一种传动套铁型覆砂的制造装置及方法与流程

本发明属于传动套加工技术领域，更具体地说，涉及一种传动套铁型覆砂的制造装置及方法。

背景技术：

传动套是长度较大的圆筒形薄壁铸件，其结构特点决定了适宜水平造型；为了保证壁厚的均匀性，必须立式浇注；其需求量决定了必须一型多件；但是一型多件造成型腔尺寸较大，增加了型砂消耗；采用砂型铸造生产，存在的问题是：尺寸精度仅达到ct8级，并且表面粗糙度ra值≥25μm，质量不能满足设计要求；型砂消耗高，每件消耗150kg型砂；生产效率低，每班仅能生产40件；质量不稳定，且产品的合格率较低。

铁型覆砂铸造生产技术是上世纪七十年代，我国铸造工作者在国内外铸造同行研究的基础上结合我国国情发展起来的一种特殊的铸造技术方法,是有别于砂型铸造、消失模实型铸造、v法铸造、金属型铸造、失蜡铸造、陶瓷型铸造等铸造方法的一种半精密铸造方法；采用铁型覆砂铸造生产传动套可以解决采用砂型铸造生产存在的尺寸精确和表面粗糙度不能满足设计要求的问题，具有质量稳定、型砂消耗低、生产效率高等优点；但是现有技术中利用铁型覆砂铸造生产传动套结构较为复杂，投资浪费严重、成本偏高，导致一些中小型企业无法适用；因此设计一个结构简单、成本较低的传动套铁型覆膜砂芯的制造装置是非常有意义的。

针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号cn201820139200.9，公开日为2018年10月12日，该专利公开了一种铸造泥芯覆膜砂喷砂装置,包括底板、底板上对称所设的两个支撑板i、支撑板i的一侧所匹配安装的液压缸i、支撑板i另一侧所匹配安装的固定板i、固定板i端面上对称所设的四个导杆i、导杆i上所套配的安装板i和安装板i上所匹配安装的泥芯模；所述加强芯的芯棒上设有主喷孔与侧喷孔，且主喷孔的孔口与进料管的管口相匹配连通，这使得喷砂造芯的过程中，覆膜砂从进料管进入到主喷孔内，再从主喷孔内向芯棒壁体上行的各个侧喷孔外喷砂，使喷砂的出口增多，喷砂可达到的部位变广，并且使覆膜砂可以更快的充满整个泥芯型腔；加强芯的整体结构使得喷砂完成后，加强芯会存留在泥芯内，增加泥芯的整体强度。该专利的不足之处在于：生产效率较低，泥芯的表面光洁度低，加工时间较长。

又如中国专利申请号cn201811637320.2，公开日为2019年3月29日，该专利公开了一种传动套覆膜砂泥芯的制造装置及方法，包括四方向开合射芯机和芯盒模具，芯盒模具放置在四方向开合射芯机中，芯盒模具与四方向开合射芯机相互配合；所述四方向开合射芯机包括砂斗、射砂筒、底座、定模工作台、动模机构和左右开合机构，所述射砂筒安装在砂斗的下方；水平操作台一侧垂直向下设置为定模操作面，定模操作面内设置定模工作台，所述定模操作面垂直连接底座的侧面；所述动模机构与定模工作台成水平对立面设置，动模机构能够在底座上滑动；本发明利用四方向开合射芯机与芯盒模具的四个面相互配合，能够实现准确定位，使覆膜砂泥芯尺寸精确、表面光洁度高，同时该方法生产的覆膜砂泥芯速度较快，提高了生产效率。该专利的不足之处在于：芯盒模具结构复杂，增加投入成本。

技术实现要素：

1、要解决的问题

针对现有技术中传动套制造的装置结构复杂、制造效率和尺寸精度低的问题，本发明提供一种传动套铁型覆砂的制造装置及方法。使得传动套的制造效率得到大幅度提高，且制造的传动套尺寸精度和表面光洁度较高，质量稳定；降低了型砂的消耗，为企业节约了生产成本。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种传动套铁型覆砂的制造装置，包括造型射芯机和造型模具，造型模具设置在造型射芯机内，造型射芯机上设置有传送辊道，铁型通过传送辊道运输至造型射芯机上与造型模具连接；所述造型模具包括底座，设置在底座上的传动套本体，传动套本体中远离芯头的一端设置有冒口，冒口与浇口杯通过浇注系统连接。

