专利名称：一种通用于铁型覆砂铸造生产的组合铁型的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械铸件生产过程采用的铁型履砂生产工艺时使用的配套工装模具。
背景技术：
铁型覆砂铸造是在金属型(称为铁型)内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种铸造工艺，本发明技术主要用于铁型履砂生产过程中对铁型的设计制造及使用过程。在使用铁型覆砂生产工艺的新产品开发过程中，其制造工艺的实质是利用可以反复使用的铁型代替砂型。每一个新产品的开发不仅需要和常规的铸件生产一样要开发铸造模具，而且，还要制作专用的铁型。无论是组线还是单机造型地面铺浇的生产模式，都必需考虑生产节拍的问题，一般情况下，组线生产必须要配足I套模具和30套以上铁型，确保连续生产。而单机·造型配地面铺浇的生产模式则必须要考虑到造型好的铸型要够每一炉铁水总量。所以，无论是何种生产方式，铁型覆砂生产工艺所必须要配的模具及铁型费用较之常规铸造生产方式要高2到5倍。因此一般的铁型仅仅适宜于大批量生产(月供货量在3000件以上的产品)，这就极大地限制了这一先进生产工艺的适用范围。国内公开了一些铁型或此配套工装模具类似技术，如I名称铁型覆砂铸造汽缸体的生产方法，申请(专利)号CN201110304692. 5的专利文献公开了一种铁型覆砂铸造汽缸体的生产方法，铁型的内腔按汽缸体的形状随型制出，随型覆砂层厚度为10mm-30mm，采用封闭式浇口 ；上半模的最高处射孔、芯头部位均装有气孔针，在铁型的分型面上有排气槽；外模的上下模底板中间都分别设有加热装置，温度达到要求后射砂；做好砂芯后装芯、合箱、浇注、开箱。名称一种柴油机灰口铸铁飞轮壳铁型覆砂铸造工艺，申请(专利)号CN201210255964. I公开了一种柴油机灰口铸铁飞轮壳铁型覆砂铸造工艺，采用上、下铁型覆砂工艺进行铸造，包括铁型和模具制作、上下铸型造型等步骤，依据飞轮壳铸件尺寸制作上、下模具，按上、下模具尺寸留有覆砂腔对应制作上、下铁型，在上铁型上设置浇铸系统，然后将上铁型与上模具、下铁型与下模具在覆砂机上分别合型预热；预热后，分开铁型和模具，在上、下模具外壁喷洒脱模剂，再合型......覆膜砂在上、下铁型上固化成型。名称一种直立式底浇铸系统，专利号CN201010277607. 6的专利文献公开了一种直立式底浇铸系统，包括底座，围绕底座的周边固定安装有侧板，底座与侧板一起围成套箱，底座内设有数条横向浇铸通道，竖直浇铸通道的底部设有过滤网，数条横向浇铸通道分别相连通；底座设有数个内浇铸道，并与数个横向浇铸通道分别联通。名称一种浇铸超大断面钢坯的方法及装置，专利号CN201010299073. 7的专利文献公开了一种浇铸超大断面钢坯的方法及装置，其装置包括钢水包、中间罐、结晶器，其特征是钢水包的下端固定有钢包注流保护套，钢管注流保护套管的出口端置有中间罐，中间罐的下部固定有结晶器浸入式水口，结晶器浸入式水口延伸至结晶器内，结晶器的下端置有铸坯诱导装置，铸坯牵引装置置于铸坯诱导装置内部，结晶器上方还置有母材送进导向系统。上述传统的整体式铁型如下缺陷1、制造周期长；2、制造费用高；3、不适用于中小铸件生产。因此在铁型履砂生产工艺急需补充一种制造周期短，制造费用低，通用于各种型号铸件以及能快速、准确生产的铁型，以满足现代铸造业的需要，普及铁型覆砂技术在中小批量铸件制造领域的应用。
发明内容
本发明提供了一种通用于铁型覆砂铸造生产的组合铁型，解决了铁型覆砂生产工艺中，铁型制造周期长，制造费用过高，不适合中小批量铸件生产的工艺难题。
