一种蜗轮的铁芯包铜模具及蜗轮的制作方法

本实用新型属于蜗轮模具及蜗轮技术领域，涉及一种蜗轮的铁芯包铜模具及蜗轮。

背景技术：

蜗轮是与蜗杆机构配合用来传递两交错轴之间的运动和动力的器件。蜗轮在工业的机械设备中应用非常普遍，因此蜗轮的重要性也就不言而喻。

现有对蜗轮的生产制造中，会先采用铸铁或者铸铝铁材料铸造成型形成中部的铁芯，并在铁芯的转盘外周面注铜将铁芯的转盘外周面包裹住从而形成一个完整的蜗轮。通过在铁芯外包裹铜，能够提高蜗轮的减摩性，使得蜗轮不易磨损，提高蜗轮寿命。

现有的对铁芯进行包铜的制造模具中，常采用以下结构：设置一个上模和一个下模，在合模时铁芯位于上模和下模之间，且铁芯需注铜部位位于上模和下模合模形成的注铜腔内，在上模或者下模的侧部设置有与注铜腔连通的注入孔，通过注入孔将熔融状的铜注到铁芯上使铁芯包铜。

通过现有的模具对铁芯包铜，铜层的上表面处会产生气孔和疏松，从而完成注铜后的蜗轮，其铜层的上层会出现铸件组织缺陷，并且难以消除，导致蜗轮的力学性能和传动精度大大降低，影响使用。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种蜗轮的铁芯包铜模具及蜗轮，本实用新型所要解决的技术问题是如何制造的蜗轮的力学性能和传动精度。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种蜗轮的铁芯包铜模具，包括上模和下模，所述上模和下模合模形成注铜腔，其特征在于，所述上模的外壁与下模的内壁之间形成环形的余量腔，所述余量腔位于注铜腔的上方且余量腔与注铜腔连通，所述上模和下模之间设置有用于注入熔融状的铜的浇注通道，所述浇注通道的底部与余量腔顶部连通。

本蜗轮的铁芯包铜模具通过在注铜腔的上方设置余量腔，从而浇注铜时铜会从余量腔进入到注铜腔，在浇注过程中，上一层的铜会对下一层的铜进行压实，并且将注铜腔注满后铜会升到余量腔内，由于余量腔高于注铜腔，制造的蜗轮冷却收缩时，余量腔有足够的铜对注铜腔内的铜进行补充收缩，因此注铜腔内的铜不会产生气孔和疏松，因此在上述模具生产出的蜗轮毛坯基础上，将在余量腔部分形成的铜的余量层切除，留下注铜腔内形成的铜层，就能够得到组织致密的铜层，提高蜗轮的力学性能和传动精度。并且本蜗轮的铁芯包铜模具为金属型模具，具有热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密的优点，能够获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件。

在上述的蜗轮的铁芯包铜模具中，所述余量腔的底部为一个环形开口，且开口均与注铜腔连通。通过上述设置使得熔融状的铜能够均匀且平缓的进入到注铜腔内，避免产生气泡。

在上述的蜗轮的铁芯包铜模具中，所述余量腔的顶部为一个环形开口，且开口均与浇注通道连通。通过上述设置使得熔融状的铜能够均匀进入到余量腔内，提高注铜效果。

在上述的蜗轮的铁芯包铜模具中，所述下模具有上端开口的下模腔，所述下模腔从上往下依次包括锥形段一、锥形段二、余量段和注铜段，所述上模穿入下模腔内，所述上模的外壁与注铜段的内壁之间形成上述注铜腔，所述上模的外壁与余量段的内壁之间形成上述余量腔，所述上模的外壁与锥形段一内壁以及锥形段二的内壁之间形成上述浇注通道，所述锥形段一的锥度小于锥形段二的锥度。通过上述设置注入的铜先从锥形段一流入再流向锥形段二，由于锥形段一的锥度小于锥形段二的锥度从而能够对注入的铜产生一定的缓冲效果避免产生气泡，注入的铜依次经过浇注通道、余量腔到达注铜腔内，将注铜腔注满并产生余量位于余量腔内，从而冷却时有足够的铜补充到注铜腔内。

在上述的蜗轮的铁芯包铜模具中，所述下模具有上端开口的下模腔，下模腔从上往下依次包括锥形段三、余量段和注铜段，所述上模穿入下模腔内，所述上模的外壁与注铜段的内壁之间形成上述注铜腔，所述上模的外壁与余量段的内壁之间形成上述余量腔，所述上模的外壁与锥形段三内壁之间形成上述浇注通道。通过上述设置注入的铜依次经过浇注通道、余量腔到达注铜腔内，将注铜腔注满并产生余量位于余量腔内，注入过程中注铜腔位于最底部。并且设置锥形段三能够使铜平缓下落，避免注入的铜溅起。

