一种成型制动盘的型芯、成型装置及其成型方法与流程

本发明涉及制动盘成型，尤其涉及一种成型制动盘的型芯、成型装置及其成型方法。

背景技术：

1、制动盘作是车辆制动系统关键零部件，为降低制动盘工作时摩擦面温度，通风盘式制动盘盘体还设置有密集的通风槽及筋位结构，近年来铝基复合材料制动盘的摩擦磨损性能得到了充分验证并在轨道交通行业推广应用，如低速轨道交通车辆用sicp/a357铝基复合材料制动盘，随着新能源汽车进一步普及，降低汽车簧下及轮端重量更为重要，2022年相关部门为此制定了《电动乘用车铝基复合材料制动盘性能要求及测试方法》，为铝基复合材料制动盘制定了明确的行业标准，现有铝基复合材料制动盘的铸造成型方法主要有低压铸造及电磁搅拌真空吸铸成型，成型时在模具内预置砂型，以成型制动盘本体内沿轴心呈辐射状径向分布的通风槽，砂粒经机械造型后烘烤固化后形成砂型，砂粒粘接强度相对较低，成型时金属熔体冲击砂型，砂粒在金属熔体冲击下可能发生脱落，并嵌入到铸件内易形成铸造缺陷。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、强度高且能提高制动盘成型质量的成型制动盘通风槽的型芯、成型装置及其成型方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种成型制动盘的型芯，包括多个增强芯坯和用于与制动盘成型模具配合定位的内定位件、外定位件，所述内定位件和外定位件为环形结构，各所述增强芯坯连接在内定位件和外定位件之间，各所述增强芯坯于制动盘成型后进行去除以形成通风槽。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述增强芯坯为水溶性陶瓷盐芯。

6、所述增强芯坯内设置有连接件，所述连接件伸出增强芯坯并与内定位件和外定位件焊接连接。

7、所述增强芯坯为铜合金材料，增强芯坯表面设置有涂层，所述涂层为隔热陶瓷。

8、所述增强芯坯为耐高温金属材料，增强芯坯表面设置有涂层，所述涂层为铜合金材料。

9、所述增强芯坯上穿设有销柱。

10、一种成型制动盘的成型装置，包括机架，所述机架上设置有定模、动模、锻压机构和压射机构，所述锻压机构带动动模移动与定模合模后形成与制动盘形状相匹配的型腔，所述压射机构将金属熔体压射至型腔内进行充型并对型腔进行封闭，所述锻压机构于充型后带动动模对型腔内的制动盘进行持续锻压。

11、作为上述技术方案的进一步改进：

12、所述压射机构包括第一压射组件和第二压射组件，所述定模与动模内形成与型腔相通的直浇道以及与直浇道相通的横浇道，所述第一压射组件通过横浇道将金属熔体压射至直浇道和型腔内后，所述第二压射组件通过直浇道推动金属熔体充满型腔进行充型并对型腔进行封闭。

13、所述第一压射组件包括底座、驱动缸和充型件，所述驱动缸设置在底座的侧壁上，所述充型件滑装在底座上并与驱动缸连接，充型件在驱动缸的驱动下沿底座移动并与横浇道对接，所述充型件包括支架、料筒、横向压射缸和横向压射冲头，所述支架滑装在底座上并与驱动缸连接，所述料筒连接在支架上，所述横向压射缸设置在支架内，所述横向压射冲头设置在料筒内并与横向压射缸连接。

14、所述充型件还包括料管、推进头和弹簧，所述料管滑装在料筒内，所述弹簧套设在横向压射冲头上，所述推进头套接在横向压射冲头上并压缩弹簧，所述料筒内设置有与料管卡接定位的卡槽。

15、所述第二压射组件包括纵向压射缸和纵向压射冲头，所述纵向压射冲头连接在纵向驱动缸上并在其驱动下伸入直浇道内并对型腔进行封闭。

16、所述动模包括上模和下模，所述上模连接在锻压机构上，所述下模滑装在机架上，所述上模与下模围合形成型腔，所述下模与定模合模后形成直浇道和横浇道。

17、所述机架上还设置有锁模机构，所述锻压机构包括锻压缸和锻压杆，所述上模连接在锻压杆底端，所述锁模机构于合模后对锻压杆进行限位，所述锻压杆上设置有与锁模机构配合限位的限位块。

