CN102179476A - 一种下芯工艺及其使用的组芯胎具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下芯工艺，包括如下步骤：1)将多个砂芯并排设置；2)移动所述砂芯，使每相邻两个所述砂芯的侧壁贴合；3)将定位后的多个所述砂芯连接为一个整体芯组；4)将所述整体芯组放入砂型中。采用上述下芯工艺，将多个砂芯先组合成一个整体砂芯组，再将整体芯组下到砂型中，相比现有技术来说，这种工艺的各个砂芯定位准确，每相邻两个砂芯的侧壁贴合，铸造出的铸件的尺寸精度相对较高。本发明还公开了一种上述下芯工艺使用的组芯胎具，该组芯胎具能够保证铸件的尺寸精度，具有下芯平稳、结构简单的特点。

Description

一种下芯工艺及其使用的组芯胎具

技术领域

本发明涉及铸造工艺及设备技术领域，尤其涉及一种下芯工艺。本发明还涉及一种上述下芯工艺使用的组芯胎具。

背景技术

汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。发动机是汽车的动力装置，由机体、曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、润滑系、燃料系等组成。发动机按工作方式分为二冲程和四冲程两种；按照燃料的种类可以分为柴油机、汽油机和天然气机等。

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。机体组件主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体-曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。

大型的柴油机的机体尺寸长度大多超过1500mm，因此在这类大型柴油机机体的铸造生产中，需要在砂型中放入多个砂芯，实现多芯铸造。目前普遍采用手工单颗下芯的下芯工艺，即在砂型中按一定的顺序一颗一颗将砂芯放入砂型中，待全部砂芯定位后，再将熔炼好的金属液倒入组好的砂型和砂芯中。

然而，采用这种下芯工艺，由于单颗下芯时两两之间必须留有间隙，在下芯过程中间隙累计，导致铸件的尺寸精度低；此外，由于单颗下芯需要依靠样板检查，人工调整，耗费大量的时间，造成生产效率低；而且在单颗下芯、人工调整砂芯位置的过程中常常会出现挤掉砂、壁厚不均、加工缺料等问题，导致铸件的缺陷较多。

因此，如何在现有技术的基础上，提供一种下芯工艺，使得砂芯的定位准确，从而克服铸造缺陷、提高铸件的尺寸精度，并且提高生产效率、降低劳动强度，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种下芯工艺，该下芯工艺使得砂芯的定位准确，能够提高铸件的尺寸精度、减少铸造缺陷。本发明要解决的第二技术问题为提供一种上述下芯工艺使用的组芯胎具。

为解决上述技术问题，本发明提供一种下芯工艺，包括如下步骤：

1)将多个砂芯并排设置；

2)移动所述砂芯，使每相邻两个所述砂芯的侧壁贴合；

3)将定位后的多个所述砂芯连接为一个整体芯组；

4)将所述整体芯组放入砂型中。

采用上述下芯工艺，将多个砂芯先组合成一个整体砂芯组，再将整体芯组下到砂型中，相比现有技术来说，这种工艺中的各个砂芯定位准确，每相邻两个砂芯的侧壁贴合，铸造出的铸件的尺寸精度相对较高。除此之外，下芯后不需要人工调整各个砂芯位置，避免了各个砂芯之间的磕碰，从而克服了挤掉砂、壁厚不均、加工缺料等铸造缺陷；而且，由于这种整体下芯工艺不需要样板检查、人工调整，一定程度上可以提高生产效率、降低劳动强度，进一步减小生产成本。

本发明还提供一种组芯胎具，包括底架；所述底架上横向设有多个用于支撑砂芯的支撑板，所述支撑板和所述底架之间设有横向移动所述支撑板的滑动装置；所述滑动装置的固定部固定连接于所述底架，其多个活动部分别固定连接于多个所述支撑板；所述组芯胎具还包括连接多个所述砂芯的连接件。

