一種斗齒覆膜砂模具的制作方法

本發明屬于工程機械生產領域，特別涉及一種挖掘機或裝載機斗齒覆膜砂模具。

背景技術：

斗齒是挖掘機或裝載機上的重要易耗部件，類似于人的牙齒，是由齒尖和齒座組成的組合斗齒，二者靠銷軸連接；如圖1，斗齒的齒尖根部通常設置有銷軸孔，通過銷軸與位于鏟斗上的齒座連接；由于斗齒的形狀不規則，其生產方大多采用金屬鑄造的方法生產毛坯，然后在進行機械加工，以便獲得更好的穩定性和加工精度；現有的斗齒毛坯大多采用鑄鐵進行鑄造，其鑄造方法是首先根據斗齒設計圖紙，選擇合適的分型面，制作外形與斗齒形狀相同的組合模型，這種組合模型大多以分型面為界限作為組合模型的結合面，這種模型大多為木質或者鋁制以便搬運和加工；第二，將模型放入砂箱，填入鑄造用砂并夯實，將砂箱分開取出模型，在砂箱內的砂子中間就形成了形狀與模型相同的空腔，再制作出澆鑄通道和冒口就完成了鑄造前的砂型制作；第三，將砂型進行適當的烘干后，將砂箱合攏，將鑄造金屬液從澆鑄通道灌入；第四，冷卻后將砂箱取下，將砂型破碎，取出鑄件，取出澆口和冒口，就完成了斗齒毛坯的制作；由于鐵水澆入砂型內時，鐵水對砂型存在脹力，而砂型相對松軟，就會使得砂型內腔的形狀產生變化，而這種變化是不確定的，就造成鑄造出的毛坯的外形尺寸不確定；由于以上工藝的特點，其鑄造方法存在工人操作勞動量大，對工人的熟練操作技能要求高，要求作業面積大，作業環境差，粉塵大，鑄件表面料粗糙度值高，預留加工量大，原材料浪費，易變型，合格成品率低等缺陷。。

技術實現要素：

針對現有斗齒毛坯生產存在的上述問題，本發明提出一種斗齒的毛坯制造方法，其特征在于：包括以下步驟：一、根據斗齒的設計圖紙，設計制造斗齒覆膜砂模具；二、將斗齒的覆膜砂模具放到自動成型機上制作出覆膜砂澆注砂殼模型和砂芯模型；三、澆注；四、取出鑄件并清理。

所述的步驟一中所述的斗齒覆膜砂模具是指采用鋼鐵材料制成的用于制作砂殼和砂芯的模型的模具；其特征在于：包括上模，下模，標志塊，半澆注芯，內芯，氣缸；所述的上模與所述的下模的結合面是斗齒的澆注分型面；所述的上模與所述的下模由定位銷固定相對位置；所述的上模與所述的下模內腔相對合攏后形成一套包括斗齒上半部和斗齒下半部的斗齒砂殼外形，和一套包括砂芯上半部和砂芯下半部的完整斗齒砂芯外形。

所述的上模，其特征在于：包括上模板，上左型腔，左進砂口，安裝孔，上中型腔，中進砂口，上右型腔，右進砂口，定位孔，通氣孔；所述的上模板位于上型腔的外圍，由鋼鐵材料制成；所述的上左型腔位于上模板的內部左側；所述的上左型腔的形狀與砂芯的分型面上部分形狀相同；所述的上左型腔的尺寸等于砂芯的分型面上部的部分的外形尺寸加上砂芯的設計厚度；所述的左進砂口設置在上左型腔上部的上模板上，與上左型腔內部連通；所述的安裝孔設置在上模板上，與自動砂殼成型機的安裝板匹配；所述的上中型腔位于上模板的內部中部；所述的上中型腔的形狀與砂殼左半部分的上部形狀相同；所述的上中型腔的尺寸等于砂殼左半部分的上部的外形尺寸加上砂殼的設計厚度；所述的中進砂口設置在上中型腔上部的上模板上，與上中型腔內部連通；所述的上右型腔位于上模板的內部右側；所述的上右型腔的形狀與砂殼右半部分的上部形狀相同；所述的上右型腔的尺寸等于砂殼右半部分的上部的外形尺寸加上砂殼的設計厚度；所述的右進砂口設置在上右型腔上部的上模板上，與上右型腔內部連通；所述的定位孔位于上模板上，與下模板上的定位孔對準后，其內腔尺寸形成砂殼和砂芯尺寸加上砂殼和砂芯厚度尺寸；所述的通氣孔設置在上模板上，與上中型腔和上右型腔之間的溢流通道連通。

