CN106363152A - 球头关节连杆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球头关节连杆的制造方法，它主要包括制作砂型，然后再浇注钢水，待钢水降温后取掉砂型，用化学方法去除辅助金属后，即得到所需要的球头关节连杆；本发明将球头关节连杆的球头和球头槽同时铸造，铸造完成后，球头就已经到球头槽内，不需要再组装，这样使得球头关节连杆能承受多大的拉力完全取决于球头和球头槽本身的结构，大大提高球头关节连杆的安全性能和抗拉力能力，并且还简化了制造球头关节连杆的生产步骤，提高了生产效率。

Description

球头关节连杆的制造方法

技术领域

本发明涉及设备铸造技术领域，具体地指一种球头关节连杆的制造方法。

背景技术

球头关节连杆由于其摆动角度大，无摆动死角，可自由旋转，结构简单等优点成为了机械设备中不可缺少的组成部分。随着科学技术的发展，这种结构越来越广泛地被使用于各种大型或微型设备中。但是它也存在抗拉力不足的缺点，若拉力过大，会使关节部分球头从球头槽中脱离，造成安全性能下降。

制造球头关节连杆的困难之处在于球头、球头槽的组装方法，现在的技术方法基本上都是把球头和球头槽分别铸造完成后再组装。这种方法要么存在安全隐患，要么无法保证球头关节连杆能承受较大的拉力；原因是因为铸造完成球头、球头槽的形状后，如果需要较大的力把球头压进球头槽，则必然会导致两者发生变形，即使组装成功也会存在安全隐患；如果只需要较小的力把球头压进球头槽，那么使它们分开必然也不需要太大的力，则容易发生脱落，如此球头关节连杆就无法承受较大的拉力，这也是造成球头关节连杆抗拉力不足的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种球头关节连杆的制造方法，提高铸造后的球头关节连杆的安全性能，增强其抗拉力能力。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种球头关节连杆的制造方法，它包括以下步骤：

步骤1）：制作球头关节连杆的球头槽的实体模型；

步骤2）： 分别制作三个可以互相组合在一起的砂槽，组合时位于下层的为第一砂槽，位于中层的为第二砂槽，位于上层的为第三砂槽；

步骤3）：将球头槽实体模型的球体上半部分设于第二砂槽中，将球头槽实体模型的剩余下部分设于第一砂槽中，均填埋型砂制作相应砂型，然后拆除球头槽的实体模型后，分别形成第二型腔和第一型腔；

步骤4）：拆除球头槽的实体模型，然后采用钼金属制作与球头关节连杆的球头外形相同的空心球头圆筒，球头圆筒上部为空心圆柱形，下部为空心球形；

步骤5）：将球头圆筒的上部从第二型腔下方往上穿过，然后进入到第三砂槽内并卡设于其中，并在球头圆筒顶部开口上设置柱状模型杆；然后在第三砂槽内设置两根与柱状模型杆表面接触的模型杆，并在第三砂槽内设置两根直通第二型腔顶部开口的模型杆，然后填埋型砂制作相应砂型，拆除柱状模型杆及四个模型杆，最后分别形成第三型腔、球头浇注口通道、球头冒气口通道、球头槽浇注口通道和球头槽冒气口通道；

步骤6）：将第一砂槽、第二砂槽、和第三砂槽紧密结合在一起后，向球头浇注口通道和球头槽浇注口通道浇注钢水，至空腔被填满后停止浇注，然后冷却至金属定型后，先分别取掉第一砂槽和第三砂槽，然后取掉第二砂槽，去掉型砂，得到球头槽、球头圆筒和球头的连接件；

步骤7）：将得到的球头槽、球头圆筒和球头的连接件侵入到浓硝酸中，使得钼金属制作而成的球头圆筒溶于浓硝酸中，最终制成球头槽和球头连接而成的球头关节连杆。

优选地，所述步骤5）中，在球头圆筒顶部开口上设置柱状模型杆时，柱状模型杆为圆柱形结构，其横截面直径等于球头圆筒顶部开口内径，柱状模型杆可套装于球头圆筒的顶部开口内。