一种蜗轮，包括铁芯和包裹于铁芯外周的铜层，其特征在于，所述铜层采用上述的模具浇注，并切削形成。

通过上述模具对铁芯进行包裹铜工作，在制造后形成蜗轮毛坯，将蜗轮毛坯上由余量腔部分内的铜形成的余量层给切除，剩下注铜腔内形成的铜层，由于采用上述模具从而使得注铜腔内的铜层不会产生气孔和疏松，也就是得到组织致密的铜层，因此本蜗轮能够具有很好的力学性能和传动精度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型通过在注铜腔的上方设置余量腔，制造的蜗轮冷却收缩时，余量腔有足够的铜对注铜腔内的铜进行补充收缩，因此注铜腔内的铜不会产生气孔和疏松，将在余量腔部分形成的铜的余量层切除，留下注铜腔内形成的铜层，就能够得到组织致密的铜层，提高了蜗轮的力学性能和传动精度。并且本蜗轮的铁芯包铜模具为金属型模具，具有热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密的优点，能够获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中蜗轮的铁芯包铜模具的剖视结构示意图。

图2是本实用新型蜗轮的毛坯的俯视结构示意图。

图3是本实用新型蜗轮的毛坯的立体结构示意图。

图4是本实用新型蜗轮的正视结构示意图。

图5是本实用新型蜗轮的俯视结构示意图。

图中，1、上模；2、下模；2a、下模腔；2a1、锥形段一；2a2、锥形段二；2a3、余量段；2a4、注铜段；3、注铜腔；4、余量腔；5、浇注通道；6、铁芯；7、铜层；8、余量层。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1所示，一种蜗轮的铁芯包铜模具，包括上模1和下模2。上模1和下模2合模形成注铜腔3。上模1的外壁与下模2的内壁之间形成环形的余量腔4。余量腔4位于注铜腔3的上方且余量腔4与注铜腔3连通，上模1和下模2之间设置有用于注入熔融状的铜的浇注通道5，浇注通道5的底部与余量腔4顶部连通。

下模2具有上端开口的下模腔2a。下模腔2a从上往下依次包括锥形段一2a1、锥形段二2a2、余量段2a3和注铜段2a4。上模1穿入下模腔2a内，上模1的外壁与注铜段2a4的内壁之间形成上述注铜腔3，上模1的外壁与余量段2a3的内壁之间形成上述余量腔4，上模1的外壁与锥形段一2a1内壁以及锥形段二2a2的内壁之间形成上述浇注通道5。锥形段一2a1的锥度小于锥形段二2a2的锥度

余量腔4的底部为一个环形开口，且开口均与注铜腔3连通。余量腔4的顶部为一个环形开口，且开口均与浇注通道5连通。

合模时上模1穿入下模腔2a内，形成浇注通道5、余量腔4和注铜腔3，并且需要包裹铜层7的铁芯6位于上模1和下模2之间，铁芯6需注铜部位位于上模1和下模2合模形成的注铜腔3内。从浇注通道5浇注熔融状的铜，注入的铜先从锥形段一2a1流入再流向锥形段二2a2，由于锥形段一2a1的锥度小于锥形段二2a2的锥度从而能够对注入的铜产生一定的缓冲效果避免产生气泡，注入的铜依次经过浇注通道5、余量腔4到达注铜腔3内。在浇注过程中，上一层的铜会对下一层的铜进行压实，将注铜腔3注满后铜会升到余量腔4内，由于余量腔4高于注铜腔3，制造的蜗轮冷却收缩时，余量腔4有足够的铜对注铜腔3内的铜进行补充收缩，因此注铜腔3内的铜不会产生气孔和疏松，因此在上述模具生产出的蜗轮毛坯基础上，将在余量腔4部分形成的铜的余量层8切除，留下注铜腔3内形成的铜层7，就能够得到组织致密的铜层7，从而提高蜗轮的力学性能和传动精度。

实施例二：

实施例二与实施例一的结构和原理基本相同，其不同之处在于：下模2具有上端开口的下模腔2a，下模腔2a从上往下依次包括锥形段三、余量段2a3和注铜段2a4，上模1穿入下模腔2a内，上模1的外壁与注铜段2a4的内壁之间形成上述注铜腔3，上模1的外壁与余量段2a3的内壁之间形成上述余量腔4，上模1的外壁与锥形段三内壁之间形成上述浇注通道5。通过上述设置注入的铜依次经过浇注通道5、余量腔4到达注铜腔3内，将注铜腔3注满并产生余量位于余量腔4内，注入过程中注铜腔3位于最底部。并且设置锥形段三能够使铜平缓下落，避免注入的铜溅起。

实施例三：

如图2至图5所示，一种蜗轮，包括铁芯6和包裹于铁芯6外周的铜层7，铜层7采用上述的模具浇注并切削形成。通过上述模具对铁芯6进行包裹铜工作，在制造后形成蜗轮毛坯，将蜗轮毛坯上由余量腔4部分内的铜形成的余量层8给切除，剩下注铜腔3内形成的铜层7，由于采用上述模具从而使得注铜腔3内的铜层7不会产生气孔和疏松，因此本蜗轮能够具有很好的传动精度和力学性能，便于使用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了上模1、下模2、下模腔2a、锥形段一2a1、锥形段二2a2、余量段2a3、注铜段2a4、注铜腔3、余量腔4、浇注通道5、铁芯6、铜层7、余量层8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。