本發(fā)明涉及一種渦輪增壓器的小型接頭鑄造方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會的不斷發(fā)展，渦輪增壓器已成為發(fā)動機(jī)不可或缺的附件，渦輪增壓器能夠提高發(fā)動機(jī)功率和改善經(jīng)濟(jì)性能。隨著渦輪增壓器行業(yè)的發(fā)展，目前大部分渦輪增壓器渦輪殼的接頭為球鐵材質(zhì)，因此對接頭的球化要求越來越高，材質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)儼然成為鑄造企業(yè)的一道紅線，另外鑄造成本也成為決定企業(yè)成敗的重要因素。

傳統(tǒng)的接頭鑄造方法是采用常規(guī)的開模方法，既不采用疊箱，只有上砂型和下砂型，合起來空腔部位形成鑄件（接頭），此方法工藝出品率往往較低，另外鐵砂比也較低，鑄造成本相對較高。但是，對于重量小于2kg的小型接頭，如果采用傳統(tǒng)的鑄造方法，砂鐵比往往會很高，鐵水利用率很低，同時(shí)因接頭重量太輕會導(dǎo)致澆注箱數(shù)過長，最終會因澆注時(shí)間的延長導(dǎo)致球化衰退，使接頭材質(zhì)報(bào)廢的同時(shí)存在一定的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種渦輪增壓器小型接頭的鑄造方法，同時(shí)給出了鑄造接頭的模具，該方法能夠降低砂鐵比，提高鐵水利用率，在縮短澆注箱數(shù)的同時(shí)還能降低澆注時(shí)間，從而保證接頭的球化。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的鑄造接頭的模具，該模具由前后疊加的靜模和動模組成，靜模包括靜模板和嵌于靜模板中的靜模仁，動模包括動模板和嵌于動模板中的動模仁，靜模仁與動模仁相抵并構(gòu)造成密閉的成型模腔，成型模腔包括接頭型腔和導(dǎo)料道型腔，導(dǎo)料道型腔中可設(shè)置一套活塊。

本發(fā)明僅開發(fā)一副模具，模具由靜模和動模組成，每半幅模具中都設(shè)計(jì)排布接頭的模仁，采用這副模具通過更換模具中不同的活塊制作上、中、下三種砂型，然后將三種砂型疊放起來進(jìn)行澆注，最終獲得接頭。

進(jìn)一步的，活塊為上砂型活塊、中砂型活塊或下砂型活塊。

再進(jìn)一步的，上砂型活塊包括冒口活塊、第一集渣槽活塊和直澆道活塊；中砂型活塊包括第一導(dǎo)料道活塊和第二集渣槽活塊；下砂型活塊包括第二導(dǎo)料道活塊。

更進(jìn)一步的，冒口活塊呈圓筒狀，在冒口活塊的外圓周上制有三個可與接頭型腔相連通的入水口；直澆道活塊為兩端敞開的管狀結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步的，第一導(dǎo)料道活塊包括第一冒口型腔、第一直澆道型腔和連接第一冒口型腔與第一直澆道型腔的第一橫澆道型腔，第一橫澆道型腔中設(shè)置第一過濾塊型腔；第一冒口型腔呈圓筒狀，在其外圓周上制有三個可與接頭型腔相連通的入水口；第一直澆道型腔為兩端敞開的管狀結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步的，第二導(dǎo)料道活塊包括第二冒口型腔、第二直澆道型腔和連接第二冒口型腔與第二直澆道型腔的第二橫澆道型腔，第二橫澆道型腔中設(shè)置第二過濾塊型腔；第二冒口型腔的外圓周上制有三個可與接頭型腔相連通的入水口；第二直澆道型腔為底部封閉的管狀結(jié)構(gòu)。

上述結(jié)構(gòu)中，上、中、下砂型活塊均由若干個一體成型的活塊單元組成，對應(yīng)上、中、下三種砂型活塊能制作上、中、下三種砂型，且每幅活塊中均設(shè)計(jì)有過濾系統(tǒng)和集渣槽，用以解決接頭的渣眼缺陷。

