专利名称：制动鼓金属型铸造模具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械铸造技术领域，具体是一种用于各种车型上的前、后制动鼓的金属型铸造模具。
背景技术：
在现有技术中，各种车辆制动鼓的生产均采用传统式砂型铸造模具，其缺点是表面光洁度及尺寸精度差；机械性能低；铸件毛坯重；精加工工时长、费用大、废品率高；翻砂量大，劳动强度大，环境污染严重等。另外，中国专利也公开了一种“汽车制动鼓全金属型模具”，其内型采用金属型，这种金属型用在制动鼓铸造是无法实现的，因为制动鼓在直径方向上的收缩量很大，一般在6mm左右，如果开型早，铁水尚未凝固，若等到能开型时，铁水已包紧内模，无法脱模；另一个缺点是它未能解决铁水过热的技术问题，不能连续大批量生产。此外，中国专利还公开了一种“汽车制动鼓新型铸造模具”，其主要结构是在凸状金属型外表面有一层型砂层，其缺点在于砂层容易被破坏，做一件坏一件，而且在高温时又难以修复，所以也无法实现连续大批量生产。
发明内容
本实用新型解决了上述现有制动鼓铸造模具的种种技术难题，提供了一种模具结构合理，铸件尺寸精度高，光洁度高，模具冷却快，生产效率高的水冷式制动鼓金属型铸造模具。
本实用新型是这样实现的，制动鼓金属型铸造模具，包括有上金属型、下金属型、砂芯和排气孔，其特征是砂芯的内腔中央部位设有直浇道和至少两层横浇道，每层可设置3-4根横浇道，砂芯的上部设有芯腔排气孔，下金属型的底部设有排气孔，两组排气孔构成天地通气的芯腔排气系统，上金属型装在下金属型的端面上，与止口配合，上金属型的上端设有型腔排气孔，循环水冷却系统设在上金属型和下金属型的外壳上。
本实用新型所述的循环水冷却系统的水腔由上、下金属型外壁和水腔外套构成，上金属型水腔外套固定在上金属型法兰上，下金属型水腔外套装在下金属型的下法兰盘上，上、下金属型水腔外套上，分别装有进水管和出水管。该水循环系统可加快金属型模具的冷却速度，彻底解决了铁水过热的问题，不仅延长了金属型模具的使用寿命，而且提高了生产效率，实现了制动鼓的大批量生产。
本实用新型所述直浇道的入口处设有铁水过滤网，其作用在于可将铁水中的杂质过滤，减少夹渣，从而保证了产品质量。
本实用新型下金属型的内底部设有直浇道支承柱，下砂芯时直浇道放在支承柱上，便于砂芯的定位。
本实用新型所述浇注系统的直浇道和横浇道采用耐火材料制成，耐高温，不会被铁水炼结和溶化。制动鼓薄壳砂芯采用高强度呋喃树脂、水洗砂等材料制成，重量轻、耐高温。
本实用新型也可根据使用者的需要不增加水冷却系统，同样可达到目的。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、铸件重量轻，砂型铸造每件重72kg，而金属型铸造每件重56kg，平均每生产一件铸件节约铁水16kg，平均每件增加效益48元；2、尺寸精度及表面光洁度高，精加工时间缩短，精加工费用大幅度降低，其精加工切屑量是砂型铸件的1/5；3、减少或取消了砂处理工序，过去每铸造一吨制动鼓铸件，最少需消耗1.5吨造型砂，采用金属型后，每生产一吨制动鼓铸件仅消耗0.1吨芯砂，这样，平均每个铸件增加经济效益最少7元；4、铸件质量稳定，成品率大幅度提高，砂型铸造成品率最好75-80％，而金属型铸造成品率可达到95-98％，甚至100％。这样，平均每个铸件增加经济效益5元；5、节约耐火材料，作为熔炉用耐火材料可将物料用尽，而砂型铸造是根本不可能的；6、节约场地，减少用地面积，减少了固定资产的投入；7、金属型铸造的产品，比砂型铸造的产品抗拉强度可提高25％；8、由于金属型铸造尺寸精度和表面光洁度较高，产品上了档次，提高了市场竞争力和生存能力；9、大量节省用地面积和造型场地，减少了土地资源的浪费；10、减轻了劳动强度，把操作人员从繁重的劳动中解放出来，使生产文明、卫生、科学；11、减少了环境污染，它的废弃物少，烟尘少，车间干净卫生；12、由于金属型铸造，能大幅度提高铸件机械性能，因此，也减少或避免了交通事故的发生。
图1为制动鼓金属型铸造模具的主剖面视图图2为图1的俯视图图中1、2-型腔排气孔 3-铁水过滤网 4-芯腔排气孔 5-上金属型 6-上金属型进水管 7-循环冷却水道 8-上金属型水腔外套 9-固定螺丝 10-石棉密封垫 11-上金属型出水管 12-制动鼓 13-下金属型进水管 14-下金属型水腔外套 15-下金属型水道密封垫 16-横浇道 17-直浇道 18-直浇道支撑柱19-下金属型排气孔 20-下金属型 21-砂芯 22-循环冷却水道 23-下金属型出水管 24-止口具体实施方式
结合附图对实施例做进一步的描述，本实施例是用来说明本实用新型的，而不是对本实用新型进行任何限制的。