更进一步的，所述的传动套本体为两个，两个传动套本体呈对称设置在底座上。

更进一步的，所述底座上设置有加热孔和测温孔。

更进一步的，两个传动套之间设置有若干个定位销，铁型通过定位销与造型模具连接。

更进一步的，所述的造型射芯机包括砂斗，砂斗的下方设置有射砂筒，射砂筒分别与前后驱动机构和上下驱动机构连接，射砂筒的下方依次设置有传送辊道和工作台，传送辊道上设置有两个锁模挡板，两个锁模挡板的位置分别与工作台两端的位置对应，工作台上设置有造型模具，工作台底部设置有驱动工作台上下移动的动力机构。

更进一步的，所述前后驱动机构和上下驱动机构均为移动气缸，移动气缸与气缸系统连接，所述动力机构为液压油缸，液压油缸与油缸系统连接。

更进一步的，所述铁型内设置有射砂孔和与造型模具中定位销尺寸匹配的定位孔，铁型两侧均设置有吊耳。

更进一步的，所述射砂孔内壁周向设置有密封条。

一种利用上述任一项所述的一种传动套铁型覆砂的制造装置制备传动套铁型覆砂的方法，包括如下步骤：

步骤a：将造型模具放置在造型射芯机的工作台上，设定造型射芯机的温度、射砂时间和热硬化时间，加热造型射芯机，同时铁型通过传送辊道移动至与工作台对应的位置；

步骤b：带造型射芯机加热至设定的温度，工作台和造型模具一起由液压油缸驱动向上移动，使得铁型与造型模具紧密配合连接，铁型、造型模具及工作台继续一起向上移动，离开传送辊道至锁模挡板位置时停止完成锁模操作；接着由射砂筒下压向铁型射砂，然后抬起复位；

步骤c：180秒后，工作台、造型模具和铁型一起由液压油缸驱动向下移动，到达传送辊道时，铁型停留在传送辊道上，工作台和造型模具继续向下移动回到初始位置，完成起模操作，此时铁型覆砂操作完成，将铁型覆砂移动至合箱工位；

步骤d：选用两个铁型覆砂，一个为上铁型，一个为下铁型，将砂芯放置在下铁型型腔内，将上铁型与下铁型通过箱卡锁紧，将组装好的上铁型和下铁型竖立，使得浇口杯向上，进行浇注；

步骤e：浇注完成后冷却，松开箱卡，松开箱卡后再进行冷却，最后进行起吊，将成型的传动套铸件起吊至清理工位；

步骤f：传动套铸件自然冷却至室温后开始抛丸清理，清理后去除浇口杯和冒口；最终对传动套铸件进行打磨，得到所需的传动套铸件。

更进一步的，所述步骤d中浇注的钢水成分包括如下质量百分比的各组分：c0.35～0.45％，si0.20～0.40％，mn0.50～0.80％，cr0.80～1.10％，p≤0.030％，s≤0.030％；浇注温度1560～1580℃，浇注时间22～25秒。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过造型模具安装在造型射芯机上，由铁型与造型模具紧密贴合，造型射芯机向铁型内射砂完成铁型覆砂，整个过程操作简便；铁型通过传送辊道进行输送，减少人力的参与程度，并且减缓铁型的磨损；造型模具中传动套本体中远离芯头的一端设置冒口，冒口与浇口杯通过浇注系统连接，使得铁型在进行射砂操作时能够形成与造型模具相一致的形状，最后再完成浇注形成传动套铸件，造型模具结构简单，易于制作；整个制造装置生产效率高、最终形成的传动套铸件尺寸精度与表面光洁度较高，降低型砂消耗量，成本较低；

(2)本发明造型模具的传动套本体为两个，且呈对称设置在底座上，整个造型模具呈对称结构，使得造型模具可以一型两件，即一个造型模具可以制作两个传动套本体，大大减少了制造时间，使得生产效率大幅度提高；

(3)本发明在造型模具的底座上设置有加热孔与测温孔，该加热孔和测温孔分别与造型射芯机中的加热组件和温度控制组件配合使用，使得能够设定加热速度，也能实现准确控温，在工作过程中能够实时监控，使得铁型覆砂操作更为精准且生产效率高；

