CN101670420B - 一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统，该浇注系统包括有缸套的外模、内孔坭芯和浇口坭芯：置于砂箱内的外模中部空腔内设置有内孔坭芯，第一分型面以下的外模和内孔坭芯所形成的空腔为铸件的型腔，第一分型面以上的外模和内孔坭芯所形成的空腔为冒口；内孔坭芯的顶端挖有多个对称设计的定位槽；浇口坭芯的中部设有与内孔坭芯的定位部对应的凹槽，凹槽的内缘与定位部的圆形外缘间留有空隙而形成披缝内浇口，在浇口坭芯上设有环形的横浇道，该横浇道与内孔坭芯的圆形外缘连通。本发明的浇注杜绝目前采用螺栓定位产生的因螺栓冲熔导致的产品报废，并明显提高气缸套的配箱效率，避免了其它内浇口形式产生的铁水飞溅现象。

Description

一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统

技术领域

本发明涉及材料成型，特别是涉及一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统。 

背景技术

气缸套作为柴油机的关键零件之一，它的质量对整台柴油机的质量将起到决定性的作用。因此柴油机质量规范中对气缸套有着很高的质量要求。 

柴油机气缸套均为铸造产品，其工艺特点在于铸件内孔直径较大(根据机型不同，目前最大达到980mm)，高度较高(某些机型铸件高度可达5米左右)，同时为了保证铸件精加工后内孔的表面组织致密在设计内孔加工余量时又不可以设计太大，一般均在12mm左右。这样在配箱时如何使内孔坭芯保持绝对居中便是一个关键技术难点。 

现有技术中一直使用定位螺栓来保证内孔坭芯的居中。其浇注系统和配箱形式如图1和图2所示，图1是现有技术中浇注后缸套模型纵剖示意图，图2是现有技术中浇注后缸套模型的俯视图。由图可知，现有技术中为了保证内孔坭芯在外模内绝对居中，在内孔坭芯和外模之间设置了四根十字对称设置的螺栓，螺栓的一端抵于外模的内壁上，另一端抵于内孔坭芯的外壁，在内孔坭芯的顶部设有圆盘形的盖板坭芯，该盖板坭芯的外缘嵌入到外模中，盖板坭芯上设有环形的横浇道，横浇道的下部设有多个雨淋内浇口，其浇注系统采用雨淋式。 

上述技术方案在使用过程中存在如下不足： 

1.在浇注过程中定位螺栓容易被高温金属液冲熔，从而自冒口内跌落到铸件型腔内，导致铸件整体报废。 

2.在浇注前的配箱过程中，需要对操作人员认真仔细，确保定位 准确，这样会降低配箱效率，延长工作时间。 

3.雨淋式浇注容易产生紊流现象，从而影响铸件产品的质量。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种铸造大型船用柴油机气缸套所用的浇注系统。本发明通过设计新的浇注系统，确保内孔坭芯在外模中绝对居中，且铸造过程中不会出现变形，浇注稳定以保证铸件成型的质量。 

为了达到上述发明目的，本发明提出的技术方案如下： 

一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统，该浇注系统包括有缸套的外模、内孔坭芯和浇口坭芯： 

所述的外模置于砂箱内，外模的中部空腔内设置有所述的内孔坭芯，铸型的第一分型面设置于铸件上部，第一分型面以下的外模和内孔坭芯所形成的空腔为所述铸件的型腔，第一分型面以上的外模和内孔坭芯所形成的空腔为冒口； 

所述的内孔坭芯为一圆柱体，在圆柱的顶端挖有多个对称设计的定位槽在圆柱体顶端形成定位部； 

所述的浇口坭芯的外缘嵌入到所述的外模中，浇口坭芯的顶部为第二分型面，在所述浇口坭芯的中部设有与内孔坭芯的定位部对应的凹槽，在浇口坭芯上第二分型面的底部设有环形的横浇道，该横浇道与所述定位部的圆形外缘连通，所述凹槽的内缘与定位部的圆形外缘间留有空隙而形成披缝内浇口。 

所述的浇口坭芯为圆盘体，所述的外模上开有嵌设所述浇口坭芯的圆槽，在圆盘体的中部设有圆孔，该圆孔的内径略大于内孔坭芯外径，在圆孔内设有多个向内凸起的三角定位块，每个三角定位块对应于所述内孔坭芯端部的定位槽。 

所述浇口坭芯上还设有多个出气冒口，还设有与所述横浇道连通直浇口。 

所述的外模、内孔坭芯和浇口坭芯上均设置有用以保证方向一致性的定位角。 

基于上述技术方案，本发明的新型浇注系统较现有技术带来了如下技术优点： 

本发明通过盖板坭芯定位缸套内孔坭芯，并利用盖板坭芯与缸套内孔坭芯间设定的间隙作为浇注的内浇口，可以杜绝目前采用螺栓定位产生的因螺栓冲熔导致的产品报废，并明显提高气缸套的配箱效率，同时使铁水沿缸套内孔坭芯表面进行充型，避免了其它内浇口形式产生的铁水飞溅现象。 

附图说明

图1是现有技术中浇注后缸套模型纵剖示意图。 

图2是现有技术中浇注后缸套模型的俯视图。 

图3是本发明中浇注后缸套模型纵剖示意图。 

图4是本发明中浇注后缸套模型的俯视图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统做进一步的详细阐述，但不能以此来限制本发明的保护范围。 