优选地，所述步骤5）中，模型杆为上宽下窄的锥形结构。。

本发明有益效果：本发明的方法可以将球头关节连杆的球头和球头槽同时铸造，铸造完成后，球头就已经到球头槽内，不需要再组装，这样使得球头关节连杆能承受多大的拉力完全取决于球头和球头槽本身的结构，大大提高球头关节连杆的安全性能和抗拉力能力，并且还简化了制造球头关节连杆的生产步骤，提高了生产效率。

附图说明

图1 为一种球头关节连杆的球头、球头槽及其连接状态结构示意图；

图2为一种球头关节连杆的制造过程装配图；

图3为图2最终装配状态图；

图4为图3中去掉型砂后得到球头槽、球头圆筒和球头的连接状态结构示意图；

图中，球头槽1、第一砂槽2、第一型腔2a、第二砂槽3、第二型腔3a、第三砂槽4、第三型腔4a、球头浇注口通道4b、球头冒气口通道4c、球头槽浇注口通道4d、球头槽冒气口通道4e、球头5、球头圆筒6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，传统制造球头关节连杆的方法，是直接将球头5压进球头槽1中，这种方法的缺陷在背景技术中已经阐述，在此不再赘述。

如图2至图4所示，本发明实施例的球头关节连杆的制造方法，包括以下步骤：

步骤1）：制作球头关节连杆的球头槽1的实体模型；这种实体模型可以采用塑料或木头制造；

步骤2）： 分别制作三个可以互相组合在一起的砂槽，组合时位于下层的为第一砂槽2，位于中层的为第二砂槽3，位于上层的为第三砂槽4；第一砂槽2、第二砂槽3和第三砂槽4均为型砂的盛装装置，在后续步骤中，砂型制作完成后可以拆除各砂槽，非常方便；另外本实施例采用的砂槽的形状均为长方体结构，这种结构简单，方便第一砂槽2、第二砂槽3和第三砂槽4之间上下组合时更为紧密；

步骤3）：如图1所示，可以球头槽1的半球分界线为基准，将球头槽1实体模型的球体上半部分设于第二砂槽3中，将球头槽1实体模型的剩余下部分设于第一砂槽2中，均填埋型砂制作相应砂型，然后拆除球头槽1的实体模型后，分别形成第二型腔3a和第一型腔2a；

步骤4）：拆除球头槽1的实体模型，然后采用钼金属制作与球头关节连杆的球头5外形相同的空心球头圆筒6，球头圆筒6上部为空心圆柱形，下部为空心球形；之所以选择钼金属，是因为其熔点高，为2620℃左右，远高于钢本身的熔点，另外钼金属可以溶于浓硝酸中，这样在后续步骤7）中，可以通过浓硝酸将其溶解，以完成球头关节连杆的制作；

步骤5）：将球头圆筒6的上部从第二型腔3a下方往上穿过，然后进入到第三砂槽4内并卡设于其中，并在球头圆筒6顶部开口上设置柱状模型杆；然后在第三砂槽4内设置两根与柱状模型杆表面接触的模型杆，并在第三砂槽4内设置两根直通第二型腔3a顶部开口的模型杆，然后填埋型砂制作相应砂型，拆除柱状模型杆及四个模型杆，最后分别形成第三型腔4a、球头浇注口通道4b、球头冒气口通道4c、球头槽浇注口通道4d和球头槽冒气口通道4e；

步骤6）：将第一砂槽2、第二砂槽3、和第三砂槽4紧密结合在一起后，向球头浇注口通道4b和球头槽浇注口通道4d浇注钢水，至空腔被填满后停止浇注，然后冷却至金属定型后，先分别取掉第一砂槽2和第三砂槽4，然后取掉第二砂槽3，去掉型砂，得到球头槽1、球头圆筒6和球头5的连接件；