(4)本发明在造型模具的底座上设置有若干个定位销，定位销能够实现准确定位，使得铁型与造型模具连接准确且精密，同时在射砂过程中保证了铁型与造型模具的连接关系稳固，不会发生相对松动；

(5)本发明造型射芯机中的射砂筒由前后驱动机构和上下驱动机构进行驱动，实现射砂筒的前后上下方向的移动，在进行射砂操作时能够实时调整射砂筒的位置，使得整个过程易于调节，射砂过程准确，有效避免了型砂的浪费，使得型砂能够精准的射入到铁型中；且采用的前后驱动机构与上下驱动机构均为气缸，气缸输出力大，能够支撑射砂筒的移动行程，且适用性强，使用寿命较高；

(6)本发明在铁型中设置有射砂孔，射砂孔的设计使得射砂筒中的型砂能够匀速的进入到铁型中，避免一次喷砂过多造成浪费型砂的现象，且射砂孔内壁周向设置有密封条，防尘密封；有效节约型砂；且在铁型两侧设置有吊耳，方便铁型后期输送至合箱工位，利用吊耳进行运输，有效节约时间，提高工作效率；

(7)本发明所述的传动套铁型覆砂制造方法解决了采用普通砂型铸造生产存在的尺寸精确差、表面光洁度低和产品合格率低等问题，本发明所述的方法型砂消耗低，每件仅消耗型砂20kg；且生产效率高，每班可生产120件；产品尺寸精度可达到ct5～6级；表面光洁度高，表面粗糙度ra值可达到6.3～12.5μm；质量稳定，产品合格率99％。

附图说明

图1为本发明中造型射芯机的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明中造型模具的结构示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为本发明中铁型的结构示意图。

图中：1、砂斗；2、上下驱动机构；3、前后驱动机构；4、射砂筒；5、工作台；6、主液压油缸；7、加热组件；8、温度控制组件；9、传送辊道；10、锁模挡板；11、底座；12、传动套本体；13、浇口杯；14、浇注系统；15、冒口；16、芯头；17、定位销；18、加热孔；19、测温孔；20、定位孔；21、射砂孔；22，吊耳。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图3和图4所示，一种传动套铁型覆砂的制造装置，包括造型射芯机和造型模具，造型模具设置在造型射芯机内，造型射芯机上设置有传送辊道9，铁型通过传送辊道9运输至造型射芯机上与造型模具连接，造型射芯机向铁型中进行射砂操作；所述造型模具包括底座11，设置在底座11上的传动套本体12，传动套本体12中远离芯头16的一端设置有冒口15，冒口15与浇口杯13通过浇注系统14连接，由于铁型覆砂铸造具有金属型铸造的特点，铁型具有明显的冷激作用，因此造型模具中的冒口15尺寸比砂型铸造的冒口尺寸减小，因此节约铁型的金属消耗，为企业节约成本；铁型与造型模具连接，在造型射芯机向铁型中进行射砂，铁型中覆盖的型砂与造型模具的形状一致，即形成传动套铸件的形状最终再进行浇注形成传动套铸件；如图5所示，更具体的，所述铁型内设置有射砂孔21和与造型模具中定位销17尺寸匹配的定位孔20，射砂孔21的设计使得射砂筒4中的型砂能够匀速的进入到铁型中，避免一次喷砂过多造成浪费型砂的现象，且射砂孔21内壁周向设置有密封条，一方面避免在射砂过程中型砂的撒漏造成浪费现象；另一方面阻止空气中的灰尘颗粒或其它干扰物进入到铁型中影响后期产品质量；有效节约型砂；定位孔20与定位销17配合使用，能够实现铁型与造型模具的精确定位，进而连接关系准确且精密，同时在射砂过程中保证了铁型与造型模具的连接关系稳固，不会发生相对松动；铁型两侧均设置有吊耳22，方便铁型后期输送至合箱工位，利用吊耳22进行运输，有效节约时间，提高工作效率。

