本实用新型涉及曳引轮制造技术领域,具体涉及一种用于曳引轮铸造的模具装置以及铸造系统。
背景技术:
现有技术中,为了提高铸件的局部硬度,通常的做法是采用冷铁作为模具进行铸造,对于曳引轮铸造来说,采用冷铁存在以下问题:
首先,曳引轮型腔外圆由多块冷铁拼接而成,造型工作量大;
其次,冷铁与砂型在凝固过程中的收缩、退让性不同,导致曳引轮表面凹凸不平;
最后,铁水直接与冷铁接触,导致接触处铁水的过冷度大,曳引轮表层硬度不均匀,达不到硬度差≤15HBW的技术要求,甚至形成白口造成加工困难。
技术实现要素:
本实用新型提供了一种用于曳引轮铸造的模具装置,能够解决曳引轮铸件表面不平整的问题,改善曳引轮表层的白口化现象,降低后续加工的难度。
一种用于曳引轮铸造的模具装置,包括依次叠置的上箱和下箱,下箱包括带有曳引轮模具的模具型板,所述曳引轮模具外部套设有采用冷铁材质且一体铸造的箱框,在箱框的底面设有与模具型板相配合的定位机构,在箱框的外壁设有与砂箱吊链相配合的吊装箱柄,以及与上箱相配合的紧固箱柄,所述吊装箱柄上设有轴向限位砂箱吊链的夹链机构。
本实用新型采用冷铁材质且一体铸造的箱框,相比冷铁拼接方式,降低了工作量。通过定位机构,保证箱框与下箱之间的间隙均匀,即保证箱框与曳引轮模具之间的沙层厚度均匀。
在进行曳引轮铸造时,由于存在砂层的过渡作用,一方面,铁水的温度梯度减小,缓解曳引轮表面的白口化现象,改善曳引轮的加工性能,另一方面,曳引轮铸件的外表面仅与砂层接触,收缩、退让性保持一致,避免出现不平整问题。
在铸造过程中,需要对模具装置进行吊运和翻转,为了配合吊运以及翻转,在箱框的外壁设置与砂箱吊链相配合的吊装箱柄,在吊运过程中,通过夹链机构,避免砂箱吊链在吊装箱柄任意滑动,提高吊运过程的安全性。
作为优选,沿远离箱框方向,所述夹链机构包括第一夹板、第二夹板以及端板,所述第一夹板、第二夹板为套设在吊装箱柄上的环形板,所述端板通过螺栓固定在吊装箱柄的端部,吊装箱柄上第一夹板和第二夹板之间的区域为砂箱吊链的绕置区。
利用第一夹板和第二夹板夹持砂箱吊链,避免砂箱吊链沿吊装箱柄任意滑动。
作为优选,箱框外壁与第一夹板之间,以及第二夹板和端板之间,至少一处设有驱使第一夹板和第二夹板夹紧砂箱吊链的弹簧。
所述弹簧用于实现第一夹板和第二夹板的弹性夹持,在弹簧的作用下,第一夹板和第二夹板能够适用于不同规格的砂箱吊链,且在模具装置被撞击时,弹簧对第一夹板和第二夹板的夹持起到缓冲作用,使第一夹板和第二夹板保持夹持状态。
作为优选,所述第一夹板和第二夹板相对的面上,设有环形凸台,第一夹板和第二夹板通过对应的环形凸台夹持砂箱吊链。
通过环形凸台减小第一夹板和第二夹板与砂箱吊链的接触面积,减小砂箱吊链活动时受到的摩擦力。
作为优选,箱框外壁上设有绕吊装箱柄分布的环形限位台阶,箱框外壁与第一夹板之间的弹簧处在该环形限位台阶内。通过环形限位台阶保护弹簧。
作为优选,上箱和箱框的外壁均设有紧固箱柄,且位置上下对正,上箱和箱框相对应的紧固箱柄之间通过U形螺栓箍紧。上箱和箱框的紧固箱柄上分布设有轴向限位U形螺栓的夹持机构。
通过夹持机构避免U形螺栓相对紧固箱柄发生移动,使上箱和下箱保持紧密扣合的状态。
所述夹持机构可以采用各种形式,也可以采用与夹链机构相同的形式,即所述夹持机构和夹链机构结构相同。
本实用新型还提供了一种用于曳引轮铸造的系统,包括砂箱吊运翻转装置以及模具装置,所述砂箱吊运翻转装置包括承重臂,承重臂上设有砂箱吊链以及起重吊架,所述起重吊架滑动安装在承重臂上,所述承重臂上设有与起重吊架相作用以调节起重吊架与承重臂相对位置的驱动机构;所述模具装置采用本实用新型提供的模具装置,模具装置中箱框的吊装箱柄悬挂在所述砂箱吊链上。
本实用新型提供的用于曳引轮铸造的模具装置,在满足曳引轮高硬度(230~270HBW)和硬度差≤15HBW要求的同时,保证曳引轮表面平整,表层加工性能良好。
附图说明
