一種船用變速箱鑄件模具的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種船用變速箱鑄件模具的制作方法，其特征在于上、中、下三種箱體外形模具均采用鋼板模具替代鋁質金屬模具，坭芯盒采用木模模具，外形模具制作時通過采用20#槽鋼做模具的骨架與上、下型板，8-10毫米的Q235鋼板做面板，各圓弧面加熱壓制/敲擊成型，成型鋼線切割做凸臺、軸承孔等諸多工藝措施。用該模具鑄造的船用變速箱鑄件鑄件表面粗糙度好。具有制作時間短、成本低、使用周期長等優點。
【專利說明】一種船用變速箱鑄件模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及船用變速箱鑄件模具的制作方法，特別涉及生產最大傳遞能力13.46(kw/rpm)船用變速箱鑄件鋼板模具的制作方法。
【背景技術】
[0002]進入21世紀，造船業技術快速發展，船用齒輪變速箱需求快速增長，大的傳遞能力船用齒輪變速箱是船的重要設備，在制造船用齒輪變速箱需要制造所需鑄件。如生產德國產品GWC66.75船用齒輪變速箱，最大傳遞能力13.46 (kw/rpm)，整機凈重18700 kg以上，主要用于大型散貨船、客船、化學品船、油輪等工作船。該船用齒輪變速箱鑄件由上、中、下三個箱體合成；外形尺寸為2200*2000*2150 ;整套產品重量8300 kg，其中最重的下箱體3895 kgo
[0003]該類船用齒輪變速箱鑄件表面粗糙度要求=Ra50，如按木模工藝設計、制作模具，無法解決鑄件表面粗糙度要求高、模具間斷性生產易變形、模具經濟壽命短等方面的問題。
[0004]按鋁質金屬模工藝設計與生產，雖有鑄件表面粗糙度好、模具在間斷性生產條件下不會變形、經濟壽命長等方面的優勢；但也存在模具制作費用高(需55-60萬元/套左右)、生產周期長，加工行程高，當制造場所高度不夠，只能將模具整體分塊加工、采用螺桿拼接工藝才能實現。
[0005]為了解決現有木模具與鋁模具存在的問題，本發明經過充分的失效模式分析后，發明一種外形模具用鋼板替代鋁質金屬模，內部坭芯盒采用木模的船用變速箱鑄件用模具的制造方法。
【發明內容】
[0006]外形模具用鋼板替代鋁質金屬模，內部坭芯盒采用木模的船用變速箱鑄件用模具的制造方法，外形模具制作時通過采用20#槽鋼做模具的骨架與上、下型板，8-10毫米的Q235鋼板做面板，各圓弧面加熱壓制/敲擊成型，成型鋼線切割做凸臺、軸承孔等諸多工藝措施。用該模具鑄造的鑄件表面粗糙度好。
[0007]實現本發明目的技術方案為:
一種船用變速箱鑄件模具的制作方法，其特征在于上、中、下三種箱體外形模具均采用鋼板模具替代鋁質金屬模具，坭芯盒采用木模模具，制作步驟如下:
I)型板的設計、制作:
a)合理確定型板外形尺寸及材料規格，結合鑄件的外形尺寸、坭芯頭尺寸、澆注系統布局、型板內定位尺寸、砂箱吃砂量等相關參數合理確定型板的外形尺寸；選用20#槽鋼、8-10毫米鋼板、Q238材料制作型板；
b)確保型板分型面的平直度，型板焊接時，應先用手持式拋光機去凈鋼板、槽鋼二平面的氧化渣后；將鋼板放置在標準的劃線平板上，用塞尺檢查間隙、用直尺檢查平直度；按“田字、井字形組合”焊接支撐槽鋼，鋼板與槽鋼結合處如有空隙處必須完整焊接到位；c)確定上下型板、內定位中心、砂箱靠山的平面坐標，找出主要型板中心及內定位的中心后；通過分型面對分型面方式將別一塊疊放在一起配合鉆f 24內定位中心孔，并用鉸刀鉸孔；側面引出別一塊型板的中心線；
2)外模的制作:
a)制作龍骨，按鑄件產品的外形尺寸，用20#槽鋼、按1%的縮水率、1-2°的起模斜度、預留模型面板的鋼板厚度尺寸等參數，制作形成外模實體的龍骨；龍骨與型板的結合面應充分考慮今后螺桿的聯接位置；井字架應焊斜支撐；還應預留后期面板焊接位置；