优选地，所述固定部为导轨，所述活动部为套装于所述导轨外的直线轴承。

优选地，所述底架两端的两个支撑板中的一者还固定连接于所述底架。

优选地，所述连接件为横向贯穿多个所述砂芯的螺栓。

优选地，所述支撑板的前后两侧固定连接有竖直的定位板。

优选地，所述支撑板的前后两侧固定连接有水平的耐磨板。

优选地，所述支撑板的前侧设有锁紧部件，所述锁紧部件的前端连接于所述底架，所述锁紧部件的后端插装于所述支撑板侧壁的组芯通孔或从所述组芯通孔中脱离。

优选地，所述锁紧部件包括锁套和套装于所述锁套内部的锁芯，所述锁套通过底座固定连接于所述底架，所述锁芯的后端插装于所述组芯通孔并锁紧，或者从所述组芯通孔中脱离。

采用这样的组芯胎具，先将多个砂芯一个一个放置于组芯胎具对应的支撑板上，使多个砂芯并排设置，然后移动滑动装置的活动部，使其带动固定连接于活动部的各个支撑板横向移动，直至每相邻两个砂芯的侧壁贴合，然后使用连接件连接多个定位后的砂芯，将其组合为一个整体芯组，即完成了组芯过程。

由此可见，上述组芯胎具能够将多个砂芯组合为一个整体芯组，实现整体下芯工艺，避免误差累积，从而提高铸件的尺寸精度，并且还具有结构简单的特点。

附图说明

图1为本发明所提供的下芯工艺的一种具体实施方式的流程框图；

图2为本发明所提供的组芯胎具的一种实施方式的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的左视图；

图5为图4中的组芯胎具安装砂芯后的结构示意图。

其中，图2至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1底架；2支撑板；3滑动装置；4定位板；5耐磨板；6锁紧部件；7连接件；31固定部；32活动部；61锁套；62锁芯；63底座。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种下芯工艺，该下芯工艺使得砂芯的定位准确，能够提高铸件的尺寸精度、避免铸件缺陷，且能提高生产效率、降低劳动强度。本发明的另一核心为提供一种上述下芯工艺使用的组芯胎具。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面以大型柴油机机体的铸造为例，结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的下芯工艺的一种具体实施方式的流程框图。

在一种具体的实施方式中，如图1所示，本发明提供一种下芯工艺，主要通过以下步骤实现：

步骤S1：将多个砂芯并排设置；

步骤S2：移动砂芯，使每相邻两个砂芯的侧壁贴合；

步骤S3：将定位后的多个砂芯连接为一个整体芯组；

步骤S4：将整体芯组放入砂型中。

采用上述下芯工艺，将多个砂芯先组合成一个整体砂芯组，再将整体芯组下到砂型中，相比现有技术来说，这种工艺中的各个砂芯定位准确，每相邻两个砂芯的侧壁贴合，铸造出的铸件的尺寸精度相对较高。除此之外，下芯后不需要人工调整各个砂芯位置，避免了各个砂芯之间的磕碰，从而克服了挤掉砂、壁厚不均、加工缺料等铸造缺陷；而且，由于这种整体下芯工艺不需要样板检查、人工调整，一定程度上可以提高生产效率、降低劳动强度，进一步减小生产成本。

请参考图2至图4，图2为本发明所提供的组芯胎具的一种实施方式的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为图2的左视图。

如图2至图4所示，本发明还提供了一种上述下芯工艺使用的组芯胎具，该组芯胎具包括底架1、多个支撑板2和滑动装置3，底架1设于组芯胎具的下端，是整个组芯胎具的支撑部件，多个支撑板2横向设于底架1上，用于支撑多个砂芯，在底架1和支撑板2之间还设有能够水平横向移动支撑板2的滑动装置3，该滑动装置3包括一个固定部31和多个活动部32，固定部31固定连接于底架1，多个活动部32分别与多个支撑板2固定连接。

采用这样的组芯胎具，先将多个砂芯一个一个放置于组芯胎具对应的支撑板2上，使多个砂芯并排设置，然后移动滑动装置3的活动部32，使其带动固定连接于活动部32的各个支撑板2横向移动，直至每相邻两个砂芯的侧壁贴合，然后使用连接件7连接多个定位后的砂芯，将其组合为一个整体芯组，即完成了组芯过程。

