CN109434024A - 一种齿圈毛坯的加工设备与加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿圈毛坯的加工设备，包括模具底座模具底座、模具底座上端所插配的外模组、外模组内侧所设的芯模组与芯模组上端所设的上模盖，本发明还公开了一种齿圈毛坯的加工工艺，包含以下步骤：步骤一：备料；步骤二：模具准备；步骤三：模具整体组装；步骤四：模具预热；步骤五：模型浇注；步骤六：固化成形；步骤七：开模取件；步骤八：修整；步骤九：时效处理。本发明中，外模套与芯模均为分体式结构，其加工制作比较简单，并且其模型轮廓的表面质量有比较大的提高；整个加工设备，一次制备可反复使用，并且其组装较为简单，可以一次生产多件齿圈毛坯，大大提高了生产效率。

Description

一种齿圈毛坯的加工设备与加工工艺
技术领域
本发明涉及齿圈毛坯加工技术领域，具体为一种齿圈毛坯的加工设备与加工工艺。
背景技术
齿圈毛坯的制作是齿圈加工的一个重要环节，齿圈毛坯制作的好坏决定着齿圈的整体质量，现有技术中齿圈毛坯的制作大多通过锻造来完成，但是某些工作环境较为恶劣、重载并且冲击频率大的情况下，齿圈毛坯通常采用铸铁件，特别是在某些重型、巨型设备中，大型齿圈的制作往往通过砂型铸造来完成，大型齿圈的砂型铸造，操作过程较为简单，生产成本低，但是它在实际的操作过程中还存在以下弊端：
1.齿圈毛坯制作的砂型因巨大化，制作的砂型需要具备非常高的强度以满足铸造需求，因此其砂型制作的难度大，砂型的废品率高；
2.齿圈毛坯采用砂型铸造时，因其尺寸较大，因此会在浇注过程中出现因铁水冷却快而导致浇不足的现象；
3.齿圈的毛坯采用砂型铸造时，虽然砂型的制作成本较低，但是其制作过程较为耗时间，无法进一步的提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种齿圈毛坯的加工工艺，以解决上述背景技术中提出齿圈毛坯制作的砂型因巨大化，制作的砂型需要具备非常高的强度以满足铸造需求，因此其砂型制作的难度大，砂型的废品率高，因齿圈毛坯砂型尺寸较大，会在浇注过程中出现因铁水冷却快而导致浇不足的现象，以及砂型的制作成本较低，但是其制作过程较为耗时间，无法进一步的提高生产效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种齿圈毛坯的加工设备，包括模具底座模具底座、模具底座上端所插配的外模组、外模组内侧所设的芯模组与芯模组上端所设的上模盖，所述模具底座的上端均布设有槽体结构的街插孔I，所述模具底座上端面的中间位置处并且在街插孔I内插配有杆状结构的导热定位柱I，所述导热定位柱I的外侧并且在街插孔I内插配有杆状结构的导热定位柱II；
所述外模组由外模套相串连而成，且外模组与模具底座上端面的导热定位柱II相插配，所述外模套的主体由圆弧形曲面板状结构的外模块相嵌配而成，所述外模块的外侧固定连接有曲面板状结构的固定连接板，且外模块与固定连接板之间通过连接螺栓固定连接在一起，所述外模块的一端设有槽体结构的定位槽，且在外模块的另一端设有凸台结构的定位块，所述外模块之间通过定位槽与定位块相插配在一起，所述外模块的壁体上均布设有与模具底座上端的导热定位柱II位置相对应的孔状结构的接插孔II，所述外模套的上端并且在接插孔II插配有导热定位柱II，且外模套之间通过外模套上端的导热定位柱II与外模套下端的接插孔II相插配而固定连接在一起；
所述芯模组由圆柱形结构的芯模相串连而成，且在芯模的中间设有孔状结构的浇注孔，所述芯模的外圆上套设有环形结构的间隔环，且间隔环将芯模的外圆等分成山下两个环形槽体结构的模腔，由浇注孔的内壁向模腔的槽底引有孔状结构的导流孔，由导流孔的中间向芯模的上下两侧环向分割成三段环形凸台结构，且最上端的环形凸台结构为上模段，最下端的环形凸台结构为下模段，中间的环形凸台结构为中模段，所述上模段、中模段与下模段通过粘合固定成一个整体，由芯模的上端向芯模的下端设有与模具底座上端面的导热定位柱I位置相对应的孔状结构的接插孔III，且在接插孔III的上端插配有导热定位柱I，所述芯模之间通过芯模上端的导热定位柱I与芯模下端的接插孔III相插配而固定连接在一起；