本发明的技术方案是铁型主体为组合型,所述组合铁型由I个主铁型和2个附加铁型构成，主铁型上开有刚好可以放置附加铁型的空腔，主铁型上开有连通到空腔的浇注系统覆砂让位，所述浇注系统覆砂让位与附加铁型的铁型型腔对接连通，附加铁型圆柱表面设有与主铁型空腔内壁导向凸台相匹配的导向槽；射砂衬套安装位一和射砂衬套安装位二贯穿附加铁型与主铁型，在主铁型上设有与附加铁型背部的射砂连接凹槽匹配连接的射砂连接凸台一和射砂连接凸台二，主铁型与附加铁型通过紧固件固定。所述紧固件通过在主铁型和附加铁型分别设有连通的连接螺钉过钉孔，连接螺钉孔让位，方头连接螺钉穿过连接螺钉过钉孔与连接螺母连接扭紧固定主铁型与附加铁型。所述附加铁型为圆柱状，设置在主铁型内并与主铁型的空腔相匹配。附加铁型上的连接螺钉孔让位四个孔分布在附加铁型的铁型型腔上，四孔孔心连线呈长方形。附加铁型的导向槽与主铁型空腔内壁导向凸台呈正方形分布。附加铁型的配合射砂衬套安装位二呈正方形分布，而射砂衬套安装位一呈三角形分布。组合铁型的螺钉，附加铁型，主铁型及连接螺母都是可拆卸的模块。本发明把构成型腔形状特征的部分铁型从传统的铁型分离出来，设计成一个由附加铁型、主铁型及螺钉螺母组成的新型的铁型，节省了材料的耗费，缩短了企业研发生产的周期，具有很大的市场潜力。
图I是本发明组合铁型的正面爆炸图；图2是本发明组合铁型的背面爆炸图；图3是附加铁型正面立体图；图4是附加铁型背面立体图；图5是主铁型正面立体图；图6是主铁型背面立体图；图7是传统整体铁型结构不意图。附图中的名称和标号分别是1_方头连接螺钉，2-附加铁型，3-主铁型，4-螺母，5-射砂衬套安装位一，6-导向槽，7-连接螺钉孔让位，8-铁型型腔，9-射砂衬套安装位二，10-跑边，11-射砂连接凸台一，12-定位边，13-安装让位孔，14-连接螺钉过钉孔，15-射砂连接凸台二，16-吊耳，17-浇注系统覆砂让位，18-导向凸台，19-射砂孔，20-型腔，21-定位销。
具体实施例方式
下面根据附图并结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。如图7所示，传统的整体铁型包括吊耳16、跑边10、射砂孔19、型腔20和定位销21，铁型一次成型不能拆分，因此对于每一类新产品开发，均要开发全部的配套铁型。如图1、2、3、4、5、6所示，本发明通用于铁型覆砂铸造生产的组合铁型在铸造铁型履砂产品的开发过程中，按模块化的设计原则，将铁型与设备的结口部份设计成为一个通用模块，即主铁型部份。这一部份通用于所有要在本生产线生产的产品。将需要针对不同产品特征部份设计成一个专用模块，即附加铁型部份。在附加铁型2与主铁型3之间，设计出一个标准接口。使附加铁型与主铁型之间能够实现吻合。本发明技术采用模块化设计技术，对铁型覆砂铸造生产过程中所用到的铁型进行如下设计，方头连接螺钉1，其远离螺母4端是正四面体的头，其作用是与附加铁型2上的四 方口吻合，防止其轮转，其长度刚好等于附加铁型与主铁型组装后的厚度。附加铁型2创新点在于把铁型原来的型腔部分分离出来，利用导向槽配合导向凸台，射砂连接凸台配合附加铁型凹位，另再加以螺钉螺母紧固这几个个技术使附加铁型嵌于主铁型3的空腔里，这样就实现了常规铁型的所有功能。主铁型3是组合铁型的主体部分，其上有两个刚好容纳附加铁，2并且和附加铁型完全吻合的空腔，连接螺母4收紧方头连接螺钉，紧固着组合铁型。主铁型由吊耳16、射砂连接凸台一 11、射砂连接凸台二 15、连接螺钉过钉孔14、安装让位孔13、定位边12、导向凸台18、跑边10、浇注系统覆砂让位17等组成。其中吊耳、铁型主体、跑边、浇注系统覆砂让位四个主要特征，与常规铁型没有区别，此设计是为了让铁型与设备接口能够准确的链接，是铁型的通用部份。