所述的下模，其特征在于：包括下模板，下左型腔，左進砂口，安裝孔，下中型腔，中進砂口，下右型腔，右進砂口，定位孔，通氣孔；所述的下模板由鋼鐵材料制成，位于型腔的外圍；所述的下左型腔位于下模板的內部左側；所述的下左型腔的形狀與砂芯的分型面下部分形狀相同；所述的下左型腔的尺寸等于砂芯的分型面下部的部分的外形尺寸加上砂芯的設計厚度；所述的左進砂口設置在下左型腔下部的下模板上，與下左型腔內部連通；所述的安裝孔設置在上模板上，與自動砂殼成型機的模板安裝板匹配；所述的下中型腔位于下模板的內部中部；所述的下中型腔的形狀與砂殼左半部分的下部形狀相同；所述的下中型腔的尺寸等于砂殼左半部分的下部的外形尺寸加上砂殼的設計厚度；所述的中進砂口設置在下中型腔下部的下模板上，與下中型腔內部連通；所述的下右型腔位于下模板的內部右側；所述的下右型腔的形狀與砂殼右半部分的下部形狀相同；所述的下右型腔的尺寸等于砂殼右半部分的下部的外形尺寸加上砂殼的設計厚度；所述的右進砂口設置在下右型腔下部的下模板上，與下右型腔內部連通；所述的定位孔位于下模板上，與上模板上的定位孔對準后，其內腔尺寸形成砂殼和砂芯尺寸加上砂殼和砂芯厚度尺寸；所述的通氣孔設置在下模板上，與下中型腔和下右型腔之間的溢流通道連通。

所述的標志塊，其特征在于：包括塊體，標志；所述的塊體設置在所述的下模上；所述的標志設置在所述的塊體的上表面上。

所述的半澆注芯，其特征在于：包括澆口端，溢流段，固定端；所述的澆口端為半漏斗狀，與溢流段的一端固定連接；所述的溢流段為半圓柱狀，一端與澆口端固定連接，另一端與固定端固定連接；所述的固定端設置有兩個安裝卡位，固定在所述的下模上。

所述的內芯，其特征在于：包括端面，芯體；所述的端面與所述的氣缸的軸端固定連接；所述的芯體的形狀尺寸與砂芯的空腔的形狀尺寸相匹配。

所述的氣缸安裝在所述的下模上，其軸端與所述的內芯固定連接。

所述的步驟二中的砂殼的制作是指將覆膜砂模具放置在砂殼成型機上，在其內部注入覆膜砂加壓加熱定型固化，形成制斗齒澆注用的帶有一定厚度的左半部形狀尺寸與斗齒上半部外形尺寸相同、右半部形狀尺寸與斗齒下半部外形尺寸相同的空腔體。

所述的步驟二中的砂芯制作是指將覆膜砂模具放置在砂芯成型機上，在其內部注入覆膜砂加壓加熱定型固化，形成斗齒澆注用的與斗齒內部尺寸形狀相同的型芯。

所述的步驟二中的砂殼或砂芯自動成型機是一種雙工位覆膜砂砂殼自動成型機，其特征在于：包括右模架，機架，液壓系統，模架移動裝置，模架板，壓縮空氣系統，控制系統，砂箱，砂斗，左模架；所述的右模架安裝在模架移動裝置右端，包括模架板，模具板，導向支撐桿；所述的機架包括底座，支架，所述的底座安裝在雙工位覆膜砂砂殼自動成型機的下部；所述的支架安裝在底座上；所述的液壓系統包括液壓站，控制元件，液壓缸；所述的模架移動裝置安裝在底座上，包括移動工作臺；所述的移動工作臺能夠在底座上橫向移動；所述的模架板安裝在左模架和右模架的兩端，分別與導向支撐桿兩端連接；所述的壓縮空氣系統包括氣源，儲氣罐，氣缸；所述的控制系統包括控制器，傳感器，編程裝置，參數設定裝置；所述的砂箱安裝在機架上；所述的砂斗安裝在左模架和右模架的上方；所述的左模架安裝在模架移動裝置的左端與右模架對稱分布。

