本發(fā)明涉及直齒面齒輪生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝。
背景技術(shù)：
：直齒面齒輪是一種與直齒圓柱齒輪相嚙合的平面齒圈齒輪，正是因為這種獨特的嚙合方式使得直齒面齒輪作為一種新興的傳動部件不僅被用于傳遞相交軸線的運動和動力,而且相比于傳統(tǒng)齒輪(如圓柱齒輪、圓錐齒輪)還具有重合度高、傳動平穩(wěn)、噪聲低、扭矩分流效果好等傳動優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使得直齒面齒輪被廣泛應(yīng)用于低速和高速、輕載和重載的眾多傳動領(lǐng)域中。然而，直齒面齒輪的齒面較為復(fù)雜，其幾何形狀已不是傳統(tǒng)漸開線齒面或其他常見的齒面，而是一種復(fù)雜的空間曲面，目前針對直齒面齒輪的加工方法主要分為展成法加工和成形法加工。展成法加工是將刀具和工件按一定的速比做純滾動以形成展成運動，所獲得的加工表面就是通過刀具和工件做展成運動所形成的包絡(luò)面，這種加工方式主要是以插齒/滾齒作為粗/半精加工，磨齒作為精加工；而成形法加工則是采用與被加工齒輪輪齒槽相同形狀的成形刀具對齒形進行加工，其加工方式主要是數(shù)控銑削加工。這些傳統(tǒng)的直齒面齒輪加工方法都是基于機加工方式對直齒面齒輪進行制造的，都需要經(jīng)歷一個“從毛坯到半成品再到成品”的由粗到精加工過程，其加工效率較低、不易實現(xiàn)批量化快速制造，其次采用展成法進行加工時雖然能獲得較高質(zhì)量的制件，但加工時需要采用專用機床及專用刀具，且專用刀具的研制過程較為復(fù)雜，研制周期長、費用高，因此不適合進行批量生產(chǎn)；如果采用成形法進行加工，雖然避免了上述研制專用刀具的麻煩，提高了面齒輪的加工效率，降低了加工成本，實現(xiàn)了面齒輪的批量生產(chǎn)，但加工出的面齒輪制件精度較低、表面粗糙度較大，從而使得現(xiàn)有技術(shù)在直齒面齒輪的批量化生產(chǎn)中存在著效率低或質(zhì)量差的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是提供一種基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)在直齒面齒輪的批量化生產(chǎn)中存在的效率低或質(zhì)量差等問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝，其特征在于，包括如下操作步驟：s1：構(gòu)建直齒面齒輪的三維模型；s2：構(gòu)建直齒面齒輪母模的三維模型；s3：制造直齒面齒輪的母模實體；s4：制直齒面齒輪制件。進一步的方案為：步驟s1中：基于直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)構(gòu)建直齒面齒輪的三維模型。具體操作為：s11：在mtalab軟件中調(diào)取并運行已編制好的直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)，根據(jù)所輸入的直齒面齒輪設(shè)計參數(shù)系統(tǒng)會自動計算出該設(shè)計參數(shù)下的直齒面齒輪內(nèi)外徑大小及相應(yīng)的齒面建模點的三維坐標值；s12：根據(jù)上述直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)計算出的齒面各建模點坐標，在ug環(huán)境下利用4階3次的工程樣條曲線構(gòu)建相應(yīng)的輪齒模型，結(jié)合直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)計算出的直齒面齒輪的內(nèi)徑和外徑大小構(gòu)建出直齒面齒輪的圓柱形底座。步驟s2中：基于“帶有活動成型零部件的注射模具設(shè)計方法”構(gòu)建直齒面齒輪母模的三維模型。