剎車轂及制造該剎車轂的鑄造砂型的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種剎車轂及其剎車轂的鑄造方法。一種剎車轂,它包括轂體，其外表面上環繞設置有加強筋，加強筋的厚度為6-8mm；一種剎車轂鑄造砂型，它包括砂型本體，砂型本體上設有鑄型型腔，還設有內澆口和出氣口，鑄型型腔呈剎車轂的安裝面朝上結構狀態設置，其中內澆口和出氣口間隔設置于鑄型型腔剎車轂的安裝面上。本實用新型剎車轂剎車面以及加強筋的厚度更薄，致密性非常高，強度更強，散熱性能好，使用壽命可提高2到5倍；而且制造剎車轂的工藝更簡單易行，減少了剎車轂剎車面和加強筋過厚所需的澆注液，減少了直澆道中需填充的澆注液造成的浪費，降低了制造成本，還符合國家節能減排的政策，在本行業中有很大的推廣意義。
【專利說明】剎車轂及制造該剎車轂的鑄造砂型

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種剎車轂及制造該剎車轂的鑄造砂型。

【背景技術】
[0002] 剎車轂是一種與汽車剎車片配合從而實現對重型汽車制動的重要汽車部件，重型 汽車由于質量較大，慣性也較大，所以對其制動部件的要求也很高。當汽車在負載情況下頻 繁剎車時，剎車片與剎車轂之間的高壓摩擦會產生大量的熱，使剎車轂溫度驟然升高。
[0003] 現有剎車轂的澆注方式都采用底澆注，如圖3所示，澆注口設置在剎車轂的加強 筋位置處，然后由沖壓輔助設備將鐵水從下端的澆注口壓入沙模內。 實用新型內容
[0004] 現有剎車轂的澆注方式存在如下諸多缺陷：
[0005] 1、采用底澆注，系統需要帶有較高的沖壓，才能將鐵水由剎車轂的下端向上溢流 至上端；由于需要進行沖壓，需有沖壓輔助設備；在澆注過程中，澆注系統的直澆道相對來 說較長，以留有足夠的鐵水量保持壓力，這樣整套澆注系統結構設計復雜，在澆注時非常笨 重。
[0006] 2、隨著鐵水的冷卻，其體積冷縮，澆注口在整個澆注系統中是最后冷卻的，所以在 澆注完成后，需要在澆注口預留冒口：液態金屬澆入鑄型后，在凝固和冷卻過程中產生體積 收縮，體積收縮可能導致鑄件最后凝固部分產生縮松和縮孔。縮松和縮孔影響鑄件的致密 性，減少鑄件的承載面積，使力學性能大大降低，生產中防止縮松和縮孔缺陷的有效措施是 設置冒口，冒口的主要作用是貯存金屬液，對鑄件進行補縮，以對冷卻過程中加強筋部位進 行鐵水補縮，而剎車轂的加強筋位于補縮口，補縮口的致密性無法達到非補縮口處的致密 性，由于澆注口處的鐵水冷卻定形，冒口處的鐵水無法與冷卻的部位進行有效的融合補縮， 再例如，冷卻過程中，鐵水中的石墨球長大，形成空隙，冒口處的鐵水無法補縮進行，使位于 補縮口處的加強筋的致密性明顯劣于剎車轂的其它部位。
[0007] 3、采用底澆注方法，加強筋部位在澆注過程中會形成部分先期冷凝，使位于澆注 口的冒口無法對該位置處的加強筋進行理想化的補縮，同時影響整個剎車面的溢流澆注， 導致該加強筋部位的致密性變得非常差。同時，整個剎車面是由下而上的溢流澆注，剎車面 部位的鐵水沒有足夠的壓強作用，導致剎車面的偶爾也會出現致密性問題，影響剎車面的 強度和使用壽命。
[0008] 4、在汽車處于制動狀態下，剎車轂受到高壓摩擦產生大量的熱，溫度驟然升高；在 采用底澆注的剎車轂中，為了增加強度，都將剎車轂的剎車面厚度設計成20-22_，同時將 加強筋的厚度設計成15-25_，過厚的剎車面和加強筋又進一步地降低了整個剎車面的散 熱效率，又會惡化剎車面特別是加強筋的補縮口位置處受熱膨脹不均勻問題。
