飛輪的鑄造方法
【專利摘要】本發明公開一種飛輪的鑄造方法，a、制上砂殼:在一臺射芯機上制作得到上砂殼；b、制下砂殼：在另一臺射芯機上制作得到下砂殼；c、制作澆口；d、合模：先將下砂殼放入下鐵殼內，然后在下砂殼頂部蓋上上砂殼，上、下砂殼合模后形成鑄造飛輪的型腔，其次在上砂殼上部的澆口段套上一個上鐵殼，最后用U型卡子將上鐵殼和下鐵殼壓緊；e、放置澆口；f、澆注；g、脫模：取出飛輪鑄件毛坯；h、清理澆口。本發明能有效防止傳統鑄造工藝中存在的夾砂、夾渣、氣孔、疏松等鑄造缺陷，且本發明高效、成本低，鐵水有效利用率高，而且工藝過程中對射芯機在外購的基礎上做了改進，改進后能很好地防止覆膜砂因為潮濕板結而堵住射砂嘴的缺陷。
【專利說明】飛輪的鑄造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鑄造領域，具體地說，尤其涉及一種飛輪的鑄造方法。
【背景技術】
[0002]飛輪廣泛運用在汽車領域，飛輪現在的生產方式多采用鑄造，而通常的鑄造方式如下所述，即:采用潮沙金屬模進行造型，按常規澆鑄的補縮系統布置澆口、冒口，這種鑄造方式的缺陷是能耗大，廢工廢時，鐵水利用率太低，且鑄造缺陷較多，如夾砂、夾渣、氣孔、疏松。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題在于提供一種高效、成本低的飛輪的鑄造方法，并解決傳統鑄造方法存在的氣孔、夾渣等鑄造缺陷。
[0004]本發明的技術方案如下:一種飛輪的鑄造方法，其工藝步驟如下:
[0005]a、制上砂殼:在一臺射芯機上制作，從而得到上砂殼(S)；
[0006]b、制下砂殼:在另一臺結構相同的射芯機上制作，從而得到下砂殼(X);每臺所述射芯機包括機架(I)和兩個芯盒，其中機架(I)頂部固設有一個頂部敞口的儲砂倉(2)，該儲砂倉的出砂口通過一根軟管(3 )與射砂倉(4 )的進砂口連通，該射砂倉(4 )的出砂口固設有兩個射砂嘴(5)，且射砂倉(4)可在射砂倉移動控制機構的控制下移動；所述射砂倉(4)的進砂端固設有一根高壓氣管(6)和一個第一氣缸(7)，其中高壓氣管(6)與射砂倉(4)的內腔相通，所述第一氣缸(7)的活塞桿伸到射砂倉(4)內腔中，該伸入端固設有一個能將射砂倉(4)進砂口堵住的堵塊；所述兩個芯盒可在芯盒移動控制機構的帶動下相對移動，這兩個芯盒上均設有加熱管(8);
[0007]所述儲砂倉(2)呈豎直設置，其進砂口朝上，出砂口朝下；所述兩個芯盒位于儲砂倉(2)下方，這兩個芯盒呈左右并排設置，具體為左芯盒(9)和右芯盒(10)，且右芯盒(10)的頂部對應所述射砂嘴(5 )開有進砂口 ；
[0008]C、制作澆口:在澆口模具內放入型砂，加熱后制得澆口 ；
[0009]d、合模:先將步驟b中制得的下砂殼(X)放入預先制作好的下鐵殼(XT)內，該下鐵殼內腔的形狀與下砂殼(X)外壁的形狀相吻合，然后在下砂殼(X)的頂部蓋上所述步驟a中制得的上砂殼(S)，該上砂殼下部圓盤部的底面與下砂殼(X)的頂面貼合，這兩個砂殼的軸心線在同一條直線上，且上、下砂殼合模后形成鑄造飛輪的型腔；其次在所述上砂殼(S)上部的澆口段套上一個預先制作好的上鐵殼(ST)，該上鐵殼內腔的底面與上砂殼(S)下部圓盤部的頂面貼緊，最后用U型卡子卡住上鐵殼(ST)頂面和下鐵殼(XT)的底面，從而將上鐵殼(ST)和下鐵殼(XT)壓緊；
[0010]e、放置澆口:將步驟c中制得的澆口放入所述上砂殼(S)的澆口段中，并在澆口周圍的上鐵殼(ST)頂面上覆蓋起壓緊作用的潮沙；