本实施例是以制作汽车制动鼓为例1、砂芯的制做砂芯由两部分组成，第一部分，由高强度耐高温的呋喃树脂制成的薄壳砂芯；第二部分，由精密铸造工艺制做的耐火材料浇注系统。
1-1、制做高强度薄壳砂芯的步骤第一步，放好芯合底座；第二步，放减重块和中间芯合；第三步，放上芯合盖、放预留直浇道棒和预留横浇道棒；第四步，混砂、装砂、摏砂；第五步，打开芯盖，取出砂芯。
1-2、耐火材料浇注系统的制做，用常规的精密铸造方法使用高温耐火材料制做横浇道16和直浇道17；横浇道16分为三层，每层3根。
1-3、将已做好的砂芯和耐火材料制作成的浇注系统横浇道16和直浇道17组合并喷刷涂料即制成完整的砂芯。
2、组装制动鼓金属型铸造模具2-1、用固定螺丝9将上金属型水腔外套8和石棉密封垫10一并固定在上金属型5的法兰上，用固定螺丝9将下金属型水腔外套14和石棉密封垫10一并装在下金属型20的下法兰盘上，构成循环冷却水道7和22，上金属型水腔外套8上装有上金属型进水管6和上金属型出水管11，下金属型水腔外套14上装有下金属型进水管13和下金属型出水管23，使用时，连接有与水池相通的进、出水软管。
2-2、制动鼓金属型铸造模具，采用平地放置法组装第一步，先将下金属型20放置平稳；第二步，将已制做、组装好的砂芯通过芯头配合放置在下金属型20上，直浇道17由直浇道支撑柱18支撑；第三步，将上金属型5通过止口24与下金属型20对合，并将上、下金属型紧固，防止涨箱；第四步，在直浇道17里放置铁水过滤网3，用软管将循环水接通，此时模具即可浇注。
在浇注过程中，铁水的浇注温度要控制在1300-1320℃左右，铁水经过铁水过滤网3从直浇道17，横浇道16进入型腔，横浇道16分为三层，每层3根，先从下层进入，然后再从上层进入，可分散铁水的温度，型腔里的气体通过型腔排气孔1、2排出。砂芯里的气体通过芯腔排气孔4和下金属型排气孔19排出。铁水中的渣子可通过铁水过滤网3过滤净化，砂芯中的砂子通过耐火材料浇注系统，将铁水与砂芯切断，减少冲砂，以净化铁水。铁水过热问题，可通过阶梯式(三层)底注与接力浇注的方法解决，上、下金属型的耐热问题可通过喷刷耐火材料和水循环降温的方法解决。
金属型的开箱时间，应掌握在40秒左右，开箱温度掌握在720-920℃之间。开箱时，应先去掉紧固卡，再去掉上金属型，然后取出铸件，接着清理型腔，喷刷表面涂料，下芯，再将上金属型5放置在下金属型20上。又一次循环组合浇注开始，中间不需要等待金属型冷却，故可连续生产。
权利要求1.制动鼓金属型铸造模具，包括有上金属型、下金属型、砂芯和排气孔，其特征是砂芯(21)的内腔中央部位设有直浇道(17)和至少两层横浇道(16)，砂芯的上部设有芯腔排气孔(4)，下金属型(20)的底部设有下金属型排气孔(19)，上金属型(5)装在下金属型(20)的端面上，与止口(24)配合，上金属型(5)的上端设有型腔排气孔(1)、(2)，循环冷却水道(7)、(22)设在上金属型(5)和下金属型(20)的外壳上。
2.根据权利要求1所述的制动鼓金属型铸造模具，其特征是所述循环冷却水道(7)、(22)的上金属型水腔外套(8)固定在上金属型(5)的法兰上，下金属型水腔外套(14)装在下金属型(20)的下法兰盘上，上金属型水腔外套(8)和下金属型水腔外套(14)上分别装有进水管(6)、(13)和出水管(11)、(23)。
3.根据权利要求1所述的制动鼓金属型铸造模具，其特征是所述直浇道(17)的入口处设有铁水过滤网(3)。
4.根据权利要求1所述的制动鼓金属型铸造模具，其特征是所述下金属型(20)的内底部设有直浇道支承柱(18)。
5.根据权利要求1所述的制动鼓金属型铸造模具，其特征是所述的浇注系统的直浇道(17)和横浇道(16)采用耐火材料制成。
专利摘要本实用新型属于机械铸造技术领域，具体是一种用于各种车型上的前、后制动鼓的金属型铸造模具。制动鼓金属型铸造模具，包括有上金属型、下金属型、砂芯和排气孔，其特征是砂芯的内腔中央部位设有直浇道和至少两层横浇道，每层可设置3－4根横浇道，砂芯的上部设有芯腔排气孔，下金属型的底部设有排气孔，两组排气孔构成天地通气的芯腔排气系统，上金属型装在下金属型的端面上，与止口配合，上金属型的上端设有型腔排气孔，循环水冷却系统设在上金属型和下金属型的外壳上。本实用新型具有模具结构合理，铸件尺寸精度高，光洁度高，模具冷却快，生产效率高等优点。
文档编号B22C9/06GK2723076SQ20042001652
公开日2005年9月7日 申请日期2004年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者关建云 申请人:关建云