b)面板、軸承孔、筋板、凸臺等拼裝，按平面幾何放樣原理放樣垂直面上的面板，切割面板，修磨必要的焊接坡口，并找出中心線，活塊中心線并做出燕尾槽斜度；檢查、修正起模斜度后；從上端開口處、從里面焊接、固定面板，頂端面板應后焊接；軸承孔、筋板、凸臺等用線切割方式成形并修正后，按劃線方式確定各位置的坐標點，用焊接工藝或燕尾槽結構固
c)圓弧面、球面的成型，規則的圓弧面采用6毫米鋼板加熱敲打成型工藝，球形面采用開三角形缺口、加熱敲打成型工藝解決；曲面均需用三夾板做成的成形樣板進行檢查；完全達圖后用焊接工藝固定就可；
d)型板的安裝，將上、中、下成型的鋼質外模模具，放置在對應的型板上；并找正型板、外模的中心線，用電焊焊接、磨平焊縫；
3)坭芯盒模具的制作:
坭芯盒按傳統的木模模具制作工藝制作，包括芯頭間隙、起模斜度，芯盒的翻轉機構、套框全部采用槽鋼制作而成；同時在芯盒的刮砂面加耐磨鋼板，凸起部位選用硬質木料制作。
[0008]本發明的上、中、下箱體共六塊型板板外形尺寸均按2700*2300設計。
[0009]本發明的劃線平板長、寬尺寸應略大于型板的長、寬。
[0010]本發明的規則的圓弧面采用6毫米鋼板加熱敲打成型工藝用內弧面加筋板加強。
[0011]本發明的圓弧面采用加熱壓制和/或敲擊成型。
[0012]本發明的效果，本發明外形模具制作時通過采用20#槽鋼做模具的骨架與上、下型板，8-10毫米的Q235鋼板做面板，各圓弧面加熱壓制/敲擊成型，成型鋼線切割做凸臺、軸承孔等諸多工藝措施。由二名木模技工、一名鈑金技工，用時50天時間完成了該套鑄件產品的模具制作，總費用控制在11.5萬元以內。
[0013]本發明制造的船用變速箱鑄件用模具可以長期使用，現在已經共生產船用齒輪變速箱鑄件近五十臺份，表面粗糙度Ra為40-50。除對芯盒及外模活塊進行局部修理外，目前仍在使用。
[0014]如按木模工藝設計、制作模具，雖然模具費用較低(僅8.5萬元/套左右)、模具生產周期相對較短(3-4名木模技工、需45天左右)。但無法解決鑄件表面粗糙度要求高、模具間斷性生產易變形、模具經濟壽命短等方面的問題。
[0015]如按鋁質金屬模工藝設計與生產，雖有鑄件表面粗糙度好、模具在間斷性生產條件下不會變形、經濟壽命長等方面的優勢；但也存在模具制作費用高(需55-60萬元/套左右)、生產周期長(因現有的加工中心高度行程不夠，只能將模具整體分塊加工、采用螺桿拼接工藝才能達圖，總用時需65-70天/套左右)的致命缺點。【具體實施方式】
[0016]GWC66.75船用變速箱鑄件鋼板模具的制作I)型板的設計、制作:
a)模具上、中、下箱體共六塊型板均按2700*2300設計，以便于型板統一制作。為防止造型時地面不平整，并造成型板的局部變形，選用20#槽鋼、10毫米鋼板、Q238材料做型板。
[0017]b)確保型板(分型面)的平直度。型板焊接時，應先用手持式拋光機去凈鋼板、槽鋼二平面的氧化渣后；將鋼板放置在標準的劃線平板上(劃線平板長、寬尺寸應略大型板);需用塞尺檢查間隙、用直尺檢查平直度；按“田字、井字形組合”焊接支撐槽鋼，鋼板與槽鋼結合處如有空隙處必須完整焊接到位。
[0018]c)確定上下型板、內定位中心、砂箱靠山的平面坐標。按常規平面幾何原理，找出型板(宜選主要成型這塊)中心及內定位的中心后；將別一塊疊放(分型面對分型面)在一起配作鉆f 24內定位中心孔，并用鉸刀鉸孔；則面引出別一塊型板的中心線。
[0019]2)外模的制作。
[0020]a)制作龍骨。按鑄件產品的外形尺寸，用20#槽鋼、按1%的縮水率、1-2°的起模斜度、預留模形面板的鋼板厚度尺寸等參數，制作形成外模實體的龍骨。龍骨與型板的結合面應充分考慮今后螺桿的聯接位置；井字架應焊斜支撐；還應預留后期面板焊接位置。
[0021]b)面板、軸承孔、筋板、凸臺等拼裝。按平面幾何放樣原理放樣垂直面上的面板，切割面板，修磨必要的焊接坡口，并找出中心線，活塊中心線并做出燕尾槽斜度；檢查、修正起模斜度后。從上端開口(頂端面板應后焊接)處、盡可能從里面焊接、固定面板。
[0022]軸承孔、筋板、凸臺等用線切割方式成形并修正后，按劃線方式確定各位置的坐標點，用焊接工藝或燕尾槽結構固定。
