專利名稱：一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法
技術領域：
本發明涉及一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，屬鑄造工藝技術領域。
背景技術：
冷激鑄鐵凸輪軸毛坯鑄造生產工藝在上世紀80年代由上海內燃機研究所從美國AE公司引進，隨后在我國得到廣泛應用。它利用在鑄型特定區域放置的冷鐵，使進入型腔的鐵水在靠近冷鐵的附近區域快速冷卻，在該處(凸輪工作面)形成致密的金屬組織并獲得高硬度和高耐磨性，而其他部位仍將保持原有的鑄造組織和強度。這種工藝技術的核心是 冷鐵在型腔中的放置位置及所放冷鐵的熱容量。傳統的冷激鑄鐵凸輪軸鑄坯生產過程中造型時有前置冷鐵和后置冷鐵兩種放置冷鐵的方式，但由于根據工藝要求各位置的冷鐵可能需要有不同的熱容量，因此盡管各處放置的冷鐵形狀相近，但其重量和熱容量不同，每種冷鐵只能放置到型腔中的相應指定位置，否則將因達不到設計的冷激效果而導致鑄件報廢，所以需要以手工方式一個一個地擺放，工作效率低。而且安裝冷鐵時首先需要人工從回收的冷鐵堆中辨認分類，然后再將選出的冷鐵放置在型腔中的相應位置；拆箱后每個冷鐵又需從廢砂中撿回，有些冷鐵包在燒結的砂中很難發現，則會造成一定量的冷鐵遺失；如因辨認出錯使冷鐵放錯位置，又會造成鑄件報廢。此外，前置冷鐵雖加工要求不高，但充型時冷鐵容易移位，即使采用磁性固定冷鐵，由于頻繁加熱磁性失效快，也只能在一段不長的時間內控制冷鐵移位，而冷鐵移位則意味著工作部位冷激效果變差；后置冷鐵加工要求高，否則不易在型砂中固定，總之冷鐵的辨認、擺放嚴重地影響了鑄件的造型效率和產品質量的穩定性。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，也就是冷激鑄鐵凸輪軸造型使用的將所有前置冷鐵可靠固定到砂箱上使之能在鑄型中實現一次性整體準確定位、而又能防止冷鐵的熱量傳遞給砂箱而改變冷鐵冷激效果的機械化造型方法，從而在保持冷鐵原有效果的基礎上，提高造型的生產效率，減少冷鐵錯認、錯放、移位、遺失等等諸多問題。為實現上述目的，本發明的一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，也是冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合安裝方法包括冷鐵與絕熱材料的設計與制作、砂箱加工、冷鐵與絕熱件在砂箱上的裝配固定，砂箱和模具的排氣、射砂道設計。具體步驟如下I、根據凸輪軸的生產要求，在模板上合理設計凸輪軸模具，在模板上設置排氣孔；
2、根據凸輪軸鑄型的設計要求，合理設計冷鐵與絕熱材料的形狀尺寸，在保證每種冷鐵均具有適當的熱容量、不改變原有產品要求的冷激效果的前提下，設置絕熱材料包容冷鐵的安裝部分，形成冷鐵-絕熱材料組件；3、根據凸輪軸模具的設計要求，合理設計砂箱，砂箱由上箱和底箱構成，上箱上設置鐵水進水孔，底箱上設置鐵水流水槽，在砂箱上設置多個相對于每種冷鐵-絕熱材料組件的安裝槽，安裝槽與冷鐵-絕熱材料組件的絕熱件外形之間形成一定精度的配合關系，保證冷鐵-絕熱材料組件與砂箱之間有正確的位置關系，用螺栓連接，確保冷鐵-絕熱材料組件固定在砂箱上，并方便拆換，形成前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合；4、根據冷鐵在砂箱上的位置，在砂箱上設置排氣槽和射砂孔，使射砂時氣流通暢，砂型充實完整；5、用機械放置的方法將前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合 置于造型場地，將一個鑄型中的所有前置冷鐵均隨砂箱在鑄型中實現一次性整體準確定位；6、將凸輪軸模具置于前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中，使凸輪軸模具5與前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中的前置冷鐵處于對應位置；7、向凸輪軸模具與前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中的空間通過砂箱上的射砂孔射砂，使樹脂砂充滿空間，充型燒結后形成冷激鑄鐵凸輪軸鐵模覆砂上下鑄型；8、上下鑄型在砂箱合箱后，通過上箱的鐵水進 水孔向冷激鑄鐵凸輪軸鑄型內澆注鐵水,經過底箱的鐵水流水槽,使鐵水充滿凸輪軸鑄型，制成冷激鑄鐵凸輪軸毛坯；9、冷卻后拆箱取出冷激鑄鐵凸輪軸，清除前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合空間中的殘砂，準備重復使用；10、將清除了砂的前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合再次置于凸輪軸模具上用于制造冷激鑄鐵凸輪軸鑄型。