轮边减速器机架的铸造方法与流程

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种轮边减速器机架的铸造方法。

背景技术：

轮边减速器广泛应用在汽车、自卸车领域。其中，由于矿用自卸车自身质量大，加之矿区路况复杂，其轮边减速机构常处在高温，高脉动载荷及润滑较差的工作环境，因此轮边机构是矿用自卸车的主要易损件之一。为了提高矿用自卸车轮边减速器的使用寿命，需要提高轮边减速器的质量和性能。

轮边减速器机架是轮边减速器的主要受损部件，但由于机架的体积较大，其高度高达将近2米，对其成型造型带来诸多不便，成型难度大，成品合格率低。

现有轮边减速器机架采用树脂砂模型及位于脂砂模型一侧的补缩冒口和浇铸系统进行浇铸成型，生产的浇铸件具有如下缺点：1、在钢水浇铸过程中，因钢水高温的作用，树脂砂自身中的有机成分会受热产生气体，这部分气体往往不能有效排除而侵入到浇铸件内，产生缺陷；2、补缩冒口和浇铸系统结构和位置的设计，使得钢水不能有效充盈到模型型腔内，尤其是位于浇铸系统的上部的位置，导致成型件存在气孔多、铸件整体致密度不均匀，结构疏松，从而使得成品的整体结构强度，耐磨性能差等缺点，不能满足使用要求。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种轮边减速器机架的铸造方法，能够有效解决现有铸造工艺存在的缺点，提高机架的成品率和成品性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轮边减速器机架的铸造方法，包括如下步骤：

（1）模型造型：根据轮边减速器机架的结构特征，以树脂砂为原料制备模型，并在所述模型内开设排气孔；

（2）设置浇铸系统和冒口系统：所述浇铸系统采用多层阶梯式浇道插入到步骤（1）中制备的模型内，所述冒口设置在所述模型的顶部；

（3）钢水除杂并浇铸，固化脱模，得到所述轮边减速器机架。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述模型包括外形和泥芯，所述外形和泥芯上设置有所述排气孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述排气孔沿所述泥芯的轴向方向布置。

在本发明一个较佳实施例中，所述浇铸系统为三层阶梯式浇道结构，包括直浇道、底部横浇道、中部横浇道和顶部横浇道；其中，所述直浇道以主浇口向上的方向竖直设置，所述直浇道的底部与所述底部横浇道垂直连接；所述中部横浇道和顶部横浇道分别与所述直浇道连通。

在本发明一个较佳实施例中，所述底部横浇道和中部横浇道沿切线的方向伸入到所述模型内，所述顶部横浇道位于所述模型上部，并与所述冒口连通。

在本发明一个较佳实施例中，所述顶部横浇道到所述冒口底部的距离为200～250mm。

在本发明一个较佳实施例中，所述冒口的数量为3个以上，所述顶部横浇道与其中一个所述冒口连通，冒口与冒口之间再联通，形成闭合回路。

在本发明一个较佳实施例中，所述底部横浇道和中部横浇道通过2个以上的浇口伸入到所述模型内。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述钢水除杂的方法为：将钢水在浇铸包内吹3~5min的氩气，去除钢水内的气体和杂质。

在本发明一个较佳实施例中，所述模型的底部还安装有外冷铁。

本发明的有益效果是：本发明一种轮边减速器机架的浇铸方法，通过排气孔及浇铸系统的设计，一方面能够及时排出树脂砂受热分解产生的气体，另一方面能够有效缩短浇铸时间，减小从底部到顶部的浇铸时间差，使得整个铸件内部不同高度位置处的结构更加均匀，提高铸件整体结构的均匀性；本发明极大地减少甚至消除铸件在成型过程中的缺点，使铸件的致密度大幅度提高。

附图说明

图1是本发明一种轮边减速器机架的铸造方法的浇铸系统的立体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的仰视图；

附图中各部件的标记如下：1.直浇道，2.底部横浇道，3.中部横浇道，4.顶部横浇道，5.l形连接浇道，6.s形连接浇道，7.冒口，8.外冷铁，11.主浇口，9.轮边减速器机架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1-3，本发明实施例包括：