[0011]f、澆注:將加熱后的鐵水從澆口處進行澆注，澆注時間為30s — lmin，固化時間為15min——30min ；
[0012]g、脫模:取出飛輪鑄件毛坯；
[0013]h、清理澆口:將飛輪鑄件毛坯上的澆冒口清理干凈。
[0014]在以上所述的工藝步驟中，澆注時鐵水從澆口處進入鑄造飛輪的型腔中，并從底部向上充滿整個型腔，覆膜砂產生的氣體和鐵水產生的氣體隨型腔上升，并從澆口處排出，從而解決排氣問題。
[0015]鐵水的熱量傳遞很快，并很快傳遞至上、下鐵殼處，由于熱量快速轉移出鐵水的內部，產品冷卻加快，這樣就從根本上解決了產品的疏松、縮孔等鑄造缺陷。另外，由于整個上、下鐵殼被U型卡子壓緊，鐵水凝固時產生的強大膨脹力被鎖住，產品組織更緊密，且鐵水基本用于形成飛輪的鑄件，因此鐵水的有效利用率非常高。最后，我們可以事先制作很多套的上鐵殼、下鐵殼和U型卡子等，并各自分別制作上砂殼、下砂殼和澆口，最后進行澆注，這樣就能大幅提高鑄造效率。
[0016]需要特別指出的是，步驟a和b中所用到的射芯機在外購的基礎上，進行了很大改變，具體為:將射芯機由外購的立式結構調整為本發明中的臥式結構，即:所述兩個芯盒位于儲砂倉(2)的下方，這兩個芯盒呈左右并排設置，具體為左芯盒(9)和右芯盒(10)，且右芯盒(10)的頂部對應所述射砂嘴(5)開有進砂口，這樣就從頂部進砂進行進砂，這種進砂方式與原來的從側面進砂有根本的區別，采用這種結構即使覆膜砂因為潮濕板結，但覆膜砂在高壓氣體的吹動下松動，并在重力作用下從所述射砂嘴(5)處落出，這樣就能克服現有射芯機易堵住射砂嘴(5)的缺陷。
[0017]綜上所述，本發明能有效防止傳統鑄造工藝中存在的夾砂、夾渣、氣孔、疏松等鑄造缺陷，且本發明高效、成本低，鐵水有效利用率高，對工人的勞動技能要求低，而且工藝過程中對射芯機在外購的基礎上做了改進，改進后能很好地防止覆膜砂因為潮濕板結而堵住射砂嘴的缺陷，最終使本飛輪的鑄造工藝具有創造性，具備很好的技術及經濟價值，并適于推廣運用至鑄造其他圓盤類部件或形狀規則部件。
[0018]在本發明中，所述步驟e中，在澆口內放置有一層起過濾作用的鐵絲網，并在澆口外套有一個環形的鑄鐵圈，該鑄鐵圈的厚度為80mm，其直徑為220mm，且鑄鐵圈支撐在潮沙上。
[0019]采用以上工藝，所述鐵絲網起過濾作用，能過濾掉鐵水中的雜質，從而很好地避免鑄造缺陷。所述鑄鐵圈的作用是加固澆口。
[0020]作為優選，所述步驟f中鐵水的溫度為1400°C — 1600°C。
[0021]作為優化設計，所述射砂倉移動控制機構包括7字型板(11)和第三氣缸(18)，其中7字型板(11)的水平段頂面豎直設有一個第二氣缸(12 )，該第二氣缸的活塞桿下端與所述射砂倉(4)頂部固定，且7字型板(11)豎直段的左板面豎直固定有導軌(13)，在導軌上活套有滑塊(14)，該滑塊同時通過一塊連接板(15)與所述射砂倉(4)的外壁固定；
[0022]所述7字型板(11)水平段的頂面前后并排有兩個導向滑塊(16 )，這兩個導向滑塊分別套裝在對應的一根導向桿(17)上，這兩根導向桿(17)水平安裝在所述機架(I)頂部，且7字型板(11)豎直段的右板面與所述第三氣缸(18)的活塞桿左端固定，該第三氣缸水平固定在機架(I)的頂部。
[0023]采用以上結構，本射砂倉移動控制機構能讓射砂倉(4)左右和上下移動，從而對準所述右芯盒(10)，以便進砂，且本射砂倉移動控制機構的結構簡單，易于實施，具有很好的頭用性。
