一种机器人手臂底座的铸造模具的制作方法

本实用新型属于机器人手臂底座铸造领域，尤其涉及一种机器人手臂底座的铸造模具。

背景技术：

机器人手臂底座铸件，是轮船装配生产线上自动化机器人的其中一个配件，采用qt450-10型铸铁铸造，质量117千克。现有的铸造模具下，浇口设置所对应的位置是机器人手臂底座的底板，1420-1440℃的铁水沿着流道从铸件的底部浇注进入砂型模具的型腔，砂型模具由上模和下模组成，上模和下模均是采用硅质砂粘接成型，由于铸件结构复杂，壁厚不均匀，底板处最薄，只有8mm厚，四角处最厚，达到40mm，铸件冷却时容易收缩不均匀和产生疏松，铸件疏松导致铸件的抗拉强度低，经检验，铸件的试棒抗拉强度不足420mpa、延伸率达到17.4％，铸件容易在使用过程中产生断裂。铸件出模后通常需要用铁锤反复敲打，振落铸件表面粘附的砂石并敲断浇口处连接的流道凝固件，铸件疏松就会导致铸件容易被铁锤敲伤，出现破损，不符合采购方的采购标准，铸件无法售卖，相当于不合格品，铸件的合格率较低，只有87.5％。对于铸件容易收缩不均匀的问题，收缩不均匀导致的是铸件表面会产生凹陷，现有的铸造模具是在模具对应铸件容易产生凹陷的地方设置冒口腔，在铸造完毕后再将铸件冒口的多余部分切除，不但降低了铸件的制造效率，而且切除冒口会导致工艺出品率低(只有62％)，增加生产成本。因此，现有铸造模具用于机器人手臂底座铸造，存在铸件容易在使用过程中断裂、铸件合格率较低、铸件制造效率较低和工艺出品率低的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种机器人手臂底座的铸造模具。本实用新型用于机器人手臂底座的铸造，具有铸件不容易在使用过程中断裂、铸件合格率较高、铸件制造效率较高和工艺出品率高的优点。

本实用新型的技术方案：一种机器人手臂底座的铸造模具，包括均采用呋喃树脂自硬砂制作上模和下模，上模内设有主流道，主流道的上端设置于上模的顶面，主流道的下端连接有五条分流道，分流道的下端具有浇口，其中四条分流道上的浇口分别对应于机器人手臂底座的四角，另外一条分流道上的浇口对应于机器人手臂底座的底板；下模的上表面设有型腔，型腔内嵌有四个冷铁，冷铁的位置对应于机器人手臂底座的四角。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，所述主流道的直径至上而下逐渐减小。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，所述下模内设有反复折弯的水管，水管的两端从下模的侧壁伸出。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，所述水管采用铜管制作。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，所述水管的数量有两条，平行排布。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，按重量份计，用于浇注所述机器人手臂底座的铁水包括100份qt450-10型铸铁和1-1.4份石墨。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，用于浇注所述机器人手臂底座的铁水包括100份qt450-10型铸铁、1-1.4份石墨和0.5-0.7份的孕育剂。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，用于浇注所述机器人手臂底座的铁水包括100份qt450-10型铸铁、1.2份石墨和0.6份的孕育剂。

前述的机器人手臂底座的铸造模具中，所述的主流道倾斜设置。

与现有技术相比，本实用新型是特定配方铁水浇注的机器人手臂底座的专用模具，本实用新型先对砂型模具的材质做了改进(改进一)，砂型模具采用呋喃树脂自硬砂制作，呋喃树脂自硬砂制作的砂型模具钢性大和透气性好；然后对浇口的位置做了改进并在型腔内放置了冷铁(改进二)；最后在下模上增加了水管(改进三)。

