CN103567388B - 柴油机气缸盖射水道砂芯及应用该砂芯铸造的射水道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柴油机气缸盖射水道砂芯及应用该砂芯铸造的射水道。该柴油机气缸盖射水道砂芯属于气缸盖砂芯的一部分，用于铸造形成气缸盖射水道，包括：射水道管腔部砂芯、射水道管壁部型槽和射水挡板型槽；射水道管腔部砂芯的左端连接有射水道入口部砂芯，射水道管壁部型槽开设在射水道管腔部砂芯的侧壁外侧，射水挡板型槽为内弯的弧形槽，左端与射水道管壁部型槽的右端截面上壁连通。该柴油机气缸盖射水道砂芯结构简单合理，通过取消预埋弯管，在射水口增设射水挡板引导射水方向来改短射水道，提高了射水道的砂芯强度，防止断芯，降低废品率。

Description

柴油机气缸盖射水道砂芯及应用该砂芯铸造的射水道

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种柴油机气缸盖射水道砂芯及应用该砂芯铸造的射水道。

背景技术

柴油机气缸盖是一种具有复杂型腔的机械零件，其内部空间紧凑而且有很多复杂的曲面和不规则孔道，在气缸盖的铸造工艺中，需要根据型腔的形状首先制作出砂芯，然后把砂芯放入铸模中，再合模浇铸出毛坯件。现一般的产品，如需要铸出缸盖内腔较为复杂的弯曲管道(例如柴油机气缸盖射水道)，往往通过在砂芯制作过程中，就把成形的铜弯管预埋到砂芯中，再经过一些特殊处理后，才可以用于生产铸件，此种方法需要耗费较大的人力物力，同时无法实现自动化生产。当产品浇注后，铜弯管可直接溶合镶入到铸件中，形成缸盖内腔的复杂管道。该生产方法为：一、砂芯制作：1、在模具中，需要做复杂管道的位置预先放入成型铜弯管。2、在模具中填入芯砂，待芯砂完成固化后开模取出砂芯。二、砂芯处理：1、修掉砂芯的披锋、多余的射嘴及补平砂芯缺少的部分。2、人工采用生料带包住没有被芯砂包住部位的铜弯管，以防砂芯浸涂料后，铜弯管上有涂料，浇注后无法与铸件溶合。3、砂芯整体上涂料烤干。4、人工把缠在铜弯管上的生料带去掉，同时保证铜弯管的清洁度。

该生产方法在制造砂芯过程时，需要人工埋入成形铜弯管，无法实现自动化生产。砂芯制作出来后，仍然需要大量的人工对砂芯进行特殊处理，浪费大量的人力物力，该种方法制造缸盖内腔复杂弯管生产效率非常低，在当前自动化水平越来越高的情况下，已无法适应生产，需要对该制作方法加以改进以达到实现在线自动化生产的要求。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，根据本发明的一个方面，提供了一种结构简单合理，通过取消预埋弯管，在射水口增设射水挡板引导射水方向来改短射水道，以提高砂芯的强度，防止断芯，降低废品率的柴油机气缸盖射水道砂芯及应用该砂芯铸造的射水道。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种柴油机气缸盖射水道砂芯，属于气缸盖砂芯的一部分，用于铸造形成气缸盖射水道，包括：射水道管腔部砂芯、射水道管壁部型槽和射水挡板型槽；射水道管腔部砂芯的左端连接有射水道入口部砂芯，射水道管壁部型槽开设在射水道管腔部砂芯的侧壁外侧，射水挡板型槽为内弯的弧形槽，左端与射水道管壁部型槽的右端截面上壁连通。

上述技术方案中，射水道管壁部型槽包括：直段和向内弯曲的弧形段，射水挡板型槽的左端与射水道管壁部型槽的弧形段右端截面上壁连通。

上述技术方案中，射水道管腔部砂芯横向设置在气缸盖砂芯内。

根据本发明的另一个方面，提供了一种应用该砂芯铸造的射水道，包括：射水道壁、射水道腔和射水挡板；射水挡板为内弯的弧形，左端与射水道壁的右端截面上壁连接，射水道腔的左端连接有射水道入口。

上述技术方案中，射水道壁包括：直段和向内弯曲的弧形段，射水挡板型的左端与射水道壁的弧形段右端截面上壁连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该柴油机气缸盖射水道砂芯结构简单合理，通过取消预埋弯管，在射水口增设射水挡板引导射水方向来改短射水道，提高了射水道的砂芯强度，防止断芯，降低废品率。