[0023]c)部分圓弧面、球面的成形。規則的圓弧面采用6毫米鋼板加熱敲打成型工藝(必要時內弧面加筋板加強)，球形面采用開三角形缺口、加熱敲打成型工藝解決；曲面均需用三夾板做成的成形樣板進行檢查；完全達圖后用焊接工藝固定就可。
[0024]d)型板的安裝。將上、中、下成型的鋼質外模模具，放置在對應的型板上；并找正型板、外模的中心線，用電焊焊接、磨平焊縫。
[0025]3)坭芯盒模具的制作。
[0026]坭芯盒可完全采用傳統的制作工藝方式，包括芯頭間隙、起模斜度。為提高木模模具的使用壽命，芯盒的翻轉機構、套框全部采用槽鋼制作而成；同時需在芯盒的刮砂面加耐磨鋼板，凸起部位宜選用硬質木料制作。
[0027]上述制作的模具用于GWC66.75船用齒輪變速箱鑄件的鑄造，鑄件表面粗糙度Ra ( 50，鑄件由上、中、下三個箱體合成；外形尺寸為2200*2000*2150 ;整套產品重量8300kg，其中最重的下箱體3895 kgo
【權利要求】
1.一種船用變速箱鑄件模具的制作方法，其特征在于上、中、下三種箱體外形模具均采用鋼板模具替代鋁質金屬模具，坭芯盒采用木模模具，制作步驟如下:1)型板的設計、制作:a)合理確定型板外形尺寸及材料規格，結合鑄件的外形尺寸、坭芯頭尺寸、澆注系統布局、型板內定位尺寸、砂箱吃砂量等相關參數合理確定型板的外形尺寸；選用20#槽鋼、8-10毫米鋼板、Q238材料制作型板；b)確保型板分型面的平直度，型板焊接時，應先用手持式拋光機去凈鋼板、槽鋼二平面的氧化渣后；將鋼板放置在標準的劃線平板上，用塞尺檢查間隙、用直尺檢查平直度；按“田字、井字形組合”焊接支撐槽鋼，鋼板與槽鋼結合處如有空隙處必須完整焊接到位；c)確定上下型板、內定位中心、砂箱靠山的平面坐標，找出主要型板中心及內定位的中心后；通過分型面對分型面方式將別一塊疊放在一起配合鉆# 24內定位中心孔，并用鉸刀鉸孔；側面引出別一塊型板的中心線；2)外模的制作:a)制作龍骨，按鑄件產品的外形尺寸，用20#槽鋼、按1%的縮水率、1-2°的起模斜度、預留模型面板的鋼板厚度尺寸等參數，制作形成外模實體的龍骨；龍骨與型板的結合面應充分考慮今后螺桿的聯接位置；井字架應焊斜支撐；還應預留后期面板焊接位置；b)面板、軸承孔、筋板、凸臺等拼裝，按平面幾何放樣原理放樣垂直面上的面板，切割面板，修磨必要的焊接坡口，并找出中心線，活塊中心線并做出燕尾槽斜度；檢查、修正起模斜度后；從上端開口處、從里面焊接、固定面板，頂端面板應后焊接；軸承孔、筋板、凸臺等用線切割方式成形并修正后，按劃線方式確定各位置的坐標點，用焊接工藝或燕尾槽結構固c)圓弧面、球面的成型，規則的圓弧面采用6毫米鋼板加熱敲打成型工藝，球形面采用開三角形缺口、加熱敲打成型工藝解決；曲面均需用三夾板做成的成形樣板進行檢查；完全達圖后用焊接工藝固定就可；d)型板的安裝，將上、中、下成型的鋼質外模模具，放置在對應的型板上；并找正型板、外模的中心線，用電焊焊接、磨平焊縫；3)坭芯盒模具的制作:坭芯盒按傳統的木模模具制作工藝制作，包括芯頭間隙、起模斜度，芯盒的翻轉機構、套框全部采用槽鋼制作而成；同時在芯盒的刮砂面加耐磨鋼板，凸起部位選用硬質木料制作。
2.根據權利要求的制作方法，其特征在于所述的上、中、下箱體共六塊型板板外形尺寸均按2700*2300設計。
3.根據權利要求的制作方法，其特征在于所述的劃線平板長、寬尺寸應略大于型板的長、寬。
4.根據權利要求的制作方法，其特征在于所述規則的圓弧面采用6毫米鋼板加熱敲打成型工藝用內弧面增加筋板。
5.根據權利要求的制作方法，其特征在于所述規則的圓弧面采用加熱壓制和/或敲擊成型。
【文檔編號】B22C7/00GK103433423SQ201310363795
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】來煥祥, 來清海, 董繼紅 申請人:浙江長興前進機械鑄造有限公司