[发明专利]一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，属铸造工艺技术领域。

背景技术

冷激铸铁凸轮轴毛坯铸造生产工艺在上世纪80年代由上海内燃机研究所从美国AE公司引进，随后在我国得到广泛应用。它利用在铸型特定区域放置的冷铁，使进入型腔的铁水在靠近冷铁的附近区域快速冷却，在该处(凸轮工作面)形成致密的金属组织并获得高硬度和高耐磨性，而其他部位仍将保持原有的铸造组织和强度。这种工艺技术的核心是冷铁在型腔中的放置位置及所放冷铁的热容量。传统的冷激铸铁凸轮轴铸坯生产过程中造型时有前置冷铁和后置冷铁两种放置冷铁的方式，但由于根据工艺要求各位置的冷铁可能需要有不同的热容量，因此尽管各处放置的冷铁形状相近，但其重量和热容量不同，每种冷铁只能放置到型腔中的相应指定位置，否则将因达不到设计的冷激效果而导致铸件报废，所以需要以手工方式一个一个地摆放，工作效率低。而且安装冷铁时首先需要人工从回收的冷铁堆中辨认分类，然后再将选出的冷铁放置在型腔中的相应位置；拆箱后每个冷铁又需从废砂中捡回，有些冷铁包在烧结的砂中很难发现，则会造成一定量的冷铁遗失；如因辨认出错使冷铁放错位置，又会造成铸件报废。此外，前置冷铁虽加工要求不高，但充型时冷铁容易移位，即使采用磁性固定冷铁，由于频繁加热磁性失效快，也只能在一段不长的时间内控制冷铁移位，而冷铁移位则意味着工作部位冷激效果变差；后置冷铁加工要求高，否则不易在型砂中固定，总之冷铁的辨认、摆放严重地影响了铸件的造型效率和产品质量的稳定性。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，也就是冷激铸铁凸轮轴造型使用的将所有前置冷铁可靠固定到砂箱上使之能在铸型中实现一次性整体准确定位、而又能防止冷铁的热量传递给砂箱而改变冷铁冷激效果的机械化造型方法，从而在保持冷铁原有效果的基础上，提高造型的生产效率，减少冷铁错认、错放、移位、遗失等等诸多问题。

为实现上述目的，本发明的一种能将所有前置冷铁一次性装入冷激铸铁凸轮轴铸型的方法，也是冷激铸铁凸轮轴铸型的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合安装方法包括冷铁与绝热材料的设计与制作、砂箱加工、冷铁与绝热件在砂箱上的装配固定，砂箱和模具的排气、射砂道设计。

具体步骤如下：

1、根据凸轮轴的生产要求，在模板上合理设计凸轮轴模具，在模板上设置排气孔；

2、根据凸轮轴铸型的设计要求，合理设计冷铁与绝热材料的形状尺寸，在保证每种冷铁均具有适当的热容量、不改变原有产品要求的冷激效果的前提下，设置绝热材料包容冷铁的安装部分，形成冷铁-绝热材料组件；

3、根据凸轮轴模具的设计要求，合理设计砂箱，砂箱由上箱和底箱构成，上箱上设置铁水进水孔，底箱上设置铁水流水槽，在砂箱上设置多个相对于每种冷铁-绝热材料组件的安装槽，安装槽与冷铁-绝热材料组件的绝热件外形之间形成一定精度的配合关系，保证冷铁-绝热材料组件与砂箱之间有正确的位置关系，用螺栓连接，确保冷铁-绝热材料组件固定在砂箱上，并方便拆换，形成前置冷铁-绝热材料-砂箱组合；

4、根据冷铁在砂箱上的位置，在砂箱上设置排气槽和射砂孔，使射砂时气流通畅，砂型充实完整；

5、用机械放置的方法将前置冷铁-绝热材料-砂箱组合置于造型场地，将一个铸型中的所有前置冷铁均随砂箱在铸型中实现一次性整体准确定位；

6、将凸轮轴模具置于前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中，使凸轮轴模具5与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的前置冷铁处于对应位置；

7、向凸轮轴模具与前置冷铁-绝热材料-砂箱组合中的空间通过砂箱上的射砂孔射砂，使树脂砂充满空间，充型烧结后形成冷激铸铁凸轮轴铁模覆砂上下铸型；

8、上下铸型在砂箱合箱后，通过上箱的铁水进水孔向冷激铸铁凸轮轴铸型内浇注铁水，经过底箱的铁水流水槽，使铁水充满凸轮轴铸型，制成冷激铸铁凸轮轴毛坯；

9、冷却后拆箱取出冷激铸铁凸轮轴，清除前置冷铁-绝热材料-砂箱组合空间中的残砂，准备重复使用；

10、将清除了砂的前置冷铁-绝热材料-砂箱组合再次置于凸轮轴模具上用于制造冷激铸铁凸轮轴铸型。