一種齒輪箱箱體鑄型的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種齒輪箱的鑄型，具體涉及一種齒輪箱箱體鑄型，屬于液態金屬成型技術領域。
【背景技術】
[0002]現有齒輪箱成型方式主要為砂型鑄造和金屬型鑄造。砂型鑄造型腔一般采用樹脂砂造型，樹脂砂造型后樹脂在固化劑的催化作用下發生交聯反應而硬化，硬化后的樹脂砂沙粒與沙粒之間孔隙較大，同時由于樹脂砂的耐火度較低，在澆鑄時，型腔跟鋁液直接接觸鋁液進入表層沙粒間隙極易產生粘砂，影響鑄件的質量。為了提高型腔的耐火度、避免粘砂，就必須在型腔上刷一層涂料;在涂刷的過程中，就不可避免的形成刷痕，影響鑄件的外觀質量。此外，樹脂砂造型需手工填實或在震動臺上稍加震動震實，型腔的質量依賴于工人的程度較大，對于復雜鑄件，如果塞不緊就容易產生填砂不實等問題，導致后期鑄件產生粘砂、缺肉等質量問題。此外，鑄件的外觀質量及批量生產外觀一致性較差。
[0003]當齒輪箱型腔為金屬型時，可以有效的防止鑄件粘砂的質量問題，鑄件表面質量良好。但金屬型模具導熱快，為了提高模具的保溫性能，同時便于鑄件起模，金屬型模具在澆鑄前也需要在型腔上噴涂料;為了提高涂料的噴涂質量，噴涂料時模具必須加熱至200°C左右，噴涂料時模具已在澆鑄平臺安裝好，溫度較高，操作極為不方便。由于金屬型模具不具備透氣性，必需在模具開設時設置排氣，對于大型復雜鑄件排氣設置較困難，容易產生憋氣、氣孔等缺陷。同時金屬模具不具備退讓性，鑄件在凝固過程中容易產生鑄造應力，鑄造應力如果不能有效的去除而存在于鑄件內部的話，在復雜的工況下鑄件就容易產生裂紋，最終導致事故的發生。
[0004]雖然，現有技術中應用覆膜砂成型鑄件的型腔已有存在，但是其大多應用在重力鑄造方面，或者僅僅是將覆膜砂射芯形成簡單的泥芯應用于其他鑄造。其中，將覆膜砂用于重力鑄造，成型的鑄件輪廓清晰，操作簡單;重力鑄造金屬液在型腔中承受的壓力較小，金屬液不容易經過沙粒間的間隙進入砂層，不易產生粘砂;且覆膜砂重力鑄造無需刷涂料。
[0005]而對于大型復雜的齒輪箱體殼型鑄件，不適合采用重力覆膜砂鑄造，如果采用重力覆膜砂鑄造，鋁液進入型腔的速度受重力影響，不可調節，容易在充型過程產生飛濺和卷氣，飛濺和卷氣就導致鑄件產生冷隔和氣孔等缺陷。同時，鑄件在重力下凝固，受的壓力較小，不利于補縮，鑄件容易產生縮松、縮孔等缺陷。對于大型復雜齒輪箱體鑄件，可通過充型過程平穩、成型組織更加細密、補縮效果更好的低壓鑄造來實現;低壓鑄造在壓力下凝固，必須對型腔進行涂刷來防止粘砂，現有的方式涂刷效率較低，涂刷后容易產生刷痕，影響鑄件的表面質量。
[0006]為保證鑄件澆注后的尺寸精度和表面粗糙度，提高鑄件的質量和成品率，不僅鑄型需具有一定的強度，還需通過一定工藝措施來保證鑄件澆注后的尺寸精度和表面粗糙度，提高鑄件的質量和成品率，常規的工藝方法均難以滿足要求。
【發明內容】
[0007]針對現有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種齒輪箱箱體鑄型，鑄型型腔由砂芯、冷鐵和覆膜砂砂塊外模層構成，鑄件型腔在壓力下射芯并高溫燒結成型，填充緊實，機器造型，避免了樹脂砂造型過程因人為因素導致的填砂不實以及因填砂不實導致的粘砂等缺陷，成型的鑄件輪廓清晰，批量生產時外觀一致性好。覆膜砂型腔結合浸涂的方式，避免了刷痕產生，提高了涂刷質量，同時提高了涂刷效率。本實用新型將該鑄型結合低壓鑄造方法用于成型高速動車組齒輪箱，成型的齒輪箱內部和外觀質量好，生產效率高。