[0009] 由于存在著上述諸多問題，現有市場上的剎車轂容易出現不同程度的質量問題， 存在著安全隱患，而且使用壽命不長。
[0010] 據 申請人:統計，現有市場上的剎車轂使用中，20%左右的質量問題都是因剎車轂 加強筋的致密性不足，導致該處加強筋開裂而報廢，特別是加強筋側面與剎車面的交接位 置點；還有5%的質量問題是由于加強筋厚度過厚，在車輛剎車時，位于加強筋以及加強筋 與剎車面的連接線處散熱不均，在該處開裂。
[0011] 本實用新型的目的一在于提供一種質量更輕、轂壁和加強筋厚度更薄，且剎車轂 的剎車面強度更強和致密性更加均勻、加強筋耐熱性能強、更不容易開裂、使用壽命更長的 剎車轂。
[0012] 本實用新型的目的二在于提供一種制造上述剎車轂的剎車轂鑄造砂型，該剎車轂 鑄造砂型能夠避免澆注口對剎車轂剎車面及其加強筋的影響，提高剎車面和加強筋整體的 致密性。
[0013] 本實用新型的目的一通過如下技術方案實現：一種剎車轂，其特征在于：它包括 轂體，所述轂體的外表面上環繞設置有加強筋，所述加強筋的厚度為6-8mm。
[0014] 進一步地，所述轂體的一端部內側設置有安裝面，所述加強筋設置在轂體上遠離 安裝面一側的外表面上。
[0015] 進一步地，所述轂體的壁厚為14?16mm。
[0016] 優選地，所述加強筋的厚度為7mm。
[0017] 進一步地，所述加強筋的寬度為40_75mm.
[0018] 優選地，所述加強筋1的寬度為40-55mm。
[0019] 進一步地，所述加強筋上靠近轂體安裝面的側面與轂體外表面形成平滑光順的過 渡斜面。
[0020] 由于現有技術采用底澆注，存在著剎車面和加強筋的致密性、散熱性及其強度等 問題，為了達到現有剎車轂實際使用中所需達到的基本要求，剎車面和加強筋的厚度都較 厚，剎車轂具有強度低、壽命短等使用缺陷。本實用新型所設計的剎車轂由于采用新的澆注 方式，能夠提高剎車面的致密性，在降低剎車面和加強筋厚度的條件下還能夠提高剎車轂 的強度和使用壽命，大大節省了鋼材以及稀土金屬鐵水澆注時使用等原材料的使用，帶來 了不可預料的技術效果。
[0021] 本實用新型的目的二通過如下技術方案實現：一種剎車轂鑄造砂型，它包括砂型 本體，所述砂型本體內設置有鑄型型腔，所述砂型本體上還設置內澆口和出氣口，所述鑄型 型腔呈剎車轂的安裝面朝上結構狀態設置；所述內澆口和出氣口間隔設置于鑄型型腔剎車 轂的安裝面（4)上。
[0022] 進一步地，所述內澆口和出氣口對稱設置于鑄型型腔剎車轂的安裝面上。
[0023] 較之現有技術而言，本實用新型的優點在于：
[0024] 1、澆注系統內澆口設置在鑄型型腔剎車轂安裝面上，把內澆口處致密性最差的設 置在安裝面上，保證了剎車轂剎車面以及加強筋的致密性；
[0025] 2、鑄型型腔呈剎車轂的安裝面朝上、剎車轂的加強筋朝下設置，使澆注過程中，加 強筋處受到最大的壓力，保證了加強筋處的致密性最高；
[0026] 3、澆注系統內澆口的特殊設計，減少了原澆注系統需要的厚重直澆道，工藝更簡 單易行；減少了厚重直澆道中需填充的澆注液造成的浪費，降低了制造成本，還符合國家節 能減排的政策，在本行業中有很大的推廣意義。
[0027] 4、采用本實用新型剎車轂鑄造砂型制造的剎車轂，轂壁和加強筋的致密性非 常強，較原剎車轂可提高1倍以上，其強度為380?520kp，而原剎車轂的強度最高僅為 250kp;
