一种用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具的制作方法

本实用新型涉及铸造领域，特别涉及一种用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具。

背景技术：

近年来，随着轨道交通技术的快速发展，高铁动车组已成为大多数旅客出行首选的交通工具。齿轮箱是高铁动车组动力转向架上的核心部件，且是高铁动车组实现能量转换与能量传递的核心单元，故齿轮箱工作性能的好坏直接影响到高铁动车组运行的安全性和可靠性。为保证高铁动车组安全且高速的发展需求，齿轮箱逐渐向高强度、轻量化的方向发展。

现有齿轮箱的结构较复杂，通常包括相对设置的左侧板、右侧板和连接于左侧板和右侧板底部的底侧板，左侧板和右侧板的顶部及后侧通过圆弧形连接板固连为一体，圆弧形连接板设有若干圆弧状沟槽，任意相邻两个圆弧状沟槽由圆弧形隔板隔开，每个圆弧形隔板垂直焊接于圆弧形连接板上。进一步地，左侧板和右侧板之间具有用于安装轴承等零部件的安装型腔，且左侧板和右侧板的前侧具有敞开式开口。另外，左侧板的中心设有沿厚度方向贯穿的左安装孔，右侧板的中心设有沿厚度方向贯穿的右安装孔，左安装孔与右安装孔同轴设置且相互贯通。由此可以推出，现有齿轮箱全部型腔包括圆弧状沟槽、安装型腔、敞开式开口、左安装孔和右安装孔。

为满足高铁动车组的轻量化需求，齿轮箱由铸铁铸造改为铝合金铸造。然而，由于铝合金在铸造过程中存在凝固温度低且流动性差等缺陷，再加之齿轮箱的复杂结构，利用现有用于铸造铁制齿轮箱的铸造模具铸造铝合金制齿轮箱时，极易因现有铸造模具难以克服铝合金液自身的缺陷而导致铝合金制齿轮箱出现缩松或裂纹等缺陷。

因此，如何改进铸造模具以提升铝合金制齿轮箱铸造质量是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具，金属液能够双向流通，流道缩短，有利于克服金属液流动性差的缺陷，从而提升铝合金制齿轮箱的铸造质量。

其具体方案如下：

本实用新型提供一种用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具，包括：

用于形成齿轮箱全部型腔的内模块组件；内模块组件的中心设有中心浇块，中心浇块具有由内模块组件一端穿过以供应金属液的主浇道，中心浇块还具有若干条第一端与主浇道相连且第二端分别由内模块组件的两端穿出以使流入主浇道的金属液分别由内模块组件的两端流出的辅助浇道。

优选地，还包括：

具有第一成型槽的第一外模壳；

具有第二成型槽的第二外模壳；第一成型槽和第二成型槽配合后形成成型型腔，内模块组件设于成型型腔内以配合成型型腔形成轮廓形状与齿轮箱轮廓形状一致的型腔。

优选地，内模块组件包括设于成型型腔内且分别夹于中心浇块两侧、用于配合形成外轮廓形状与齿轮箱的安装型腔轮廓形状一致的第一内模块和第二内模块。

优选地，第一内模块具有若干用于连通辅助浇道和第一成型槽的第一导流孔，第二内模块设有若干用于连通辅助浇道和第二成型槽的第二导流孔。

优选地，中心浇块包括：

穿过第一内模块且具有主浇道的导流管；

固设于导流管远离第一内模块一侧的第一引流板，第一引流板具有若干个呈辐射状分布且与全部第一导流孔一一相连的第一引流孔；

与第一引流板相对设置以配合第一引流板形成全部辅助浇道的第二引流板，第二引流板具有若干呈辐射状分布且与第二导流孔一一相连的第二引流孔。

优选地，内模块组件还包括：

若干首尾相接设置且分别置于第一内模块的顶端与后端及第二内模块的顶端与后端的沟槽模块，沟槽模块配合第一内模块和第二内模块用以形成若干轮廓形状与圆弧状沟槽的内轮廓形状一致的圆弧状凹槽。