[0024]作為優選，所述芯盒移動控制機構包括左芯盒安裝板(19)和右芯盒安裝板(22)，其中左芯盒安裝板(19)的右板面與所述左芯盒(9)左表面固定，該左芯盒安裝板上穿設有四根水平導柱(20)，而左芯盒安裝板(19)左板面與第四氣缸(21)的活塞桿右端固定，且所述四根水平導柱(20)和該第四氣缸(21)均固定在所述機架(I)的下部；所述右芯盒安裝板
(22)的左板面與右芯盒(10)右板面固定，該右芯盒安裝板同時與一塊安裝板(23)固定，該連接板固定不動，且所述四根水平導柱(20)分別穿過這塊安裝板(23)上對應的安裝孔。
[0025]采用以上結構，本芯盒移動控制機構能讓左芯盒(9)左右移動，而右芯盒(10)固定不動，且本芯盒移動控制機構的結構簡單，易于實施，具有很好的實用性。
[0026]在本案中，所述安裝板(23)右邊并排設有一塊壓板(24)，該壓板的左邊板面固設有四根呈矩形布置水平推桿(25)，這四根水平推桿(25)均插入所述右芯盒(10)的型腔中；所述壓板(24)上穿設有四根呈矩形布置的水平螺桿(26)，這四根水平螺桿的左端均與所述安裝板(23)右板面固定，且每根水平螺桿(26)位于壓板(24)右邊的桿部套裝有一根壓簧(27 )和一個螺母(28 )，而螺母(28 )設在壓簧(27 )的右邊。
[0027]采用以上結構，當所述左芯盒(9)右移時推動所述水平推桿(25)向右移動，并壓縮所述壓簧(27 );制好砂殼后，所述左芯盒(9 )左移復位，此時水平推桿(25 )在壓簧(27 )的彈力作用下左移復位，并將制得的砂殼推出右芯盒(10)。
[0028]有益效果:本發明能有效防止傳統鑄造工藝中存在的夾砂、夾渣、氣孔、疏松等鑄造缺陷，且本發明高效、成本低，鐵水有效利用率高，對工人的勞動技能要求低，而且工藝過程中對射芯機在外購的基礎上做了改進，改進后能很好地防止覆膜砂因為潮濕板結而堵住射砂嘴的缺陷，最終使本飛輪的鑄造工藝具有創造性，具備很好的技術及經濟價值，并適于推廣運用至鑄造其他圓盤類部件或形狀規則部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發明工藝的流程圖；
[0030]圖2為本發明的鑄造加工不意圖；
[0031]圖3為本發明步驟a和b中所用射芯機的結構示意圖；
[0032]圖4為圖3的立體圖；
[0033]圖5為圖3中射砂倉移動控制機構的結構示意圖；
[0034]圖6為圖5的立體圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
[0036]如圖1、2所示，一種飛輪的鑄造方法，其工藝步驟如下:
[0037]a、制上砂殼:在一臺射芯機上制作，從而得到上砂殼S。在這個步驟中，所述上砂殼S為回轉體結構，該上砂殼S的上部為澆口段，其下部為圓盤部。
[0038]b、制下砂殼:在另一臺結構相同的射芯機上制作，從而得到下砂殼X。在這個步驟中，所述下砂殼X為回轉體結構，該下砂殼X中部具有環形的內腔。[0039]C、制作澆口:在澆口模具內放入型砂，加熱后制得澆口。這個步驟為常規步驟，即:先加熱澆口模具，加熱溫度為200°C — 350°C ;其次放入金屬內芯，然后加入型砂，加熱2000C-5000C，固化30s — 2min后形成飛輪澆口 ；最后脫模。
