝濾網(wǎng)和呈直澆的澆口杯，能夠?qū)崿F(xiàn)將模具放置在旋轉(zhuǎn)托盤上，在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用從上向下的直澆方式進行精密澆鑄。這種實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行從上向下的直澆方式，其設(shè)備和模具成本與現(xiàn)有的采用大型鋼模鑄造、消失模鑄造或熔模鑄造的投資相比較，成本可降低20% 35%;同時，采用從上向下的直澆方式，取消了傳統(tǒng)澆鑄的模具須設(shè)置的澆道系統(tǒng)和補縮冒口，使鑄件的加工余量大量減少，能降低鑄造原料和加工工時的消耗，產(chǎn)能提高30%以上；并且，還簡化了模具制作工藝和澆鑄工藝，使一般普通人員短訓(xùn)6-8天后即可上崗操作完成精密鑄造，能夠為普通人員提供就業(yè)崗位。將合模后的模具周向固定放置在用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤上，通過電動機驅(qū)動用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤帶動模具以35-60轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速作水平旋轉(zhuǎn)，在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用頂面直澆的方式，將熔化的鐵液從呈直澆的澆口杯注入模具型腔內(nèi)，鐵液在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下自然冷卻凝固形成目標(biāo)件。由于本方法在模具處于35-60轉(zhuǎn)/min低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行澆鑄，鐵液進入型腔后，在低轉(zhuǎn)速的動態(tài)環(huán)境下，排氣更加徹底，澆鑄更加均勻飽滿，有效解決了重力鑄造中鑄件容易產(chǎn)生沙眼、氣孔、縮松等現(xiàn)象的技術(shù)難題；而且鐵液在模具低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下逐漸冷卻、凝固的過程，通過模具鐵殼在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下散熱帶走熱量，鑄件在型腔內(nèi)的冷卻速度均衡，鑄件的整體冷卻也更加均衡，使鑄件內(nèi)部不會出現(xiàn)縮松或疏松的質(zhì)量問題，也解決了飛輪動平衡難以達標(biāo)等問題，使飛輪產(chǎn)品的動平衡取量減少到38g以內(nèi)。同時，因在低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行澆鑄，強化了鑄件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，整體密質(zhì)好，防止了鑄件變形，在獲得目標(biāo)件外形精準(zhǔn)尺寸下，能使飛輪類產(chǎn)品的抗拉強度達到Rm260-300Mpao由于本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)直澆的方式進行黑色金屬重力精密鑄造，與現(xiàn)有的精密鑄造方法相比較，減少了一些工藝環(huán)節(jié)，優(yōu)化了工藝過程，生產(chǎn)過程中無污染物排放，無高耗能工序環(huán)節(jié)，生產(chǎn)更節(jié)能、環(huán)保、高效，使鑄件產(chǎn)品合格率達到98% 99%，超過國家有關(guān)技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的鑄造產(chǎn)品合格率為85%。尤其是鑄造出的飛輪類產(chǎn)品的精度能夠達到需要經(jīng)過機加工才能達到的要求，不再進行機加工，企業(yè)可以節(jié)省產(chǎn)品的機加工費用，降低產(chǎn)品制作成本。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖I為本發(fā)明的工藝流程 圖2為實現(xiàn)本發(fā)明鑄造方法的設(shè)備示意 圖3為本發(fā)明的模具與旋轉(zhuǎn)托盤的裝配示意圖。附圖中，I為上模殼，2為下模殼，3為螺栓，4為平臺，5為電動機，6為旋轉(zhuǎn)托盤，8為推力軸承，9為第一傳動帶，10為雙槽皮帶輪，11為第二傳動帶，12為呈直澆的澆口杯，13為濾網(wǎng)，14為定位凹槽,15為定心凸臺，16為輪子。
