一种用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具的制作方法

本实用新型涉及制动鼓铸造技术领域，特别是涉及一种用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具。

背景技术：

目前重卡汽车制动鼓铸造成型生产工艺主要有：静压线高压造型工艺、铁型覆砂工艺、铁砂壳型工艺、双金属离心成型工艺等；其中，静压线高压造型工艺为该类产品的主流工艺，是通过气流预紧实作用对型砂进行初步紧实，然后通过液压多触头压头对型砂进行最终紧实，其多触头压头由液压提供压力通过压力压实型砂成型，故称之为静压造型。该方法造型可使型砂紧实度高，适合自动化程度高，工艺复杂的铸件造型。采用静压线高压造型工艺铸造制动鼓时，置于型砂中用于形成浇注腔体造型的型板、模型、浇注系统成型模的结构及其设计制造技术为该工艺的关键技术。

目前采用的传统模具是将型板、模型和浇注系统成型模一体化设计制造，其设计的浇注系统成型模主要是采用侧面环形浇注形式，按同时凝固原理制造制动鼓。传统模具采用的一体化设计在模具制作工艺中成本较大，制造周期长，且一套型板仅可用于一种产品的生产，同时由于模型寿命与型板寿命不同步(模具寿命：25000～40000次，型板寿命：80000～100000次)，生产时模型或型板中有一项报废将导致整套模具报废，增加生产成本。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具，将型板、模型和浇注系统成型模分体设计，独立制造，通过可拆卸连接装配形成上模具和下模具，解决模具制造周期长和一损俱损的难题。

一种用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具，包括：

上模具，包括上型板和上模型，上模型与上型板可拆卸连接；

下模具，包括下型板和下模型，下模型与下型板可拆卸连接；

浇注系统成型模，包括通过装配方式安装在上型板上的上浇注系统成型模，和通过装配方式安装在下型板上的下浇注系统成型模，上浇注系统成型模与上模型连接。

在其中一个实施例中，上型板分型面上开设有第一止口通孔，上模型的底部于第一止口通孔处与上型板可拆卸连接；下型板分型面上开设有第二止口通孔，下模型穿过第二止口通孔与下型板可拆卸连接。

在其中一个实施例中，上型板分型面的第一止口通孔周边设有上模型沉入装配面，上模型的底部与上模型沉入装配面适配；下型板分型面的第二止口通孔周边设有下模型沉入装配面，下模型的底部与下模型沉入装配面适配。

在其中一个实施例中，上模型的底部设有第一法兰，通过第一法兰与上模型沉入装配面适配并与上型板可拆卸连接；下模型底部设有第二法兰，通过第二法兰与下模型沉入装配面适配并与下型板可拆卸连接。

在其中一个实施例中，还包括第二上模型和第二下模型，在上型板分型面上开设有第三止口通孔，下型板分型面上开设有第四止口通孔，第三止口通孔和第四止口通孔分别与第一止口通孔和第二止口通孔并列；第二上模型在上型板和第三止口通孔的连接方式，和上模型在上型板和第一止口通孔的连接方式相同；第二下模型在下型板和第四止口通孔连接方式，和下模型在下型板和第二止口通孔连接方式相同。

在其中一个实施例中，第二上模型和第二下模型的型号，与上模型和下模型的型号相同或不相同。

在其中一个实施例中，上浇注系统成型模包括竖向设置的直浇道成型模和设于直浇道成型模底部的横浇道成型模，横浇道成型模上设有至少一个冒口成型模，冒口成型模设有至少一个冒口颈成型模，直浇道成型模和横浇道成型模按实际成型方位可拆卸的安装在上型板分型面，通过冒口颈成型模与上模型连接；下浇注系统成型模包括直浇口座成型模，直浇口座成型模按实际成型方位可拆卸的安装在下型板分型面，与直浇道成型模和横浇道成型模位置对应。

在其中一个实施例中，在只设有一组模型时，横浇道成型模设于该模型一侧；当设有两组模型时，横浇道成型模设于两组模型中间。

在其中一个实施例中，冒口成型模为两个；在只设有一组模型时，两冒口成型模均布在该组模型一侧；当设有两组模型时，两冒口成型模均布在两组模型之间，每个冒口成型模设有两个冒口颈成型模，分别与两组模型连接。