所述外模组与芯模组的上端插配有上模盖，所述上模盖的中间设有与浇注孔相对应的孔状结构的浇注孔II，且在浇注孔II的上端固定连接有喇叭口状结构的浇杯，所述上模盖下端面的中间位置处设有与芯模上端的导热定位柱I位置相对应的孔状结构的接插孔IV，且在接插孔IV的外侧并且在上模盖的下端面上设有与外模套上端的导热定位柱II位置相对应的孔状结构的接插孔V。
优选的，所述固定连接板的两端分别与两个相嵌配的外模块相搭接，且固定连接板的内侧面与外模块的外侧面相贴合，所述连接螺栓分别固定在固定连接板的两端。
优选的，所述模腔的上端面上均布设有环形槽体结构的冒口，所述导流孔自浇注孔的内壁向模腔的槽底呈伞状排列。
优选的，所述，所述模具底座的下端并且在街插孔I的下方设有槽体结构的接线腔，所述接线腔内设有与导热定位柱I的下端相电性连接的导线，所述导线与模具底座下端外侧所设的电源插座相电性连接，所述导线的下端并且在接线腔的槽体内嵌配有壳体结构的封盖。
优选的，所述浇注孔的外壁与外模块的内壁相滑动套配，且芯模与外模套的数量相等并且位置相对应。
本发明还公开一种齿圈毛坯的加工工艺，包含以下步骤：
步骤一：备料，按齿圈铸造原料进行配比；
步骤二：模具准备，将齿圈毛坯铸造用的模具零部件清理干净，并在外模块的内壁、模腔的腔体内壁、浇注孔I、导流孔、浇杯与浇注孔II均刷涂脱模剂，并将上模段的下端面、中模锻的上下两端面、下模锻的上端面均涂抹胶水，然后将上模段、中模段与下模段拼接粘合成芯模，在整个外模套的下端面与芯模的下端均刷涂一层耐高温密封胶；
步骤三：模具整体组装，先将芯模按自下而上的顺序在模具底座的中间串连起来构成芯模组，再将外模套在芯模的外侧并且在模具底座的上端串连起来构成外模组，然后再将上模盖插配在芯模组与外模组的上端，从而完成整个模具的组装；
步骤四：模具预热，将电源插座与外接电源接通，使模具通过导热定位柱I与导热定位柱II进行预热，预热温度为65℃-85℃；
步骤五：模型浇注，将步骤一中的备料投放入熔炉内加热成铁水，然后将铁水盛入到浇注钢包内并沿模具上端的浇杯倒入模具内部；
步骤六：固化成形，浇注完成后静待4小时-6小时，使模腔内的铁水冷却固化成形浇注件；
步骤七：开模取件，将上模盖与外模套依次从上到下拆除，然后将芯模上的上模段、中模段与下模段自上而下依次拆除，进而将浇注件从模具内取出；
步骤八：修整，将浇注件上的浇冒头从浇注件上锯除，然后将浇注件上的飞边与毛刺剔除；
步骤九：时效处理，将浇注件投放到加热炉内加热到550℃，然后保温4小时-8小时，将温度降至150℃后出炉，降温速度为15℃/小时-20℃/小时，进而完成齿圈毛坯的制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
1.外模套与芯模均为分体式结构，其加工制作比较简单，并且其模型轮廓的表面质量有比较大的提高；
2.通过电源插座、导线、导热定位柱I与导热定位柱II对整个设备的模型腔进行加热保温，进而能够保证铁水在浇注的过程中可以降低其冷却速度，进而提高了铁水的流动性，使浇注的齿圈毛坯比较饱满；
3.整个加工设备，一次制备可反复使用，并且其组装较为简单，可以一次生产多件齿圈毛坯，大大提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明轴侧结构***视图；
图2为本发明主视图；
图3为图2中A-A处剖面结构示意图；
图4为本发明右视图；
图5为图4中B-B处剖面结构示意图；
图6为模具底座轴侧结构视图；
图7为模具底座半剖结构视图；
图8为外模套结构主视图；
图9为图8中C-C处剖面结构视图；
图10为芯模半剖结构视图；
图11为上模盖半剖结构视图。