本发明通过将造型模具安装在造型射芯机上，由铁型与造型模具紧密贴合，造型射芯机向铁型内射砂完成铁型覆砂，整个过程操作简便；铁型通过传送辊道9进行输送，减少人力的参与程度，并且减缓铁型的磨损；造型模具中传动套本体12中远离芯头16的一端设置冒口15，冒口15与浇口杯13通过浇注系统14连接，使得铁型中的型砂能够形成与造型模具相一致的形状，完成覆砂后的铁型中的浇口杯13中灌入浇注料，通过浇注系统14进行对传动套本体12的浇注，具体的，所述浇注系统14由管道连接组成，管道的初始端与浇口杯13连接，管道的末端与传动套本体12连接；使得浇注过程较为匀速且稳定，最终形成的传动套铸件尺寸精度与表面光洁度较高；且造型模具结构简单，易于制作，产品精度较高；整个制造装置降低型砂消耗量，生产效率高且成本较低。

实施例2

基本同实施例1，优选的，所述的传动套本体12为两个，两个传动套本体12呈对称设置在底座11上，具体的，造型模具尺寸规格长×宽为1100mm×900mm，按照“一型两件”的参数构造将造型模具设置呈对称结构，所述的“一型两件”即是指一个造型模具制造两个传动套铸件；同理的，所述铁型的尺寸规格长×宽为1050mm×860mm，按照“一型两件”的参数构造设计成对称结构；铁型与造型模具均为“一型两件”的构造，使得在一次工作过程中完成对两个传动套铸件的制造，大大减少了传动套的制造时间，使得传动套的生产效率大幅度提高；在本实施例中，两个传动套本体12之间设置有两个定位销17，在铁型中设置有与定位销17尺寸匹配的定位孔20，定位孔20与定位销17配合使用，能够实现铁型与造型模具的精确定位，其他数量的定位销17和定位孔20均可使用在本发明中。

实施例3

基本同实施例1，优选的，如图1和图2所示，所述的造型射芯机包括砂斗1，砂斗1的下方设置有射砂筒4，射砂筒4分别与前后驱动机构3和上下驱动机构2连接，实现射砂筒4的前后上下方向的移动，在进行射砂操作时能够实时调整射砂筒4的位置，使得整个过程易于调节，射砂过程准确，有效避免了型砂的浪费，使得型砂能够精准的射入到铁型中；优选的，所述前后驱动机构3和上下驱动机构2均为移动气缸，移动气缸与气缸系统连接，移动气缸输出力大，能够支撑射砂筒4的移动行程，且适用性强，在较为恶劣的环境下能够稳定的工作，并且使用寿命较高；其它能够实现射砂筒4前后和上下移动的驱动机构均可使用在本发明中；射砂筒4的下方依次设置有传送辊道9和工作台5，传送辊道9上设置有两个锁模挡板10，两个锁模挡板10的位置分别与工作台5两端的位置对应，锁模挡板10与传送辊道9之间为活动连接；具体的，锁模挡板10一端与传送辊道9的一侧活动连接，锁模挡板10的另一端自由延伸，且可绕着与传送辊道9一侧活动连接的一端作旋转运动，当需要进行锁模操作时，将锁模挡板10自由活动的一端放置在传送辊道9的另一侧，使得锁模挡板10两端分别置于传送辊道9的两侧，完成对铁型和造型模具的固定，提高在射砂过程中的稳定性能；当射砂过程结束后，将锁模挡板10自由活动的一端从传送辊道9的另一侧脱离；锁模挡板10一端可以旋转，自由活动；这样的设计既不影响铁型在传送辊道9上的运输，又能够完成在射砂过程中对铁型与造型模具的固定作用，设计合理；

工作台5上设置有加热组件7和温度控制组件8，优选的，造型模具中的底座11上设置有加热孔18和测温孔19，该加热孔18和测温孔19分别与工作台5上的加热组件7和温度控制组件8配合使用，使得能够设定加热速度，也能实现准确控温，在工作过程中能够实时监控，使得铁型覆砂操作更为精准且生产效率高；在本实施例中，加热组件7为加热管，结构简单，热效率高，且对恶劣环境有这良好的适应性；温度控制组件8为测温热电偶，测温范围宽，对温度变化反响灵活，丈量精度高；其他能够实现加热与温度控制的组件均可使用在本发明中；工作台5底部设置有驱动工作台5上下移动的动力机构，优选的，所述动力机构为液压油缸，液压油缸与油缸系统连接；液压油缸的工作可靠，运动平稳；所述液压油缸由1个主液压油缸6和4个副液压油缸组成，4个副液压油缸呈矩形排列，使得整体输出动力增加且输出动力均匀分布；主液压油缸6位于矩形的中心位置，5个液压油缸均设置在工作台5的底部，由于工作台5上有造型模具和铁型，所承受的重量较大，单个液压油缸会出现支撑动力不足的情况从而影响工作的进行；所以本发明采用主液压油缸6与副液压油缸进行组合的方式，所能提供的动力较大，足以支撑工作台5的上下运动，使得工作顺利进行。其它能够支撑工作台5上下移动的动力机构均可使用在本发明中。

