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技术领域

本发明属于刹车盘铸造技术领域，具体涉及一种汽车刹车盘铸造模具及工艺。

背景技术

刹车盘是汽车制动系统的易损件，随着汽车工业的迅速发展，刹车盘的市场需求是巨大 的。目前刹车盘毛坯铸造线在铸造刹车盘毛坯时容易发生错箱、涨箱、气孔、砂眼、缩松等 问题，过去浇注过程中型腔中空气杂质难以快速/顺利排出，错箱/涨箱/缩松/铁水利用率低/ 造成铸件铸造成品率低，铸造成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种有效解决铸造过程中发生 错箱、涨箱、气孔/砂眼、缩松等问题，提高铸造成品率，降低铸造成本，减轻劳动强度的汽 车刹车盘铸造模具及工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该汽车刹车盘铸造模具，其特征在于：所 述铸造模具包括上工装、砂型和下工装，砂型固定在上工装与下工装之间，砂型包括上砂型 和下砂型，下砂型上侧开设有多个型腔，多个上砂型分别固定在对应的多个型腔内，上工装 上设有向下压紧上砂型的上砂型固定机构，下砂型底部开设有连通各个型腔底部的铁水道， 下工装设有密封铁水道的铁水道底衬托，上砂型上部圆周与型腔之间设有排气缝，铁水由铁 水道进入型腔与上砂型之间并由下向上流动，型腔内的空气及杂质经排气缝向上排出。铸造 刹车盘毛坯分为垂直造型和水平造型两种，该汽车刹车盘铸造模具和工艺可以水平造型，水 平浇铸，也可以将现有的是垂直造型，垂直浇注，经过工艺工装的修改改为垂直造型，水平 浇铸，针对过去浇注过程中型腔中空气杂质难以快速/顺利排出，错箱、涨箱、缩松、铁水利 用率低，造成铸件铸造成品率低，铸造成本高等问题，该汽车刹车盘铸造模具能够给予相当 一定程度上的解决。

在所述上砂型上部圆周和/或型腔的内壁设有多个限位台。上砂型放入下砂型内后，限位 台对上砂型进行限位，保持上砂型与下砂型的平行度和垂直度，可以有效的防止发生型腔歪、 不正造成工件废品的问题，而且限位台保证了排气缝的均匀，使得排气、排杂质均匀顺畅彻 底，提高了浇注质量。

所述上砂型上开设有多个补缩冒口，补缩冒口为上大下小的锥形。将原来的一点远距离 补缩改为直接多点近距离补缩，补缩冒口还兼有排气、排杂质的功能。

所述上砂型的下端具有一个向下的定位凸台，型腔底部开设有与定位凸台相对应的定位 槽。定位凸台落入定位槽内，进一步的对上砂型进行垂直准确定位，防止型腔不正，提高铸 造成品率，提高工件的铸造精准度。

所述上砂型固定机构包括压块和调节螺杆，调节螺杆上端高度可调地连接在上工装上， 压块设置在调节螺杆的下端。

还包括夹紧所述上工装和下工装的夹紧固定装置。通过夹紧固定装置使上工装和下工装 夹紧下砂型，进一步防止发生涨箱。

所述上工装上设有多个固定在下砂型外侧的加强固定部，且加强固定部与型腔对应设置。 具体的，加强固定部是八个向翻下的槽，放在对应的所铸工件的砂型外面，下砂型最薄的地 方，防止铸件在浇注过程中出现涨箱的现象发生。

所述上工装和下工装均为与下砂型轮廓相同的框架结构，上工装和下工装分别压紧固定 在下砂型上下边缘。使得下砂型裸露在空气中，空气能够通过砂子向外排出，进一步防止气 孔的产生。

所述铁水道底衬托沿铁水道的方向设置，铁水道底衬托具有U形槽，U形槽内填充有与 铁水道底衬托上表面平齐的耐火材料。可以重复使用。

一种利用上述汽车刹车盘铸造模具铸造汽车刹车盘的工艺，其特征在于：所述工艺包括 以下步骤：

步骤1、用造型机制作下砂型和上砂型，连接下工装与下砂型，将下砂型放平；

步骤2、将上砂型放入型腔，将上工装扣在砂型的上侧，上砂型固定机构压紧上砂型， 固定连接上工装与下工装，将砂型移动至浇注平台；

步骤3、将铁水由浇注口浇注，铁水经铁水道浇注至型腔与上砂型之间，型腔内的空气 及在浇注过程中产生的一些杂质经排气缝和补缩孔向上排出工件外。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、采用该模具后可以采用水平浇注，克服以往一个砂型垂直造型浇注只能出两个刹车盘 的缺点，可以同时浇注四个甚至更多的刹车盘，提高工作效率；将上砂型直接固定在型腔内， 有效的解决了以往浇注过程中容易错箱的问题，上砂型固定机构有效的保护上砂型在浇注过 程中所铸工件的垂直度和水平度，保证了浇注的精度和质量。

