剎車轂及制造該剎車轂的鑄造砂型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明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(huán)繞設(shè)置有加強(qiáng)筋，加強(qiáng)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(shè)有鑄型型腔，還設(shè)有內(nèi)澆口和出氣口，鑄型型腔呈剎車轂的安裝面朝上結(jié)構(gòu)狀態(tài)設(shè)置，其中內(nèi)澆口和出氣口間隔設(shè)置于鑄型型腔剎車轂的安裝面上。使用本發(fā)明，制造出來的剎車轂剎車面以及加強(qiáng)筋的厚度更薄，致密性非常高，強(qiáng)度更強(qiáng)，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(jiǎn)單易行，減少了剎車轂剎車面和加強(qiáng)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(fèi)，降低了制造成本，還符合國(guó)家節(jié)能減排的政策，在本行業(yè)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種剎車轂及制造該剎車轂的鑄造砂型。

【背景技術(shù)】
[0002] 剎車轂是一種與汽車剎車片配合從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重型汽車制動(dòng)的重要汽車部件，重型 汽車由于質(zhì)量較大，慣性也較大，所以對(duì)其制動(dòng)部件的要求也很高。當(dāng)汽車在負(fù)載情況下頻 繁剎車時(shí)，剎車片與剎車轂之間的高壓摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，使剎車轂溫度驟然升高。
[0003] 現(xiàn)有剎車轂的澆注方式都采用底澆注，如圖3所示，澆注口設(shè)置在剎車轂的加強(qiáng) 筋位置處，然后由沖壓輔助設(shè)備將鐵水從下端的澆注口壓入沙模內(nèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 現(xiàn)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(tǒng)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(jìn)行沖壓，需有沖壓輔助設(shè)備；在澆注過程中，澆注系統(tǒng)的直澆道相對(duì)來 說較長(zhǎng)，以留有足夠的鐵水量保持壓力，這樣整套澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，在澆注時(shí)非常笨 重。
[0006] 2、隨著鐵水的冷卻，其體積冷縮，澆注口在整個(gè)澆注系統(tǒng)中是最后冷卻的，所以在 澆注完成后，需要在澆注口預(yù)留冒口：液態(tài)金屬澆入鑄型后，在凝固和冷卻過程中產(chǎn)生體積 收縮，體積收縮可能導(dǎo)致鑄件最后凝固部分產(chǎn)生縮松和縮孔?？s松和縮孔影響鑄件的致密 性，減少鑄件的承載面積，使力學(xué)性能大大降低，生產(chǎn)中防止縮松和縮孔缺陷的有效措施是 設(shè)置冒口，冒口的主要作用是貯存金屬液，對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，以對(duì)冷卻過程中加強(qiáng)筋部位進(jìn) 行鐵水補(bǔ)縮，而剎車轂的加強(qiáng)筋位于補(bǔ)縮口，補(bǔ)縮口的致密性無法達(dá)到非補(bǔ)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(jìn)行有效的融合補(bǔ)縮， 再例如，冷卻過程中，鐵水中的石墨球長(zhǎng)大，形成空隙，冒口處的鐵水無法補(bǔ)縮進(jìn)行，使位于 補(bǔ)縮口處的加強(qiáng)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(qiáng)筋部位在澆注過程中會(huì)形成部分先期冷凝，使位于澆注 口的冒口無法對(duì)該位置處的加強(qiáng)筋進(jìn)行理想化的補(bǔ)縮，同時(shí)影響整個(gè)剎車面的溢流澆注， 導(dǎo)致該加強(qiáng)筋部位的致密性變得非常差。同時(shí)，整個(gè)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(qiáng)作用，導(dǎo)致剎車面的偶爾也會(huì)出現(xiàn)致密性問題，影響剎車面的 強(qiáng)度和使用壽命。