优选地，第一内模块远离中心浇块的一侧设有外径用于与左安装孔内径一致的第一圆柱凸起，第二内模块远离中心浇块的一侧设有外径用于与右安装孔内径一致的第二圆柱凸起。

优选地，第一内模块的前端和第二内模块的前端均设有用于形成敞开式开口的敞口模块。

优选地，第一内模块靠近中心浇块的一侧设有用于安装中心浇块的安装槽。

优选地，还包括若干设有内模块组件外周以加快降低局部温度的冷铁。

相对于背景技术，本实用新型所提供的用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具，包括内模块组件和设于内模块组件中心的中心浇块。

铸造齿轮箱时，先将中心浇块安装于内模块组件内，再组合内模块；接着将金属液浇于主浇道内，金属液沿主浇道流入辅助流道内，再由辅助流道分别从内模块组件的两端流出。

由上述可知，流入主浇道的金属液在辅助浇道的引导下由内模块组件的中心分别向内模块组件的两端流动，也即金属液能够实现双向流动，缩短了金属液的流道，有助于克服金属液流动性差的问题，从而降低齿轮箱出现缩松或裂纹等缺陷的风险，因此本实用新型所提供的用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具能够提升铝合金制齿轮箱的铸造质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例所提供的第一外模壳的结构图；

图2为第二外模壳的结构图；

图3为内模块组件的结构图；

图4为图3的侧面剖视图；

图5为第一内模块上冷铁的分布状态图；

图6为第一内模块的正面结构图；

图7为第一内模块的背面结构图；

图8为第二内模块的正面结构图；

图9为中心浇块的结构图；

图10为第一引流板的结构图；

图11为第二引流板的结构图。

附图标记如下：

第一外模壳1、第二外模壳2、内模块组件3、中心浇块4和冷铁5；

第一成型槽11；

第二成型槽21；

第一内模块31、第二内模块32、沟槽模块33和敞口模块34；

第一导流孔311、安装槽312和第一圆柱凸起313；

第二导流孔321和第二圆柱凸起322；

顶端沟槽模块331、后端沟槽模块332和过渡沟槽模块333；

主浇道41、辅助浇道42、导流管43、第一引流板44和第二引流板45；

第一引流孔431；

第二引流孔451。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图11，图1为本实用新型一种实施例所提供的第一外模壳的结构图；图2为第二外模壳的结构图；图3为内模块组件的结构图；图4为图3的侧面剖视图；图5为第一内模块上冷铁的分布状态图；图6为第一内模块的正面结构图；图7为第一内模块的背面结构图；图8为第二内模块的正面结构图；图9为中心浇块的结构图；图10为第一引流板的结构图；图11为第二引流板的结构图。

本实用新型实施例公开了一种用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具，此处的齿轮箱是由铝合金液浇铸而成，具体结构可参照现有技术。本实用新型的关键改进点在于优化柱状模具的结构，以适应铝合金液的特性。

本实用新型包括内模块组件3和设于内模块组件3中心的中心浇块4。其中，内模块组件3用于形成齿轮箱全部型腔，全部型腔的结构具体参照现有技术。

中心浇块4具有由内模块组件3的一端穿过的主浇道41，以便通过主浇道41供应金属液，此处的金属液可以是高温液态的铝合金液。中心浇块4还具有若干条辅助浇道42，每条辅助浇道42的第一端与主浇道41相连通，其第二端分别由内模块组件3的两端穿过，以便流入主浇道41的金属液分别由内模块组件3的两端流出。