18、所述锁模机构包括安装座、锁模缸、锁模杆、锁模块和导向套，所述安装座固装在机架上，所述锁模缸和导向套连接在安装座上，所述锁模杆穿设在导向套内并与锁模缸连接，所述锁模块连接在锁模杆上并在锁模缸的驱动下与限位块配合卡接。

19、所述锻压杆内还设置有用于脱模的卸料件，所述卸料件包括卸料缸和卸料杆，所述卸料缸设置在锻压杆内，所述卸料杆穿设在上模上并与卸料缸连接，所述卸料杆于合模时位于上模内对型腔进行封闭、于脱模时在卸料缸的驱动下伸出上模推动制动盘脱离。

20、一种成型制动盘的成型方法，用成型装置进行挤压铸造，包括以下步骤：

21、s1：对上模、下模和定模进行预热并喷涂脱模剂；

22、s2：下模沿机架下行与定模合模固定，通过内定位件和外定位件将型芯定位安装在下模上；

23、s3：锻压机构推动上模下行与下模围合形成型腔，锁模机构对锻压杆进行锁定；

24、s4：第二压射组件封闭直浇道底部，第一压射组件通过横浇道将金属熔体压射至直浇道和型腔内；

25、s5：第二压射组件通过直浇道推动金属熔体充满型腔进行充型形成制动盘并封闭型腔；

26、s6：锻压机构推动上模对制动盘进行持续施压锻压；

27、s7：锻压机构带动上模上行使制动盘与下模分离，卸料件推动制动盘与上模分离；

28、s8：去除增强芯坯形成通风槽。

29、与现有技术相比，本发明的优点在于：

30、本发明采用内定位件和外定位件与增强芯坯组合形成型芯，其结构简单，相比传统砂型而言，其强度高耐冲击，增强芯坯通过模压成型或铸造(锻造)成型，不易产生剥离和脱落，承压能力更强，保障了制动盘的成型质量。

31、本发明的成型装置通过压射机构压射金属熔体对型腔进行充型并且封闭型腔，再利用锻压机构对封闭型腔内的制动盘进行持续锻压，使制动盘承受均衡的锻压力，从而令制动盘组织致密、力学性能均衡。

1.一种成型制动盘的型芯，其特征在于：包括多个增强芯坯（1）和用于与制动盘（100）成型模具配合定位的内定位件（2）、外定位件（3），所述内定位件（2）和外定位件（3）为环形结构，各所述增强芯坯（1）连接在内定位件（2）和外定位件（3）之间，各所述增强芯坯（1）于制动盘（100）成型后进行去除以形成通风槽（101）。

2.根据权利要求1所述的成型制动盘的型芯，其特征在于：所述增强芯坯（1）为水溶性陶瓷盐芯。

3.根据权利要求2所述的成型制动盘的型芯，其特征在于：所述增强芯坯（1）内设置有连接件（11），所述连接件（11）伸出增强芯坯（1）并与内定位件（2）和外定位件（3）焊接连接。

4.根据权利要求1所述的成型制动盘的型芯，其特征在于：所述增强芯坯（1）为铜合金材料，增强芯坯（1）表面设置有涂层（12），所述涂层（12）为隔热陶瓷。

5.根据权利要求1所述的成型制动盘的型芯，其特征在于：所述增强芯坯（1）为耐高温金属材料，增强芯坯（1）表面设置有涂层（12），所述涂层（12）为铜合金材料。

6.根据权利要求5所述的成型制动盘的型芯，其特征在于：所述增强芯坯（1）上穿设有销柱（13）。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：其特征在于：包括机架（4），所述机架（4）上设置有定模（5）、动模（6）、锻压机构（7）和压射机构（8），所述锻压机构（7）带动动模（6）移动与定模（5）合模后形成与制动盘（100）形状相匹配的型腔（9），所述压射机构（8）将金属熔体压射至型腔（9）内进行充型并对型腔（9）进行封闭，所述锻压机构（7）于充型后带动动模（6）对型腔（9）内的制动盘（100）进行持续锻压。