图中：1、模具底座；2、外模套；3、芯模；4、上模盖；101、街插孔I；102、导热定位柱I；103、导热定位柱II；104、接线腔；105、导线；106、封盖；107、电源插座；201、外模块；202、固定连接板；203、连接螺栓；204、接插孔II；205、定位槽；206、定位块；301、浇注孔；302、模腔；303、冒口；304、导流孔；305、接插孔III；306、上模段；307、间隔环；308、中模段；309、下模段；401、浇杯；402、浇注孔II；403、接插孔IV；404、接插孔V。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图11，本发明提供一种技术方案：一种齿圈毛坯的加工设备，包括模具底座模具底座1、模具底座1上端所插配的外模组、外模组内侧所设的芯模组与芯模组上端所设的上模盖4，模具底座1的上端均布设有槽体结构的街插孔I 101，模具底座1上端面的中间位置处并且在街插孔I 101内插配有杆状结构的导热定位柱I 102，导热定位柱I102的外侧并且在街插孔I 101内插配有杆状结构的导热定位柱II 103，其中导热定位柱I102与导热定位柱II 103同时起到定位与加热保温的作用；
外模组由外模套2相串连而成，且外模组与模具底座1上端面的导热定位柱II 103相插配，外模套2的主体由圆弧形曲面板状结构的外模块201相嵌配而成，外模块201的外侧固定连接有曲面板状结构的固定连接板202，且外模块201与固定连接板202之间通过连接螺栓203固定连接在一起，外模块201的一端设有槽体结构的定位槽205，且在外模块201的另一端设有凸台结构的定位块206，外模块201之间通过定位槽205与定位块206相插配在一起，外模块201的壁体上均布设有与模具底座1上端的导热定位柱II 103位置相对应的孔状结构的接插孔II 204，外模套2的上端并且在接插孔II 204插配有导热定位柱II 103，且外模套2之间通过外模套2上端的导热定位柱II 103与外模套2下端的接插孔II 204相插配而固定连接在一起，外模套2的这种分体式结构，使得外模套2的制作与拆装都较为容易，提高其装配效率；
芯模组由圆柱形结构的芯模3相串连而成，且在芯模3的中间设有孔状结构的浇注孔301，芯模3的外圆上套设有环形结构的间隔环307，且间隔环307将芯模3的外圆等分成山下两个环形槽体结构的模腔302，由浇注孔301的内壁向模腔302的槽底引有孔状结构的导流孔304，由导流孔304的中间向芯模3的上下两侧环向分割成三段环形凸台结构，且最上端的环形凸台结构为上模段306，最下端的环形凸台结构为下模段309，中间的环形凸台结构为中模段308，上模段306、中模段308与下模段309通过粘合固定成一个整体，由芯模3的上端向芯模3的下端设有与模具底座1上端面的导热定位柱I 102位置相对应的孔状结构的接插孔III 305，且在接插孔III 305的上端插配有导热定位柱I 102，芯模3之间通过芯模3上端的导热定位柱I 102与芯模3下端的接插孔III 305相插配而固定连接在一起，芯模3的这种分体式结构，使芯模3的制作与拆装都较为容易，提高其装配效率；
外模组与芯模组的上端插配有上模盖4，上模盖4的中间设有与浇注孔301相对应的孔状结构的浇注孔II 402，且在浇注孔II 402的上端固定连接有喇叭口状结构的浇杯401，上模盖4下端面的中间位置处设有与芯模3上端的导热定位柱I 102位置相对应的孔状结构的接插孔IV 403，且在接插孔IV 403的外侧并且在上模盖4的下端面上设有与外模套2上端的导热定位柱II 103位置相对应的孔状结构的接插孔V 404。
进一步的，固定连接板202的两端分别与两个相嵌配的外模块201相搭接，且固定连接板202的内侧面与外模块201的外侧面相贴合，连接螺栓203分别固定在固定连接板202的两端，通过固定连接板202使外模块201固定连接成一个整体。
进一步的，模腔302的上端面上均布设有环形槽体结构的冒口303，导流孔304自浇注孔301的内壁向模腔302的槽底呈伞状排列，导流孔304的这种结构利于铁水整个模腔内流动，提高了浇注的效率与浇注的质量。
进一步的，模具底座1的下端并且在街插孔I 101的下方设有槽体结构的接线腔104，接线腔104内设有与导热定位柱I 102的下端相电性连接的导线105，导线105与模具底座1下端外侧所设的电源插座107相电性连接，导线105的下端并且在接线腔104的槽体内嵌配有壳体结构的封盖106，将电源插座107与外接电源相连通，进而使街插孔I 101内插配的导热定位柱I 102与导热定位柱II 103对整个设备加热保温。