在该具体实施例中，主浇道41具体为沿内模块组件3的轴向延伸且由内模块组件3一端的中心穿出的轴向主浇注孔。辅助浇道42包括若干条与主浇道41相连通且沿内模块组件3的径向延伸的径向浇注孔，若干条径向浇注孔呈辐射状分布，每条径向浇注孔远离主浇道41的一端均设有由内模块组件3中心向内模块组件3两端延伸的轴向分支浇注孔，轴向分支浇注孔的两端分别从内模块组件3的两端穿出，使流入轴向主浇注孔的金属液经径向浇注孔分流后从轴向分支浇注孔流出，进而使金属液从内模块组件3的两端流出。

铸造齿轮箱时，先将中心浇块4安装于内模块组件3内，再组合内模块3；接着将金属液浇于主浇道41内，金属液沿主浇道41流入辅助流道42内，再由辅助流道42分别从内模块组件3的两端流出。

综上所述，流入主浇道41的金属液在辅助浇道42的引导下由内模块组件3的中心分别向内模块组件3的两端流动，金属液能够实现双向流动，缩短了金属液的流道，有助于克服金属液流动性差的问题，从而降低齿轮箱出现缩松或裂纹等缺陷的风险，因此本实用新型所提供的用于制造高铁动车组齿轮箱的铸造模具能够提升铝合金制齿轮箱的铸造质量。

本实用新型还包括第一外模壳1和第二外模壳2，其中，第一外模壳1具有第一成型槽11。第一成型槽11的内侧面形状与齿轮箱第一侧的侧面形状一致。在该具体实施例中，第一外模壳1是由上砂箱与第一外摸板配合挤压而成的树脂砂模壳，第一外摸板是依据齿轮箱制成。

同样地，第二外模壳2具有第二成型槽21，第二成型槽21的内侧面形状与齿轮箱第二侧的侧面形状一致。在该具体实施例中，第二外模壳2是由下砂箱与第二外摸板配合挤压而成的树脂砂模壳，第二外摸板也是依据齿轮箱制成。

需补充的是，第一成型槽11和第二成型槽21的槽沿均为平面，以便第一外模壳1和第二外模壳2扣合后形成封闭的成型型腔。

为形成齿轮箱，内模块组件3设于成型型腔内，使内模块组件3与成型型腔配合后形成轮廓形状与齿轮箱轮廓形状一致的型腔，从而使流入该型腔的金属液凝固后形成齿轮箱。在该具体实施例中，第一成型槽11和第二成型槽21的结构具体依据齿轮箱的外轮廓设定，只要使成型型腔的内轮廓形状与齿轮箱的外轮廓形状一致即可。

在该具体实施例中，内模块组件3包括第一内模块31和第二内模块32，第一内模块31和第二内模块32相抵面均为平面，二者通过粘接的方式实现固连。需特别指出的是，第一内模块31和第二内模块32分别夹于中心浇块4的两侧。在该具体实施例中，主浇道41优选从第一内膜块31的中心穿过第一内模块31。

第一内模块31和第二内模块32均位于成型型腔内，以便第一内模块31和第二内模块32相互配合后的整体外轮廓形状与齿轮箱的安装型腔轮廓一致，方便形成安装型腔。

相应地，第一内模块31具有用于安装中心浇块4的安装槽312。在该具体实施例中，安装槽312具体为具有中心槽及五条呈辐射状设于中心槽外周的辐射槽，每条辐射槽均沿中心槽的径向延伸，且五条辅助槽均分布于中心槽的外周。当然，安装槽312的结构不限于此，安装槽312的形状具体可依据中心浇块4的外轮廓形状设定。

为使金属液流入第一成型槽11，第一内模块31具有若干用于连通辅助浇道42和第一成型槽11的第一导流孔311；为使金属液流入第二成型槽21，第二内模块32设有若干用于连通辅助浇道42和第二成型槽21的第二导流孔321，由此可推出，由辅助浇道42流出的金属液分成两路，其中一路穿过第一内模块31后流入第一成型槽11内，另一路穿过第二内模块32流入第二成型槽21内。