[0008] 4、在汽車處于制動(dòng)狀態(tài)下，剎車轂受到高壓摩擦產(chǎn)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(qiáng)度，都將剎車轂的剎車面厚度設(shè)計(jì)成20-22mm，同時(shí)將 加強(qiáng)筋的厚度設(shè)計(jì)成15-25mm，過厚的剎車面和加強(qiáng)筋又進(jìn)一步地降低了整個(gè)剎車面的散 熱效率，又會(huì)惡化剎車面特別是加強(qiáng)筋的補(bǔ)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(xiàn)有市場(chǎng)上的剎車轂容易出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問題， 存在著安全隱患，而且使用壽命不長(zhǎng)。
[0010] 據(jù) 申請(qǐng)人:統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有市場(chǎng)上的剎車轂使用中，20%左右的質(zhì)量問題都是因剎車轂 加強(qiáng)筋的致密性不足，導(dǎo)致該處加強(qiáng)筋開裂而報(bào)廢，特別是加強(qiáng)筋側(cè)面與剎車面的交接位 置點(diǎn)；還有5%的質(zhì)量問題是由于加強(qiáng)筋厚度過厚，在車輛剎車時(shí)，位于加強(qiáng)筋以及加強(qiáng)筋 與剎車面的連接線處散熱不均，在該處開裂。
[0011] 本發(fā)明的目的一在于提供一種質(zhì)量更輕、轂壁和加強(qiáng)筋厚度更薄，且剎車轂的剎 車面強(qiáng)度更強(qiáng)和致密性更加均勻、加強(qiáng)筋耐熱性能強(qiáng)、更不容易開裂、使用壽命更長(zhǎng)的剎車 轂。
[0012] 本發(fā)明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(duì)剎車轂剎車面及其加強(qiáng)筋的影響，提高剎車面和加強(qiáng)筋整體的致密 性。
[0013] 本發(fā)明的目的一通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：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(huán)繞設(shè)置有加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋的厚度為6-8mm。
[0014] 進(jìn)一步地，所述轂體的一端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有安裝面，所述加強(qiáng)筋設(shè)置在轂體上遠(yuǎn)離 安裝面一側(cè)的外表面上。
[0015] 進(jìn)一步地，所述轂體的壁厚為14?16mm。
[0016] 優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋的厚度為7mm。
[0017] 進(jìn)一步地，所述加強(qiáng)筋的寬度為40-75mm.
[0018] 優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋1的寬度為40-55mm。
[0019] 進(jìn)一步地，所述加強(qiáng)筋上靠近轂體安裝面的側(cè)面與轂體外表面形成平滑光順的過 渡斜面。
[0020] 由于現(xiàn)有技術(shù)采用底澆注，存在著剎車面和加強(qiáng)筋的致密性、散熱性及其強(qiáng)度等 問題，為了達(dá)到現(xiàn)有剎車轂實(shí)際使用中所需達(dá)到的基本要求，剎車面和加強(qiáng)筋的厚度都較 厚，剎車轂具有強(qiáng)度低、壽命短等使用缺陷。本發(fā)明所設(shè)計(jì)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(qiáng)筋厚度的條件下還能夠提高剎車轂的 強(qiáng)度和使用壽命，大大節(jié)省了鋼材以及稀土金屬鐵水澆注時(shí)使用等原材料的使用，帶來了 不可預(yù)料的技術(shù)效果。
[0021] 本發(fā)明的目的二通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種剎車轂鑄造砂型，它包括砂型本體， 所述砂型本體內(nèi)設(shè)置有鑄型型腔，所述砂型本體上還設(shè)置內(nèi)澆口和出氣口，所述鑄型型腔 呈剎車轂的安裝面朝上結(jié)構(gòu)狀態(tài)設(shè)置；所述內(nèi)澆口和出氣口間隔設(shè)置于鑄型型腔剎車轂的 安裝面⑷上。
[0022] 進(jìn)一步地，所述內(nèi)澆口和出氣口對(duì)稱設(shè)置于鑄型型腔剎車轂的安裝面上。
[0023] 較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0024] 1、澆注系統(tǒng)內(nèi)澆口設(shè)置在鑄型型腔剎車轂安裝面上，把內(nèi)澆口處致密性最差的設(shè) 置在安裝面上，保證了剎車轂剎車面以及加強(qiáng)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(qiáng)筋朝下設(shè)置，使?jié)沧⑦^程中，力口 強(qiáng)筋處受到最大的壓力，保證了加強(qiáng)筋處的致密性最高；
