本發明涉及鑄造領域，特別涉及一種帶有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造方法。

背景技術：

柴油機飛輪殼及齒輪室都是柴油發動機的重要部件，安裝于發動機與變速箱之間，外接曲軸箱、起動機、油底殼，內置飛輪總成，起到連接機體、保護和載體的作用。

傳統的鋁合金飛輪殼的鑄造通常需要先通過模具制作出砂芯和外型，然后再通過砂芯的組裝、合箱等獲得鑄型，然后再澆注鋁液，待冷卻后得到鑄件。

目前柴油機的開發傾向于輕量化和集約化，因此帶齒輪室罩蓋結構的鋁合金飛輪殼也相應的設計開發出來。相對于傳統的鋁合金飛輪殼，帶齒輪室罩蓋結構的鋁合金飛輪殼的結構更為復雜，因此增加了模具設計加工以及鑄造的難度，由于模具一般只有兩個或四個方向開模，因此對砂芯的結構和形狀都有一定的限制。如果繼續采用傳統的模具設計制造，則需要設計很多砂芯活塊結構，造成砂芯組裝困難，并且鑄件有很多錯邊披鋒，嚴重影響鑄件的質量；另外，模具的開發周期長，制作工藝復雜，成本高，難以滿足新品快速開發的需求。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種帶有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造方法，從而克服采用傳統的鑄造方法鑄造帶有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造難度大、成本高的缺點。

為實現上述目的，本發明提供了一種帶有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造方法，鑄造方法包括如下步驟：制芯：制作底盤芯、下框芯、上框芯、冒口芯、飛輪殼芯、齒輪室蓋芯以及澆口杯芯，底盤芯的頂面上設有弧狀的橫澆道，橫澆道的內側設有多個自橫澆道向其中心延伸的內澆道；下框芯的中部設有與飛輪殼的外壁的下部的形狀和尺寸相同的第一通孔，第一通孔的位置與內澆道的內端位置對應，并且第一通孔的外側設有第一澆道孔；上框芯的中部設有第二通孔，第二通孔的下部與飛輪殼的外壁的上部的形狀和尺寸相同，第二通孔的上部與齒輪室蓋的外壁的下部的形狀和尺寸相同，并且上框芯上與第一澆道孔對應的位置設有第二澆道孔；冒口芯中部設有與齒輪室蓋的外壁的上部的形狀和尺寸相同的第三通孔，并且冒口芯上與第二澆道孔對應的位置設有第三澆道孔；飛輪殼芯的側壁的形狀和尺寸與飛輪殼的內壁相同，齒輪室蓋芯的側壁的形狀和尺寸與齒輪室蓋的內壁相同；銑砂：對飛輪殼芯和齒輪室蓋芯進行銑砂加工，使得飛輪殼芯的頂面的形狀和尺寸與飛輪殼的底面相同，并且齒輪室蓋芯的底面的形狀和尺寸與齒輪室蓋的底面相同；組芯：將底盤芯定位在下框芯上，然后穿過第一通孔將飛輪殼芯定位在底盤芯上；接著將上框芯定位在下框芯上，使得第二通孔的下部與第一通孔對準；然后將齒輪室蓋芯定位在飛輪殼芯和上框芯上；接著將冒口芯定位在上框芯上，使得第二通孔的上部與第三通孔對準，最后將澆口杯芯定位在冒口芯上，使得澆口杯芯的出液口對準第三澆道孔，形成整體砂芯；烘烤：烘烤整體砂芯，去除整體砂芯內的水分和氣體；澆注：通過澆口杯芯的出液口向整體砂芯澆注鋁合金熔液；冷卻；清理：將鑄件與整體砂芯分離，切除鑄件的澆注系統和冒口并清除鑄件粘砂和表面異物。

優選地，上述技術方案中，底盤芯與下框芯之間、下框芯與上框芯之間、上框芯與冒口芯之間、飛輪殼芯與下框芯之間以及齒輪室蓋芯與上框芯之間通過凸芯頭和凹芯頭的配合來定位。

優選地，上述技術方案中，底盤芯上，橫澆道的內側設有多個用于放置冷鐵的冷鐵孔。

優選地，上述技術方案中，銑砂加工采用快速無模數銑工藝。

優選地，上述技術方案中，銑砂加工過程中，飛輪殼芯和齒輪室蓋芯采用工藝支撐塊來支撐。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明無需砂箱、模具和外型，靠多個砂芯自身相互定位，與傳統的鑄造工藝相比，省去了外型、砂箱的制作，降低了制作成本；采用分層式砂芯鑄造工藝結構，與傳統的砂芯結構相比，減少了砂芯的數量，砂芯定位結構與形狀同時加工成型，定位精準，組裝簡單，降低了工人的勞動強度，同時增加了鑄造精度，改善了鑄件的表面質量，相應減少了材料和人工成本，提高了新產品鑄件的開發速度；環形的橫澆道分流合理，充型快速，內澆道進水快且流速慢，有利于排出型腔內氣體、浮渣，使組織致密，形狀飽滿，質量好的鑄件；快速銑砂工藝節省了大量模具設計制造的時間，并且無需占用制芯機設備，無需制芯人員，節省了大量的人力物力，降低了成本，加快了制造步伐，為新產品試制提供了可靠的保證。