2、铁水直接到底然后由下向上流动，当铁水浇注流入型腔后使整个型腔里面的空气直接、 顺畅、均匀地由下向上自上砂型与下砂型之间的排气缝排出，排气缝属于快排气，快排气以 后由于所铸工件铁水的变化，由水状至粥状最后凝固的整个过程，由整个上砂型、下砂型的 砂子来排气，称之为慢排气，工件经过砂型向外排气，进一步防止气孔问题出现；水平放倒 以后的砂型相对来说比较薄，透气性比较好；采用这套工艺可以从四面八方各个角度排气， 最主要的可以形成由下向上对流排气，排气效果更为理想，有效的提高铸造质量，提高浇注 效率。

3、在上砂型上部圆周和/或型腔的内壁设有多个限位台，上砂型放入下砂型内后，限位 台对上砂型进行限位，保持上砂型与下砂型的平行度，可以有效的防止发生错箱的问题，而 且限位台保证了排气缝的均匀，使得排气均匀顺畅，提高了浇注质量。

4、在上砂型的下端具有一个向下的定位凸台，型腔底部开设有与定位凸台相对应的定位 槽，定位凸台落入定位槽内，对上砂型进一步定位，使整个型腔在浇注的过程中不会移动变 形，确保工件的精准度、水平度和垂直度，铸造出来的工件可以取消刹车盘粗车的一道工序， 直接进入下一步加工。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以 被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求 的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它 实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并 不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1为本发明汽车刹车盘铸造模具的立体爆炸图。

图2为本发明汽车刹车盘铸造模具另一视角的立体爆炸图。

图3为偏心轴卡勾的结构示意图。

其中：1、上工装101、上工装本体102、横梁103、调节螺杆104、压块105、 加强固定部2、上砂型201、补缩冒口202、上砂型夹持孔203定位凸台3、下砂型 301、浇注口302、型腔303、限位台304、铁水道4、下工装401、铁水道底衬托402、 滚轮5、偏心轴卡勾501、上固定板502、偏心把手503、连杆504、下固定板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中 的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。 下面结合附图1～3对本发明做进一步说明。

参照图1～2，该汽车刹车盘铸造(工艺)模具，包括上工装1、砂型和下工装4，砂型固 定在上工装1与下工装4之间，砂型包括上砂型2和下砂型3，上砂型2被下砂型3完全覆 盖/包含，下砂型3上侧开设有多个型腔302，多个上砂型2分别固定在对应的多个型腔302 内，上工装1上设有向下压紧上砂型2的上砂型固定机构，下砂型3底部开设有连通各个型 腔302底部的铁水道304，下工装4设有密封铁水道304的铁水道底衬托401，上砂型2上部 圆周与型腔302之间设有排气缝，铁水由铁水道304进入型腔302与上砂型2之间并由下向 上流动，型腔302内的空气经排气缝向上排出。采用该模具后可以采用水平浇注，将上砂型 2直接固定在型腔302内，有效的克服了以往浇注过程中容易错箱的问题，上砂型固定机构 有效的保护上砂型2在浇注过程中不向四面以及上面涨箱，保证了浇注的精度和质量；当铁 水浇注流入型腔302后使整个型腔302里面的空气直接、顺畅、均匀由下向上自上下砂型之 间的排气缝排出，排气缝属于快排气，快排气以后由于所铸工件铁水的变化，由水状至粥状 最后凝固的整个过程，由整个上砂型2、下砂型3的砂子来排气，称之为慢排气，工件经过 砂型向外排气，水平放倒以后的砂型相对来说比较薄，透气性比较好；采用这套工艺以后可 以四面八方各个角度排气，最主要的可以形成由下向上对流排气，排气效果更为理想，有效 的提高铸造质量，提高浇注效率，提高刹车盘毛坯的铸造成品率。需要注意的是本申请的型 腔302并非单纯指工件成型腔，是指容纳整个上砂型2的腔。

具体到本实施例，下砂型3上侧开设有四个型腔302，四个上砂型2分别固定在型腔302 内，在下砂型3的上侧中部开设有浇注口301，浇注口301下端连通铁水道304，本实施例中 的铁水道304为X形，X形铁水道304的四个端部分别连通各个型腔302的底部，浇注口301 连通在铁水道304的中部。

上砂型固定机构包括压块104和调节螺杆103，调节螺杆103上端高度可调的连接上工 装1，压块104设置在调节螺杆103的下端。通过调节螺杆103调节压块104的上下位置， 从而保证压块104压紧上砂型2，适应不同型号的铸件。