具體操作為：s21：結(jié)合熔模鑄造過程中澆注直齒面齒輪蠟?zāi)Ｅc金屬制件時的收縮特點及相應(yīng)收縮率在ug環(huán)境下對直齒面齒輪的三維模型進行放大處理；s22:在ug環(huán)境下選取直齒面齒輪圓柱底座的底面作為基準面，將放大后的直齒面齒輪外徑圓沿齒頂方向進行拉伸并通過“布爾實體求差運算”得到型芯的三維模型，其次在該型芯上構(gòu)建相應(yīng)的型芯圓柱形底座及型芯的中心定位孔；s23:在ug環(huán)境下根據(jù)型芯模型的結(jié)構(gòu)與尺寸，選取型芯圓柱底座的圓形上表面作為基準面，結(jié)合各注蠟機型號與模具尺寸的對應(yīng)關(guān)系建立相應(yīng)的底模三維模型；s24：在ug環(huán)境下選取直齒面齒輪圓柱形底座的下表面作為基準面，結(jié)合型芯模型與底模模型的結(jié)構(gòu)尺寸構(gòu)建相配合的頂模三維模型，同時根據(jù)型芯的中心定位孔的結(jié)構(gòu)尺寸構(gòu)建出相配合的貫穿于型芯、頂模、底模的中心定位軸；s25：在ug環(huán)境下設(shè)計直齒面齒輪母模的澆注道、冒口、排氣道等澆注系統(tǒng)以及相應(yīng)的定位卡塊/定位卡槽、起模槽等輔助配件。步驟s3中：利用fdm快速成型技術(shù)增材制造直齒面齒輪的母模實體。具體操作為：s31:首先對直齒面齒輪母模的三維型進行fdm快速成型，根據(jù)成型件各部位的尺寸測量結(jié)果計算出母模制件各部位的收縮率，再在ug環(huán)境下結(jié)合制件各部位的收縮率對直齒面齒輪母模的三維模型進行放大處理；其次，采用控制變量法研究直齒面齒輪母模三維模型的不同抽殼厚度對母模制件性能的影響并根據(jù)實驗結(jié)果選取最佳的母模模型抽殼厚度；最后利用“ug環(huán)境下三維模型轉(zhuǎn)換stl格式的最佳參數(shù)設(shè)置方法”將直齒面齒輪母模的三維模型轉(zhuǎn)換成fdm快速成型機所能識別的stl格式；s32:在fdm快速成型機中的cura操作軟件的“基礎(chǔ)參數(shù)”、“高級參數(shù)”選項中對分層厚度、成型方向、擠出速度、填充速度、噴頭溫度、環(huán)境溫度進行設(shè)置，并利用cura操作軟件對母模的各模型進行分層切片處理同時生成控制快速成型機的各g代碼；s33:根據(jù)上述cura操作軟件生成的快速成型直齒面齒輪母模各制件的相應(yīng)g代碼，依次對中心定位軸、型芯、底模、頂模進行“增材制造”，同時根據(jù)fdm快速成型工藝中由噴頭擠出的絲材寬度所引起的制件實際尺寸比理論尺寸多一個擠出絲寬度問題對成型后母模的各制件進行相應(yīng)的打磨、拋光后處理。步驟s4中：利用熔模精鑄工藝鑄造批量鋼制直齒面齒輪制件。具體操作為：s41：將脫蠟釜中泄出的一部分舊蠟塊經(jīng)處理后放入刨蠟機中打碎，將另一部分經(jīng)過處理的舊蠟塊放入化蠟桶中化蠟，再將打碎好的蠟塊及化蠟水一起加入到靜置桶中除水攪拌至細稠的膏狀后將蠟膏注入到注蠟機中；s42：將直齒面齒輪的母模模具及熔模鑄造中澆注系統(tǒng)的模具依次放在注蠟機的工作臺面上進行裝配定位，通過注蠟機壓制出直齒面齒輪及熔模鑄造澆注系統(tǒng)的蠟?zāi)?；s43：對上述壓制好的蠟?zāi)＿M行尺寸檢查并對尺寸合格的蠟?zāi)Ｋ嬖诘娘w邊、凹痕、氣泡、流痕等問題進行修復(fù)；s44：用加熱的烙鐵將直齒面齒輪蠟?zāi)Ｅc熔模鑄造澆注系統(tǒng)的蠟?zāi)：附釉谝黄鸩⒁来尾捎梦g刻液、清洗液及漂洗液進行清洗；s45：首先采用“硅溶膠+鋯英粉”的方式按一定比例配制表面涂層的殼料，再采用“硅溶膠+上店粉”的方式按不同比例分別配制過渡層和背層的殼料；s46：將上述清洗完的模組靜置干燥后先緩慢浸入到表面層沾漿桶中包裹出第一層涂料，再將其放入淋砂機中進行翻轉(zhuǎn)使其表面均勻包裹上80～100目的鋯英砂并靜置干燥，將干燥后的模組放入硅溶膠池中進行清洗；其次將清洗完成后