[发明专利]一种消失模铸造凸轮轴用浇注系统

说明书

本发明属于消失模铸造技术领域，涉及一种消失模铸造凸轮轴用浇注系统，包括浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、冒口颈和冒口，浇口杯底部设置有过滤装置，浇口杯设置在直浇道的顶部并与直浇道连通，直浇道窝设置在直浇道的底部，并一端连通直浇道，另一端连通横浇道，横浇道远离直浇道窝插入至凸轮轴型腔的一端为内浇道，内浇道与凸轮轴型腔相连通并将金属液引导至凸轮轴型腔，内浇道设置在凸轮轴直径横截面积最大的轴颈处，冒口连接在凸轮轴顶端，冒口呈球形，内浇道∶横浇道∶直浇道横截面积之比为∑S_内∶∑S_横∶∑S_直＝1∶(1.2～1.3)∶(1.4～1.9)，解决了消失模铸造球墨铸铁凸轮轴时的浇注系统阻渣能力不足的问题。

技术领域

本发明属于消失模铸造技术领域，涉及一种消失模铸造凸轮轴用浇注系统，尤其涉及一种适用于球墨铸铁凸轮轴的消失模铸造凸轮轴用浇注系统。

背景技术

凸轮轴的制造工艺包括铸造法、锻造法和组合法。传统铸造法生产凸轮轴的时铸造型腔设计复杂，对环境污染较大，且铸铁凸轮轴承受交变载荷的能力差。锻造法生产的锻钢凸轮轴虽然具有良好的负载极限，但是加工费用昂贵，经济效益差。使用组合法生产的组合式凸轮轴可有效减轻零件重量，但是工艺较为复杂，增加了批量生产的难度和风险。

由于凸轮轴结构的特殊性，采用消失模铸造法可以有效的解决凸轮轴制造过程中的难题。消失模铸造是在实型铸造法、干砂实型铸造法的基础上发展的负压实型铸造法。该铸造方法先进高效，满足绿色生产的要求。铸造时采用负压排气法既有利于金属液的充型，也可以控制废气的处理和排放。应用泡沫模样可极大地提高凸轮轴生产制模效率和造型效率。泡沫模样不需要考虑分型面和取模，因此通过消失模铸造的凸轮轴铸件具有较高的尺寸精度，减少了机加工的时间和费用。该方法在材料上几乎不受限制，球墨铸铁和铸钢都有应用。

但球墨铸铁凸轮轴的消失模铸造浇注系统的设计有一定的特殊性。对于球墨铸铁这种材料而言，浇道要有一定的挡渣性能。考虑道消失模铸造中的泡沫模样最终气化，消失模铸造的浇注系统还应简单整洁，稳定可靠，有利于气体排出。现有的技术中亟待解决以下问题：

1.浇注系统的类型选择不当，造成液态金属流动不畅或者流速过快，从而造成充型不足等缺陷；

2.浇注系统的截面积比例设计不当，造成对球墨铸铁的阻渣能力差，浇注时支撑性差，成品率低；

3.浇注系统造型过于复杂，预发泡采用的模具造价高昂，不利于模样的粘接制作，经济性差。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中消失模铸造球墨铸铁油泵凸轮轴时存在的缺陷问题，提供一种消失模铸造凸轮轴用浇注系统。

为达到上述目的，本发明提供一种消失模铸造凸轮轴用浇注系统，包括浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、冒口颈和冒口，浇口杯底部设置有过滤装置，浇口杯设置在直浇道的顶部并与直浇道连通，直浇道窝设置在直浇道的底部，并一端连通直浇道，另一端连通横浇道，横浇道远离直浇道窝插入至凸轮轴型腔的一端为内浇道，内浇道与凸轮轴型腔相连通并将金属液引导至凸轮轴型腔，内浇道设置在凸轮轴直径横截面积最大的轴颈处，冒口连接在凸轮轴顶端，冒口呈球形，内浇道∶横浇道∶直浇道横截面积之比为∑S_内∶∑S_横∶∑S_直＝1∶(1.2～1.3)∶(1.4～1.9)，同样体积下球形冒口模数最大，补缩作用最好。

进一步，浇口杯底部的过滤装置为铁隔片或者滤网。

进一步，横浇道为宽度与高度之比为1∶1.5～2的长梯形，横浇道长度L使用下述公式来确定：L＝K+αG+βH

其中，K-常数，凸轮轴铸件取值为120mm

α-修正系数，取0.08

G-单个凸轮轴铸件重量