所述的步驟三是指將制作好的覆膜砂砂殼和砂芯組合，在其內腔澆注進入配比符合斗齒材質組分要求的熔化的鐵水。

所述的步驟四是將澆注好鐵水的覆膜砂砂殼冷卻后自然潰散，取出內部鑄件，清理澆口，冒口，和殘留雜質，進入下一道工序進行熱處理和機械加工。

有益效果

本發明的有益效果在于，能夠高效實現斗齒毛坯的生產，節省材料和人工，減少機械加工量，減少鑄造缺陷，提高成品率，易實現自動化生產。

附圖說明

圖1是本發明中斗齒的結構示意圖

a.齒尖；b.銷軸孔。

圖2是斗齒覆膜砂模具的結構示意圖

1.上模；2.下模；3.標志塊；4.半澆注芯；5.內芯；6.氣缸。

圖3是上模的結構示意圖

10.上模板；11.上左型腔；12.左進砂口；13.安裝孔；14.上中型腔；15.中進砂口；16.上右型腔；17.右進砂口；18.定位孔；19.通氣孔。

圖4是下模的結構示意圖

20.下模板；21.下左型腔；22.左進砂口；23.安裝孔；24.下中型腔；25.中進砂口；26.下右型腔；27.右進砂口；28.定位孔；29.通氣孔。

圖5是標志塊的結構示意圖

31.塊體；32.標志。

圖6是半澆注芯的結構示意圖

41.澆口端；42.溢流段；43.固定端。

圖7是內芯的結構示意圖

51.端面；52.芯體。

圖8是砂殼和砂芯的結構示意圖

61.砂殼；62.砂芯。

具體實施方式

為了進一步說明本發明的技術方案，現結合附圖說明本發明的具體實施方式，如圖1到圖8，按照斗齒的設計圖紙，本例中以360挖掘機用的斗齒為例，將斗齒的外形尺寸放大8-12毫米，制作斗齒覆膜砂模具，本例中選用斗齒的水平中心平面作為澆注分型面，以分型面為界，為了提高工作效率，本例中采用每套模具同時制作斗齒的上半部和下半部的砂殼和整個砂芯；并將斗齒覆膜砂模具以斗齒的砂芯的分型面為中心分別制作出上模1和下模2，以及標志塊3，半澆注芯4，內芯5；在上模1上本例中采用厚度50毫米的鋼板作為上模板10，在上模板10上分別制作出上左型腔11，左進砂口12，安裝孔13，上中型腔14，中進砂口15，上右型腔16，右進砂口17，定位孔18，通氣孔19，并與下模2相配合，同樣選用厚度50毫米的鋼板制作下模2的下模板20，并在下模板20上分別制作出下左型腔21，左進砂口22，安裝孔23，下中型腔24，中進砂口25，下右型腔26，右進砂口27，定位孔28，通氣孔29，將上模1和下模2型腔開口一面相對合攏，采用定位銷分別插入定位孔18和定位孔28，使其位置固定，組成斗齒覆膜砂模具；應用時，將制作好的斗齒覆膜砂模具安裝到砂殼自動成型機的模架上，本例中采用的是雙工位砂殼砂芯成型機，將斗齒覆膜砂模具安裝在砂殼砂芯成型機的左側模架上；啟動砂殼砂芯成型機的控制系統，液壓系統的液壓缸推動模具安裝板移動使得斗齒覆膜砂模具的上模3與下模4接近并壓緊；砂殼砂芯成型機的控制系統通過信息采集系統，指令壓縮空氣系統啟動并打開砂箱與砂斗的通道，使得配比好的覆膜砂進入砂斗并通過砂斗的出砂口進入模具內腔，在壓力作用下覆膜砂被壓實，控制系統指令加熱系統對模具進行加熱，進而加熱模具內的覆膜砂，使之變性固化，溫度傳感器實時探測加熱溫度并反饋給控制元件，以控制加熱溫度的恒定；當砂殼和砂芯固化后，控制系統指令液壓系統的液壓缸將模具分開，取出砂殼和砂芯，就完成了砂殼和砂芯的制作過程。

將制作好的砂殼和砂芯放置在澆注場地，將砂芯按照斗齒的結構放入砂殼內部，將配比好的熔化鐵水澆入砂殼內，冷卻后，打開砂殼，取出鑄件，將澆口和冒口去除，并清理鑄件毛坯上的雜質，就完成了斗齒的毛坯的生產。

由于砂殼和砂芯的生產時自動化生產，能夠大批量生產，克服了粘土砂或樹脂砂造型的復雜性，節省大量造型用砂，降低了生產成本和勞動強度；同時砂殼和砂芯模具使用壽命長，克服了木模或鋁模不耐用的缺點。