的模組以稍快的速度浸入到過渡層沾漿桶中包裹出第二層涂料，再將其放入浮砂桶中進行敷砂使其表面均勻包裹上30～60目的上店砂并靜置干燥；將干燥后的模組放入背層沾漿桶中先包裹出第一層背層，再將其放入浮砂桶中進行敷砂使其表面均勻包裹上16～30目的上店砂并靜置干燥，最后再按包裹背層的步驟繼續(xù)包裹3層即可；s47：將上述已達到規(guī)定干燥時間的模組放入蒸汽脫蠟釜中進行脫蠟，脫蠟完成后取出模組型殼并對模組型殼進行檢查，再將檢查合格的型殼放入焙燒爐中焙燒至白色或薔薇色；s48：對焙燒好的模組澆注鋼液并在澆注完成后立即向澆注口中添加冒口保溫劑并靜置2～3h；s49：將冷卻后的模組先用振動脫殼機進行脫殼處理，再采用砂片切割機將直齒面齒輪鋼制件與澆注系統(tǒng)進行分離，最后通過噴丸機對直齒面齒輪的鋼制件進行噴丸處理，從而得到直齒面齒輪的批量鋼制件。本發(fā)明提供了基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝，是將增材制造技術(shù)與熔模精鑄工藝相結(jié)合，不僅可以實現(xiàn)從直齒面齒輪三維設(shè)計模型到批量鋼制直齒面齒輪制件的快速轉(zhuǎn)化，同時鑄造出的直齒面齒輪鋼制件精度可達ct4級，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下幾點優(yōu)勢：1、通過采用“增材制造+熔模精鑄”的工藝路線不僅能在獲得較高精度直齒面齒輪制件的情況下實現(xiàn)批量化快速制造，解決展成法加工直齒面齒輪不能實現(xiàn)批量化以及成形法批量加工質(zhì)量差的問題，同時還以“增材制造技術(shù)”的高效率、低成本的特點來解決傳統(tǒng)以“減材制造技術(shù)”為核心的機加工所存在的效率低、成本高的問題；2、實現(xiàn)了從直齒面齒輪母模的三維模型到直齒面齒輪母模實體的快速轉(zhuǎn)換，解決了傳統(tǒng)機加工方式開模所存在的周期長、成本高的問題，實現(xiàn)了直齒面齒輪母模的快速制造。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例提供的基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝的流程圖；圖2a是本發(fā)明實施例提供的對直齒面齒輪三維模型中輪齒及輪齒底座進行放大的示意圖；圖2b是本發(fā)明實施例提供的對直齒面齒輪三維模型中圓柱底座的其余部分及鍵槽進行放大的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的直齒面齒輪母模三維模型結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的直齒面齒輪母模三維模型的stl格式；圖5是本發(fā)明實施例提供的利用fdm快速成型技術(shù)增材制造直齒面齒輪母模實體的成型工藝參數(shù)；圖6是本發(fā)明實施例提供的直齒面齒輪母模的各制件；圖7是本發(fā)明實施例提供的直齒面齒輪母模各制件的后處理工藝流程圖；圖8是本發(fā)明實施例提供的蠟料除水攪拌示意圖；圖9是本發(fā)明實施例提供的壓制出的直齒面齒輪蠟?zāi)Ｊ疽鈭D；圖10是本發(fā)明實施例提供的修補后的直齒面齒輪蠟?zāi)Ｊ疽鈭D；圖11是本發(fā)明實施例提供的焊接模組示意圖；圖12是本發(fā)明實施例提供的制殼料示意圖；圖13是本發(fā)明實施例提供的制殼后的模組示意圖；圖14是本發(fā)明實施例提供的焙燒型殼示意圖；圖15是本發(fā)明實施例提供的澆注鋼制直齒面齒輪示意圖；圖16是本發(fā)明實施例提供的鋼制直齒面齒輪制件示意圖；其中，圖3中各附圖標記含義具體如下：1—底模正方形底座；2—定位卡槽；3—起模槽；4—底模圓柱型腔(與型芯中的6相配合)；5—底模圓柱凸臺(與17相配合)；6—直齒面齒輪輪齒反模；7—型芯圓柱底座；8—鍵槽澆注型腔；9—型芯中心定位孔(與10相配合)；10—