CN101817061B - 用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构及预铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构，冒口芯上设有通孔，通孔内设有高压油道砂芯。高压油道砂芯包括高压油道孔砂芯和挺杆孔砂芯，高压油道孔砂芯上设有挺杆孔砂芯，通孔内臂设有定位孔，挺杆孔砂芯固定在定位孔内。挺杆孔砂芯上设有芯头。冒口芯上对应定位孔上设有排气孔。本发明的预铸方法：先将高压油道砂芯与冒口芯进行配合粘接，再将冒口芯与油池芯配合粘接，再按正常次序向外模下好缸盖水套砂芯、气道砂芯，最后将组装好的砂芯放到金属型外模中进行浇注，待凝固后得到高压油道预铸缸盖。采用本发明能够提高劳动生产率，降低加工成本，降低废品率，提高铸件毛坯质量的控制效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机缸盖高压油道，具体涉及用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构及预铸方法。
背景技术
国内的发动机铝合金缸盖多采用的是重力铸造工艺，也有少量采用低压铸造工艺的。发动机铝合金缸盖高压油道的结构特征一般是长400mm以上，直径10mm以内的孔。目前缸盖的高压油道孔都是先铸成“实心”，再靠机加工后得到的。由于结构属于细长孔，加工工艺上只能考虑采用深孔钻两头加工的方法。现有技术中的铝合金缸盖高压油道位置一般是由两块砂芯，即冒口芯和油池芯粘合后浇注成型的，其充型、凝固过程完全在火花塞柱、凸轮轴档及缸盖侧壁等几处结构包围中完成的。
现有技术加工两个直径为8mm，长400mm以上的高压油道孔单件大约耗时80s，加工高压油道孔占整个缸盖加工工时的12％左右。可以看出，加工这两个细长的主油道孔比较耗时。另外，检测油道的气密性的工作只有在加工完后才能进行。这样不仅因为增加加工工时而降低了劳动效率，而且一旦出现泄漏造成的废品，检测前的生产成本也会增加，给毛坯铸造厂和主机厂都增加了负担。由于高压油道特殊的结构特点，在其充型过程中金属液易紊流、卷气，在凝固过程中油道热节处易产生孤立液相区导致疏松、缩孔，这些不利因素都有可能导致铸件报废。
发明内容
本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种提高劳动生产率，降低加工成本，降低废品率，提高铸件毛坯质量的控制效果的用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构。
本发明实施例的另一个目的是提供发动机缸盖高压油道预铸方法。
为了实现上述目的本发明实施例采取的技术方案是：
用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构，所述冒口芯上设有通孔，所述通孔内设有高压油道砂芯。
所述高压油道砂芯包括高压油道孔砂芯和挺杆孔砂芯，所述高压油道孔砂芯上设有挺杆孔砂芯，所述通孔内臂设有定位孔，所述挺杆孔砂芯固定在定位孔内。
所述挺杆孔砂芯上设有芯头。
所述高压油道孔砂芯、挺杆孔砂芯和芯头为一体结构。
所述高压油道砂芯为两个，分别设在相应的通孔内，每个高压油道孔砂芯上设有8个挺杆孔砂芯，每个所述挺杆孔砂芯分别固定在相应的定位孔内。
所述挺杆孔砂芯的芯头为锥形或楔形，所述定位孔的形状与所述芯头的形状相一致。
所述挺杆孔砂芯的芯头粘接在所述定位孔内。
所述冒口芯上对应定位孔上设有排气孔。
本发明实施例还提供发动机高压油道预铸方法，包括以下的步骤：
(1)采用覆膜砂热芯工艺或冷芯工艺制备高压油道砂芯；
(2)在冒口芯上留有定位孔；
(3)将高压油道砂芯放置在冒口芯的通孔上，高压油道砂芯通过芯头粘接在相应的定位孔内，且在冒口芯粘接位置后部开设排气孔；
(4)最后将油池芯定位粘接在冒口芯上，按正常次序向外膜中下好缸盖水套砂芯、气道砂芯，最后将组装好的高压油道砂芯、冒口芯、油池芯放到金属型外模中进行浇注，待凝固后得到高压油道预铸缸盖。
所述覆膜砂选用高强度低发气量的覆膜砂。
本发明实施例的有益效果是：
1、本发明结构简单，容易实现或推广；
2、提高劳动生产率，至少可以将发动机缸盖的年产能提高10％以上；
3、增强毛坯质量的控制手段，在铸造厂就可以检测出油道的泄漏情况，也提高了主机厂的生产效率；
4、提高铸件毛坯的质量，避免高压油道孔周围产生气孔、缩孔、疏松等铸造缺陷使铸件报废，或发动机运行一段时间后产生油水混合现象；
5、优化高压油道处的充型、凝固，对整个缸盖的充型、凝固过程没有影响；
附图说明
图1是本发明实施例用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构示意图；
图2是本发明实施例的高压油道砂芯的结构示意图；
图3是本发明实施例的冒口芯的结构示意图；