进一步的，浇注孔301的外壁与外模块201的内壁相滑动套配，且芯模3与外模套2的数量相等并且位置相对应，通过这种结构使得模腔302形成一个相对封闭的齿圈毛坯腔体结构。
本发明还公开一种齿圈毛坯的加工工艺，包含以下步骤：
步骤一：备料，按齿圈铸造原料进行配比；
步骤二：模具准备，将齿圈毛坯铸造用的模具零部件清理干净，并在外模块的内壁、模腔的腔体内壁、浇注孔I、导流孔、浇杯与浇注孔II均刷涂脱模剂，并将上模段的下端面、中模锻的上下两端面、下模锻的上端面均涂抹胶水，然后将上模段、中模段与下模段拼接粘合成芯模，在整个外模套的下端面与芯模的下端均刷涂一层耐高温密封胶，以保证整个外模组与芯模之间的模腔组形成封闭的浇注型腔，进而保证齿圈毛坯的浇注质量；
步骤三：模具整体组装，先将芯模按自下而上的顺序在模具底座的中间串连起来构成芯模组，再将外模套在芯模的外侧并且在模具底座的上端串连起来构成外模组，然后再将上模盖插配在芯模组与外模组的上端，从而完成整个模具的组装，在装配的过程中，按顺序进行装配，避免漏装与错装；
步骤四：模具预热，将电源插座与外接电源接通，使模具通过导热定位柱I与导热定位柱II进行预热，预热温度为65℃-85℃；
步骤五：模型浇注，将步骤一中的备料投放入熔炉内加热成铁水，然后将铁水盛入到浇注钢包内并沿模具上端的浇杯倒入模具内部；
步骤六：固化成形，浇注完成后静待4小时-6小时，使模腔内的铁水冷却固化成形浇注件；
步骤七：开模取件，将上模盖与外模套依次从上到下拆除，然后将芯模上的上模段、中模段与下模段自上而下依次拆除，进而将浇注件从模具内取出，在取出模型件的过程中，注意避免模具与齿圈毛坯的磕碰；
步骤八：修整，将浇注件上的浇冒头从浇注件上锯除，然后将浇注件上的飞边与毛刺剔除，降低下一步加工的加工难度；
步骤九：时效处理，将浇注件投放到加热炉内加热到550℃，然后保温4小时-8小时，将温度降至150℃后出炉，降温速度为15℃/小时-20℃/小时，进而完成齿圈毛坯的制备。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种齿圈毛坯的加工设备，包括模具底座模具底座(1)、模具底座(1)上端所插配的外模组、外模组内侧所设的芯模组与芯模组上端所设的上模盖(4)，其特征在于：所述模具底座(1)的上端均布设有槽体结构的街插孔I(101)，所述模具底座(1)上端面的中间位置处并且在街插孔I(101)内插配有杆状结构的导热定位柱I(102)，所述导热定位柱I(102)的外侧并且在街插孔I(101)内插配有杆状结构的导热定位柱II(103)；
所述外模组由外模套(2)相串连而成，且外模组与模具底座(1)上端面的导热定位柱II(103)相插配，所述外模套(2)的主体由圆弧形曲面板状结构的外模块(201)相嵌配而成，所述外模块(201)的外侧固定连接有曲面板状结构的固定连接板(202)，且外模块(201)与固定连接板(202)之间通过连接螺栓(203)固定连接在一起，所述外模块(201)的一端设有槽体结构的定位槽(205)，且在外模块(201)的另一端设有凸台结构的定位块(206)，所述外模块(201)之间通过定位槽(205)与定位块(206)相插配在一起，所述外模块(201)的壁体上均布设有与模具底座(1)上端的导热定位柱II(103)位置相对应的孔状结构的接插孔II(204)，所述外模套(2)的上端并且在接插孔II(204)插配有导热定位柱II(103)，且外模套(2)之间通过外模套(2)上端的导热定位柱II(103)与外模套(2)下端的接插孔II(204)相插配而固定连接在一起；