中心定位軸；11—頂模正方形底座；12—注蠟孔；13—頂模中心定位孔(與10相配合)；14—排氣孔；15—定位卡塊(與2相配合)；16—冒口；17—頂模圓柱凹槽；圖5中，為了防止box3d快速成型機的噴頭在空移時出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象，勾選“enableretraction(開啟回軸)”選項；為了保證粘貼在成型平臺上的制件能更加穩(wěn)固，需要將首層打印厚度增大并以較慢的打印速度對首層進行打印，在兼顧“臺階效應(yīng)”與成型效率的情況下設(shè)置“initiallayerthickness(首層層厚)”與“bottomlayerspeed(首層打印速度)”分別為0.3mm與20mm/s。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體說明。應(yīng)當理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實施方式，并不對本發(fā)明具體請求的保護范圍進行嚴格限定。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細的描述。如圖1所示，本發(fā)明實施例的基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝包括以下步驟：s1：基于直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)構(gòu)建直齒面齒輪的三維模型；s2：基于“帶有活動成型零部件的注射模具設(shè)計方法”構(gòu)建直齒面齒輪母模的三維模型；s3：利用fdm快速成型技術(shù)增材制造直齒面齒輪的母模實體；s4：利用熔模精鑄工藝鑄造批量鋼制直齒面齒輪制件；下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理作進一步的描述。本實施例采用的直齒面齒輪設(shè)計參數(shù)具體如表1所示：表1本發(fā)明實施例的基于增材制造技術(shù)的直齒面齒輪快速精鑄工藝包括以下步驟：1、基于直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)構(gòu)建直齒面齒輪的三維模型s11：打開mtalab軟件運行已編制好的直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)，并將表1所示的直齒面齒輪設(shè)計參數(shù)鍵入到系統(tǒng)中計算出該設(shè)計參數(shù)下的直齒面齒輪內(nèi)半徑r1為57.5mm，外半徑r2及相應(yīng)的45個齒面建模坐標點的三維坐標值；s12：將上述直齒面齒輪齒面參數(shù)化建模坐標點計算系統(tǒng)計算出的45個齒面建模坐標點輸入到ug中創(chuàng)建出這45個建模點；再利用“藝術(shù)樣條”命令中的插值樣條曲線功能，將插值樣條曲線的格式設(shè)置為“4階3次”(即工程樣條)，通過逐點選取的方式構(gòu)建出直齒面齒輪輪齒的三維模型；s13：利用ug的“實例幾何體”命令，將直齒面齒輪的輪齒實體以坐標原點為中心，z軸為旋轉(zhuǎn)軸，并根據(jù)表1中直齒面齒輪的齒數(shù)，進行實體旋轉(zhuǎn)陣列操作，生成直齒面齒輪的所有輪齒實體；再以(0,0,-33)為圓心，分別以r1、r2為半徑，建立高度為5mm的直齒面齒輪圓柱底座，并根據(jù)鍵槽的結(jié)構(gòu)尺寸建立相應(yīng)的鍵槽，得到直齒面齒輪的三維模型。2、基于“帶有活動成型零部件的注射模具設(shè)計方法”構(gòu)建直齒面齒輪母模的三維模型s21：由于熔模鑄造在鑄造蠟?zāi)Ｅc金屬實體的過程中涉及到尺寸收縮，即蠟?zāi)５某叽缡湛s和金屬實體的尺寸收縮，同時本文采用低溫蠟鑄造蠟?zāi)?