主铁型的射砂连接凸台一 11、射砂连接凸台二 15分别配合附加铁型的对应射砂连接凹槽，定位边12配合附加铁型的圆柱侧面，导向凸台18匹配导向槽6，实现对附加铁型的定位。本发明提供了一种通用于铁型覆砂铸造生产的组合铁型，在覆砂过程中，覆砂造型从主铁型背面的射砂连接凸台一 11、射砂连接凸台二 15向铁型型腔8射入流动性较好的型砂，再经固化，起模后即形成铁型覆砂的铸型(即覆砂铁型)。整个造型过程是在专用的覆砂造型机或由射芯机改装的覆砂造型机上完成的。铁型型腔与底部型板合成空腔，注入铁水冷却形成铸件。再以生产柴油机飞轮40-1型铁型为例，重约900公斤，成本需要10000元左右。使用了本发明技术后，主铁型已成为通用件，开发每一类新产品时，只要制造附加铁型即可，附加铁型重约120公斤，成本约2000元左右。加快了新品开发速度使用本发明技术前，每开发一类新型号的产品，由于铁型制造周期长，需20天左右。使用本发明技术后，由于仅需制造附加铁型，需12天左右。这既节省研发开支又节约了工厂生产宝贵的时间。具体对比分析表如下
权利要求
1.一种通用于铁型覆砂铸造生产的组合铁型，其特征在于所述组合铁型由I个主铁型(3)和2个附加铁型⑵构成，主铁型(3)上开有刚好可以放置附加铁型(2)的空腔，主铁型(3)上开有连通到空腔的浇注系统覆砂让位(17)，所述浇注系统覆砂让位(17)与附加铁型的铁型型腔(8)对接连通，附加铁型(2)圆柱表面设有与主铁型(3)空腔内壁导向凸台(18)相匹配的导向槽(6);射砂衬套安装位一(5)和射砂衬套安装位二(9)贯穿附加铁型(2)与主铁型(3)，在主铁型(3)上设有与附加铁型(2)背部的射砂连接凹槽匹配连接的射砂连接凸台一(11)和射砂连接凸台二(15)，主铁型与附加铁型通过紧固件固定。
2.根据权利要求I所述的组合铁型，其特征在于所述紧固件通过在主铁型(3)和附加铁型⑵分别设有连通的连接螺钉过钉孔(14)，连接螺钉孔让位(7)，方头连接螺钉(I)穿过连接螺钉过钉孔与连接螺母(4)连接扭紧固定主铁型(3)与附加铁型(2)。
3.根据权利要求I所述的组合铁型，其特征在于所述附加铁型(2)为圆柱状，设置在主铁型(3)内并与主铁型(3)的空腔相匹配。·
4.根据权利要求I所述的组合铁型，其特征在于附加铁型⑵上的连接螺钉孔让位(7)四个孔分布在附加铁型的铁型型腔(8)上，四孔孔心连线呈长方形。
5.根据权利要求I所述的组合铁型，其特征在于附加铁型(2)的导向槽￠)与主铁型(3)空腔内壁导向凸台(18)呈正方形分布。
6.根据权利要求I所述的组合铁型，其特征在于附加铁型(2)的配合射砂衬套安装位(9)呈正方形分布，而射砂衬套安装位(5)呈三角形分布。
7.根据权利要求1-6任一所述的组合铁型，其特征在于组合铁型的螺钉⑴，附加铁型(2)，主铁型(3)及连接螺母⑷都是可拆卸的模块。
全文摘要
本发明公开了一种通用于铁型覆砂铸造生产的组合铁型，所述组合铁型由1个主铁型和2个附加铁型构成，主铁型上开有刚好可以放置附加铁型的空腔，主铁型上开有连通到空腔的浇注系统覆砂让位，所述浇注系统覆砂让位与附加铁型的铁型型腔对接连通，附加铁型圆柱表面设有与主铁型空腔内壁导向凸台相匹配的导向槽射砂衬套安装位一和射砂衬套安装位二贯穿附加铁型与主铁型，在主铁型上设有与附加铁型背部的射砂连接凹槽匹配连接的射砂连接凸台一和射砂连接凸台二，主铁型与附加铁型通过紧固件固定，解决了传统铁型覆砂生产工艺中，铁型制造周期长，制造费用过高，不适合中小批量铸件生产的工艺难题。
文档编号B22C9/06GK102886495SQ20121042080
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者胡兵 申请人:胡兵