[0026] 3、澆注系統(tǒng)內(nèi)澆口的特殊設(shè)計(jì)，減少了原澆注系統(tǒng)需要的厚重直澆道，工藝更簡(jiǎn) 單易行；減少了厚重直澆道中需填充的澆注液造成的浪費(fèi)，降低了制造成本，還符合國(guó)家節(jié) 能減排的政策，在本行業(yè)中有很大的推廣意義。
[0027] 4、采用本發(fā)明剎車轂鑄造砂型制造的剎車轂，轂壁和加強(qiáng)筋的致密性非常強(qiáng)，較 原剎車轂可提高1倍以上，其強(qiáng)度為380?520kp，而原剎車轂的強(qiáng)度最高僅為250kp ;
[0028] 5、本發(fā)明剎車轂轂壁厚為14?16mm，加強(qiáng)筋厚度為6-8mm，而原剎車轂轂壁厚為 20?22cm，原加強(qiáng)筋厚度為1. 5?2. 5cm ;改進(jìn)后剎車轂轂壁和加強(qiáng)筋厚度明顯更薄、質(zhì)量 更輕便，解決了原剎車轂轂壁和加強(qiáng)筋過厚導(dǎo)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(qiáng)筋的厚度更薄，澆注液的用量更少，節(jié)約了成本，符合國(guó)家節(jié) 能減排的政策，具有很大的推廣意義。
[0029] 6、加強(qiáng)筋斜度的巧妙設(shè)計(jì)，使加強(qiáng)筋過渡到轂體表面，解決剎車時(shí)由于加強(qiáng)筋與 轂體表面轉(zhuǎn)角太大而容易斷裂的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明剎車轂的剖視圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明剎車轂澆注系統(tǒng)剖視圖；
[0032] 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中剎車轂澆注系統(tǒng)剖視圖。
[0033] 標(biāo)號(hào)說明：1加強(qiáng)筋、2斜面、3轂體、4安裝面、5內(nèi)澆口、6上模、7下模、8出 氣口、9冒口、10澆注口

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0035] 如圖1所示為本發(fā)明提供的一種剎車轂的實(shí)施例示意圖，它包括轂體3,所述轂體 3的外表面上環(huán)繞設(shè)置有加強(qiáng)筋1，所述加強(qiáng)筋1的厚度為6-8_。
[0036] 進(jìn)一步地，所述轂體3的一端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有安裝面4,所述加強(qiáng)筋1設(shè)置在轂體3 上遠(yuǎn)離安裝面4 一側(cè)的外表面上。
[0037] 進(jìn)一步地，所述轂體3的壁厚為14?16mm。
[0038] 進(jìn)一步地，所述加強(qiáng)筋1的厚度為7mm。
[0039] 進(jìn)一步地，所述加強(qiáng)筋1的寬度為40_75mm。加強(qiáng)筋的寬度是根據(jù)剎車轂的大小進(jìn) 行設(shè)計(jì)的，但是相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所采用的底灌注所生產(chǎn)的轂體，本發(fā)明的加強(qiáng)筋寬度相對(duì)窄 約20mm。例如同一車型所使用的標(biāo)準(zhǔn)剎車轂，現(xiàn)有剎車轂加強(qiáng)筋的寬度為65-70mm，而本發(fā) 明所澆注的剎車轂加強(qiáng)筋的寬度為45-50mm。
[0040] 所以優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋1的寬度為40-55_。
[0041] 進(jìn)一步地，所述加強(qiáng)筋1靠近轂體3安裝面4的側(cè)面與轂體1外表面形成平滑光 順的過渡斜面2。
[0042] 如圖2所示為本發(fā)明提供的一種剎車轂鑄造砂型的實(shí)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(shè)置內(nèi)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(jié)構(gòu) 狀態(tài)設(shè)置；所述內(nèi)澆口和出氣口對(duì)稱（以剎車轂轂體的軸收為對(duì)稱線）設(shè)置于鑄型型腔剎 車轂的安裝面4上。
[0043] 上述澆注系統(tǒng)采用頂澆注的方式，并且內(nèi)澆口 5設(shè)置在剎車轂的安裝面4上，使?jié)?注液從安裝面流向加強(qiáng)筋，這樣越靠近加強(qiáng)筋澆注液承受的壓力越大，越不容易產(chǎn)生縮孔， 從而使加強(qiáng)筋和剎車轂轂壁的致密性最強(qiáng)，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(tǒng)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(shè)備簡(jiǎn)易，成本更低，更符合國(guó)家節(jié)能減排的政策，有很大的推 廣意義。