附圖說明

圖1是根據本發明的有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造工藝總圖。

圖2是根據本發明的有齒輪室蓋的飛輪殼的又一鑄造工藝總圖。

圖3是根據本發明的底盤芯的立體圖。

圖4是根據本發明的下框芯的立體圖。

圖5是根據本發明的上框芯的立體圖。

圖6是根據本發明的冒口芯的立體圖。

圖7是根據本發明的飛輪殼芯(頂面)與其工藝支撐塊的立體圖。

圖8是根據本發明的飛輪殼芯(底面)與其工藝支撐塊的立體圖

圖9是根據本發明的齒輪室蓋芯與其工藝支撐塊的立體圖。

圖10是根據本發明的澆口杯芯的立體圖。

圖11是根據本發明的底盤芯、上框芯以及飛輪殼芯的組裝圖。

圖12是根據本發明的底盤芯、上框芯、飛輪殼芯、上框芯以及齒輪室蓋芯的組裝圖。

圖13是根據本發明的整體砂芯的立體圖。

圖14是根據本發明的鑄件的立體圖。

主要附圖標記說明：

1-底盤芯，2-下框芯，3-上框芯，4-冒口芯，5-飛輪殼芯，6-齒輪室蓋芯，7-澆口杯芯，8-澆道組件，9-冒口，10-鑄件，11-第一工藝支撐塊，12-第二工藝支撐塊。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1-2以及13所示，根據本發明的具體實施方式的鑄件10的下部為飛輪殼1001，上部為齒輪室蓋1002。

如圖1至2所示，根據本發明具體實施方式的帶有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造方法中，鑄造過程中需要澆道組件8進行澆注。澆道組件8包括設置在鑄件底部的水平的弧形橫澆道81、設置在橫澆道81內側的多個自橫澆道81向橫澆道81的中心延伸的內澆道82、豎直的直澆道83以及設置在直澆道83上端的澆口杯84，其中直澆道83設置在橫澆道81的中部。鑄件內和鑄件的外側均設有冒口9。

如圖11-13所示，根據本發明具體實施方式的帶有齒輪室蓋的飛輪殼的鑄造方法采用整體分層的結構，其包括由下而上依次設置的相同形狀的底盤芯1、下框芯2、上框芯3和冒口芯4，以及設置在下框芯2和上框芯3之間的飛輪殼芯5、設置在上框芯3和冒口芯4之間的齒輪室蓋芯6和設置在冒口芯4頂面上的澆口杯芯7。飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6的側壁形狀在砂芯制作階段形成，飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6的頂面和底面通過銑砂加工獲得。底盤芯1、飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6上相應的位置均設有冒口孔。

作為一個實施例，底盤芯1、下框芯2、上框芯3和冒口芯4的外形均為立方體狀。

在該實施例中，如圖3所示，底盤芯1的頂面上設有弧狀的橫澆道102，橫澆道102的內側設有多個自橫澆道102向其中心延伸的內澆道103。底盤芯1的四個角部均設有突出于其頂面的第一凸芯頭101。底盤芯1的中心設有方形的第六凹芯頭104。

優選地，橫澆道102的內側設有多個用于放置冷鐵的冷鐵孔105，冷鐵用于提高厚大部位(如飛輪殼和齒輪室蓋)的冷卻速度，相應的改善鑄件厚大部位的組織致密度，防止出現縮松缺陷。

如圖4所示，下框芯2的中部設有與飛輪殼1001外壁的下部的形狀和尺寸相同的第一通孔22，第一通孔22的位置與內澆道103的內端位置對應。下框芯2的四個角部均設有突出于其頂面的第二凸芯頭23，并且下框芯2底面的四個角部均設有第一凹芯頭25。下框芯2的一個角部的第二凸芯頭23與第一通孔22之間設有第二凹心頭24。第一通孔22的外側設有第一澆道孔21。

如圖5所示，上框芯3的中部設有第二通孔33，第二通孔33的下部與飛輪殼1001外壁的上部的形狀和尺寸相同，第二通孔33的上部與齒輪室蓋1002外壁的下部的形狀和尺寸相同。上框芯3的四個角部均設有突出于其頂面的第三凸芯頭35，并且上框芯3底面的四個角部均設有第三凹芯頭32。上框芯3上與第一澆道孔21對應的位置設有第二澆道孔31。并且，第二通孔33的外側設有第一冒口孔34。