步骤7）：将得到的球头槽1、球头圆筒6和球头5的连接件侵入到浓硝酸中，使得钼金属制作而成的球头圆筒6溶于浓硝酸中，最终制成球头槽1和球头5连接而成的球头关节连杆。由于在步骤6）钢水浇注后，会将球头圆筒6粘连在球头槽1和球头5之间，如何去掉球头圆筒6为关键的技术点，选用浓硝酸这种化学试剂，可以将钼金属制作而成的球头圆筒6进行溶解，同时浓硝酸与钢质材料的球头槽1和球头5发生钝化作用，因此不会对其产生腐蚀作用。

所述步骤5）中，在球头圆筒6顶部开口上设置柱状模型杆时，柱状模型杆为圆柱形结构，其横截面直径等于球头圆筒6顶部开口内径，柱状模型杆可套装于球头圆筒6的顶部开口内。这种设计可以使得柱状模型杆很简单而且稳固地、可拆卸地安装于球头圆筒6内。

所述步骤5）中，模型杆为上宽下窄的锥形结构。这种结构可以使得形成的球头冒气口通道4c和球头槽冒气口通道4e能够更有利于浇注过程中热气的排出。

在上述步骤中，球头圆筒6也可以采用金属钨（熔点3410摄氏度）材料制造，由于钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合液中，而钢与该混合液相遇会发生钝化，因此也可以通过这种化学试剂腐蚀的方法去除球头圆筒6。

Claims (3)

1.一种球头关节连杆的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1）：制作球头关节连杆的球头槽（1）的实体模型；

步骤2）： 分别制作三个可以互相组合在一起的砂槽，组合时位于下层的为第一砂槽（2），位于中层的为第二砂槽（3），位于上层的为第三砂槽（4）；

步骤3）：将球头槽（1）实体模型的球体上半部分设于第二砂槽（3）中，将球头槽（1）实体模型的剩余下部分设于第一砂槽（2）中，均填埋型砂制作相应砂型，然后拆除球头槽（1）的实体模型后，分别形成第二型腔（3a）和第一型腔（2a）；

步骤4）：拆除球头槽（1）的实体模型，然后采用钼金属制作与球头关节连杆的球头（5）外形相同的空心球头圆筒（6），球头圆筒（6）上部为空心圆柱形，下部为空心球形；

步骤5）：将球头圆筒（6）的上部从第二型腔（3a）下方往上穿过，然后进入到第三砂槽（4）内并卡设于其中，并在球头圆筒（6）顶部开口上设置柱状模型杆；然后在第三砂槽（4）内设置两根与柱状模型杆表面接触的模型杆，并在第三砂槽（4）内设置两根直通第二型腔（3a）顶部开口的模型杆，然后填埋型砂制作相应砂型，拆除柱状模型杆及四个模型杆，最后分别形成第三型腔（4a）、球头浇注口通道（4b）、球头冒气口通道（4c）、球头槽浇注口通道（4d）和球头槽冒气口通道（4e）；

步骤6）：将第一砂槽（2）、第二砂槽（3）、和第三砂槽（4）紧密结合在一起后，向球头浇注口通道（4b）和球头槽浇注口通道（4d）浇注钢水，至空腔被填满后停止浇注，然后冷却至金属定型后，先分别取掉第一砂槽（2）和第三砂槽（4），然后取掉第二砂槽（3），去掉型砂，得到球头槽（1）、球头圆筒（6）和球头（5）的连接件；

步骤7）：将得到的球头槽（1）、球头圆筒（6）和球头（5）的连接件侵入到浓硝酸中，使得钼金属制作而成的球头圆筒（6）溶于浓硝酸中，最终制成球头槽（1）和球头（5）连接而成的球头关节连杆。

2.根据权利要求1所述的球头关节连杆的制造方法，其特征在于：所述步骤5）中，在球头圆筒（6）顶部开口上设置柱状模型杆时，柱状模型杆为圆柱形结构，其横截面直径等于球头圆筒（6）顶部开口内径，柱状模型杆可套装于球头圆筒（6）的顶部开口内。

3.根据权利要求1所述的球头关节连杆的制造方法，其特征在于：所述步骤5）中，模型杆为上宽下窄的锥形结构。