，采?5號鋼鑄造金屬實體，其相應(yīng)的收縮率分別為0.6％～0.8％、1.3％～2.0％。根據(jù)澆注過程中曲面實體收縮量小，平面實體收縮量相對較大的特點并結(jié)合實際的鑄造情況，將輪齒及輪齒底座(圖2(a)中藍色部分)取收縮率為1.78％，將直齒面齒輪圓柱底座的其余部分及鍵槽(如圖2(b)中黃色部分)取收縮率為2％，通過ug的“縮放體”命令進行放大，構(gòu)建出放大后的直齒面齒輪三維模型。s22：根據(jù)直齒面齒輪的模型結(jié)構(gòu)，為了在不影響蠟?zāi)３叽缇鹊那疤嵯聦崿F(xiàn)方便取模，依據(jù)“帶有活動成型零部件的注射模具設(shè)計方法”在ug環(huán)境下將直齒面齒輪的母模設(shè)計成由頂模、底模以及帶有活動中心定位軸的型芯所構(gòu)成的具有上中下三層結(jié)構(gòu)的母模模型(如圖3所示，其中頂模、底模是動模，型芯是靜模)；在母模的設(shè)計過程中，首先考慮到采用fdm快速成型技術(shù)以熱塑性材料成型模具時，成型后的模具導(dǎo)熱性能較差，這會導(dǎo)致將剛注完蠟的模具放在冷卻池中進行冷卻時模具中的蠟?zāi)＞镁貌荒芾鋮s凝固徹底，為了解決此問題，將直齒面齒輪的母模設(shè)計成頂模、底模以及帶有活動中心定位軸型芯的三層結(jié)構(gòu)，通過先抽去中心定位軸，再依次取掉頂模和底模即可方便的取出蠟?zāi)?，這樣不僅一方面在注蠟完的蠟?zāi)＠鋮s凝固過程中，通過抽走中心定位軸可以使蠟?zāi)Ｅc冷卻水進行直接接觸而加速蠟?zāi)５哪?；另一方面還避免了設(shè)計成只含有動、靜模的兩層結(jié)構(gòu)時，取走動模后不易通過靜模取出蠟?zāi)５膯栴}；其次通過設(shè)計中心定位軸與頂模、型芯上的中心定位孔相配合以及頂模上的定位卡塊與底模上定位卡槽相配合，以實現(xiàn)對型芯、頂模、底模三者之間的相對位置進行固定，保證澆注的準確性；最后在頂模中對最后澆注的鍵槽上方設(shè)計了3個互成120°夾角的冒口，以防止?jié)沧⑼瓿珊笾饼X面齒輪的鍵槽底部出現(xiàn)縮孔、縮松的問題。3、利用fdm快速成型技術(shù)增材制造直齒面齒輪的母模實體根據(jù)注蠟?zāi)＞邔Σ牧夏透邷匦阅堋⒂捕鹊囊蟛⒔Y(jié)合fdm快速成型技術(shù)中所用材料應(yīng)具有低粘度、粘結(jié)性好、收縮率小的特點，選擇成型材料為abs(該材料的具體性能參數(shù)如表2所示)，相應(yīng)的快速成型設(shè)備為北京凌陽愛普科技有限公司提供的box3d快速成型機。表2s31：由于采用abs這種熱塑性材料進行成型時材料要經(jīng)歷先受熱熔融再到冷卻固化的相變過程，同時在abs材料從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)時，材料會發(fā)生相應(yīng)的收縮，這就導(dǎo)致了成型后的制件在尺寸上會有略微的收縮。由于制件上各部位的尺寸收縮是沿不同方向進行的且在不同方向上收縮率是不同的，因此先對直齒面齒輪母模的原模型進行快速成型，再對成型完放置24h后的制件各部位進行尺寸測量，并利用式(1)計算出模具各部位的收縮率(如表3所示)，最后根據(jù)表3所示的模具各部位尺寸收縮率在ug環(huán)境下對直齒面齒輪母模的原模型進行放大處理；sl＝(lcad-l)/lcad(1)式中，lcad表示模型尺寸、l表示制件尺寸、sl表示收縮率；表3s32:對放大后的直齒面齒輪母模三維模型進行抽殼處理。為了研究不同抽殼厚度對母模制件性能的影響，采用控制變量法按照表4所示的6組不同抽殼厚度對母模模型進行抽殼及快速成型，并對成型后的制件進行注蠟?zāi)M實驗，發(fā)現(xiàn)第1～3組的制件滿足注蠟時的基本強度與溫度要求，尺寸穩(wěn)定性好；第4組的制件在注蠟后出現(xiàn)了變形；第5、6組的制件在成型后出現(xiàn)了不同程度的開裂、翹曲問題。