由此可见，上述组芯胎具能够将多个砂芯组合为一个整体芯组，实现整体下芯工艺，避免误差累积，从而提高铸件的尺寸精度，并且还具有结构简单的特点。

需要说明的是，上述实施方式并未限定滑动装置、连接件的具体结构形式，事实上，无论为何种形式，凡是能够实现横向移动支撑板的滑动装置、连接砂芯的连接件均在本发明的保护范围内。

另外，本文中出现的“并排设置”指的是每相邻砂芯的前侧和后侧的位置相同，仅通过横向移动砂芯即可实现各个砂芯的侧壁完全贴合，不会发生错位的位置；方位词“横向”指的是附图2中左右延伸的方向，方位词“前”指的是附图3中从上到下的方向，方位词“后”指的是附图3从下到上的方向，应当理解，这些方位词是以本文中附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

还可以进一步设置上述组芯胎具的滑动装置的具体结构。

在具体的方案中，如图2所示，上述滑动装置3的固定部31可以具体为导轨，其活动部32可以具体为套装于导轨外的直线轴承。这里采用直线轴承与导轨配合的结构，能够减小滑动装置3的固定部31和活动部32之间的摩擦阻力，只使用较小的力即可完成支撑板2的定位，并且直线轴承还具有滑动距离精度高，运动快捷、运动平稳的特点。当然，滑动装置3并不限于上述结构，上述固定部31还可以为固定于安装底板上的轨道，上述活动部32还可以套装于轨道上的滑块，也可以实现上述滑动的目的。

在另一种具体的实施方式中，上述组芯胎具的底架1两端的两个支撑板2中的一者还可以固定连接于底架1。采取一端支撑板2固定的方式，在放置各个砂芯时，可以先将一个砂芯放置于该支撑板2上，然后将下一个砂芯放置于相邻的支撑板2，依次类推，按照顺序直到全部砂芯均放置完毕，这样在定位时，可以以该固定的支撑板2为基准，移动其他活动的支撑板2向固定的支撑板2靠拢，直到完成定位。由此可见，这样的结构能在下芯工艺的定位过程中提供一个基准，使定位更加有序、准确。

当然，上述实施方式并未限定两端支撑板2中的哪一个固定连接于底架1，无论是左侧还是右侧，凡是能够实现从一端固定、其余均以该固定端为基准定位的组芯胎具，均应当属于本发明的保护范围。

还可以进一步设置上述组芯胎具的连接件7的具体结构形式。

请参考图5，图5为图4中的组芯胎具安装砂芯后的结构示意图

在具体的方案中，如图5所示，该连接件7可以为横向贯穿多个砂芯的螺栓，采用长螺栓固定连接各个砂芯，能够使组合后的整体芯组结构稳定，并且长螺栓还具有结构简单、加工制造方便的优点。这里并未限定长螺栓的具体数目，可以根据砂芯的形状在砂芯的上端、下侧的前后两端各设置一个长螺栓，共通过3个长螺栓来实现砂芯的整合。当然，还可以为其他数目的长螺栓。上述连接件7并不限于长螺栓，还可以为其他结构。

还可以进一步设置上述支撑板的定位机构。

在另一种具体的实施方式中，上述支撑板2的前后两侧还可以均设有竖直的定位板4，该定位板4固定连接于支撑板2。这样，将各个砂芯放置于支撑板2后，竖直的定位板4设于砂芯的前侧或后侧，从而限制砂芯在前后方向的最大宽度，避免砂芯发生前后方向的滑动，进一步增强了组芯胎具的定位功能。

当然，该实施方式并未限定定位板4的具体结构形式，可以将定位板4设置为一个简单的长方体板，还可以在该长方体板的左右两侧均连接两块较小的副板，增大定位板4的横向宽度，进一步增大定位板4对砂芯的前后方向的把持力。

具体的方案中，上述支撑板2的前后两侧还可以设有耐磨板5，该耐磨板5水平设置、固定连接于支撑板2的顶壁上。这里设置韧性和塑性较好的耐磨板5，减小支撑板2与砂芯之间的磨损，对支撑板2和砂芯都起到外部的保护作用，从而增强支撑板2的使用寿命，也避免刚性的支撑板2对砂芯造成不必要的磕碰，能够进一步避免铸件缺陷。当然，这里并未限制耐磨板5的具体材料，凡是能够减小支撑板2和砂芯之间的磨损的耐磨板5均应当属于本发明的保护范围。