本發明的一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法與現有技術比較的有益效果是，本發明將冷鐵、絕熱材料和砂箱裝配成前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合體，在進行冷激鑄鐵凸輪軸鑄型制作的過程中前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合體是作為部件參與鑄型制作的，能通過機械方式將一個鑄型中的所有前置冷鐵均隨砂箱在鑄型中實現一次性整體準確定位，從而提高冷鐵安裝位置的準確性和提高造型效率，而且拆箱落砂清理后的前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合體可重復使用，因此解決了長期以來冷鐵塊錯放、未放到位、射砂或合箱后冷鐵移位的一系列問題；此外，由于前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合體始終作為部件重復使用，冷鐵不用手工擺放，位置準確一致、造型效率高，且容易實現冷激塊的統一投放和廢棄，統一冷激塊的服役期，確保冷激效果的一致性。利用前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合，是所有冷鐵隨砂箱一起一次性放置的機械放置方式制作冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，將冷鐵固定在砂箱上，同時又在砂箱上的冷鐵安裝槽與冷鐵之間設置絕熱材料制成的隔熱層將冷鐵和砂箱隔離，避免冷鐵的熱量傳遞給砂箱而改變冷鐵的冷激效果，三者組合形成了前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合體；利用鐵模覆砂造型工藝制成帶有前置冷鐵的凸輪軸鑄型，從而既解決了人工撿拾、辨認和擺放冷鐵的問題，又避免了冷鐵熱量傳遞給砂箱而改變冷鐵冷激效果的問題，還使原來只能一塊一塊單獨放置冷鐵的手工放置方式變成通過機械將一個砂型的所有冷鐵隨砂箱一起一次性放置的整體機械放置方式；實現了利用冷鐵-絕熱材料-砂箱組合將所有冷鐵隨砂箱一起一次性放置在沙箱內，保證所有前置冷鐵的機械化準確放置、自動射砂燒結成型的機械化造型生產方式。既提高了造型生產效率，又提高了冷激效果的一致性和產品質量的穩定性。
圖I為上箱示意圖。圖2為底箱示意圖。圖3為凸輪軸模具示意圖。其中I為冷鐵，2為絕熱材料，3為排氣槽，4為射砂孔，5為凸輪軸軸模，6為澆道，7為排氣孔，8為模板,9為進水孔,10為流水槽。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法作進一步的詳細描述。圖I、圖2和圖3所示的上箱、底箱和凸輪軸模具，上箱和底箱構成砂箱，砂箱和凸輪軸模具5組成整體，上箱和底箱上均對應設置凸輪軸模具槽，凸輪軸模具槽兩側均對應設置冷鐵安裝槽，冷鐵安裝在冷鐵安裝槽內，冷鐵I與沙箱之間的冷鐵安裝槽內設置絕熱材料2，用螺栓將冷鐵I固定在沙箱上，在上箱和底箱的冷鐵安裝槽的對應處設置排氣槽3和射沙孔4，凸輪軸模具設置在模板8上，模板8上設置排氣孔7，在上箱上設置鐵水進水孔9，在底箱上設置鐵水流水槽10。本發明的具體步驟如下I、根據凸輪軸的生產要求，在模板8上合理設計凸輪軸模具5，在模板8上設置排氣孔7 ;2、根據凸輪軸鑄型的設計要求，合理設計冷鐵I與絕熱材料2的形狀尺寸，在保證每種冷鐵I均具有適當的熱容量、不改變原有產品要求的冷激效果的前提下，設置絕熱材料2包容冷鐵I的安裝部分，形成冷鐵-絕熱材料組件；3、根據凸輪軸模具5的設計要求，合理設計砂箱，砂箱由上箱和底箱構成，上箱上設置鐵水進水孔9，底箱上設置鐵水流水槽10，在砂箱上設置多個相對于每種冷鐵-絕熱材料組件的安裝槽，安裝槽與冷鐵-絕熱材料組件的絕熱件外形之間形成一定精度的配合關系，保證冷鐵-絕熱材料組件與砂箱之間有正確的位置關系，用螺栓連接，確保冷鐵-絕熱材料組件固定在砂箱上，并方便拆換，形成前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合；4、根據冷鐵I在砂箱上的位置，在砂箱上設置排氣槽3和射砂孔4，使射砂時氣流通暢，砂型充實完整；5、用機械放置的方法將前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合置于造型場地，將一個鑄型中的所有前置冷鐵均隨砂箱在鑄型中實現一次性整體準確定位；6、將凸輪軸模具5置于前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中，使凸輪軸模具5與前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中的前置冷鐵處于對應位置；7、向凸輪軸模具5與前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中的空間通過砂箱上的射砂孔4射砂，使樹脂砂充滿空間，充型燒結后形成冷激鑄鐵凸輪軸鐵模覆砂上下鑄型；8、上下鑄型在砂箱合箱后，通過上箱的鐵水進水孔9向冷激鑄鐵凸輪軸鑄型內澆注鐵水,經過底箱的鐵水流水槽10，使鐵水充滿凸輪軸鑄型，制成冷激鑄鐵凸輪軸毛坯；9、冷卻后拆箱取出冷激鑄鐵凸輪軸，清除前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合空間中的殘砂，準備重復使用； 10、將清除了砂的前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合再次置于凸輪軸模具5上用于制造冷激鑄鐵凸輪軸鑄型。