如圖6所示，冒口芯4中部設有與齒輪室蓋1002外壁的上部的形狀和尺寸相同的第三通孔42，第三通孔42上設有第四凹芯頭45。冒口芯4底面的四個角部均設有第五凹芯頭43。冒口芯4上與第二澆道孔31對應的位置設有第三澆道孔41。冒口芯4上與第一冒口孔34對應的位置設有第二冒口孔44。

如圖7-8所示，飛輪殼芯5的側壁的形狀和尺寸與飛輪殼1001的內壁相同，飛輪殼芯5的頂面的形狀和尺寸與飛輪殼1001的底面相同。并且飛輪殼芯5的頂面上設有第四凸芯頭51，用于與第二凹芯頭24配合定位。飛輪殼芯5的底面設有第七凸芯頭52，用于與第六凹芯頭104配合定位。

如圖9所示，齒輪室蓋芯6的側壁的形狀和尺寸與齒輪室蓋1002的內壁相同，齒輪室蓋芯6的底面的形狀和尺寸與齒輪室蓋1002的底面相同。齒輪室蓋芯6的底面上設有兩個與第二通孔33的凹芯頭配合定位的第五凸芯頭，并且齒輪室蓋芯6的側面上設有與第四凹芯頭45配合定位的第六凸芯頭62。

如圖10所示，澆口杯芯7的底面上設有出液口71。

本發明的鑄造方法包括如下步驟：

制芯和銑砂：按照如上所述的結構和加工方法制作底盤芯1、下框芯2、上框芯3、冒口芯4、飛輪殼芯5、齒輪室蓋芯6以及澆口杯芯7。

優選地，飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6采用快速無模數銑工藝進行銑砂加工。在銑砂過程中，飛輪殼芯5通過第一工藝支撐塊11來支撐，齒輪室蓋芯6通過第二工藝支撐塊12來支撐。作為一個實施例，快速無模銑砂時，先加工飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6頂面的形狀尺寸，然后翻轉，再以第一工藝支撐塊11和第二工藝支撐塊12為支撐和定位，加工飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6底面的形狀尺寸，最后人工去掉第一工藝支撐塊11和第二工藝支撐塊12。

組芯：組芯過程中均通過相同位置上相鄰的砂芯的凸芯頭和凹芯頭的相互配合來定位。具體過程如圖11-13所示，在冷鐵孔105內放置冷鐵，將底盤芯1定位在下框芯2上，然后穿過第一通孔22將飛輪殼芯5定位在底盤芯1上；接著將上框芯3定位在下框芯2上，使得第二通孔33的下部與第一通孔22對準，飛輪殼芯5與第一通孔22和第二通孔33的下部形成的間隙即為飛輪殼的型腔；然后將齒輪室蓋芯6定位在飛輪殼芯5和上框芯3上；接著將冒口芯4定位在上框芯3上，使得第二通孔33的上部與第三通孔42對準，齒輪室蓋芯6與第二通孔33的上部和第三通孔42形成的間隙即為齒輪室蓋的型腔，第一澆道孔21、第二澆道孔31和第三澆道孔41形成豎直的直澆道，第一冒口孔34和第二冒口孔44形成冒口通道，底盤芯1、飛輪殼芯5和齒輪室蓋芯6上相應的位置處冒口孔相互對準，形成冒口通道；最后將澆口杯芯7定位在冒口芯4上，使得澆口杯芯7的出液口71對準第三澆道孔41，形成整體砂芯；

烘烤：烘烤整體砂芯，去除整體砂芯內的水分和氣體；

澆注：通過澆口杯芯7的出液口71向整體砂芯澆注鋁合金熔液；

冷卻；

清理：將鑄件與整體砂芯分離，切除鑄件的澆注系統和冒口并清除鑄件粘砂和表面異物。

圖14示出了鑄件的立體圖。

本發明無需砂箱、模具和外型，靠多個砂芯自身相互定位，與傳統的鑄造工藝相比，省去了外型、砂箱的制作，降低了制作成本；采用分層式砂芯鑄造工藝結構，與傳統的砂芯結構相比，減少了砂芯的數量，砂芯定位結構與形狀同時加工成型，定位精準，組裝簡單，降低了工人的勞動強度，同時增加了鑄造精度，改善了鑄件的表面質量，相應減少了材料和人工成本，提高了新產品鑄件的開發速度；環形的橫澆道分流合理，充型快速，內澆道進水快且流速慢，有利于排出型腔內氣體、浮渣，使組織致密，形狀飽滿，質量好的鑄件；快速銑砂工藝節省了大量模具設計制造的時間，并且無需占用制芯機設備，無需制芯人員，節省了大量的人力物力，降低了成本，加快了制造步伐，為新產品試制提供了可靠的保證。

前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現并利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。