進(jìn)一步的，靜模仁、動模仁均為陰模，靜模仁、動模仁的橫截面均呈十字形結(jié)構(gòu)，靜模仁十字形結(jié)構(gòu)的其中三個端部設(shè)有第一腔室，另一個端部與其中心部分連通后形成第二腔室，動模仁十字形結(jié)構(gòu)的其中三個端部設(shè)有第三腔室，另一個端部與其中心部分連通后形成第四腔室，第一腔室與第三腔室配合形成接頭型腔，第二腔室與第四腔室配合形成導(dǎo)料道型腔。

進(jìn)一步的，靜模板上制有與成型模腔連通的進(jìn)料口，便于通過進(jìn)料口向成型模腔灌料，制作砂型。

本發(fā)明還提供了一種使用上述模具鑄造接頭的方法，該方法包括以下步驟：

一、制作模具，按照設(shè)計(jì)要求制作靜模和動模；

二、制作上砂型活塊、中砂型活塊和下砂型活塊；

三、將靜模、動模固定為一體，使靜模仁與動模仁相抵形成密閉的成型模腔，成型模腔包括接頭型腔和導(dǎo)料道型腔，在導(dǎo)料道型腔中可放置一套活塊，通過更換導(dǎo)料道型腔中的活塊（即上砂型活塊、中砂型活塊、下砂型活塊），分別制作上砂型、中砂型和下砂型；

四、將上砂型、中砂型和下砂型按照1:（1～4）:1的個數(shù)比疊放在一起形成澆注空腔，然后澆注。

上述方法中，通過模具的設(shè)計(jì)排版及3套活塊的制作，采用一副模具即可制作上、中、下三種砂型，降低了模具的開發(fā)費(fèi)用；同時(shí)采用疊箱澆注方式，不僅能降低砂鐵比，提高鐵水利用率，而且由于疊箱澆注減少了澆注總箱數(shù)，從而減少了澆注時(shí)間，最終達(dá)到防止球化衰退，降低材質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量損失的目的。

進(jìn)一步，步驟三中制作上砂型、中砂型和下砂型的具體方法如下：

a、將上砂型活塊置于動模仁的第四腔室中，并將靜模、動模固定為一體形成模具，然后向模具的成型模腔添加型砂，待型砂定型后抽除靜模、動模，形成上砂型；

b、將中砂型活塊置于靜模仁、動模仁組成的導(dǎo)料道型腔中，并將靜模、動模固定為一體形成模具，然后向模具的成型模腔添加型砂，待型砂定型后抽除靜模、動模，形成中砂型；

c、將下砂型活塊置于靜模仁的第二腔室中，并將靜模、動模固定為一體形成模具，然后向模具的成型模腔添加型砂，待型砂定型后抽除靜模、動模，形成下砂型。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不僅降低了模具開發(fā)費(fèi)用和砂鐵比，還提高了鐵水利用率，縮短了澆注箱數(shù)的同時(shí)降低了澆注時(shí)間，從而保證了接頭的球化，提高了接頭的出品率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明模具的主視圖。