实施例4

一种利用上述实施例1-3任一项实施例所述的一种传动套铁型覆砂的制造装置制备动套铁型覆砂的方法，包括如下步骤：

步骤a：将造型模具放置在造型射芯机的工作台5上，将工作台5上的加热组件7安装在造型模具中的加热孔18内，将工作台5上的温度控制组件8安装在造型模具中的测温孔19内，设定造型射芯机的温度为260℃，射砂时间为8秒，热硬化时间为180秒，开启造型射芯机中的加热组件7开始进行加热，同时铁型通过传送辊道9移动至与工作台5对应的位置；

步骤b：等到造型射芯机加热至260℃时，开启射砂电源按钮，工作台5和造型模具一起由液压油缸驱动向上移动，使得铁型与造型模具紧密配合连接，铁型、造型模具及工作台5继续一起向上移动，离开传送辊道9至锁模挡板10位置时停止，同时两个锁模挡板10完成锁模操作；接着射砂筒4经过前后驱动机构3驱动移动至与工作台5对应的位置，然后再经过上下驱动机构2向下压，开始通过射砂孔21向铁型射砂8秒钟，然后抬起复位；

步骤c：180秒后，覆膜砂完全硬化，松开锁模挡板10，工作台5、造型模具和铁型一起由液压油缸驱动向下移动，到达传送辊道9时，铁型停留在传送辊道9上，工作台5和造型模具继续向下移动回到初始位置，与铁型分开，完成起模操作，此时铁型覆砂操作完成，将铁型覆砂移动至合箱工位；

步骤d：选用两个铁型覆砂，一个为上铁型，一个为下铁型，分别检查上、下铁型内表面覆砂质量，然后将砂芯放置在下铁型型腔内，吹净上、下铁型型腔，将上铁型与下铁型通过箱卡锁紧，将组装好的上铁型和下铁型竖立，使得浇口杯13向上，进行浇注；优选的，浇注的钢水采用1吨中频感应电炉熔炼，且浇注的钢水成分包括如下质量百分比的各组分：c0.35～0.45％，si0.20～0.40％，mn0.50～0.80％，cr0.80～1.10％，p≤0.030％，s≤0.030％；浇注温度1560～1580℃，浇注时间22～25秒；这样的效果使得浇注效果较好，最终形成的传动套铸件表面光洁度较高，且质量稳定；

步骤e：浇注完成后冷却10分钟，松开箱卡，1个小时后，先进行起吊上铁型，然后将成型的传动套铸件起吊至清理工位；

步骤f：传动套铸件自然冷却至室温后开始抛丸清理，清理后采用氧气—乙炔焰切割浇口杯13和冒口15；切割效率快且切割效果准确，不会损坏到传动套铸件；最终对传动套铸件进行打磨，得到所需的传动套铸件。

本发明所述的传动套铁型覆砂制造方法解决了采用普通砂型铸造生产存在的尺寸精确差、表面光洁度低和产品合格率低等问题，本发明所述的方法型砂消耗低，每件仅消耗型砂20kg；且生产效率高，每班可生产120件；产品尺寸精度可达到ct5～6级；表面光洁度高，表面粗糙度ra值可达到6.3～12.5μm；质量稳定，产品合格率99％；而采用普通的砂型铸造生产传动套时，尺寸精度仅达到ct8级，并且表面粗糙度ra值≥25μm，质量不能满足设计要求；型砂消耗高，每件消耗150kg型砂；生产效率低，每班仅能生产40件；质量不稳定，产品合格率75％；由此可见，本发明生产传动套的方法使得产品精度和产品表面光洁度大幅度提高，生产效率高，且整体成本较低，适合中小型企业的生产，具有较高的推广和使用意义。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。