对于球磨铸铁材质的铸件，从铁水浇入砂型模具开始，随铁水温度下降铸件就会产生收缩，称之为液态收缩，在铁水凝固时会产生奥氏体，还会产生凝固收缩；在液态收缩和凝固收缩时都会析出石墨球，由于石墨的密度只有奥氏体的三分之一左右，铸件就会产生体积膨胀(简称石墨化膨胀)。所以，如果液态降温时的体积收缩量与凝固时的体积收缩量之和小于石墨化膨胀的体积增加量，即可实现铸件的无冒口铸造生产。本实用新型采用特定配方的铁水制作机器人手臂底座，在铁水不会发生石墨漂浮的前提下，尽可能的提高了含碳量，并添加孕育剂，保证铁水中的碳充分石墨化，保证铁水在冷却时具有较大的体积增加量，使得铸件冷却时不易收缩，不需要冒口补偿，铸件铸造后一次成型，不需要后加工切除冒口，即提高了铸件的制造效率，也提高了铸件的工艺出品率(达到85％)，降低了铸件的生产成本。

改进一保证了砂型模具不会应铸件的石墨化膨胀而变形，铸件的尺寸精准，提高产品合格率；在铁水冷却的过程中，由于浇口是流道中最狭小的地方，浇口处的铁水率先发生凝固，砂型模具的内腔被封闭，石墨化膨胀的作用下，型腔内的空气直接穿过砂型模具排出，而铸件膨胀产生的高压将铸件内气孔压实，铸件内部紧实，不会有疏松，提高了铸件的抗拉强度，经检验，铸件的试棒抗拉强度可达500mpa、延伸率低至13.2％，铸件不容易在使用过程中断裂，铸件也不容易被铁锤敲伤，提高率铸件的外观质量。

改进二通过冷铁加快铸件的冷却速度，铸件最厚处迅速冷却凝固，在浇口处铁水还没有凝固前率先完成一部分收缩，形成体积空缺，及时从流道获取补充铁水，提高了补缩效果，铸件表面不会产生收缩凹陷，提高铸件外观质量。

改进三进一步加快铸件的冷却速度，效果同改进二。

因此，本实用新型用于机器人手臂底座的铸造，具有铸件不容易在使用过程中断裂、铸件合格率较高、铸件制造效率较高和工艺出品率高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是水管的示意图。

图3是铸件在本实用新型内时的示意图。

图4是铸件在现有铸造模具内时的示意图。

附图中的标记为：1-上模，2-下模，12-主流道，13-分流道，14-浇口，15-机器人手臂底座的四角，16-机器人手臂底座的底板，21-型腔,22-冷铁，23-水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。一种机器人手臂底座的铸造模具，如图1所示，包括均采用呋喃树脂自硬砂制作上模1和下模2，上模1内设有主流道12，主流道12的上端设置于上模1的顶面，主流道12的下端连接有五条分流道13，分流道13的下端具有浇口14，其中四条分流道13上的浇口14分别对应于机器人手臂底座的四角15，另外一条分流道13上的浇口14对应于机器人手臂底座的底板16；下模2的上表面设有型腔21，型腔21内嵌有四个冷铁22，冷铁22的位置对应于机器人手臂底座的四角15。

所述主流道12的直径至上而下逐渐减小。

所述下模2内设有反复折弯的水管23，水管23的两端从下模2的侧壁伸出。

所述水管23采用铜管制作。

所述水管23的数量有两条，平行排布。两条水管23均与自来水管路连接，一条水管23的进水口和另一条水管23的出水口相邻，保证下模2的降温较为均匀，铸件各处收缩较为一致，表面质量较好。

所述的主流道12倾斜设置，可以降低铁水进入模具时的冲击力，避免上模产生掉渣混入铁水中，提高铸件质量。

机器人手臂底座的浇注包括以下步骤，

c、采用2t中频感应电炉熔炼qt450-10型铸铁，熔炼温度1530℃，得c品，

d、按重量份计，在每100份c品中添加1.2份石墨和0.6份的孕育剂，搅拌均匀，得d品，

e、将d品冷却至1380℃后依次从主流道12、分流道13和浇口14注入模具的型腔中，冷却后清理得到成品。

为防止石墨化膨胀将上模顶起，可以在上模上施加一定的配重。

对实施例所得铸件和现有铸造模具所得铸件进行检测，得如下检测结果：

本实用新型是对特定形状及特定材质铸件采用的特定模具，本实用新型用于机器人手臂底座的铸造，具有铸件不容易在使用过程中断裂、铸件合格率较高、铸件制造效率较高和工艺出品率高的优点。