本发明主要涉及船用柴油机气缸套的一种新型浇注系统的设计方法，包括铸造工艺编制、模型制作、配箱操作等环节，具体内容为：①采用顶注披缝浇注系统的缸套铸造工艺编制；②模型制作；③配箱。本发明采用披缝浇口浇注气缸套解决了以往采用雨淋浇口浇注容易产生紊流现象的缺点提高了产品的质量，同时解决了以往使用螺栓定位缸套内孔坭芯而容易产生铁水将螺栓冲入铸型引起产品报废的问题。 

如图3和图4所示，图3是本发明中浇注后缸套模型纵剖示意图，图4是本发明中浇注后缸套模型的俯视图。由图可知，本发明铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统主要包括有缸套的外模2、内孔坭芯3和浇口坭芯5：

外模2置于砂箱8内，外模2的中部空腔内设置有所述的内孔坭芯3，由于铸件较高，故砂箱8设置上下两个分型面，其中，第一分型面设置于铸件1上部，第二分型面设置在浇口坭芯5的顶部。 

第一分型面以下的外模2和内孔坭芯3所形成的空腔为铸件1的型腔，第一分型面以上的外模2和内孔坭芯3所形成的空腔为冒口4。 

内孔坭芯3为一圆柱体，在圆柱的顶端挖有多个对称设计的定位槽在圆柱体顶端形成定位部。在具体设计中，是在圆柱的顶端对称地挖设了三个俯视呈扇形的定位槽，则定位部的外部轮廓为圆形，内有多个内陷的定位槽。 

浇口坭芯5为圆盘体，所述的外模2上开有嵌设所述浇口坭芯5的圆槽，在圆盘体的中部设有圆孔，该圆孔的内径略大于内孔坭芯3外径，在圆孔内设有多个向内凸起的三角定位块，每个三角定位块对应于所述内孔坭芯3端部的定位槽。通过三角定位块嵌入到定位槽中来保证内孔坭芯3与外模2之间精确的定位，并且不会在浇注过程中出现倾斜而丧失准确性。 

在浇口坭芯5上第二分型面的底部设有环形的横浇道7，浇口坭芯5上还设有多个出气冒口。横浇道7连通直浇口，横浇道7与定位部的圆形外缘连通，凹槽的内缘与定位部的圆形外缘间留有空隙而形成披缝内浇口6，由于内孔坭芯3与浇口坭芯5之间设计有一定宽度的间隙，该间隙构成了披缝内浇口6，熔化的铁水会沿着缸套的内孔坭芯表面向下充型，从而避免了铁水飞溅现象。 

为了保证配箱时外模、内孔坭芯及浇口盖板坭芯的方向一致，在外模2、内孔坭芯3和浇口坭芯5上均设置有定位角。通过定位角的配合来保证三者的方向一致性。配箱时，首先利用三角定位板来保证外模定位角与内孔坭芯定位角方向一致，然后再将浇口坭芯5根据定位角的方向放入到外模2内，并将内孔坭芯3顶端的定位部嵌入到圆槽中。这样操作就保证了浇注过程的方向一致性，确保浇注的精度。 

本发明的浇注系统抛弃以往使用的定位螺栓而采用浇口坭芯上的定位块来定位，在保证了定位精度的前提下杜绝了铁水将螺栓冲熔掉入型腔的危险，提高了浇注效率和浇注的质量。 

Claims (3)

1.一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统，其特征在于，该浇注系统包括有缸套的外模(2)、内孔坭芯(3)和浇口坭芯(5)：

所述的外模(2)置于砂箱(8)内，外模(2)的中部空腔内设置有所述的内孔坭芯(3)，铸型的第一分型面设置于铸件(1)上部，第一分型面以下的外模(2)和内孔坭芯(3)所形成的空腔为所述铸件(1)的型腔，第一分型面以上的外模(2)和内孔坭芯(3)所形成的空腔为冒口(4)；

所述的内孔坭芯(3)为一圆柱体，在圆柱的顶端挖有多个对称设计的定位槽在圆柱体顶端形成定位部；

所述的浇口坭芯(5)的外缘嵌入到所述的外模(2)中，浇口坭芯(5)的顶部为第二分型面，在所述浇口坭芯(5)的中部设有与内孔坭芯(3)的定位部对应的凹槽，在浇口坭芯(5)上第二分型面的底部设有环形的横浇道(7)，该横浇道(7)与所述定位部的圆形外缘连通，所述凹槽的内缘与定位部的圆形外缘间留有空隙而形成披缝内浇口(6)；

所述的浇口坭芯(5)为圆盘体，所述的外模(2)上开有嵌设所述浇口坭芯(5)的圆槽，在圆盘体的中部设有圆孔，该圆孔的内径略大于内孔坭芯(3)外径，在圆孔内设有多个向内凸起的三角定位块，每个三角定位块对应于所述内孔坭芯(3)端部的定位槽。

2.根据权利要求1所述的一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统，所述浇口坭芯(5)上还设有多个出气冒口，还设有与所述横浇道连通的直浇口。

3.根据权利要求1所述的一种铸造船用大型柴油机上气缸套用的浇注系统，所述的外模(2)、内孔坭芯(3)和浇口坭芯(5)上均设置有用以保证方向一致性的定位角。

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