实施例1

本发明揭示了一种轮边减速器机架的铸造方法，具体方法如下：

（1）制备树脂砂模型：以树脂砂为原料，根据轮边减速器机架的结构特征，制备树脂砂模型，所述模型包括外形和泥芯，泥芯内置在外形内，在两者之间形成铸件成型的模型型腔；

在成型后的模型的外形和泥芯上沿轴向方向分别开设上下连通的排气孔，通过排气孔的设计，当钢水浇注到模型型腔内，钢水的高温使得树脂砂受热分解产生的气体沿轴向分布的排气孔及时排出，防止这些气体渗入到尚未固化的钢水铸件内产生气孔缺陷，从而提高铸件的质量；

（2）设置浇铸系统和冒口系统：所述浇铸系统采用多层阶梯式浇道插入到模型内，所述冒口7有3个，对称设置在所述模型的顶部；

具体地，所述浇铸系统为三层阶梯式浇道结构，具体包括直浇道1、底部横浇道2、中部横浇道3和顶部横浇道4；其中，所述直浇道1以主浇口11向上的方向竖直设置，所述直浇道1的底部与所述底部横浇道2垂直连接；所述底部横浇道2、中部横浇道3和顶部横浇道4均水平设置，所述中部横浇道3通过l形连接浇道5与所述直浇道1连通，所述顶部横浇道4通过s形连接浇道6与所述直浇道1连通。

具体地，所述底部横浇道2带有3个间隔分布的浇口，每个浇口沿切线的方向伸入到所述模型型腔内，从模型底部将钢水浇注到所述外形和泥芯之间。

所述中部横浇道3带有3个间隔部分的浇口，每个浇口沿切线的方向伸入到所述模型型腔内，从模型中部将钢水浇注到所述外形和泥芯之间。

所述顶部横浇道4位于所述模型的上部，横浇道与3个所述冒口7其中一个连通，冒口与冒口之间再联通，形成闭合回路。将钢水从模型的顶部向下浇注到外形和泥芯之间。所述顶部横浇道4插入到冒口7的位置到所述冒口7底部的距离为200mm。

通过具有三层阶梯式浇道的浇铸系统的设计，使钢水从底部、中部和顶部同步浇注到模型内，能够有效缩短浇铸时间，尤其是对于高度较高的铸件，能够减小从底部到顶部的浇铸时间差，使得整个铸件内部不同高度位置处的结构更加均匀，提高铸件整体结构的均匀性。

另外，通过将顶部横浇道4与冒口汇合的设计，一方面能够利用冒口的保温作用，使钢水平稳地进入模型型腔内，另一方面能够防止冒口处钢水温度偏低，影响冒口的补缩效果。

（3）将熔炼后的钢水在浇铸包内吹5min的氩气，以去除钢水内夹杂的气体和固体杂质，是钢水得到净化，然后将净化后的钢水通过步骤（2）中浇铸系统的主浇口11浇注到直浇道1内，并依次浇注到整个模型型腔，浇铸完成后，静置，完成冒口补缩和固化，脱模，得到所述轮边减速器机架9。

另外，还可以在所述模型的底部还安装外冷铁8，通过外冷铁8的冷却作用，使钢水平稳地进入到模型型腔内。

上述方法制备得到的轮边减速器机架，经测试，具有如下优点：

1、外观质量较好，没有气孔或凹凸现象，根据gb/t9444的要求进行磁粉探伤，等级为2级；

2、致密度高，根据jb/t5000.14的要求进行超声波探伤，等级为2级。

本发明一种轮边减速器机架的浇铸方法，能够极大地减少甚至消除铸件在成型过程中的缺点，使铸件的致密度大幅度提高，具体优点如下：

1、通过在模型的外形和泥芯上开设沿轴向方向分布的多个排气孔，使得树脂砂自身因钢水温度过高而分解产生的气体能够及时沿轴向分布的排气孔排出，防止这些气体渗入到尚未固化的钢水铸件内产生气孔缺陷，从而提高铸件的质量，提高浇铸件的致密度；

2、通过具有三层阶梯式浇道的浇铸系统的设计，使钢水从底部、中部和顶部三个方向同步浇注到模型内，能够有效缩短浇铸时间，减小从底部到顶部的浇铸时间差，使得整个铸件内部不同高度位置处的结构更加均匀，提高铸件整体结构的均匀性；基于该浇铸系统的浇铸方式也能够提高浇铸件的致密度；

3、通过浇铸系统与冒口的配合设计，一方面使钢水平稳的进入到模型型腔，另一方面提高冒口补缩效果，可以有效的浇铸质量和浇铸件的致密度。

上述部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规试验方法获知。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。