[0044] 采用上述澆注方式進(jìn)行澆注制造的剎車轂剎車面和加強(qiáng)筋的致密性非常高，強(qiáng)度 是原工藝的2倍以上，解決了加強(qiáng)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(qiáng)度，對(duì)剎車轂轂體3和加強(qiáng)筋1的厚度不需要很高，從而解決因?yàn)榧訌?qiáng)筋過厚導(dǎo) 致散熱不均易老化的問題；因此本發(fā)明的設(shè)計(jì)既剎車鼓的強(qiáng)度、不易開裂，又保證了剎車鼓 的很強(qiáng)的散熱性能，同時(shí)延長(zhǎng)了剎車鼓的使用壽命，較原剎車轂提高至少2倍以上。
[0045] 本發(fā)明剎車轂的厚度為14?16mm，加強(qiáng)筋厚度為6-8mm，強(qiáng)度為380?520kp而 原剎車轂的厚度為20?22mm，加強(qiáng)筋厚度為15?25mm，強(qiáng)度最高為250kp ;剎車鼓強(qiáng)度明 顯高于原剎車轂、更不易開裂，且剎車轂和加強(qiáng)筋的厚度明顯薄于原剎車轂，減少了資源的 使用量，符合國(guó)家節(jié)能減排的政策。
[0046] 本發(fā)明剎車轂加強(qiáng)筋1側(cè)面設(shè)成過渡面2過渡到轂體表面，解決剎車時(shí)由于加強(qiáng) 筋1與轂體3表面轉(zhuǎn)角太大而容易斷裂的問題；剎車時(shí)，由于剎車轂受到由內(nèi)到外的壓力， 使加強(qiáng)筋1受到很大的壓力，同時(shí)在加強(qiáng)筋1和轂體3表面的交界處產(chǎn)生應(yīng)力，若交界處轉(zhuǎn) 角過大，應(yīng)力就非常大，容易在此處老化破裂，本發(fā)明把加強(qiáng)筋側(cè)面設(shè)計(jì)成外斜面的過渡面 2,分散了應(yīng)力的作用，使其應(yīng)力變小，不易產(chǎn)熱還能增加散熱的作用。
[0047] 為了更好的體現(xiàn)出本發(fā)明所澆注的剎車轂相較現(xiàn)有剎車轂澆注方法所制得的剎 車轂在性能上的優(yōu)點(diǎn)，在相同的澆注方法條件下，通過現(xiàn)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(qǐng)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(duì)應(yīng)下表 的實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3 ;
[0048] 各剎車轂的性能參數(shù)如下表：
[0049]

【權(quán)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(huán)繞設(shè)置有加 強(qiáng)筋（1)，所述加強(qiáng)筋（1)的厚度為6-8mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的剎車轂，其特征在于：所述轂體（3)的一端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有安 裝面（4)，所述加強(qiáng)筋（1)設(shè)置在轂體（3)上遠(yuǎn)離安裝面（4) 一側(cè)的外表面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述轂體⑶的壁厚為14?16mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述加強(qiáng)筋⑴的厚度為7mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述加強(qiáng)筋（1)的寬度為40-75mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的剎車轂，其特征在于：所述加強(qiáng)筋⑴的寬度為40-55mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剎車轂，其特征在于：所述加強(qiáng)筋（1)上靠近轂體（3)安 裝面（4)的側(cè)面與轂體（3)外表面形成平滑光順的過渡斜面（2)。
8. -種剎車轂鑄造砂型，其特征在于：它包括砂型本體，所述砂型本體內(nèi)設(shè)置有鑄型 型腔，所述砂型本體上還設(shè)置內(nèi)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(jié)構(gòu)狀態(tài)設(shè)置；所述內(nèi)澆口和出氣口間隔設(shè)置于鑄型型腔剎車轂的安裝面（4)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的剎車轂鑄造砂型，其特征在于：所述內(nèi)澆口和出氣口以稱設(shè) 置于鑄型型腔剎車轂的安裝面（4)上。
【文檔編號(hào)】B22C9/08GK104343859SQ201410519298
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】杜軍偉 申請(qǐng)人:福建省建陽市杜氏鑄造有限公司