在该具体实施例中，第一导流孔311为沿第一内模块31厚度方向贯穿的方形通孔，第二导流孔321具体为沿第二内模块32厚度方向贯穿的方形通孔，若干第一导流孔311和若干第二导流孔321均呈圆环状均匀分布。当然，第一导流孔311和第二导流孔321的结构及分布方式不限于此。

在该具体实施例中，中心浇块4包括导流管43、第一引流板44和第二引流板45，其中，导流管43穿过第一内模块31，且导流管43的中心具有主浇道41。相应地，第一内模块31设有供导流管43穿过的过孔。在该具体实施例中，导流孔为圆柱状空心管，但不限于此。

第一引流板44设于导流管43远离第一内模块31一侧，第一引流板44具有若干个呈辐射状分布的第一径向板，每个第一径向板远离导流管43的一端各设有一个第一引流孔431。为保证金属液流入第一成型槽11，每个第一引流孔431与第一导流孔311一一对应。在该具体实施例中，第一引流孔431具体为沿第一引流板44厚度方向贯穿的方形通孔，且第一引流孔431的横截面面积与第一导流孔311的横截面面积相同。第一引流板44具体设有五个呈辐射状均匀分布的第一径向板。

第二引流板45与第一引流板44相对设置，第二引流板45具有若干呈辐射状分布的第二径向板，每个第二径向板靠向第一引流板44的一侧各设有一个引流槽。第二引流板45还包括与各个第二径向板相连通的环形板，以便提升第二引流板45的强度。每个引流槽远离导流管43的一端各设有一个第二引流孔451。为保证金属液流入第二成型槽21，每个第二引流孔451与第二导流孔321一一对应。在该具体实施例中，第二引流孔451具体为沿第二引流板45厚度方向贯穿的方形通孔，且第二引流孔451的横截面面积与第二导流孔321的横截面面积相同。第二引流板45具体设有五个呈辐射状均匀分布的第二径向板。

当第一引流板44与第二引流板45相配合后，第一径向板与第二径向板相抵，全部第一径向板对应地盖于引流槽上，从而形成横截面封闭的辅助浇道42，每个辅助浇道42分布与第一导流孔311和第二导流孔321一一对应连通。

当然，中心浇块4的结构不限于此。

可选地，内模块组件3还包括若干首尾相接设置沟槽模块33，若干个沟槽模块33分别置于第一内模块31的顶端与后端，且同时置于第二内模块32的顶端与后端，沟槽模块33配合第一内模块31和第二内模块32形成若干圆弧状凹槽，每个圆弧状凹槽的轮廓形状与圆弧状沟槽的内轮廓形状一致，以便形成圆弧状沟槽。在该具体实施例中，沟槽模块33包括同时设于第一内模块31顶端和第二内模块32顶端的顶端沟槽模块331，还包括同时设于第一内模块31后端和第二内模块32后端内的后端沟槽模块332，以及光滑地连接于顶端沟槽模块331与后端沟槽模块332之间的过渡沟槽模块333，当然，沟槽模块33的结构不限于此。

可选地，第一内模块31的远离中心浇块4的一侧设有外径用于与左安装孔内径一致的第一圆柱凸起313，第二内模块32的的远离中心浇块4的一侧设有外径用于与右安装孔内径一致的第二圆柱凸起322，以便配合形成左安装孔和右安装孔。在该具体实施例中，第一圆柱凸起313自第一内模块31外侧向远离第一内模块31的方向凸起，同理，第二圆柱凸起322自第二内模块32的外侧向远离第二内模块32的方向凸起。

可选地，第一内模块31的前端和第二内模块32的前端均设有敞口模块34，敞口模块34用于形成敞开式开口，且使敞口式开口与安装型腔相连通。敞口模块34呈长方体状凸起，但不限于此，具体可依据敞开式开口的形状确定。

为使金属液快速且均匀冷却，本实用新型还包括若干设于内模块组件3外周的冷铁5，以便加快降低局部温度，有利于提升齿轮箱的铸造质量。在该具体实施例中，冷铁5可以是紫铜，但不限于此。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。