[发明专利]金属型覆砂制造汽车后桥铸件的装置及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造车辆后桥铸件的专用设备及其生产方法，特别是涉及一种金属型覆砂制造汽车后桥铸件的装置及其生产方法。

背景技术

汽车后桥铸件是汽车车桥系统中的最大铸件之一。车辆后桥铸件的传统生产工艺主要采用潮模砂机器造型，现在也有采用冷硬树脂砂铸造生产。

对于潮模砂机器造型来说主要存在的问题是：铸件的尺寸精度低，铸件表面质量差，铸件质量稳定性低，废品高。同时潮模砂用砂量大，砂处理系统庞大、复杂，能耗高。后桥铸件厚薄不均，为满足铸件凝固需要，在铸件厚壁处需要安置冷铁，生产工艺复杂。另外，潮模砂造型的型腔强度和硬度相对较低，铁水浇注后，铁液在凝固过程中，球铁会产生较大的石墨化膨胀，这样会使型腔变大，因此铸件需采用冒口补缩，这样才能获得组织致密的合格铸件，因此铁水收得率比较低。

对于冷硬树脂砂铸造而言，上述问题仍然存在，尽管表面质量有所提高，但这需要在铸型表面喷刷涂料，增加了生产工序。

金属型覆砂铸造生产主要用于球铁曲轴的生产，适用于外型起模简单，不用下芯的铸件大批量生产。如在专利号为201010578078.3，专利名称为“用于铸造刹车鼓上型的金属型覆砂装置”的中国专利中公开了一种装置，包括上砂箱和上模体，在上砂箱上分别设置有排气孔和射砂孔，定位销和定位销套将上砂箱和上模体压接在一起后形成覆砂间隙，所述的覆砂间隙厚度为6-10毫米，在所述的上模体中分别固定设置有电加热管和温度传感器，在上模体的开口端处即上砂箱和上模体压接在一起后形成覆砂间隙的末端处设置有排气槽。上述现有技术是利用金属型覆砂铸造汽车刹车鼓，汽车刹车鼓的形状比较简单，不用下坭芯，材质为灰铁HT250，因此可以采用常规的金属型覆砂铸造工艺。对于金属型覆砂铸造工艺应用于汽车后桥的铸件，主要的问题是：后桥铸件比较长，铸件中有贯穿的复杂孔洞；外型复杂，外型中有很多地方在造型过程中不能起模。另外后桥铸件的材质是QT500，属于铁素体球铁。而金属型覆砂铸造冷却速度快，适用于珠光体球铁的生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种金属型覆砂制造汽车后桥铸件的装置及其生产方法，从而解决传统潮模砂造型工艺以及冷硬树脂砂铸造后桥铸件所存在的铸件表面质量差、铸件尺寸精度低、工艺出品率低、生产成本高、工作环境差、能耗高等问题。解决金属型覆砂铸造中坭芯下芯、排气；造型、合箱定位；外模形状中在造型过程中不能起模；金属型覆砂冷却快，不易生产铁素体球铁铸件等问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该金属型覆砂制造汽车后桥铸件的装置，包括上铁型、下铁型、上型板和下型板，上铁型上设置有射砂孔、排气槽和定位销套，下铁型上设置有射砂孔和定位销，上铁型与下铁型匹配合箱，上型板与上铁型合模后形成上部射砂间隙，下型板与下铁型合模形成下部射砂间隙，其特征在于：所述的上下铁型合箱后形成的型腔内设置有坭芯组件，上铁型与下铁型的射砂孔位置一一对应，上型板上设置有气针，气针与上铁型的射砂孔一一对应，上型板与下型板的模板中都均布有多个加热管，加热管的温控表与温度传感器连接，上型板与下型板的模板四周还都均布有多个排气凸台，上型板与下型板分别设置有水冷底座，上铁型的分型面、下型板的分型面上设置有多个排气槽。本发明设计合适的模型分型面，通过设置坭芯组件，使得铸件模型与坭芯组件配合使用，满足模型的起模要求，解决了后桥铸件外形复杂、并贯穿孔洞的技术难题。

本发明所述的坭芯组件包括坭芯和外坭芯，坭芯最终形成铸件的内腔，外坭芯最终形成铸件局部的外形，各个坭芯和外坭芯在上下铁型上相对应一个射砂孔，在坭芯头位置设置集气槽。

本发明所述的上型板和下型板中均设置有铸件模型，铸件模型局部与外坭芯模型配合。本发明研究、设计选择恰当的覆砂层厚度和金属型厚度满足后桥铸件凝固冷却条件。设计合适的坭芯排气方式，满足后桥铸件浇注、凝固冷却过程铸型型腔、特别是铸型中坭芯的排气，获得无气孔缺陷的致密铸件。

本发明所述上铁型上设置有四个定位销套，下铁型上设置有四个定位销，定位销套和定位销均呈十字分布，且定位销套中的定位孔与定位销位置一一对应，定位销与定位销套中的定位孔之间均为圆与长圆孔配合，保证在上、下铁型温度不一致时能顺利合箱。