[0028] 5、本實用新型剎車轂轂壁厚為14?16mm，加強筋厚度為6-8mm，而原剎車轂轂壁 厚為20?22cm，原加強筋厚度為1. 5?2. 5cm;改進后剎車轂轂壁和加強筋厚度明顯更薄、 質量更輕便，解決了原剎車轂轂壁和加強筋過厚導致散熱不均的問題；剎車轂的使用壽命， 可提高2到5倍；剎車轂轂壁和加強筋的厚度更薄，澆注液的用量更少，節約了成本，符合國 家節能減排的政策，具有很大的推廣意義。
[0029] 6、加強筋斜度的巧妙設計，使加強筋過渡到轂體表面，解決剎車時由于加強筋與 轂體表面轉角太大而容易斷裂的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1是本實用新型剎車轂的剖視圖；
[0031] 圖2是本實用新型剎車轂澆注系統剖視圖；
[0032] 圖3是現有技術中剎車轂澆注系統剖視圖。
[0033] 標號說明：1加強筋、2斜面、3轂體、4安裝面、5內澆口、6上模、7下模、8出氣口、 9冒口、10澆注口

【具體實施方式】
[0034] 下面結合說明書附圖和實施例對本實用新型內容進行詳細說明：
[0035] 如圖1所示為本實用新型提供的一種剎車轂的實施例示意圖，它包括轂體3,所述 轂體3的外表面上環繞設置有加強筋1，所述加強筋1的厚度為6-8mm。
[0036] 進一步地，所述轂體3的一端部內側設置有安裝面4,所述加強筋1設置在轂體3 上遠離安裝面4 一側的外表面上。
[0037] 進一步地，所述轂體3的壁厚為14?16mm。
[0038] 進一步地，所述加強筋1的厚度為7mm。
[0039] 進一步地，所述加強筋1的寬度為40-75mm。加強筋的寬度是根據剎車轂的大小 進行設計的，但是相對現有技術所采用的底灌注所生產的轂體，本實用新型的加強筋寬度 相對窄約20mm。例如同一車型所使用的標準剎車轂，現有剎車轂加強筋的寬度為65-70mm， 而本實用新型所澆注的剎車轂加強筋的寬度為45-50mm。
[0040] 所以優選地，所述加強筋1的寬度為40-55mm。
[0041] 進一步地，所述加強筋1靠近轂體3安裝面4的側面與轂體1外表面形成平滑光 順的過渡斜面2。
[0042] 如圖2所示為本實用新型提供的一種剎車轂鑄造砂型的實施例示意圖，它包括砂 型本體，砂型本體由上模6和下模7配合而成，上模6與下模7之間形成鑄型型腔，所述砂 型本體上位于上模上部還設置內澆口 5和出氣口 8,所述鑄型型腔呈剎車轂的安裝面4朝上 結構狀態設置；所述內澆口和出氣口對稱（以剎車轂轂體的軸收為對稱線）設置于鑄型型 腔剎車轂的安裝面4上。
[0043] 上述澆注系統采用頂澆注的方式，并且內澆口 5設置在剎車轂的安裝面4上，使澆 注液從安裝面流向加強筋，這樣越靠近加強筋澆注液承受的壓力越大，越不容易產生縮孔， 從而使加強筋和剎車轂轂壁的致密性最強，而安裝面的致密性最差卻不影響剎車轂的作 用；采用此種澆注方式，減少了原澆注系統需要的厚重直澆道，減少了直澆道中需填充的澆 注液體，降低了成本；其澆注設備簡易，成本更低，更符合國家節能減排的政策，有很大的推 廣意義。
[0044] 采用上述澆注方式進行澆注制造的剎車轂剎車面和加強筋的致密性非常高，強度 是原工藝的2倍以上，解決了加強筋致密性不夠易開裂的問題；由于剎車轂具有非常高的 致密性和強度，對剎車轂轂體3和加強筋1的厚度不需要很高，從而解決因為加強筋過厚導 致散熱不均易老化的問題；因此本實用新型的設計既剎車鼓的強度、不易開裂，又保證了剎 車鼓的很強的散熱性能，同時延長了剎車鼓的使用壽命，較原剎車轂提高至少2倍以上。