圖2為本發(fā)明模具的左視圖。

圖3為本發(fā)明靜模的主視圖。

圖4為本發(fā)明動模的主視圖。

圖5為本發(fā)明上砂型活塊的主視圖。

圖6為本發(fā)明上砂型活塊的俯視圖。

圖7為本發(fā)明中砂型活塊的主視圖。

圖8為本發(fā)明中砂型活塊的俯視圖。

圖9為本發(fā)明下砂型活塊的主視圖。

圖10為本發(fā)明下砂型活塊的俯視圖。

圖11為本發(fā)明砂型疊放后的俯視圖。

圖12為本發(fā)明砂型疊放后的主視圖。

圖13為圖11的b-b向剖視圖。

圖14為澆注后結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為澆注后的主視圖。

圖16為澆注后的俯視圖。

圖17為圖16的a-a向剖視圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供了一種鑄造接頭的模具，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，該模具1由前后疊加的靜模1-1和動模1-2組成。其中，靜模1-1包括靜模板1-1-1和嵌于靜模板1-1-1中的靜模仁1-1-2，動模1-2包括動模板1-2-1和嵌于動模板1-2-1中的動模仁1-2-2，靜模仁1-1-2、動模仁1-2-2均為陰模，靜模仁1-1-2與動模仁1-2-2相抵并構(gòu)造成密閉的成型模腔，靜模板1-1-1上還制有與成型模腔連通的進(jìn)料口1-1-3，靜模仁1-1-2、動模仁1-2-2的橫截面均呈十字形結(jié)構(gòu)，靜模仁1-1-2十字形結(jié)構(gòu)的其中三個端部均設(shè)有第一腔室1-3，另一個端部與其中心部分連通后形成第二腔室1-4，動模仁1-2-2十字形結(jié)構(gòu)的其中三個端部均設(shè)有第三腔室1-5，另一個端部與其中心部分連通后形成第四腔室1-6（見圖3和圖4）。靜模仁1-1-2與動模仁1-2-2相抵后，第一腔室1-3與第三腔室1-5配合形成接頭型腔，第二腔室1-4與第四腔室1-6配合形成導(dǎo)料道型腔，這樣三個接頭型腔和一個導(dǎo)料道型腔組成成型模腔，導(dǎo)料道型腔的尺寸略小于接頭型腔的尺寸，且導(dǎo)料道型腔通過冒口8與接頭型腔相連通。

導(dǎo)料道型腔中可設(shè)置一套活塊。該套活塊為上砂型活塊2、中砂型活塊3或下砂型活塊4。如圖5和圖6所示，上砂型活塊2包括一體成型的冒口活塊2-1、第一集渣槽活塊2-2和直澆道活塊2-3，冒口活塊2-1呈圓筒狀，在圓筒狀冒口活塊2-1的底端外圓面上設(shè)有三個下冒口頸14，該下冒口頸14可與下一層砂型活塊的上冒口頸15相配合形成可與接頭型腔相連通的入水口，直澆道活塊2-3為兩端敞開的管狀結(jié)構(gòu)。如圖7和圖8所示，中砂型活塊3包括一體成型的第一導(dǎo)料道活塊3-1和第二集渣槽活塊3-2，第一導(dǎo)料道活塊3-1包括第一冒口型腔3-1-1、第一直澆道型腔3-1-4和連接第一冒口型腔3-1-1與第一直澆道型腔3-1-4的第一橫澆道型腔3-1-2；第一冒口型腔3-1-1呈圓筒狀，且第一冒口型腔3-1-1的頂端外圓面上設(shè)有三個上冒口頸15，底端外圓面上設(shè)有三個下冒口頸14，該上冒口頸15可上一層砂型活塊的下冒口頸14相配合形成可與接頭型腔相連通的入水口，該下冒口頸14也可與下一層砂型活塊的上冒口頸15相配合形成可與接頭型腔相連通的入水口；第一直澆道型腔3-1-4為兩端敞開的管狀結(jié)構(gòu)；第一橫澆道型腔3-1-2中設(shè)置第一過濾塊型腔3-1-3；第一集渣槽活塊2-2與第二集渣槽活塊3-2結(jié)構(gòu)相同。如圖9和圖10所示，下砂型活塊4包括第二導(dǎo)料道活塊，第二導(dǎo)料道活塊包括第二冒口型腔4-1、第二直澆道型腔4-4和連接第二冒口型腔4-1與第二直澆道型腔4-4的第二橫澆道型腔4-2；第二冒口型腔4-1的外圓面上設(shè)有三個上冒口頸15，該上冒口頸15可與上一層砂型活塊的下冒口頸14相配合形成可與接頭型腔相連通的入水口；第二直澆道型腔4-4為底部封閉的管狀結(jié)構(gòu)；第二橫澆道型腔4-2中設(shè)置第二過濾塊型腔4-3，第一橫澆道型腔3-1-2、第二橫澆道型腔4-2結(jié)構(gòu)相同，第一過濾塊型腔3-1-3、第二過濾塊型腔4-3結(jié)構(gòu)相同。