為了在滿足基本要求的情況下盡可能節(jié)約材料、降低制造成本，選擇0.8mm作為直齒面齒輪母模的最佳抽殼厚度；表4序號123456抽殼厚度/mm1.00.90.80.70.60.5s33:根據(jù)“ug環(huán)境下三維模型轉(zhuǎn)換stl格式的最佳參數(shù)設(shè)置方法”(如表5所示)將上述直齒面齒輪母模的三維模型轉(zhuǎn)換成box3d快速成型機所能識別的stl格式(如圖4所示)；表5s34：利用box3d快速成型機中的cura操作軟件對影響直齒面齒輪母模制件質(zhì)量與成型時間的6個重要成型工藝參數(shù)(分層厚度、成型方向、擠出速度、填充速度、噴頭溫度、環(huán)境溫度)進行設(shè)置(如圖5所示)，并利用cura操作軟件對母模的各模型進行分層切片處理，從而得到成型直齒面齒輪母模各制件所需的相應(yīng)打印層數(shù)、成型時間、abs材料的使用量(如表6所示)以及控制快速成型機的各g代碼；表6直齒面齒輪母模打印層數(shù)成型時間abs材料的使用量底模150層6小時40分92g頂模219層8小時23分136g中心定位軸385層9小時10分60g型芯305層11小時6分238gs35：根據(jù)上述cura操作軟件生成的快速成型直齒面齒輪母模各制件的相應(yīng)g代碼，依次對中心定位軸、型芯、底模、頂模進行“增材制造”，并得到直齒面齒輪母模的各制件(如圖6所示)；s36：考慮到fdm快速成型工藝中存在著由噴頭擠出的絲材寬度所引起的制件實際尺寸比理論尺寸多一個擠出絲寬度的問題，對成型后母模的各制件按照圖7所示的后處理流程進行相應(yīng)的打磨、拋光處理并得到相應(yīng)的后處理結(jié)果如表7所示；表74、利用熔模精鑄工藝鑄造批量鋼制直齒面齒輪制件本熔模精鑄工藝采用的蠟料為陜西省岐山縣孝子陵化工廠生產(chǎn)的79型低溫蠟(該蠟料的相關(guān)參數(shù)如表8所示)，鑄造的鋼材為45號鋼。表8s41：制蠟料s411：將從脫蠟釜中泄出的一部分舊蠟塊經(jīng)處理后放入刨蠟機中進行打碎處理；s412：將從脫蠟釜中泄出的另一部分舊蠟塊經(jīng)處理后放入化蠟桶中進行化蠟(其中，化蠟桶中加有80℃的熱水，在化蠟期間保證化蠟溫度在85℃～90℃左右，化蠟約4～6h，化蠟完成后將化蠟桶溫度調(diào)為80℃并保溫3h)；s413：將步驟s411中打碎的蠟塊放入靜置桶中，再將步驟s412中化蠟后的高溫蠟水間斷加入靜置桶中，并通過攪拌機使蠟料在80℃的環(huán)境下進行除水攪拌直至桶中的蠟料為細稠的膏狀即可(如圖8所示)；s414：將制好的蠟膏倒入到氣動臥式注蠟機中，并保持溫度為56℃，保溫8h后開始制蠟?zāi)！42：壓制蠟?zāi)421：將直齒面齒輪的母模放在注蠟機的工作臺面上進行定位，檢查模具的開合是否順利、模具的注蠟口與注蠟機的射蠟嘴是否對正；s422：打開模具，在各澆注型面上噴一層薄薄的分型劑；s423：采用氣動臥式注蠟機，在室溫為22～25℃、壓射蠟溫為48℃～52℃、壓射壓力為0.3～0.35mpa的情況下進行注蠟；s424：注蠟完成后，先將模具直接放入冷卻池中冷卻2h；再將模具從冷卻池中取出來抽掉模具的中心定位軸再放入冷卻池中冷卻約1～2h；冷卻完成后用起子在起模槽處先后將頂模、底模從型芯上分開，最后用高壓氣槍對蠟?zāi)Ｅc型芯的接觸邊界進行吹氣，以便將蠟?zāi)Ｅc型芯分開，從而獲取到直齒面齒輪的蠟?zāi)?如圖9所示)；s425：將每次完成壓制蠟?zāi)：蟮哪＞哂眯≈竦杜c高壓氣槍清除殘留在模具上的蠟料，其次再用軟布擦拭模具以保持模具的清潔性，再壓制下一個蠟?zāi)?；s426：仿照步驟s421～s421壓制出熔模鑄造澆注系統(tǒng)的蠟?zāi)＃籹427：將壓制好的蠟?zāi)７旁诒P中靜置3～6h。s43：修蠟?zāi)431：對已達到靜置時間的蠟?zāi)＿M行檢查，對于部位有缺角的、蠟?zāi)Ｗ冃蔚募俺叽绮环弦?guī)定的應(yīng)報廢；s432：將檢查合格的蠟?zāi)＿M行修蠟?zāi)Ｌ幚恚簩Υ嬖陲w邊或分模線的蠟?zāi)Ｓ玫镀牡犊谘刂災(zāi)Ｐ⌒妮p柔地削掉飛邊或分模線；對于蠟?zāi)Ｉ系陌己?