[发明专利]一种高铁用制动盘摩擦环铁模覆砂铸造装置及铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高铁用制动盘摩擦环铁模覆砂铸造工艺及铸造装置。

背景技术

制动盘是高铁行业用的零部件。此件呈圆环状，外径(摩擦环铸件外圆)Φ1050mm，内径(摩擦环铸件内圆)Φ730mm，高度61mm，壁厚不均，最大处49mm，制动盘表面分布高度35mm宽度8.3mm间距23-30的散热筋，在Φ890mm(螺栓孔中心所在的圆周)圆上分布椭圆形和圆形的脐子(凸台)。

值得注意的是，机加工时，首先，以散热筋外侧拔模筋拔模角小端(散热筋顶端车去4.5mm后)所在圆角为基准车削摩擦环铸件的外圆；然后，以车削后的摩擦环外圆为装卡定位基准车削摩擦环内圆；最后，以车削后的摩擦环内圆为装卡定位基准，打Φ890mm圆周上分布的螺栓孔。因此为了满足产品特点，对铸件有如下要求：

1、以上四个圆在制造过程中要保持正圆，圆度要求2mm；

2、以上四个圆在铸件上要保持同心；

3、铸件在任何径向方向上的变形量要小于2mm；

4、另外，在毛坯上，作为装卡定位点到4个凸台面要在同一水平面上，并且此水平面、摩擦面和摩擦面背面要互相平行；

5、Φ890圆周上分布的螺栓孔尺寸公差要求正负1mm。

制动盘结构看似简单，但要铸出满足以上要求的铸件是比较困难的，主要质量问题是铸件的变形、上表面夹渣、气孔等缺陷。

目前生产制动盘铸件的主要方式是采用树脂砂铸造工艺技术生产，但废品率很高，分析导致废品的具体原因如下：1.制动盘铸件呈圆环形，且直径较大，导致在具体生产过程中经常出现铸件变形的情况；2.制动盘铸件壁厚差距大，在生产过程中经常出现冷隔现象造成铸件缺陷，或是内部产生缩松缺陷；3.制动盘铸件经常出现涨箱，导致铸件超差；4.制动盘铸件表面有很多筋，筋与筋之间的型砂紧实度较低，此处经常出现铁包砂，后续对铸件进行清理困难；5.铸件的砂型紧实度不能很好控制，造成铸件收缩不稳定，结果导致铸件尺寸超差。现有对于制动盘铸件的生产方法得到的制动盘表面质量差、工艺出品率低，生产成本高。由于我国高铁产业的不断发展，高铁制动盘的需求量不断增加，国内生产质量难以满足需求，因此制动盘基本都靠进口，现在亟需能够保证制动盘质量和精度的铸造装置及工艺方法。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高铁用制动盘摩擦环铁模覆砂铸造工艺及铸造装置，该工艺方法制造的制动盘摩擦环尺寸精度高、变形量小、表面质量好、车削加工量小，工艺出品率高，极大提高了铸件质量，有效降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种高铁用制动盘摩擦环铁模覆砂铸造装置，包括上模造型装置和下模造型装置，所述上模造型装置包括上模板，所述上模板上设有上模样，所述上模样为圆环状，所述上模板在上模样中孔处设有浇注系统，所述上模板上方配合有上砂箱，所述上模板内装有水平设置的电加热棒；所述下模造型装置包括下模板，所述下模板上方配合有下砂箱，所述下模板内装有水平设置的电加热棒；所述上砂箱和下砂箱上配合设置有定位导向装置。

所述上模板放置于第一设备连接底座上，第一设备连接底座下部设有顶箱杆。

所述上砂箱的两侧均设有吊把。

所述上砂箱与上模板的配合面处设有多个开口槽；在高温状态下，砂箱与砂箱、砂箱与加热模之间有时会出现抱死现象，很难使之分开，这时可以使用撬棍等工具通过撬砂箱开口槽使其分离，然后在吊开砂箱。

所述上砂箱的侧面上设有多个砂箱锁紧槽；通过紧固螺栓把上下箱锁紧，限制砂箱的纵向方向。

所述上砂箱的侧面上设有若干个翻箱辅助孔，增设翻箱辅助孔后，翻转时，可用工具穿过辅助孔，用力促使砂箱翻转。

所述浇注系统为底注半封闭半开放式浇注系统，所述浇注系统包括内浇道、横浇道和直浇道，所述直浇道设于上模样中心处，所述直浇道与横浇道连通，横浇道与内浇道连通，横浇道与上模样的内环相连接。此种结构能起到使铁液充型平稳、挡渣、减少夹渣、气孔缺陷的作用。

所述横浇道为圆弧状，直浇道两侧均通过浇道通道与横浇道连通，所述横浇道的圆弧与上模样的圆环位于同心圆内。

所述上砂箱中心处设有直浇道堵块，直浇道堵块与直浇道的位置相适配。

所述上砂箱上表面处环形布设射砂嘴垫块和排气塞。

所述上砂箱与上模样之间间隙为5-9mm。

所述定位导向装置包括设于上砂箱的定位销和设于下砂箱的定位套，所述定位销和定位套的位置相配合，所述下砂箱上还设有导向套；采用销套配合来限制砂箱合箱后的横向变动。