图4是本发明实施例的油池芯的结构示意图。
图中：1冒口芯，1.1定位孔，1.2排气孔，1.3通孔，2油池芯，3高压油道砂芯，3.1高压油道孔砂芯，3.2挺杆孔砂芯，3.3芯头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
参见图1，用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构，冒口芯1下部的中间相应设有通孔1.3，通孔1.3内设有高压油道砂芯3。
采用本发明实施例的结构，铝合金缸盖高压油道预铸出来后，油道孔的试漏检测可以在铸造厂进行，这样不仅可以加强铸造厂对油道泄漏废品率的控制能力，还可以缩短质量问题整改的周期，从而降低加工过程中的料废率。最大限度地规避了质量问题索赔的风险。同时，可以大大降低主机厂的生产成本、质量成本，提高了劳动生产率。
参见图2和图3，为了使高压油道砂芯3和冒口芯1能够牢固连接，高压油道砂芯3由高压油道孔砂芯3.1、挺杆孔砂芯3.2和芯头3.3组成，挺杆孔砂芯3.2设在高压油道孔砂芯3.1上，挺杆孔砂芯3.2上设有芯头3.3，作为一种优选，高压油道孔砂芯3.1、挺杆孔砂芯3.2和芯头3.3为一体结构，通孔1.3内臂设有定位孔1.1，砂芯3.1粘接在定位孔1.1内。
参见图1、图2和图3，本发明实施例的缸盖含有两个高压油道，高压油道砂芯3为两个，分别设在相应的通孔1.3内，每个高压油道砂芯3上设有8个挺杆孔砂芯3.2，每个挺杆孔砂芯3.2的芯头3.3分别固定在相应的定位孔1.1内，优选为芯头3.3与定位孔1.1通过粘接剂进行粘接。芯头3.3的形状根据挺杆孔轴线与缸盖底面所成角度不同优选为圆锥形，也可以为楔形，定位孔1.1的形状与芯头3.3的形状相一致，芯头3.3能够与定位孔1.1相配合粘接，冒口芯1上对应定位孔上设有排气孔1.2，排气孔1.2共有16个。
参见图1和图4，油池芯2粘接在冒口芯1的下方。
本发明高压油道孔的预铸可以抑制充型过程中的紊流、卷气并且可以均匀壁厚缩小热节，避免缩松、缩孔等铸造缺陷。从源头上减少了废品的产生。
发动机缸盖高压油道预铸方法，包括以下的步骤：
(1)采用高强度低发气量的覆膜砂热芯工艺或冷芯工艺制备高压油道砂芯，高压油道砂芯由高压油道孔砂芯、挺杆孔砂芯和芯头组成，高压油道孔砂芯、挺杆孔砂芯和芯头为一体结构；
(2)在冒口芯上留有定位孔；
(3)将高压油道砂芯放置在冒口芯的通孔上，高压油道砂芯通过芯头粘接在相应的定位孔内，且在冒口芯粘接位置后部开设排气孔，排气孔用来排出粘接剂受热后产生的气体，防止产生的进入铸件产生气孔，影响铸件的质量；
(4)最后将油池芯定位粘接在冒口芯上，按正常次序向外膜中下好缸盖水套砂芯、气道砂芯，最后将组装好的高压油道砂芯、冒口芯、油池芯放到金属型外模中进行浇注，待凝固后得到高压油道预铸缸盖。
本发明高压油道孔预铸方法为一种结构简单易于实现的铸造工艺方法，不改变现有的铝合金缸盖的铸造工艺方案，只增加一个高压油道孔砂芯，并在与其配合定位的冒口芯上增加定位孔。铸造工艺过程基本保持与非预铸状态缸盖的工艺一致。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于预铸发动机缸盖高压油道的砂芯结构，包括冒口芯，其特征在于：所述冒口芯上设有通孔，所述通孔内设有高压油道砂芯；
所述高压油道砂芯包括高压油道孔砂芯和挺杆孔砂芯，所述高压油道孔砂芯上设有挺杆孔砂芯，所述通孔内臂设有定位孔；
所述挺杆孔砂芯上设有芯头；所述高压油道孔砂芯、挺杆孔砂芯和芯头为一体结构；
所述高压油道砂芯为两个，分别设在相应的通孔内，每个高压油道孔砂芯上设有8个挺杆孔砂芯，每个所述挺杆孔砂芯的芯头分别固定在相应的定位孔内；
所述挺杆孔砂芯的芯头为锥形或楔形，所述定位孔的形状与所述芯头的形状相一致；
所述冒口芯上对应定位孔上设有排气孔。
2.根据权利要求1所述的砂芯结构，其特征在于：所述挺杆孔砂芯的芯头粘接在所述定位孔内。
3.一种使用权利要求1或2所述砂芯结构的发动机缸盖高压油道预铸方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(1)采用覆膜砂热芯工艺或冷芯工艺制备高压油道砂芯；
(2)在冒口芯上留有定位孔；
(3)将高压油道砂芯放置在冒口芯的通孔上，高压油道砂芯通过芯头粘接在相应的定位孔内，且在冒口芯粘接位置后部开设排气孔；
(4)最后将油池芯定位粘接在冒口芯上，按正常次序向外模中下好缸盖水套砂芯、气道砂芯，最后将组装好的高压油道砂芯、冒口芯、油池芯放到金属型外模中进行浇注，待凝固后得到高压油道预铸缸盖。
4.根据权利要求3所述的发动机缸盖高压油道孔预铸方法，其特征在于，所述覆膜砂选用高强度低发气量的覆膜砂。
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