，采用蘸蠟筆將高溫蠟水涂到蠟?zāi)０己厶帲淠毯笥玫镀瑢⑼垦a的表面進行平整修復(fù)；對于蠟?zāi)Ｉ洗嬖跉馀莸那闆r應(yīng)用針將氣泡挑破，其次按照修復(fù)蠟?zāi)０己鄣霓k法再進行修復(fù)；對于流痕使用吸有三氯乙烯的棉布進行擦拭；最后將修完的蠟?zāi)Ｓ脦в芯凭拿薏疾潦帽砻嬉匀コ砻娴挠臀奂罢从械南炃牟⒌玫叫扪a后的蠟?zāi)Ｖ萍?如圖10所示)。s44：模組焊接及清洗s441：對所有蠟?zāi)?包含澆注系統(tǒng)的蠟?zāi)?進行再次檢查，剔除不合格的；s442：將加熱好的烙鐵放在直齒面齒輪蠟?zāi)５拿翱诘撞渴蛊浼訜岷蠛冈跐驳赖南災(zāi)Ｉ?焊接處要保證牢固、整齊、不得有縫隙)；再將加熱的烙鐵對排氣道蠟?zāi)５膬啥祟^進行加熱，將排氣道蠟?zāi)５囊欢祟^焊在直齒面齒輪蠟?zāi)５牡锥耍硪欢祟^焊在澆口杯蠟?zāi)５捻敹?，得到焊接好的模組(如圖11所示)；s443：將焊接好的模組靜置45min后再采用含有70％的三氯乙烷與30％少量酒精的蝕刻液對模組清洗至少3次，共約3秒；s444：再把模組立即浸入酒精清洗液中3次，共約3～5秒；s445：最后將模組浸入漂洗液中，輕輕旋轉(zhuǎn)，最少6～10秒，再取出模組用高壓噴氣槍將模組吹干；s45：制殼料(以配制100公斤為例)s451：配制表面涂層材料①將堿性硅溶膠按制料量的10％(即10kg)加入到沾漿桶中，并開動沾漿機進行攪拌；②按每千克硅溶膠應(yīng)加入潤濕劑的比例為1:0.16，加入16ml的潤濕劑進行攪拌；③按硅溶膠：鋯英粉＝1:3.6～1:4的比例將36～40kg的鋯英粉緩慢加入沾漿桶中進行攪拌；④按每千克硅溶膠應(yīng)加入消泡劑的比例為1:0.12，加入12ml的甲基硅油消泡劑進行攪拌；⑤待涂料基本攪勻后用流杯測定涂料粘度(正常值32～38s)，如果粘度過高須加硅溶膠調(diào)整，如果粘度過低須加鋯英粉調(diào)整；⑥將涂料粘度調(diào)整好后蓋上蓋子以免溶劑蒸發(fā)，繼續(xù)攪拌12h后再次檢查涂料性能合格時完成表面層涂料的制備(如圖12所示)(注意：制好料的沾漿機要繼續(xù)24h不停攪拌)；s452：配制過渡層材料①按制料總量的10％的比例將10kg的堿性硅溶膠加入沾漿桶中，開動沾漿機進行攪拌；②按硅溶膠：上店粉＝1:1.6～1:1.7的比例將16～17kg的上店粉緩慢加入沾漿桶中進行攪拌；③待涂料基本攪勻后用流杯測定涂料粘度(正常值19～25s)，如果粘度過高須加硅溶膠調(diào)整，如果粘度過低須加上店粉調(diào)整；④將涂料粘度調(diào)整好后蓋上蓋子，以免溶劑蒸發(fā)，繼續(xù)攪拌10h后再次檢查涂料性能合格時完成過渡層涂料的制備(如圖12所示)(注意：制好料的沾漿機要繼續(xù)24h不停攪拌)；s453：配制背層材料①按制料總量10％的比例將10kg的堿性硅溶膠加入沾漿機中，開動沾漿機進行攪拌；②按硅溶膠：上店粉＝1:1.4～1:1.5的比例將14～15kg的上店粉緩慢加入沾漿桶中進行攪拌；③待涂料基本攪勻后用流杯測定涂料粘度(正常值13～19s)，如果粘度過高須加硅溶膠調(diào)整，如果粘度過低須加上店粉調(diào)整；④將涂料粘度調(diào)整好后蓋上蓋子，以免溶劑蒸發(fā)，繼續(xù)攪拌6h后再次檢查涂料性能合格時完成背層涂料的制備(如圖12所示)(注意：制好料的沾漿機要繼續(xù)24h不停攪拌)；s46：制殼s461：制表面涂層①將上述清洗吹干后的模組靜置45min后進行制殼；②在室溫222℃、濕度60～70％的工作環(huán)境下將模組以30°左右的角度緩慢浸入表面層沾漿桶中旋轉(zhuǎn)包裹1次表面層(注意：模組的槽、尖角處包在涂料中的空氣應(yīng)減到最小)，再以稍快速度取出模組并進行翻轉(zhuǎn)使多余涂料滴除，在模組上形成完整均勻的涂層，最后用低壓空氣槍吹破模組上出現(xiàn)的孔洞和氣泡(若不能獲得均勻完整的涂層需重復(fù)此步驟)；③將上有均勻涂層的模組伸入淋砂機中翻轉(zhuǎn)，讓80～100目的鋯英砂均勻的覆在模組表面上，并將模組放在推車上靜置干燥8h；④對達到干燥時間的模組檢查其型殼角、孔處是否完全干燥，如果型殼出現(xiàn)裂紋的情況需報廢處理，對于檢查合格的模組將其放入硅溶膠池中清洗3～5秒；s462：制過渡涂層①將清洗后的模組以30°角緩慢浸入過渡層沾漿桶中約3～4秒，包裹一層過渡層，并以稍快速度取出模組進行轉(zhuǎn)動，滴除多余材料以形成均勻涂層，再用低壓空氣槍吹破模組上出現(xiàn)的孔洞、氣泡及涂料的閉塞堆積(若不能獲取均勻完整的涂層需重復(fù)此步驟)；②將模組伸入浮砂桶中敷30～60目的上店砂，當模組的澆口杯緣已有砂時，即可緩慢抽出模組，振落多余的砂礫并將模組放在小推車上靜置干燥12h(如模組上存在無砂處需重新進行敷砂)；s463：制背涂層①對達到干燥時間的模組檢查其型殼角、孔處是否完全干燥，如果型殼出現(xiàn)裂紋的情況需報廢處理，對于檢查合格的模組將其放入背層沾漿桶中輕輕轉(zhuǎn)動至少10秒以包裹出第一層背層，再取出模組讓涂料滴落以形成均勻的涂層，最后用低壓空氣槍吹破模組上出現(xiàn)的孔洞、氣泡及涂料的閉塞堆積(若不能獲得均勻完整的涂層需重復(fù)此步驟)；③將模組伸入浮砂桶中敷16～30目的上店砂，當模組的澆口杯緣已有砂時，即可緩慢抽出模組，振落多余的砂礫并將模組放在小推車上靜置干燥12h(如模組上存在無砂處需重新進行敷砂)；④重復(fù)步驟①～③制出模組的第2～4層背層；⑤將完成制殼的模組靜置至少14h并得到制殼后的模組(如圖13所示)；s47：脫蠟及型殼焙燒s471：將已達到規(guī)定干燥時間的模組取出并將澆口杯緣處的多余陶瓷材料去除干凈；再將模組送入脫蠟蒸汽釜中關(guān)好機門，打開蒸汽閥，使機內(nèi)壓力到6mpa時溫度達到140℃～150℃，進行脫蠟8min；s472：待脫蠟完成后，關(guān)閉蒸汽閥，打開排氣閥緩慢泄放蒸汽壓并當壓力指示表指示壓力接近于大氣壓時先后打開排水閥、泄蠟閥將廢蠟排到蠟槽中。對于排出的廢蠟首先對其進行過濾、再按照舊蠟與新蠟的比為7：3將舊蠟與新蠟一起加入除水桶中進行除水攪拌，最后將除水后的蠟膏靜置凝固后制成制蠟料的蠟塊；s473：待脫蠟釜的壓力表指示為0時打開機門取出型殼并檢查型殼，如果型殼出現(xiàn)碎裂或成片剝落的，或裂紋超過0.5mm寬的情況應(yīng)予以報廢，出現(xiàn)裂紋寬度小于0.5mm的情況應(yīng)用耐火泥進行修補；s474：將合格的型殼放入焙燒爐中在爐內(nèi)溫度為900-1100℃的情況下焙燒最少25分鐘，最多不超過60分鐘，焙燒型殼的顏色為白色或薔薇色為止(如圖14所示)；s475：將焙燒好的型殼在1040℃的爐內(nèi)溫度下保溫至少2h才能進行出爐澆注；s48：澆注將達到保溫時間的型殼取出并保證型殼出爐溫度大于700℃，將事先熔制好的45號鋼的鋼水澆注到型殼中(如圖15所示)，并在澆注完鋼水后立即向型殼的冒口中加入冒口保溫劑(草林鋁末)，最后靜置2～3h；s49：直齒面齒輪鋼制件的后處理待澆注過鋼水的型殼冷卻后將其首先放在震動脫殼機上進行脫殼處理，其次再采用砂片切割機將澆注系統(tǒng)與直齒面齒輪的鋼制件進行分離，最后再通過噴丸機對直齒面齒輪的鋼制件進行噴丸處理，從而得到直齒面齒輪的批量鋼制件(如圖16所示)。本發(fā)明未能詳盡描述的設(shè)備、機構(gòu)、組件和操作方法，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均可選用本領(lǐng)域常用的具有相同功能的設(shè)備、機構(gòu)、組件和操作方法進行使用和實施?；蛘咭罁?jù)生活常識選用的相同設(shè)備、機構(gòu)、組件和操作方法進行使用和實施。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在獲知本發(fā)明中記載內(nèi)容后，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12