8.根据权利要求7所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述压射机构（8）包括第一压射组件（81）和第二压射组件（82），所述定模（5）与动模（6）内形成与型腔（9）相通的直浇道（51）以及与直浇道（51）相通的横浇道（52），所述第一压射组件（81）通过横浇道（52）将金属熔体压射至直浇道（51）和型腔（9）内后，所述第二压射组件（82）通过直浇道（51）推动金属熔体充满型腔（9）进行充型并对型腔（9）进行封闭。

9.根据权利要求8所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述第一压射组件（81）包括底座（811）、驱动缸（812）和充型件（813），所述驱动缸（812）设置在底座（811）的侧壁上，所述充型件（813）滑装在底座（811）上并与驱动缸（812）连接，充型件（813）在驱动缸（812）的驱动下沿底座（811）移动并与横浇道（52）对接，所述充型件（813）包括支架（8131）、料筒（8132）、横向压射缸（8133）和横向压射冲头（8134），所述支架（8131）滑装在底座（811）上并与驱动缸（812）连接，所述料筒（8132）连接在支架（8131）上，所述横向压射缸（8133）设置在支架（8131）内，所述横向压射冲头（8134）设置在料筒（8132）内并与横向压射缸（8133）连接。

10.根据权利要求9所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述充型件（813）还包括料管（8135）、推进头（8136）和弹簧（8137），所述料管（8135）滑装在料筒（8132）内，所述弹簧（8137）套设在横向压射冲头（8134）上，所述推进头（8136）套接在横向压射冲头（8134）上并压缩弹簧（8137），所述料筒（8132）内设置有与料管（8135）卡接定位的卡槽（81321）。

11.根据权利要求10所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述第二压射组件（82）包括纵向压射缸（821）和纵向压射冲头（822），所述纵向压射冲头（822）连接在纵向驱动缸（821）上并在其驱动下伸入直浇道（51）内并对型腔（9）进行封闭。

12.根据权利要求11所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述动模（6）包括上模（61）和下模（62），所述上模（61）连接在锻压机构（7）上，所述下模（62）滑装在机架（4）上，所述上模（61）与下模（62）围合形成型腔（9），所述下模（62）与定模（5）合模后形成直浇道（51）和横浇道（52）。

13.根据权利要求12所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述机架（4）上还设置有锁模机构（41），所述锻压机构（7）包括锻压缸（71）和锻压杆（72），所述上模（61）连接在锻压杆（72）底端，所述锁模机构（41）于合模后对锻压杆（72）进行限位，所述锻压杆（72）上设置有与锁模机构（41）配合限位的限位块（721）。

14.根据权利要求13所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述锁模机构（41）包括安装座（411）、锁模缸（412）、锁模杆（413）、锁模块（414）和导向套（415），所述安装座（411）固装在机架（4）上，所述锁模缸（412）和导向套（415）连接在安装座（411）上，所述锁模杆（413）穿设在导向套（415）内并与锁模缸（412）连接，所述锁模块（414）连接在锁模杆（413）上并在锁模缸（412）的驱动下与限位块（721）配合卡接。

15.根据权利要求14所述的成型制动盘的成型装置，其特征在于：所述锻压杆（72）内还设置有用于脱模的卸料件（722），所述卸料件（722）包括卸料缸（7221）和卸料杆（7222），所述卸料缸（7221）设置在锻压杆（72）内，所述卸料杆（7222）穿设在上模（61）上并与卸料缸（7221）连接，所述卸料杆（7222）于合模时位于上模（61）内对型腔（9）进行封闭、于脱模时在卸料缸（7221）的驱动下伸出上模（61）推动制动盘（100）脱离。

16.一种基于权利要求1至6中任一项所述的成型制动盘的成型方法，其特征在于，用权利要求7至15中任一项所述的成型装置进行挤压铸造，包括以下步骤：