CN102294439A - 大型发动机缸体用砂箱专用芯撑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型发动机缸体用砂箱专用芯撑，解决了现有大型砂箱中的芯撑结构不合理，对防砂芯变形效果不佳，铸件废品高的问题。技术方案包括马鞍形底板，所述底板的两侧板上对应设有哑铃形支柱。本发明结构简单、安装方便、融合性好、能有效防止砂芯在铁水浇注后的变形，大幅降低由此导致的铸件废品率。

Description

大型发动机缸体用砂箱专用芯撑

技术领域

本发明涉及一种发动机用砂箱，具体的是说一种大型发动机缸体用砂箱专用芯撑。

背景技术

大型发动机缸体用砂箱侧面通常设计有1-2根长条形砂芯用以降低砂箱自身重量、提高砂箱的机械性能。对于较小的砂箱，砂芯中通常没有支撑芯头；而对于大型发动机缸体用的砂箱(即体积不小于1200*950mm*400mm的大型砂箱)，若砂芯中无支撑芯头，在铁水浇铸过程中，砂芯必然受热产生变形，导致断芯或漂芯的铸件废品(废品率近100％))。为解决上述技术问题，考虑在砂芯上设置“工”字形的芯撑，起固定砂芯且保证壁厚的作用，但是这种“工”字形芯撑仅能使砂芯在一个方向上定位，其余方向则全部由芯头定位，而大型发动机缸体用砂箱的砂芯为细长结构，铁水浇注后由于砂箱体积庞大，支撑砂芯的芯撑刚度及强度严重不足，并且浇注时液体金属对还会对砂芯产生浮力，多种条件作用下，砂芯受热变形严重，其变形方向并非单一方向，而是多维、不固定的，导致实际使用过程中“工”字形的芯撑对防砂芯变形效果不佳，铸件废品问题仍然没有得到根本解决(废品率仍高达15％)。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、安装方便、融合性好、能有效防止砂芯在铁水浇注后的变形，大幅降低由此导致的铸件废品率的大型发动机缸体用砂箱专用芯撑。

技术方案包括马鞍形底板，所述底板的两侧板对应设有哑铃形支柱。

所述哑铃形支柱的高为H＝(0.6-0.9)×同侧砂箱壁厚，支柱中段的最小直径为D＝(0.2-0.5)×热节直径，支柱两端的最大直径为最小直径的1.5-2倍。

所述底板每侧设有至少两个哑铃形支柱，同侧支柱间的间距为L＝(0.2-0.5)×砂芯高度。

发明人大型发动机缸体用砂箱的结构及浇铸过程中砂芯受热受力变化进行了详细研究，由此对砂芯的芯撑进行了重大的结构改进。采用马鞍形底板作为基本框架，通过研究和实验证明，这种形状的底板能够大幅提高芯撑的刚度和强度，所述马鞍形底板的高和宽与现有的长条状砂芯的高和宽匹配，以使砂芯能正好套入马鞍形底板形成的内槽中为好。所述底板的两侧板对应设置有哑铃形支柱，其作用不仅是进一步增加芯撑的刚度和强度，增加砂芯的重力对抗浇注时液体金属对砂芯的产生浮力，而且还能针对用于大型砂箱中的砂芯在多个方向的定位需求，有效防止浇铸过程中砂芯的变形；底板每侧设置支柱的数量可根据砂芯及砂箱的大小合理设计，优选为每侧设置两个。另外，这种哑铃形支柱与普通的圆柱形支柱相比，和铁水的融合性更好，能够进一步提高产品的浇铸质量，避免渗漏等问题发生，降低废品率。这里哑铃形支柱高及直径与砂箱最好呈一定的对应关系，即哑铃形支柱的高为H＝(0.6-0.9)×同侧砂箱壁厚(即该哑铃形支柱所对应的一侧砂箱壁的壁厚，大部分砂箱中马鞍形底板两侧的哑铃形支柱所对应的两侧砂箱壁厚是不同的)，哑铃形支柱中段的最小直径为D＝(0.2-0.5)×热节直径，支柱两端(即哑铃形状的两端)的最大直径为最小直径的1.5-2倍。并且，同侧哑铃形支柱间的间距为L＝(0.2-0.5)×砂芯高度。

有益效果：

(1)改变了原有的“工”字型的芯撑结构，底板采用强度和刚度高的可以嵌套砂芯的“马鞍形”，通过对应的哑铃形支柱的设置可以防止用于大型砂箱时砂芯存在的多个方位上的变形问题，保证砂芯定位准确，同时还能抵抗浇铸过程砂芯产生的浮力，与铁水的融合性好，不会出现渗漏等问题。

(2)本发明芯撑结构简单，安装简便、省时省力，特别适用于大型发动机缸体用砂箱，保证砂芯多方向定位，防止砂芯受热变形，经改进后生产的砂箱的断芯废品率降至0.4％，提高了产品质量，降低了生产成本，具有广阔的市场应用前景。

说明书附图

图1为本发明芯撑主视图。

图2为本发明芯撑俯视图。

图3为本发明芯撑安装于砂芯上的安装示意图。

其中，1-马鞍形底板、1.1-侧板、2-右上支柱、3-右下支柱、4-左下支柱、5-左上支柱。6-砂芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参照图1及图2，本发明包括安装在马鞍形底板1的两个侧板1.1上的四个哑铃形支柱(右上支柱2、右下支柱3、左下支柱4及左上支柱5)，每侧各有2个支柱，对应安装，所述支柱的高H＝(0.6-0.9)×同侧砂箱壁厚；所述支柱中段的最小直径为D＝(0.2-0.5)×热节直径，支柱两端(即哑铃形状的两端)的最大直径为最小直径的1.5-2倍。同侧支柱间的间距为L＝(0.2-0.5)×砂芯高度H1。参见图1，本实施例中，由于两侧板1.1上支柱对应的砂箱壁厚不同，据此公式设计的两侧支柱的高度也不一致，这里仅是示例，在此基础上设计人员可根据砂箱的厚度及具体金属液体的浮力等条件在上述范围内选择合理的数值。

参见图3，安装时，将马鞍形底板1的开口朝下，使长条形的砂芯6正好套在马鞍形底板1形成的内槽1.2中，马鞍形底板1的安装位置要求在砂芯6总长度的正中间。所述砂芯6在砂箱内的安装位置不变。

在2009-2011年间，东风股份有限公司铸造分厂该芯撑用于大型发动机缸体用的砂箱(内腔体积尺寸为1200*950mm*400mm)中的砂芯，共浇铸生产1000个+GF+造型线砂箱铸件，断芯废品率仅4个，断芯废品率为0.4％，芯撑融合性好，产品无渗漏等问题发生。

Claims (3)

1.一种大型发动机缸体用砂箱专用芯撑，其特征在于，包括马鞍形底板，所述底板的两侧板上对应设有哑铃形支柱。

2.如权利要求1所述的大型发动机缸体用砂箱专用芯撑，其特征在于，所述哑铃形支柱的高为H＝(0.6-0.9)×同侧砂箱壁厚，支柱中段的最小直径为D＝(0.2-0.5)×热节直径，支柱两端的最大直径为最小直径的1.5-2倍。

3.如权利要求1或2所述的大型发动机缸体用砂箱专用芯撑，其特征在于，所述底板每侧设有至少两个哑铃形支柱，同侧支柱间的间距为L＝(0.2-0.5)×砂芯高度。

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