在其中一个实施例中，上模型的顶部设有多个排气柱，用于型腔排气和降低铸件气孔缺陷；当设有两组模型时，在第二上模型的顶部也设有多个排气柱。

与现有技术相比，本实用新型采取分体式设计制作型板、模型和浇注系统成型模，减少了生产周期，并将型板、模型和浇注系统成型模通过可拆卸连接进行装配，使得型板、模型和浇注系统成型模之间相互独立，可随时拆装更换，避免了各部件之间因寿命不同步导致整套模具报废的问题出现。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本实用新型实施例提供的上模具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的下模具的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的浇注系统成型模的结构示意图；

图4为图1的俯视图；

图5为图4中a-a方向所示的砂箱内的成型腔的剖视图；

图6为图4中b-b方向所示的砂箱内的成型腔的剖视图；

图7为本实用新型实施例提供的上型板的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的上模型的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的下型板的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的下模型的结构示意图。

其中：1-上模具，11-上型板，111-第一止口通孔，112-上模型沉入装配面，113-第三止口通孔，114-上型板分型面，115-上定位孔，12-上模型，121-第一法兰，122-中心排气柱，123-边缘排气柱，13-第二上模型，2-下模具，21-下型板，211-第二止口通孔，212-下模型沉入装配面，213-第四止口通孔，214-下型板分型面，215-下定位孔，22-下模型，221-第二法兰，222-下模型顶部支撑环，23-第二下模型，3-浇注系统成型模，31-上浇注系统成型模，311-直浇道成型模，312-横浇道成型模，313-冒口成型模，3131-冒口颈成型模，32-下浇注系统成型模，321-直浇口座成型模，10-成型腔，20-第二成型腔，30-浇注系统，301-直浇道，302-直浇口座，303-横浇道，304-冒口，305-冒口颈，401-中央排气孔，402-边缘排气孔，100-上砂箱，200-下砂箱。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对一种用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具进行更全面的描述。附图中给出了用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具的首选实施例。但是，用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具的公开内容更加透彻全面。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。

需要说明的是，当元件被称为“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型提供了用于静压线高压造型工艺铸造制动鼓的模具，包括上模具1、下模具2和浇注系统成型模3，上模具1包括上型板11和上模型12，上模型12与上型板11可拆卸连接；下模具2包括下型板21和下模型22，下模型22与下型板21可拆卸连接；浇注系统成型模3包括通过装配方式安装在上型板11上的上浇注系统成型模31，和通过装配方式安装在下型板21上的下浇注系统成型模32，上浇注系统成型模31与上模型12连接。通过分体式设计制作上型板11、上模型12、下型板21、下模型22、上浇注系统成型模31和上浇注系统成型模32，减少了模具生产周期，并将上型板11、上模型12和上浇注系统成型模31，下型板21、下模型22和下浇注系统成型模32通过可拆卸连接进行装配，使得各部件之间相互独立，可随时拆装更换，避免了各部件之间因寿命不同步导致整套模具报废的问题出现。

具体地，浇注系统成型模3按实际成型方位成型后即如图3所示，并在砂箱内形成如图6所示的浇注系统30通道，对成型腔10进行浇注。浇注系统成型模3通过装配方式安装，是指浇注系统成型模3按实际成型方位成型后，将上浇注系统成型模31在空间上对应实际成型方位对位安装在上型板分型面114上；再将下浇注系统成型模32在空间上对应实际成型方位对位安装在下型板分型面214上。如图4-图6所示，制动鼓的静压线高压造型工艺铸造成型，是将下型板分型面214朝上，将下砂箱200置于下模具2上方，填砂造型后形成与下型板分型面214的下模具2形状一致的下型腔，通过翻箱后砂型型腔向上；然后将上型板分型面114朝上，将上砂箱100置于上模具1上方，填砂造型后形成与上型板分型面114的上模具1外形形状一致的上型腔，通过扎气眼机扎通排气孔、铣削直浇道301浇口完成上型型腔，砂型型腔向下；将上砂箱100与下砂箱200合型，上下砂箱内形成与模具形状完全一致的、包含浇注系统30和排气孔(包括中央排气孔401和边缘排气孔402)的制动鼓成型腔(包括成型腔10和第二成型腔20)；将铁水通过直浇道301浇口浇注，依次进入直浇口座302、横浇道303、冒口304和冒口颈305，并从冒口颈305流入制动鼓成型腔内，冷却后得到制动鼓。通过本实用新型提供的模具进行制动鼓成型腔的静压成型，可采用顺序凝固原则浇注制动鼓，减少制动鼓龟裂、开裂、掉底等缺陷发生的可能；且本实用新型提供的模具的各部件之间相互独立，可随时拆装更换，避免了各部件之间因寿命不同步导致整套模具报废的问题出现。