在更具体的实施方式中，如图4所示，上述支撑板2的前侧还可以设有锁紧部件6，锁紧部件6的后端插装于支撑板2侧壁的组芯通孔或从组芯通孔中脱离，锁紧部件6的前端连接于底架1。

具体地，上述锁紧部件6可以具体包括锁套61和套装于锁套61内部的锁芯62，锁套61通过底座63固定连接于支撑板2前端的底架1上，锁芯62的后端插装于支撑板2侧壁的组芯通孔并锁紧，或者从组芯通孔中脱离。采用这样的结构，当组芯胎具将各个砂芯定位后，可以将锁芯62的后端插装于支撑板2的组芯通孔，限制支撑板2横向滑动，起到精准的定位作用；当需要横向移动支撑板2时，将锁芯62的后端从组芯通孔中拔出，即可取消定位。由此可见，这种锁紧部件6能够增强组芯胎具对砂芯的定位功能，并且具有结构简单的特点。

当然，上述锁紧部件6并不限于锁套61和锁芯62的结构，还可以为简单的销轴，该销轴的前端插装于与底架1固定的底座63的通孔中，后端插装于支撑板2的组芯通孔或脱离该组芯通孔。上述支撑板2还可以在组芯通孔的相邻处设有下芯通孔，当组合好的整体芯组定位后，将锁紧部件6插装于该下芯通孔中，同样能够实现对下芯时的定位。

需要说明的是，上述实施方式仅以柴油机机体的铸造过程为例，介绍了上述下芯工艺的技术效果，事实上，本发明所提供的下芯工艺并不仅限于大型发动机机体的铸造，凡是需要多个砂芯的大型铸件的铸造过程均可以采用本发明所提供的下芯工艺。

以上对本发明所提供的一种下芯工艺及其使用的组芯胎具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种下芯工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)将多个砂芯并排设置；

2)移动所述砂芯，使每相邻两个所述砂芯的侧壁贴合；

3)将定位后的多个所述砂芯连接为一个整体芯组；

4)将所述整体芯组放入砂型中。

2.一种组芯胎具，包括底架(1)；其特征在于，所述底架(1)上横向设有多个用于支撑砂芯的支撑板(2)，所述支撑板(2)和所述底架(1)之间设有横向移动所述支撑板(2)的滑动装置(3)；所述滑动装置(3)的固定部(31)固定连接于所述底架(1)，其多个活动部(32)分别固定连接于多个所述支撑板(2)；所述组芯胎具还包括连接多个所述砂芯的连接件(7)。

3.根据权利要求2所述的组芯胎具，其特征在于，所述固定部(31)为导轨，所述活动部(32)为套装于所述导轨外的直线轴承。

4.根据权利要求2所述的组芯胎具，其特征在于，所述底架(1)两端的两个支撑板(2)中的一者还固定连接于所述底架(1)。

5.根据权利要求2所述的组芯胎具，其特征在于，所述连接件(7)为横向贯穿多个所述砂芯的螺栓。

6.根据权利要求2-5任一项所述的组芯胎具，其特征在于，所述支撑板(2)的前后两侧固定连接有竖直的定位板(4)。

7.根据权利要求2-5任一项所述的组芯胎具，其特征在于，所述支撑板(2)的前后两侧固定连接有水平的耐磨板(5)。

8.根据权利要求2-5任一项所述的组芯胎具，其特征在于，所述支撑板(2)的前侧设有锁紧部件(6)，所述锁紧部件(6)的前端连接于所述底架(1)，所述锁紧部件(6)的后端插装于所述支撑板(2)侧壁的组芯通孔或从所述组芯通孔中脱离。

9.根据权利要求8所述的组芯胎具，其特征在于，所述锁紧部件(6)包括锁套(61)和套装于所述锁套(61)内部的锁芯(62)，所述锁套(61)通过底座(63)固定连接于所述底架(1)，所述锁芯(62)的后端插装于所述组芯通孔并锁紧，或者从所述组芯通孔中脱离。

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