權利要求
1.一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，其特征在于I)根據凸輪軸的生產要求，在模板(8)上合理設計凸輪軸模具(5)，在模板(8)上設置排氣孔(7)；2)根據凸輪軸鑄型的設計要求，合理設計冷鐵(I)與絕熱材料(2)的形狀尺寸，在保證每種冷鐵(I)均具有適當的熱容量、不改變原有產品要求的冷激效果的前提下，設置絕熱材料(2)包容冷鐵(I)的安裝部分，形成冷鐵-絕熱材料組件；3)根據凸輪軸模具(5)的設計要求，合理設計砂箱，砂箱由上箱和底箱構成，上箱上設置鐵水進水孔(9)，底箱上設置鐵水流水槽(10)，在砂箱上設置多個相對于每種冷鐵-絕熱材料組件的安裝槽，安裝槽與冷鐵-絕熱材料組件的絕熱件外形之間形成一定精度的配合關系，保證冷鐵-絕熱材料組件與砂箱之間有正確的位置關系，用螺栓連接，確保冷鐵-絕熱材料組件固定在砂箱上，并方便拆換，形成前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合；4)根據冷鐵(I)在砂箱上的位置，在砂箱上設置排氣槽(3)和射砂孔(4)，使射砂時氣流通暢，砂型充實完整；5)用機械放置的方法將前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合置于造型場地，將一個鑄型中的所有前置冷鐵均隨砂箱在鑄型中實現一次性整體準確定位；6)將凸輪軸模具(5)置于前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中，使凸輪軸模具(5)與前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中的前置冷鐵處于對應位置；7)向凸輪軸模具(5)與前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合中的空間通過砂箱上的射砂孔(4)射砂，使樹脂砂充滿空間，充型燒結后形成冷激鑄鐵凸輪軸鐵模覆砂上下鑄型；8)上下鑄型在砂箱合箱后，通過上箱的鐵水進水孔(9)向冷激鑄鐵凸輪軸鑄型內澆注鐵水，經過底箱的鐵水流水槽(10)，使鐵水充滿凸輪軸鑄型，制成冷激鑄鐵凸輪軸毛坯；9)冷卻后拆箱取出冷激鑄鐵凸輪軸，清除前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合空間中的殘砂，準備重復使用；10)將清除了砂的前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合再次置于凸輪軸模具(5)上用于制造冷激鑄鐵凸輪軸鑄型。
2.根據權利要求I所述的一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，其特征在于上箱和底箱上均對應設置凸輪軸模具槽，凸輪軸模具槽兩側均對應設置冷鐵安裝槽，冷鐵安裝在冷鐵安裝槽內，冷鐵(I)與沙箱之間的冷鐵安裝槽內設置絕熱材料(2)，用螺栓將冷鐵(I)固定在沙箱上，在上箱和底箱的冷鐵安裝槽的對應處設置排氣槽(3)和射沙孔(4)，凸輪軸模具設置在模板(8)上，模板(8)上設置排氣孔(7)，在上箱上設置鐵水進水孔(9)，在底箱上設置鐵水流水槽(10)。
全文摘要
本發明公開了一種能將所有前置冷鐵一次性裝入冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的方法，也是冷激鑄鐵凸輪軸鑄型的前置冷鐵-絕熱材料-砂箱組合安裝方法包括冷鐵(1)與絕熱材料(2)的設計與制作、砂箱加工、冷鐵與絕熱件在砂箱上的裝配固定，砂箱和模具的排氣、射砂道設計，冷激鑄鐵凸輪軸造型使用的將所有前置冷鐵可靠固定到砂箱上使之能在鑄型中實現一次性整體準確定位、而又能防止冷鐵的熱量傳遞給砂箱而改變冷鐵冷激效果的機械化造型方法，從而在保持冷鐵原有效果的基礎上，提高造型的生產效率，減少冷鐵錯認、錯放、移位、遺失諸多問題。
文檔編號B22D15/00GK102825239SQ20121029687
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月9日 優先權日2012年8月9日
發明者溫麗娜, 顧建宏, 謝偉, 楊晨, 劉志云, 楊啟明, 項位華 申請人:江西同欣機械制造有限公司