进一步的，如图1-图2和图7-图10所示，上型板分型面114上开设有第一止口通孔111，上模型12的底部可通过螺栓于第一止口通孔111处与上型板11进行可拆卸连接；下型板分型面214上开设有第二止口通孔211，下模型顶部支撑环222穿过第二止口通孔211，下模型22的底部可通过螺栓与下型板21进行可拆卸连接。具体地，上模型12的底部，是指上模型12具有开口的一侧，将上模型12底部外侧的外沿于第一止口通孔111处与上型板分型面114连接固定，以上型板分型面114和上模型12的外部轮廓构成成型腔10的上腔体；下模型22的底部，是指相对于下模型顶部支撑环222的另一侧，下模型顶部支撑环222从下型板分型面214穿过第二止口通孔211，再将下模型22的底部的外侧形成的外沿与下型板分型面214连接固定，以下型板分型面214、下模型22的底部轮廓和下模型22内腔构成成型腔10的下腔体。

进一步具体地，如图7和图9所示，上型板11和下型板21的形状和构造可以完全相同，以标准件设计并按标准化实施，制作完成后具有通用性；上模型12和下模型22可以根据不同型号的制动鼓产品进行设计、制作并组合，在上模型12底部的外侧一体形成与第一止口通孔111相适宜的外沿，在下模型22底部的外侧一体形成与第二止口通孔211相适宜的外沿，以适配通用的上型板11和下型板21，既降低了模具开发周期及费用，又增强了模具使用及生产组织的灵活性。

进一步的，如图1、图2、图7和图9所示，于上型板分型面114上在第一止口通孔111周边设有上模型沉入装配面112，上模型12的底部与上模型沉入装配面112适配；于下型板分型面214上在第二止口通孔211周边设有下模型沉入装配面212，下模型22的底部与下模型沉入装配面212适配。所述适配，是指上模型12的底部的外沿与上模型沉入装配面122的形状尺寸一致，能刚好配合安装在上模型沉入装配面122上；下模型22的底部的外沿与下模型沉入装配面212的形状尺寸一致，能刚好配合安装在下模型沉入装配面212上。通过设置沉入装配面，使得上、下模型22在与上下型板21装配后在型板分型面上无多余伸出部分，保证型板分型面的平整性，使制动鼓成型腔10在砂箱内的直接生成，没有需要清除的多余沿件。

进一步的，如图1-图2和图7-图10所示，上模型12的底部设有第一法兰121，通过第一法兰121与上模型沉入装配面112适配并与上型板11可拆卸连接；下模型22底部设有第二法兰221，通过第二法兰221与下模型沉入装配面212适配并与下型板21可拆卸连接。具体地，第一法兰121和第二法兰221可以是在制作上模型12和下模型22时在上模型12和下模型22上一体形成的法兰结构，可在第一法兰121和第二法兰221上各均布六个螺栓与上型板11和下型板21进行连接，通过法兰结构在上型板11和下型板21上固定上模型12和下模型22，使连接更加稳固，且法兰的形状与模型的外形均为圆形，可节省模具制作用料。在法兰结构和模型沉入装配面的配合作用下，本方案提供的模具能以可拆卸连接的方式达到以往一体化整铸的强度和铸造效果，并在型砂中形成标准浇注腔并浇注出标准制动鼓，解决了在制动鼓铸造工艺一直渴望解决但始终未解决的模具制造周期长和模具部件一损俱损的难题。

进一步的，如图1、图2、图7和图9所示，型板和模型可为一板两型装配成型，即模型有两组，还包括第二上模型13和第二下模型23，以上模型12和下模型22为第一组模型，第二上模型13和第二下模型23为第二组模型，在上型板分型面114上开设有第三止口通孔113，下型板分型面214上开设有第四止口通孔213，第三止口通孔113与第一止口通孔111并列，第四止口通孔213与第二止口通孔211并列；第二上模型13在上型板11和第三止口通孔113的连接方式，和上模型12在上型板11和第一止口通孔111的连接方式相同；第二下模型23在下型板21和第四止口通孔213连接方式，和下模型22在下型板21和第二止口通孔211连接方式相同。具体地，第二上模型13在上型板11和第三止口通孔113的连接方式，和上模型12在上型板11和第一止口通孔111的连接方式相同，指的是，第二上模型13的底部于第三止口通孔113处与上型板分型面114可拆卸连接；第二下模型23在下型板21和第四止口通孔213连接方式，和下模型22在下型板21和第二止口通孔211连接方式相同，指的是，第二下模型23的顶部从下型板分型面214穿过第四止口通孔213，并将第二下模型23的底部的外侧形成的外沿与下型板分型面214可拆卸连接。同理，上型板11和下型板21是以标准件设计并按标准化实施的，第三止口通孔113和第四止口通孔213的尺寸大小也可以为定值，在制作完成后具有通用性；第二上模型13和第二下模型23可以根据不同型号的制动鼓产品进行设计制作并组合，并采用和第一组模型相同的连接方式来与上型板11和下型板21可拆卸连接，包括设置沉入装配面和法兰结构，即减低了模具开发周期及费用，又增强了模具使用及生产组织的灵活性。