图1a为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中箱框的侧视图;
图1b为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中箱框的俯视图;
图2a为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中下箱的侧视图;
图2b为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中下箱的俯视图;
图3a为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中箱框与下箱配合时的状态示意图;
图3b为图3a中的A-A向剖视图;
图4a为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中箱框与上箱配合时的侧视图;
图4b为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中箱框与上箱配合时的俯视图;
图5为本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置中夹链机构的示意图;
图6为本实用新型砂箱吊运翻转装置的示意图;
图7为本实用新型砂箱吊运翻转装置的局部俯视图。
图中:1、起重吊架;2、支撑轴;3、电动推杆;4、承重臂;5、条形孔;6、凹槽;7、吊环;8、滑轮;9、砂箱吊链;10、弧形推板;11、吊环;12、轴环;13、轴套;14、轴肩;15、箱框;16、吊装箱柄;17、紧固箱柄;18、定位销孔;19、定位销柱;20、曳引轮模具;21、模具型板;22、U形螺栓;23、上箱;24a、第一夹板;24b、第二夹板;25、端板;26、螺栓;27、弹簧;28、环形限位台阶;29、环形凸台。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型用于曳引轮铸造的模具装置以及铸造系统做详细描述。
实施例1
一种用于曳引轮铸造的模具装置,包括依次叠置的上箱23和下箱,下箱的外部套设有箱框15。
下箱的结构如图2a、图2b所示,下箱包括模具型板21,模具型板21的顶面设有曳引轮模具20,曳引轮模具20外部设有定位销柱19,定位销柱19为三个,围绕曳引轮模具20均匀布置。
箱框15的结构如图1a、图1b所示,箱框15采用灰铁材质,且为一体铸造结构,箱框15的截面为外方内圆,外部的方形尺寸与模具型板21以及上箱23外形尺寸大致相当,保证合模后有规则的外轮廓。箱框15的内圆直径比曳引轮模具20的外圆直径大20~25mm。
箱框15的四角分别设有定位销孔18(即定位机构),定位销孔18的位置与定位销柱19的位置相对应,定位销孔18环绕曳引轮模具20的外圆排布,且与曳引轮模具20的外圆的距离相同,定位销孔18能够减小箱框15四角的重量,便于吊运以及翻转操作的进行。
定位销孔18与模具型板21上的定位销柱19相互配合,实现箱框15的定位,保证箱框15内圆与曳引轮模具20的外圆之间具有宽度相等的间隙,在间隙内填充树脂砂,树脂砂的砂层厚度均匀一致,曳引轮浇铸后凝固时,箱框15带来的激冷效果保持均匀,保证曳引轮的外轮廓具有较小的硬度差。
如图1a、图1b所示,箱框15的外壁设有与砂箱吊链相配合的吊装箱柄16,以及与上箱23相配合的紧固箱柄17,吊装箱柄16上设有轴向限位砂箱吊链的夹链机构。
箱框15套设在曳引轮模具20外部的状态如图3a、3b所示,通过定位销柱19和定位销孔18的配合实现定位,曳引轮模具20与箱框15内圆之间具有均匀的间隙,在间隙内填充树脂砂。
如图5所示,沿远离箱框15方向,夹链机构包括第一夹板24a、第二夹板24b以及端板25,第一夹板24a、第二夹板24b为套设在吊装箱柄16上的环形板,端板25通过螺栓26固定在吊装箱柄16的端部,吊装箱柄16上第一夹板24a和第二夹板24b之间的区域为砂箱吊链的绕置区。
箱框15外壁与第一夹板24a之间,以及第二夹板24b和端板25之间,均设有驱使第一夹板24a和第二夹板24b夹紧砂箱吊链的弹簧27。第一夹板24a和第二夹板24b相对的面上,设有环形凸台29,第一夹板24a和第二夹板24b通过对应的环形凸台29夹持砂箱吊链。
如图5所示,箱框15外壁上设有绕吊装箱柄16分布的环形限位台阶28,箱框15外壁与第一夹板24a之间的弹簧处在该环形限位台阶28内。
如图4a、图4b所示,上箱23和箱框15的外壁均设有紧固箱柄17,且位置上下对正,上箱23和箱框15相对应的紧固箱柄17之间通过U形螺栓22箍紧。上箱23和箱框15的紧固箱柄17上分布设有轴向限位U形螺栓22的夹持机构。
夹持机构采用与夹链机构相同的结构,使用时的区别仅在于夹持对象由砂箱吊链变为U形螺栓22。
造型时,将箱框15套在曳引轮模具20外面,通过定位机构以及微调保证箱框15与曳引轮模具20之间具有均匀的间隙(即图3中d尺寸均匀),在间隙中填充树脂砂,树脂砂的厚度为10~12.5mm,树脂砂填充紧实,树脂砂充分固化后起模,防止树脂砂溃散,或砂型破损。合箱完成后,用U型螺栓将上箱23和箱框15箍紧。
在砂层的过渡作用下,铁水的温度梯度降低,缓解了曳引轮表层白口化现象,改善曳引轮的加工性能。
实施例2
一种用于曳引轮铸造的系统,包括砂箱吊运翻转装置以及模具装置,模具装置采用实施例1描述的模具装置。
砂箱吊运翻转装置,如图6所示,包括承重臂4,承重臂4上设有砂箱吊链9以及起重吊架1。使用时,砂箱吊链9绕置在吊装箱柄上。
砂箱吊链9为两条且分别位于起重吊架1的两侧,每条砂箱吊链9通过吊环7悬挂在承重臂4上。吊环7的底部安装有滑轮8,砂箱吊链9绕置在滑轮8上。如图6所示,承重臂4上设有均匀分布的若干凹槽6,吊环7分别位于对应侧的凹槽6内。
通过调整吊环7在凹槽6中的位置,可以适应不同宽度的砂箱。利用滑轮8与砂箱链条相配合,能够使砂箱的翻转更容易进行,且解决了砂箱吊链9与箱柄局部易磨损的问题。
如图6、图7所示,起重吊架1的底部连接有支撑轴2,承重臂4上设有水平布置的条形孔5,支撑轴2穿设在条形孔5内,支撑轴2可沿水平方向在条形孔5内滑动,从而带动起重吊架1相对于承重臂4滑动。
承重臂4上设有驱动支撑轴2运动的电动推杆3,通过电动推杆3改变支撑轴2在条形孔5中的位置。
如图7所示,承重臂4为相对布置的两根,两根承重臂4上的条形孔5位置相对应,支撑轴2的两端分别置入对应侧的条形孔5中。
支撑轴2为并排布置的两根,起重吊架1的底部带有两组吊环11,每组吊环11套在对应的一根支撑轴2上。
支撑轴2上设有限定承重臂4位置的轴肩14和轴环12,即承重臂4位于轴肩14和轴环12之间,并依靠轴肩14和轴环12限定承重臂在支撑轴2的轴向位置。支撑轴2上还设有限定吊环11位置的轴肩或轴环(图7中省略)。
如图7所示,每根支撑轴2上设有两个轴套13,两个轴套13分别与对应侧承重臂4上的条形孔5相配合。轴套13用于减少支撑轴与条形孔间的滑动阻力。在图7中为了体现轴套13,轴肩14和轴环12与支撑臂的距离做了放大处理。
电动推杆3为同步反向运行的两套,每套电动推杆3驱动对应的一根支撑轴2。各电动推杆3通过相应的安装架固定在两根承重臂4之间。
以图7中的位置为基准,如果要推动起重吊架1相对承重臂4向左移动,则左侧的电动推杆3缩回,右侧的电动推杆3伸长,移动到位后,通过电动推杆固定起重吊架1与承重臂的相对位置。
电动推杆3的推杆端部固定有弧形推板10,弧形推板10的凹面与相应的支撑轴2外周相抵靠。
本实用新型使用时,通过吊环7将砂箱吊链9挂置在承重臂4的两端,若砂箱的重心有偏移,通过电动推杆3驱动起重吊架1相对承重臂4移动,使吊点所处的位置恰位于使杠杆保持平衡的支点处。