[0045] 本實用新型剎車轂的厚度為14?16mm，加強筋厚度為6-8mm，強度為380?520kp 而原剎車轂的厚度為20?22mm，加強筋厚度為15?25mm，強度最高為250kp;剎車鼓強度 明顯高于原剎車轂、更不易開裂，且剎車轂和加強筋的厚度明顯薄于原剎車轂，減少了資源 的使用量，符合國家節能減排的政策。
[0046] 本實用新型剎車轂加強筋1側面設成過渡面2過渡到轂體表面，解決剎車時由于 加強筋1與轂體3表面轉角太大而容易斷裂的問題；剎車時，由于剎車轂受到由內到外的壓 力，使加強筋1受到很大的壓力，同時在加強筋1和轂體3表面的交界處產生應力，若交界 處轉角過大，應力就非常大，容易在此處老化破裂，本實用新型把加強筋側面設計成外斜面 的過渡面2,分散了應力的作用，使其應力變小，不易產熱還能增加散熱的作用。
[0047] 為了更好的體現出本實用新型所澆注的剎車轂相較現有剎車轂澆注方法所制得 的剎車轂在性能上的優點，在相同的澆注方法條件下，通過現有的底澆注砂模澆注得到剎 車轂A和剎車轂B，通過本申請的剎車轂鑄造砂型制得剎車轂C、剎車轂D和剎車轂E，相對 應下表的實施例1、實施例2和實施例3 ;
[0048] 各剎車轂的性能參數如下表：
[0049]

【權利要求】
1. 一種剎車轂，其特征在于：它包括轂體（3)，所述轂體（3)的外表面上環繞設置有加 強筋（1)，所述加強筋（1)的厚度為6-8mm。
2. 根據權利要求1所述的剎車轂，其特征在于：所述轂體（3)的一端部內側設置有安 裝面（4)，所述加強筋（1)設置在轂體（3)上遠離安裝面（4) 一側的外表面上。
3. 根據權利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述轂體（3)的壁厚為14?16mm。
4. 根據權利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述加強筋（1)的厚度為7_。
5. 根據權利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述加強筋（1)的寬度為40-75mm。
6. 根據權利要求5所述的剎車轂，其特征在于：所述加強筋（1)的寬度為40-55mm。
7. 根據權利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述加強筋（1)上靠近轂體（3)安 裝面⑷的側面與轂體（3)外表面形成平滑光順的過渡斜面（2)。
8. -種用于鑄造權利要求1-7任意一項所述剎車轂的鑄造砂型，其特征在于：它包括 砂型本體，所述砂型本體內設置有鑄型型腔，所述砂型本體上還設置內澆口（5)和出氣口 (8)，所述鑄型型腔呈剎車轂的安裝面（4)朝上結構狀態設置；所述內澆口和出氣口間隔設 置于鑄型型腔剎車轂的安裝面（4)上。
9. 根據權利要求8所述的剎車轂鑄造砂型，其特征在于：所述內澆口和出氣口對稱設 置于鑄型型腔剎車轂的安裝面（4)上。
【文檔編號】B22C9/08GK204200919SQ201420573096
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】杜軍偉 申請人:福建省建陽市杜氏鑄造有限公司