进一步的，第二上模型13和第二下模型23的型号，与上模型12和下模型22的型号可相同，即可以同一型板上通过两组相同型号的模型同时浇注出两个制动鼓，提高了模具的空间利用率和生产加工的效率；第二上模型13和第二下模型23的型号，与上模型12和下模型22的型号也可不相同，即可以在同一型板上通过两组不同型号的模型同时浇注出两个不同型号的制动鼓，增强了模具使用及生产组织的灵活性。

进一步的，如图1-图3所示，上浇注系统成型模31包括竖向设置的直浇道成型模311和设于直浇道成型模311底部的横浇道成型模312，横浇道成型模312设有至少一个用于补缩的冒口成型模313，冒口成型模313底侧设有至少一个冒口颈成型模3131，直浇道成型模311和横浇道成型模312按实际成型方位可拆卸的安装在上型板分型面114，通过冒口颈成型模3131与上模型12连接；下浇注系统成型模32包括直浇口座成型模321，直浇口座成型模321按实际成型方位可拆卸的安装在下型板分型面214，与直浇道成型模311和横浇道成型模312位置对应。在其他实施例中，下浇注系统成型模32还包括有冒口窝成型模(图中未示出)，冒口窝成型模作为冒口成型模313下部的部分，按实际成型方位对应冒口成型模313可拆卸的安装在下型板分型面214上，以增加冒口模数，延缓冒口凝固时间，提高补缩效果。直浇道成型模311、直浇口座成型模321、横浇道成型模312和冒口窝成型模可单独拆离装配，避免了各部件之间因寿命不同步导致整个浇注系统成型模3报废的问题出现。

具体地，如图3所示，浇注系统成型模3主要包括依次连接的直浇道成型模311、直浇口座成型模321、横浇道成型模312和设于横浇道成型模312上的冒口成型模313，以及设于冒口成型模313底侧的冒口颈成型模3131，浇注系统成型模3按实际成型方位成型后即如图3所示，并在砂箱内形成如图6所示的浇注系统30通道，对成型腔10进行浇注。浇注系统成型模3按实际成型方位成型后，将上浇注系统成型模31在空间上对应实际成型方位安装在上型板分型面114上，在上型板分型面114上可设一上定位孔115，用于对位安装直浇道成型模311；再将下浇注系统成型模32在空间上对应实际成型方位安装在下型板分型面214上，在下型板分型面214上可设一下定位孔215，下定位孔215与上定位孔214的位置一致，用于对位安装直浇口座成型模321，当上模具1和下模具2在砂箱里成型后，即可在砂箱内形成如图6所示的浇注系统30通道，对成型腔10进行浇注。

进一步的，如图4和图5所示，在只设有一组模型时，横浇道成型模312设于该模型一侧；在设有两组模型时，横浇道成型模312设于两组模型中间，在砂箱内填砂造型后形成如图5和图6所示的横浇道303，采用顺序凝固原则，通过中间注液的方式向成型腔10和第二成型腔20内同时浇注。

进一步的，如图4和图6所示，冒口成型模313优选为两个，以用于补缩并调整铸型温度分布场；在只设有一组模型时，两冒口成型模313均布在该组模型一侧；在设有两组模型时，两冒口成型模313均布在两组模型之间，每个冒口成型模313设有两个冒口颈成型模3131，分别与两组模型连接，在砂箱内填砂造型后形成如图5和图6所示的两个冒口304和四个冒口颈305，向成型腔10和第二成型腔20内同时注液。

进一步的，如图1和图8所示，上模型12的顶部设有多个排气柱，优选为5个，于上模型12顶部的中间位置设置一个中心排气柱122，直径为30-60mm，另外4个为边缘排气柱123，分布在中心排气柱122的周围，直径为12-25mm，在砂箱内填砂造型后形成如图6所示的中央排气孔401和边缘排气孔402，用于分散排气量，进一步降低铸件气孔缺陷。当然，存在第二组模型时，在第二组模型的上模型，即第二上模型13的顶部也可如上设置多个排气柱，于第二上模型13上设置的多个排气柱，也应属于本实用新型专利所要求的保护范围内。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。