具體實施例方式參見圖I至圖3，一種汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法。制作一個用于旋轉(zhuǎn)澆鑄的平臺4，所述平臺4采用型鋼和鋼板焊接固定構(gòu)成，平臺4的下方可設(shè)置多個輪子16，既可以支撐平臺，又可以在需要時推動平臺使之移動位置，更換工作場地。所述平臺4上設(shè)有用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤6，旋轉(zhuǎn)托盤6上端中心設(shè)有周向固定模具的定心凸臺15,該定心凸臺15為橫截面為矩形的梯形凸臺。旋轉(zhuǎn)托盤6通過帶傳動裝置與驅(qū)動電機5連接，旋轉(zhuǎn)托盤6的旋轉(zhuǎn)由電動機5驅(qū)動。為提高工作效率，一個平臺4上可以設(shè)置若干個用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤6，每個用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤6的下端中心固定連接一個向下延伸的軸，軸上套有推力軸承8，推力軸承8位于旋轉(zhuǎn)托盤6與平臺4之間，所述軸的下端延伸到平臺4下方連接帶傳動裝置。各個旋轉(zhuǎn)托盤6下端的軸分別周向固定有雙槽皮帶輪10，各旋轉(zhuǎn)托盤6下方的雙槽皮帶輪10之間依次通過第二傳動帶11連接，承接前后動力傳遞的兩條第二傳動帶分別限位于雙槽皮帶輪10的兩個槽中；驅(qū)動電機5與其中一個雙槽皮帶輪10之間通過第一傳動帶9連接，此雙槽皮帶輪的兩個槽分別限位第一傳動帶、第二傳動帶。由此形成驅(qū)動電機5通過若干個旋轉(zhuǎn)托盤6帶動若干個澆鑄模具同步旋轉(zhuǎn)的無澆道旋轉(zhuǎn)成型精密鑄造裝置。所用的澆鑄模具采用鐵制模具，所述鐵制模具由上、下模殼組合構(gòu)成，在上模殼I頂面中心設(shè)進料口，在下模殼2底面中心設(shè)置用于周向固定的定位凹槽14，該定位凹槽14為橫截面為矩形的梯形凹槽，通過該定位凹槽14與旋轉(zhuǎn)托盤6的定心凸臺15配合,能夠傳遞扭矩，帶動模殼旋轉(zhuǎn)。通過射芯機在上模殼I、下模殼2內(nèi)米用覆膜砂制作出燒鑄目標(biāo)件的型腔,在射芯機上采用覆膜砂制作澆鑄目標(biāo)件的型腔如下在上模殼I、下模殼2中分別放入目標(biāo)件形狀的芯型，使芯型與上、下模殼的內(nèi)壁之間留有間隙，通過射芯機將覆膜砂噴射在芯型與模殼內(nèi)壁之間的間隙中，使覆膜砂附著在模殼內(nèi)壁上，固化成型，然后取出芯型，形成澆鑄型腔。然后將制作有澆鑄目標(biāo)件型腔的上模殼I、下模殼2合模，合模后上、下模殼用螺栓3將上、下模殼的外壁上對稱設(shè)置的多個固定支架緊固，并在上模殼I頂面中心的進料口處安裝濾網(wǎng)13和呈直澆的澆口杯12，濾網(wǎng)13放置在上模殼I的進料口內(nèi)，呈直澆的澆口杯12通過下端設(shè)有的定位臺階插入進料口中定位，并通過粘接固定在上模殼I。所述呈直澆的澆口杯12，其澆口為上大下小的喇叭口，將呈直澆的澆口杯12下端對準(zhǔn)進料口粘接在上模殼I上端，該澆口杯12的中軸線與水平垂直。將合模后的模具放置在用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤6上，使下模殼2底面中心的用于周向固定的定位凹槽14與旋轉(zhuǎn)托盤6上端中心的周向固定模具的定心凸臺15對應(yīng)配合，形成周向固定連接。
開啟電動機5，通過電動機5驅(qū)動用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤6帶動模具以35-60轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速作水平旋轉(zhuǎn)，在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用頂面直澆的方式，將熔化的鐵液從呈直澆的澆口杯12注入模具型腔內(nèi)，鐵液的澆鑄溫度按常規(guī)的澆鑄溫度控制，鐵液在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下自然冷卻凝固形成目標(biāo)件。在模具表面溫度降低后，一般在模具表面溫度降低到500°左右時，即可關(guān)閉電動機，使旋轉(zhuǎn)托盤停止旋轉(zhuǎn)，然后從旋轉(zhuǎn)托盤上取下模具，開模取出目標(biāo)件，使鑄造出的目標(biāo)件的表面精度達到要求，不需再通過機加工完成表面精度加工。采用本發(fā)明方法精密鑄造汽車發(fā)動機飛輪，成本可降低20% 35%，鑄件的加工余量大量減少，產(chǎn)能提高30%以上；而且澆鑄更加均勻飽滿，有效解決了重力鑄造中鑄件容易產(chǎn)生沙眼、氣孔、縮松等現(xiàn)象的技術(shù)難題，也解決了飛輪動平衡難以達標(biāo)等問題，使飛輪產(chǎn)品的動平衡取量減少到38g以內(nèi)。同時，因在低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行澆鑄，強化了鑄件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，整體密質(zhì)好，防止了鑄件變形，在獲得目標(biāo)件外形精準(zhǔn)尺寸下，能使飛輪類產(chǎn)品的抗拉強度達到Rm260-300Mpa。使鑄件產(chǎn)品合格率達到98% 99%，產(chǎn)品的精度得到保證，不 再進行機加工，企業(yè)可以節(jié)省產(chǎn)品的機加工費用，降低產(chǎn)品制作成本。并且與現(xiàn)有的精密鑄造方法相比較，減少了一些工藝環(huán)節(jié)，優(yōu)化了工藝過程，使一般普通人員短訓(xùn)6-8天后即可上崗操作完成精密鑄造，能夠為普通人員提供就業(yè)崗位。