[0040]d、合模:先將步驟b中制得的下砂殼X放入預先制作好的下鐵殼XT內，該下鐵殼為回轉體結構，且下鐵殼XT內腔的形狀與下砂殼X外壁的形狀相吻合，然后在下砂殼X的頂部蓋上所述步驟a中制得的上砂殼S，該上砂殼下部圓盤部的底面與下砂殼X的頂面貼合，這兩個砂殼的軸心線在同一條直線上，且上、下砂殼合模后形成鑄造飛輪的型腔。其次，在所述上砂殼S上部的澆口段套上一個預先制作好的上鐵殼ST，該上鐵殼ST為回轉體結構。所述上鐵殼ST內腔的底面與上砂殼S下部圓盤部的頂面貼緊，最后用多個U型卡子卡住上鐵殼ST頂面和下鐵殼XT的底面，從而將上鐵殼ST和下鐵殼XT壓緊，且上鐵殼ST和下鐵殼XT的軸心線在同一條直線上，且這兩個鐵殼的軸心線與兩個砂殼的軸心線在同一條直線上。
[0041]e、放置澆口:將步驟c中制得的澆口放入所述上砂殼S的澆口段中，并在澆口周圍的上鐵殼ST頂面上覆蓋起壓緊作用的潮沙。在這個步驟中，在澆口內還放置有一層起過濾作用的鐵絲網，并在澆口外套有一個環形的鑄鐵圈，該鑄鐵圈的厚度為80mm，其直徑為220mm,且鑄鐵圈支撐在潮沙上。
[0042]f、澆注:將加熱后的鐵水從澆口處進行澆注，澆注時間為30s — lmin，固化時間為15min — 30min。在這個步驟中，所述鐵水的溫度為1400°C — 1600°C。
[0043]g、脫模:取出圖2中所述的飛輪鑄件毛坯G。
[0044]h、清理澆口:將飛輪鑄件毛坯上的澆冒口清理干凈。
[0045]如圖2、3、4、5及6所示，上述步驟a和b中所用到的射芯機，主要由機架1、儲砂倉
2、軟管3、射砂倉4、射砂嘴5、高壓氣管6、第一氣缸7、加熱管8、左芯盒9、右芯盒10、射砂倉移動控制機構、芯盒移動控制機構、壓板24、水平推桿25、水平螺桿26、壓簧27和螺母28等構成。其中，所述機架I為框架結構，并由角鐵焊接而成。上述機架I的頂部固設有一個儲砂倉2，該儲砂倉2的頂部敞口，并從此處進砂，且儲砂倉2的出砂口通過一根軟管3與射砂倉4的進砂口連通，并在射砂倉4的出砂口固設有兩個射砂嘴5。同時，所述射砂倉4可在射砂倉移動控制機構的控制下上下和左右移動。
[0046]所述射砂倉4的進砂端固設有一根高壓氣管6和一個第一氣缸7，其中高壓氣管6與射砂倉4的內腔相通,所述第一氣缸7的活塞桿伸到射砂倉4內腔中，該伸入端固設有一個能將射砂倉4進砂口堵住的堵塊。所述兩個芯盒可在芯盒移動控制機構的帶動下相對移動，這兩個芯盒上均設有加熱管8。
[0047]如圖2至6所示，本發明所述射芯機與傳統外購射芯機的主要不同之處如下，所述儲砂倉2呈豎直設置，該儲砂倉2的進砂口朝上，且儲砂倉2的出砂口朝下。所述兩個芯盒位于儲砂倉2下方，這兩個芯盒呈左右并排設置，具體為左芯盒9和右芯盒10，且右芯盒10的頂部對應所述射砂嘴5開有進砂口。
[0048]同時，所述射砂倉移動控制機構包括7字型板11和第三氣缸15，其中7字型板11的水平段頂面豎直設有一個第二氣缸12，該第二氣缸12的活塞桿下端與所述射砂倉4頂部固定，且7字型板11豎直段的左板面豎直固定有導軌13，在導軌上活套有滑塊14，該滑塊同時通過一塊連接板15與所述射砂倉4的外壁固定。[0049]所述7字型板11水平段的頂面前后并排有兩個導向滑塊16，這兩個導向滑塊16分別套裝在對應的一根導向桿17上，這兩根導向桿17水平安裝在所述機架I頂部，且7字型板11豎直段的右板面與所述第三氣缸18的活塞桿左端固定，該第三氣缸水平固定在機架I的頂部。采用以上結構，就能通過第三氣缸15帶動7字型板11左右移動，并通過所述第二氣缸12帶動射砂倉4上下移動，從而最終帶動射砂倉4左右和上下移動。