[0008]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0009]—種齒輪箱箱體鑄型，由砂芯、型腔、冷鐵、覆膜砂外模層、樹脂砂外模層和砂箱組成，型腔包括鑄件型腔和澆注系統空腔，澆注系統空腔與鑄件型腔相通;鑄型的結構具體如下:鑄型的中心為砂芯，砂芯的外層是鑄件型腔，鑄件型腔由砂芯、冷鐵、覆膜砂砂塊外模層成型，冷鐵置于覆膜砂外模層內；覆膜砂砂塊外模層的外層是樹脂砂外模層，樹脂砂外模層完全覆蓋覆膜砂外模層并填滿覆膜砂砂塊外模層和砂箱之間，從而將覆膜砂砂塊外模層和砂箱連接在一起，形成鑄型；
[0010]所述覆膜砂砂塊外模層由多塊覆膜砂砂塊拼接而成，覆膜砂砂塊外模層的形狀與齒輪箱箱體的鑄件模型的形狀相吻合;覆膜砂砂塊外模層的外部設有凸起結構，用于將覆膜砂砂塊外模層和樹脂砂外模層固定便于后期的整體脫模。
[0011]進一步地，所述覆膜砂砂塊的最薄處的厚度210mm。
[0012]進一步地，所述凸起結構呈倒斜角形狀或燕尾槽形狀；
[0013]進一步地，相鄰的所述覆膜砂砂塊形成鑄件型腔一側的間隙設為0，拔模斜度設為5_8 度。
[0014]進一步地，所述砂芯采用樹脂砂或者覆膜砂成型；
[0015]進一步地，所述冷鐵也可位于砂芯中或者位于覆膜砂砂塊外模層與樹脂砂外模層的交界處。
[0016]本實用新型具有如下有益效果:
[0017](I)本實用新型首次將用覆膜砂成型的大型復雜鑄件的型腔用于低壓鑄造，該鑄型型腔由砂芯、冷鐵和覆膜砂砂塊外模層構成，而覆膜砂砂塊在壓力下射芯并高溫燒結成型，填充緊實，機器造型，避免了樹脂砂造型過程因人為因素導致的填砂不實以及因填砂不實導致的粘砂等缺陷，成型的鑄件輪廓清晰，批量生產時外觀一致性好。
[0018]本實用新型與樹脂砂造型形成的型腔相比，覆膜砂成型沙粒細小，主要由于在機器的壓力下成型，型腔的表面填充緊實，沙粒與沙粒之間的間隙較小，由覆膜砂成型的鑄件表面粗糙度小，表面質量好。
[0019](2)覆膜砂砂塊外模層的外部設有凸起結構，該凸起結構的設計能保證樹脂砂外模層和覆膜砂外模層結合良好；同時，還能利用樹脂砂外模層固化過程中產生收縮將覆膜砂砂塊夾緊這一特點，進一步對覆膜砂外模層進行固定并良好連接，有利于后續過程中覆膜砂外模層和固化后的樹脂砂外模層兩者整體的脫模。
[0020](3)由于低壓鑄造是在壓力下完成澆注，密封性和安全型必須保證;如果直接將覆膜砂射芯成型的型腔用于低壓鑄造，就無法實現型腔、整個澆注系統與金屬液爐體之間的密封。本實用新型將覆膜砂砂塊預埋在砂箱里面，整個澆鑄過程澆注系統及型腔能夠得到有效的密封，操作簡單，澆注過程安全可靠。
[0021](4)大型復雜鑄件樹脂砂低壓造型涂刷時，多用毛刷手工涂刷的方式上涂料，人為因素對涂刷影響較大，容易形成刷痕、流掛、漏刷等現象，影響鑄件的表面質量;而且對于復雜的型腔，涂刷過程極為耗時，影響生產的效率。如果采用浸涂或流涂的方式，由于型腔連帶砂箱，整個鑄型太大，無法操作，浸涂的質量也難以保證。如果采用大容器進行浸涂，也會對砂箱背后無需刷涂料的地方浸上涂料，對場地、設備要求高，涂料浪費嚴重，對整個砂箱涂刷，也影響鑄件的質量。
[0022]本實用新型的大型復雜鑄件由于鑄件的覆膜砂砂塊為預埋拼接形成，砂塊較小，可以在造型前對覆膜砂砂塊采用浸涂的方式進行涂料涂覆，浸涂后再進行造型，免去了用毛刷涂刷。浸涂的型腔表面均勻，不會產生刷痕等影響鑄件表面質量的因素。同時浸涂的涂刷效率高，原來涂刷型腔大概需要I小時，而采用浸涂僅需6分鐘，大大提高了大型鑄件的生產效率。
[0023](5)考慮到覆膜砂砂塊之間拼接坯縫會影響鑄件的表面質量，本實用新型在模具設計時，將相鄰覆膜砂砂塊形成鑄件型腔一側的間隙設置為O，拔模斜度設置為5-8度:O間隙最大限度地減少了拼接坯縫的影響；5-8度的大拔模斜度有利于樹脂砂填充于覆膜砂砂塊的間隙之間，保證了樹脂砂與