權(quán)利要求
1.一種汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法，其特征在于制作一個用于旋轉(zhuǎn)澆鑄的平臺，平臺上設(shè)有用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤，所述旋轉(zhuǎn)托盤上端中心設(shè)有周向固定模具的定心凸臺，旋轉(zhuǎn)托盤的旋轉(zhuǎn)由電動機驅(qū)動； 采用鐵制模具，所述鐵制模具由上、下模殼組合構(gòu)成，在上模殼頂面中心設(shè)進料口，在下模殼底面中心設(shè)置用于周向固定的定位凹槽； 通過射芯機在上模殼、下模殼內(nèi)采用覆膜砂制作出澆鑄目標(biāo)件的型腔； 將采用覆膜砂制作有澆鑄目標(biāo)件型腔的上模殼、下模殼合模，并在上模殼頂面中心的進料口處安裝濾網(wǎng)和呈直澆的澆口杯； 將合模后的模具放置在用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤上，使下模殼底面中心的用于周向固定的定位凹槽與旋轉(zhuǎn)托盤上端中心的周向固定模具的定心凸臺對應(yīng)配合，形成周向固定連接； 開啟電動機，通過電動機驅(qū)動用于支撐模具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)托盤帶動模具以35-60轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速作水平旋轉(zhuǎn)，在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用頂面直澆的方式，將熔化的鐵液從呈直澆的澆口杯注入模具型腔內(nèi)，鐵液在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下自然冷卻凝固形成目標(biāo)件； 在模具表面溫度降低后，關(guān)閉電動機，停止旋轉(zhuǎn)，從旋轉(zhuǎn)托盤上取下模具，開模取出目標(biāo)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I或所述的汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法，其特征在于在射芯機上采用覆膜砂制作澆鑄目標(biāo)件的型腔如下，在上、下模殼中分別放入目標(biāo)件形狀的芯型，使芯型與上、下模殼的內(nèi)壁之間留有間隙，通過射芯機將覆膜砂噴射在芯型與模殼內(nèi)壁之間的間隙中，使覆膜砂附著在模殼內(nèi)壁上，固化成型，然后取出芯型，形成澆鑄型腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法，其特征在于所述呈直澆的澆口杯，其澆口為上大下小的喇叭口，將呈直澆的澆口杯下端對準(zhǔn)進料口粘接在上模殼上端，該澆口杯的中軸線與水平垂直。
全文摘要
一種汽車發(fā)動機飛輪無澆道旋轉(zhuǎn)成型的精密鑄造方法，制作一個用于旋轉(zhuǎn)澆鑄的平臺，平臺上設(shè)置旋轉(zhuǎn)托盤；采用由上、下模殼組合構(gòu)成的鐵制模具，通過射芯機在模殼內(nèi)采用覆膜砂制作出型腔；在上模殼的進料口處安裝濾網(wǎng)和呈直澆的澆口杯；將合模后的模具放置在旋轉(zhuǎn)托盤上周向固定；通過電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)托盤帶動模具以35-60轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采用頂面直澆的方式，將鐵液從呈直澆的澆口杯注入模具型腔內(nèi)，鐵液在模具低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下自然冷卻凝固形成目標(biāo)件；模具表面溫度降低后，停止旋轉(zhuǎn)，取下模具開模取出目標(biāo)件。采用本方法鑄件加工余量減小，成品合格率得到提高；能有效解決鑄造業(yè)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的工藝難題及人為因素。
文檔編號B22D13/04GK102728805SQ20121025731
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者李樹琛, 李里 申請人:武勝琛蘭機械制造有限公司