[0050]從圖2至6可看出，所述芯盒移動控制機構包括左芯盒安裝板19和右芯盒安裝板22，其中左芯盒安裝板19的右板面與所述左芯盒9左表面固定，該左芯盒安裝板19上穿設有四根水平導柱20，這四根水平導柱20呈矩形布置。所述左芯盒安裝板19左板面與第四氣缸21的活塞桿右端固定，且所述四根水平導柱20和該第四氣缸21均固定在所述機架I的下部。所述右芯盒安裝板22的左板面與右芯盒10右板面固定，該右芯盒安裝板同時與一塊安裝板23固定，該連接板固定不動，且所述四根水平導柱20分別穿過這塊安裝板23上對應的安裝孔。采用上述結構，就能使左芯盒9左右移動，而右芯盒10固定不動。
[0051 ] 另外，所述安裝板23右邊并排設有一塊壓板24，該壓板24的左邊板面固設有四根呈矩形布置水平推桿25，這四根水平推桿25均插入所述右芯盒10的型腔中。所述壓板24上穿設有四根呈矩形布置的水平螺桿26，這四根水平螺桿26的左端均與所述安裝板23右板面固定，且每根水平螺桿26位于壓板24右邊的桿部套裝有一根壓簧27和一個螺母28，而螺母28設在壓簧27的右邊。
[0052]本射芯機的工作原理如下:
[0053]從所述儲砂倉2頂部的敞口端進砂，儲砂倉2內的覆膜砂通過所述軟管3注入射砂倉4的內腔，且是否進砂由所述第一氣缸7控制，而射砂倉4內腔中的覆膜砂在高壓氣管6中高壓氣體的吹動及自身的重力作用下落到射砂嘴5外，且儲砂倉2可在移動控制機構的控制下左右及上下移動；所述左芯盒9能相對右芯盒10向右移動，這兩個芯盒合模后，通過射砂嘴5出射出的覆膜砂向兩個芯盒內注砂，注入的覆膜砂在加熱管8的加熱作用下升溫固化，加熱溫度為200°C—500°C，固化時間為30s—2min，最終得到需要的所述上砂殼S。當需要制造所述下砂殼X時，需要更換對應的左芯盒9和右芯盒10。
[0054]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不以本發明為限制，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種飛輪的鑄造方法，其工藝步驟如下: a、制上砂殼:在一臺射芯機上制作，從而得到上砂殼(S)； b、制下砂殼:在另一臺結構相同的射芯機上制作，從而得到下砂殼(X);每臺所述射芯機包括機架(1)和兩個芯盒，其中機架(1)頂部固設有一個頂部敞口的儲砂倉(2)，該儲砂倉的出砂口通過一根軟管(3 )與射砂倉(4 )的進砂口連通,該射砂倉(4 )的出砂口固設有兩個射砂嘴(5)，且射砂倉(4)可在射砂倉移動控制機構的控制下移動；所述射砂倉(4)的進砂端固設有一根高壓氣管(6)和一個第一氣缸(7),其中高壓氣管(6)與射砂倉(4)的內腔相通，所述第一氣缸(7)的活塞桿伸到射砂倉(4)內腔中，該伸入端固設有一個能將射砂倉(4)進砂口堵住的堵塊；所述兩個芯盒可在芯盒移動控制機構的帶動下相對移動，這兩個芯盒上均設有加熱管(8); 所述儲砂倉(2)呈豎直設置，其進砂口朝上，出砂口朝下；所述兩個芯盒位于儲砂倉(2)下方，這兩個芯盒呈左右并排設置，具體為左芯盒(9)和右芯盒(10)，且右芯盒(10)的頂部對應所述射砂嘴(5 )開有進砂口 ； C、制作澆口:在澆口模具內放入型砂，加熱后制得澆口 ； d、合模:先將步驟b中制得的下砂殼(X)放入預先制作好的下鐵殼(XT)內，該下鐵殼內腔的形狀與下砂殼(X)外壁的形狀相吻合，然后在下砂殼(X)的頂部蓋上所述步驟a中制得的上砂殼(S)，該上砂殼下部圓盤部的底面與下砂殼(X)的頂面貼合，這兩個砂殼的軸心線在同一條直線上，且上、下砂殼合模后形成鑄造飛輪的型腔；其次在所述上砂殼(S)上部的澆口段套上一個預先制作好的上鐵殼(ST)，該上鐵殼內腔的底面與上砂殼(S)下部圓盤部的頂面貼緊，最后用U型卡子卡住上鐵殼(ST)頂面和下鐵殼(XT)的底面，從而將上鐵殼(ST)和下鐵殼(XT) 壓緊； e、放置澆口:將步驟c中制得的澆口放入所述上砂殼(S)的澆口段中，并在澆口周圍的上鐵殼(ST)頂面上覆蓋起壓緊作用的潮沙； f、澆注:將加熱后的鐵水從澆口處進行澆注，澆注時間為30s— lmin，固化時間為15min——30min ； g、脫模:取出飛輪鑄件毛坯； h、清理澆口:將飛輪鑄件毛坯上的澆冒口清理干凈。
2.根據權利要求1所述飛輪的鑄造方法，其特征在于:所述步驟e中，在澆口內放置有一層起過濾作用的鐵絲網，并在澆口外套有一個環形的鑄鐵圈，該鑄鐵圈的厚度為80mm，其直徑為220mm，且鑄鐵圈支撐在潮沙上。
3.根據權利要求1所述飛輪的鑄造方法，其特征在于:所述步驟f中鐵水的溫度為1400。。一 1600。。。
4.根據權利要求1所述飛輪的鑄造方法，其特征在于:所述射砂倉移動控制機構包括7字型板(11)和第三氣缸(18)，其中7字型板(11)的水平段頂面豎直設有一個第二氣缸(12)，該第二氣缸的活塞桿下端與所述射砂倉(4)頂部固定，且7字型板(11)豎直段的左板面豎直固定有導軌(13)，在導軌上活套有滑塊(14)，該滑塊同時通過一塊連接板(15)與所述射砂倉(4)的外壁固定； 所述7字型板(11)水平段的頂面前后并排有兩個導向滑塊(16 )，這兩個導向滑塊分別套裝在對應的一根導向桿(17)上，這兩根導向桿(17)水平安裝在所述機架(1)頂部，且7字型板(11)豎直段的右板面與所述第三氣缸(18)的活塞桿左端固定，該第三氣缸水平固定在機架(1)的頂部。
5.根據權利要求3所述飛輪的鑄造方法，其特征在于:所述芯盒移動控制機構包括左芯盒安裝板(19 )和右芯盒安裝板(22 )，其中左芯盒安裝板(19 )的右板面與所述左芯盒(9 )左表面固定，該左芯盒安裝板上穿設有四根水平導柱(20)，而左芯盒安裝板(19)左板面與第四氣缸(21)的活塞桿右端固定，且所述四根水平導柱(20)和該第四氣缸(21)均固定在所述機架(1)的下部；所述右芯盒安裝板(22)的左板面與右芯盒(10)右板面固定，該右芯盒安裝板同時與一塊安裝板(23)固定，該連接板固定不動，且所述四根水平導柱(20)分別穿過這塊安裝板(23)上對應的安裝孔。
6.根據權利要求4所述飛輪的鑄造方法，其特征在于:所述安裝板(23)右邊并排設有一塊壓板(24)，該壓板的左邊板面固設有四根呈矩形布置水平推桿(25)，這四根水平推桿(25)均插入所述右芯盒(10)的型腔中；所述壓板(24)上穿設有四根呈矩形布置的水平螺桿(26)，這四根水平螺桿的左端均與所述安裝板(23)右板面固定，且每根水平螺桿(26)位于壓板(24 )右邊的桿部套裝 有一根壓簧(27 )和一個螺母(28 )，而螺母(28 )設在壓簧(27 )的右邊。
【文檔編號】B22C9/28GK103639370SQ201310631292
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】楊國能 申請人:楊國能