本實(shí)施例使用上述模具鑄造接頭的方法，包括以下步驟：

一、制作模具1，按照設(shè)計(jì)要求制作靜模1-1和動模1-2。

二、按照設(shè)計(jì)要求，制作上砂型活塊2、中砂型活塊3和下砂型活塊4。

三、將靜模1-1、動模1-2固定為一體，使靜模仁1-1-2與動模仁1-2-2相抵形成密閉的成型模腔，成型模腔包括導(dǎo)料道型腔和接頭型腔，在導(dǎo)料道型腔中可放置一套活塊，通過更換導(dǎo)料道型腔中的活塊（上砂型活塊2、中砂型活塊3、下砂型活塊4），分別制作上砂型5、中砂型6和下砂型7。

四、將上砂型5、中砂型6和下砂型7按照1:（1～4）:1的個數(shù)比（優(yōu)選1:2:1）疊放在一起形成澆注空腔（見圖11至13），然后進(jìn)行鐵水澆注，獲得澆注后的結(jié)構(gòu)（澆注后結(jié)構(gòu)見圖14至17）。

上述步驟三中，制作上砂型5、中砂型6和下砂型7的具體方法如下：

a、將上砂型活塊2置于動模仁1-2-2的第四腔室1-6中（上砂型活塊2在動模仁1-2-2中的排布方式如圖4所示，將冒口活塊2-1置于動模仁1-2-2十字形結(jié)構(gòu)的中心部位，第一集渣槽活塊2-2置于動模仁1-2-2的第四腔室1-6中部，直澆道活塊2-3置于動模仁1-2-2的第四腔室1-6尾部），并將靜模1-1、動模1-2固定為一體形成模具1，然后向模具1的成型模腔添加型砂（從模具1的射砂口向其內(nèi)的成型模腔射砂），待型砂定型后抽除靜模1-1、動模1-2，形成上砂型5。

b、將中砂型活塊3置于靜模仁1-1-2、動模仁1-2-2組成的導(dǎo)料道型腔中（中砂型活塊3在靜模仁1-1-2中的排布方式如圖3所示，將第一導(dǎo)料道活塊3-1的第一冒口型腔3-1-1置于靜模仁1-1-2十字形結(jié)構(gòu)的中心部位，第一直澆道型腔3-1-4置于靜模仁1-1-2的第二腔室1-4尾部；第二集渣槽活塊3-2置于動模仁1-2-2的第四腔室1-6中部），并將靜模1-1、動模1-2固定為一體形成模具1，然后向模具1的成型模腔添加型砂（從模具1的射砂口向其內(nèi)的成型模腔射砂），待型砂定型后抽除靜模1-1、動模1-2，形成中砂型6。

c、將下砂型活塊4置于靜模仁1-1-2的第二腔室1-4中（下砂型活塊4在靜模仁1-1-2中的排布方式如圖3所示，將第二導(dǎo)料道活塊的第二冒口型腔4-1置于靜模仁1-1-2十字形結(jié)構(gòu)的中心部位，第二直澆道型腔4-4置于靜模仁1-1-2的第二腔室1-4尾部），并將靜模1-1、動模1-2固定為一體形成模具1，然后向模具1的成型模腔添加型砂（從模具1的射砂口向其內(nèi)的成型模腔射砂），待型砂定型后抽除靜模1-1、動模1-2，形成下砂型7。

上述步驟四中，砂型疊放后，在疊放砂型中形成澆注空腔，澆注空腔中分布有一個豎直的直澆道12，三個水平的橫澆道13和一個豎直的冒口8，每個橫澆道13中設(shè)置一過濾塊10，在每個橫澆道13上方靠近過濾塊10設(shè)置一集渣槽11，鐵水由下至上灌入澆注空腔進(jìn)行澆注，澆注的具體方法如下：將熔融的鐵水從直澆道12灌入澆注空腔，鐵水先從下砂型7的橫澆道13進(jìn)入冒口8的底部，再從冒口8底部進(jìn)入最底層的接頭型腔中，然后鐵水從下部中砂型6的橫澆道13進(jìn)入冒口8的中部，從而進(jìn)入第二層的接頭型腔，最后鐵水由上部中砂型5的橫澆道13進(jìn)入冒口8的上部，從而進(jìn)入第一層的接頭型腔，完成鐵水澆注。鐵水從下至上逐層進(jìn)入冒口，可以防止鐵水進(jìn)入冒口時(shí)產(chǎn)生紊流，降低接頭出現(xiàn)渣眼的概率。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。