所述芯模组由圆柱形结构的芯模(3)相串连而成，且在芯模(3)的中间设有孔状结构的浇注孔(301)，所述芯模(3)的外圆上套设有环形结构的间隔环(307)，且间隔环(307)将芯模(3)的外圆等分成山下两个环形槽体结构的模腔(302)，由浇注孔(301)的内壁向模腔(302)的槽底引有孔状结构的导流孔(304)，由导流孔(304)的中间向芯模(3)的上下两侧环向分割成三段环形凸台结构，且最上端的环形凸台结构为上模段(306)，最下端的环形凸台结构为下模段(309)，中间的环形凸台结构为中模段(308)，所述上模段(306)、中模段(308)与下模段(309)通过粘合固定成一个整体，由芯模(3)的上端向芯模(3)的下端设有与模具底座(1)上端面的导热定位柱I(102)位置相对应的孔状结构的接插孔III(305)，且在接插孔III(305)的上端插配有导热定位柱I(102)，所述芯模(3)之间通过芯模(3)上端的导热定位柱I(102)与芯模(3)下端的接插孔III(305)相插配而固定连接在一起；
所述外模组与芯模组的上端插配有上模盖(4)，所述上模盖(4)的中间设有与浇注孔(301)相对应的孔状结构的浇注孔II(402)，且在浇注孔II(402)的上端固定连接有喇叭口状结构的浇杯(401)，所述上模盖(4)下端面的中间位置处设有与芯模(3)上端的导热定位柱I(102)位置相对应的孔状结构的接插孔IV(403)，且在接插孔IV(403)的外侧并且在上模盖(4)的下端面上设有与外模套(2)上端的导热定位柱II(103)位置相对应的孔状结构的接插孔V(404)。
2.根据权利要求1所述的一种齿圈毛坯的加工设备，其特征在于：所述固定连接板(202)的两端分别与两个相嵌配的外模块(201)相搭接，且固定连接板(202)的内侧面与外模块(201)的外侧面相贴合，所述连接螺栓(203)分别固定在固定连接板(202)的两端。
3.根据权利要求1所述的一种齿圈毛坯的加工设备，其特征在于：所述模腔(302)的上端面上均布设有环形槽体结构的冒口(303)，所述导流孔(304)自浇注孔(301)的内壁向模腔(302)的槽底呈伞状排列。
4.根据权利要求1所述的一种齿圈毛坯的加工设备，其特征在于：所述，所述模具底座(1)的下端并且在街插孔I(101)的下方设有槽体结构的接线腔(104)，所述接线腔(104)内设有与导热定位柱I(102)的下端相电性连接的导线(105)，所述导线(105)与模具底座(1)下端外侧所设的电源插座(107)相电性连接，所述导线(105)的下端并且在接线腔(104)的槽体内嵌配有壳体结构的封盖(106)。
5.根据权利要求1所述的一种齿圈毛坯的加工设备，其特征在于：所述浇注孔(301)的外壁与外模块(201)的内壁相滑动套配，且芯模(3)与外模套(2)的数量相等并且位置相对应。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的一种齿圈毛坯的加工工艺，其特征在于，此产品的加工流程包含以下步骤：
步骤一：备料，按齿圈铸造原料进行配比；
步骤二：模具准备，将齿圈毛坯铸造用的模具零部件清理干净，并在外模块的内壁、模腔的腔体内壁、浇注孔I、导流孔、浇杯与浇注孔II均刷涂脱模剂，并将上模段的下端面、中模锻的上下两端面、下模锻的上端面均涂抹胶水，然后将上模段、中模段与下模段拼接粘合成芯模，在整个外模套的下端面与芯模的下端均刷涂一层耐高温密封胶；
步骤三：模具整体组装，先将芯模按自下而上的顺序在模具底座的中间串连起来构成芯模组，再将外模套在芯模的外侧并且在模具底座的上端串连起来构成外模组，然后再将上模盖插配在芯模组与外模组的上端，从而完成整个模具的组装；
步骤四：模具预热，将电源插座与外接电源接通，使模具通过导热定位柱I与导热定位柱II进行预热，预热温度为65℃-85℃；
步骤五：模型浇注，将步骤一中的备料投放入熔炉内加热成铁水，然后将铁水盛入到浇注钢包内并沿模具上端的浇杯倒入模具内部；
步骤六：固化成形，浇注完成后静待4小时-6小时，使模腔内的铁水冷却固化成形浇注件；
步骤七：开模取件，将上模盖与外模套依次从上到下拆除，然后将芯模上的上模段、中模段与下模段自上而下依次拆除，进而将浇注件从模具内取出；
步骤八：修整，将浇注件上的浇冒头从浇注件上锯除，然后将浇注件上的飞边与毛刺剔除；
步骤九：时效处理，将浇注件投放到加热炉内加热到550℃，然后保温4小时-8小时，将温度降至150℃后出炉，降温速度为15℃/小时-20℃/小时，进而完成齿圈毛坯的制备。
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