在型腔302的内壁设有多个限位台303，限位台303设置在排气缝内，上砂型2放入下 砂型3内后，限位台303对上砂型2进行限位，保持上砂型2与下砂型3的平行度，限位台 303能够保证上砂型2位置准确，提高铸造成品率，限位台303还保证了排气缝的均匀设置， 保持均匀排气，防止铸件局部出现气孔。进一步的，限位台303为弧形，上砂型2与限位台 303为线接触，防止出现过定位，组装方便，而且限位台303还具有提高型腔302强度的效 果，使型腔302保持整体状态。

为了对铸件进行补缩以及缩松，上砂型2上开设有多个补缩冒口201，补缩冒口201为 上大下小的锥形，直接在浇注过程中直接给刹车盘补缩松，将原来的一点远距离补缩改为直 接多点补缩。进一步的，在上砂型2的下端具有一个向下的定位凸台203，型腔302底部开 设有与定位凸台203相对应的定位槽，具体到本实施例，定位凸台203为圆形，定位槽与定 位凸台203形状、大小相同，定位凸台203落入定位槽内，对上砂型2进一步定位，使整个 型腔302在浇注的过程中不会移动变形，确保工件的精准度、水平度、垂直度，铸造出来的 工件可以取消刹车盘粗车的一道工序，直接进入下一步加工。

本发明还包括夹紧所述上工装1和下工装4的夹紧固定装置，通过夹紧固定装置夹紧上 工装1和下工装4，防止发生涨箱的问题。本实施例中夹紧固定装置为偏心轴卡勾5，通过偏 心轴卡勾5上下卡紧在上工装1上侧和下工装4的下侧，结构简单，操作方便。

本实施例中下砂型3为矩形，相应的上工装1和下工装4均为与下砂型3轮廓相同的矩 形框架结构，上工装1和下工装4分别压紧固定在下砂型3上下边缘，工件铁水由水状至粥 状最后凝固的整个过程，由整个上砂型2、下砂型3的砂子来排气，称之为慢排气，工件经 过砂型向外排气，水平放倒以后的砂型相对来说比较薄，而且采用框架结构可以使得砂型裸 露在空气中，透气性比较好。具体的，上工装1由上工装本体101和横梁102构成，两个横 梁102固定在上工装本体101的上侧，上工装1为矩形框架结构，调节螺杆103上端通过螺 母高度可调地连接在横梁102上，压块104可以与调节螺杆103固定连接，也可以是活动连 接。下工装4的铁水道底衬托401沿铁水道304的方向设置，铁水道底衬托401具有U形槽， U形槽内填充有与铁水道底衬托401上表面平齐的耐火材料。在下砂型3的下侧还设有滚轮 402，可以非常方便的将砂型移动至浇注平台。

参照图3，偏心轴卡勾5包括上固定板501、连杆503、下固定板504和偏心把手502， 连杆503下端与下固定板504固定连接，连杆503上端穿过上固定板501上的孔后连接偏心 把手502，转动偏心把手502，偏心把手502前端的偏心轮转动后向下压上固定板501，使得 上固定板501与下固定板504通过连杆503夹紧，从而夹紧上工装1、砂型和下工装4。

本发明还提供一种利用上述汽车刹车盘铸造模具铸造汽车刹车盘的工艺，包括以下步骤：

步骤1、用造型机制作下砂型3和上砂型2，下砂型3由大型垂直造型机制作，上砂型2 是由小型造型机制作的，连接下工装4与下砂型3，将下砂型3放平；

步骤2、将上砂型2放入型腔302，将上工装1扣在砂型的上侧，上砂型固定机构压紧上 砂型2，固定连接上工装1与下工装4，将砂型移动至浇注平台；

步骤3、将铁水由浇注口301浇注，铁水经铁水道304浇注至各型腔302与上砂型2之 间，型腔302内的空气经排气缝向上排出，工件铁水由水状至粥状最后凝固的整个过程，由 整个上砂型2、下砂型3的砂子来排气，工件经过砂型向外排气，水平放倒以后的砂型相对 来说比较薄，而且采用框架结构可以使得砂型裸露在空气中，透气性比较好。

实施例2

在上工装1圆周具有有多个固定在下砂型3外侧的加强固定部105，且加强固定部105 与型腔302对应设置。具体的，加强固定部105是八个向下槽钢，当然也可以是其他结构， 加强固定部105放在对应的所铸工件的砂型外面，下砂型3最薄的地方，防止铸件在浇注过 程中出现涨箱的现象发生。

实施例3

在上砂型2的中部还开设有几个上砂型夹持孔202，用手指通过上砂型夹持孔202可以 非常方便的取放上砂型2，并且在放入下砂型2的时候容易把握平行度，有利于保证铸件的 精度，同时也不会伤到上砂型2的型面，另外在工件慢排气的时候该上砂型夹持孔202还可 以起作用。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造 性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本 发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案， 皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。