附图说明

图1是本发明的柴油机气缸盖射水道砂芯的结构示意图；

图2是本发明的柴油机气缸盖射水道的结构示意图；

附图标记说明：

1-气缸盖砂芯，21-射水道壁，22-射水道腔，23-射水挡板，24-射水道入口，31-射水道管腔部砂芯，32-射水道管壁部型槽，33-射水挡板型槽，34-射水道入口部砂芯。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。

如图1所示，本发明的柴油机气缸盖射水道砂芯属于气缸盖砂芯1的一部分，用于铸造形成气缸盖射水道，包括：射水道管腔部砂芯31、射水道管壁部型槽32和射水挡板型槽33。

其中，射水道管腔部砂芯31横向设置在气缸盖砂芯1内，用于铸出柴油机气缸盖射水道管腔。射水道管腔部砂芯31的左端连接有射水道入口部砂芯34，射水道入口部砂芯34用于铸出柴油机气缸盖射水道入口，冷却水流通过该柴油机气缸盖射水道入口进入柴油机气缸盖射水道管腔。

射水道管壁部型槽32开设在射水道管腔部砂芯31的侧壁外侧，用于铸出柴油机气缸盖射水道管壁，具体包括：直段和向内弯曲的弧形段。射水挡板型槽33为内弯的弧形槽，左端与射水道管壁部型槽32的弧形段右端截面上壁连通，射水挡板型槽33用于铸出柴油机气缸盖射水道射水挡板。

这样，直接用射水道管腔部砂芯31和射水道管壁部型槽32铸造出气缸盖射水道，来取代预埋弯管，能够实现柴油机气缸盖射水道砂芯的自动化生产，提高生产效率；同时也可以大大地节省了成型弯管材料的使用，可以大幅度降低生产成本。另外，该种方法铸造出气缸盖射水道因为在射水道砂芯前端增加射水挡板型槽33以铸造出射水挡板，使得气缸盖射水道相对于预埋弯管的射水道变短，增设了弧形射水挡板型槽33内侧的砂芯部分，从而使得整个柴油机气缸盖射水道砂芯的强度增大，使得直接用砂芯铸造出气缸盖射水道成为可能。

另外，通过该射水挡板来引导射水道的射水方向，从而达到水流经过缸盖鼻梁区的速度要求。从结构优化前与优化后的水流场分析来看来，优化结构前后的缸盖的水流场速度经过鼻梁区的速度基本相同，达到缸盖的使用要求。

该柴油机气缸盖射水道砂芯制造方法，包括如下步骤：

(a)混砂步骤：将砂料、粘接剂和固化剂混合搅拌，形成均匀的混合砂；

(b)芯砂准备步骤：将步骤(a)中形成的混合砂放入射芯机射头内；

(c)填砂步骤：开启射芯机，采用压缩空气将步骤(a)中形成的混合砂射到芯盒中；

(d)待步骤(a)中形成的混合砂固化后取出砂芯；

(e)采用步骤(d)成型砂芯与其它的砂芯一起组合制造相应的铸件。

混砂步骤中的砂料可以是耐火砂或硅砂。当所述砂料是耐火砂时，所述混砂步骤中的混合搅拌时间为40-60秒。所述耐火砂要求耐火度不低于1800℃，其中含有重量比不低于85%的α晶型氧化铝，含水量不超过重量比0.2%，并且砂子颗粒的角形系数不超过1.1、圆度至少为95％、抗压强度至少为69MPa、球度至少为95％、密度为2.2g/cm3、粒度为50～100目。所述硅砂要求烧结点至少为1300℃、含水量不超过重量比0.2%、含泥量小于重量比0.2%、粒度为50-100目、角形系数不超过1.30。

粘接剂是占所述混合砂重量比为2.0-2.3%的低氮无游离酚呋喃，其含氮量小于重量比3%、粘度为10-20mpa·S、密度为1.15-1.20g/cm3、含水量重量比小于10%、pH值为5-6.5、游离甲醛含量重量比不大于1.5%。

固化剂是占所述混合砂重量比为0.26-0.46%的液态对甲苯磺酸，其中的总酸摩尔比含量为13-20%、游离酸摩尔比含量为4-10%，在20℃时的密度为1.05～1.15g/cm3、粘度为10～30mPa·s。

该砂芯的制作方法只需在模具中直接填入芯砂，待芯砂固化后，取出砂芯。砂芯在修理过程中，只需要修掉砂芯的披锋、多余的射嘴及补平砂芯缺少的部分。无需对砂芯进行特殊处理，就可以用于造型，可以简化了很多复杂的工序处理，使得砂芯的自动化生产成为可能。

如图2所示，应用该砂芯铸造的射水道横向设置在气缸盖内，水流通过射水道对缸盖鼻梁区进行散热；具体结构包括：射水道壁21、射水道腔22和射水挡板23。其中，射水道壁21包括：直段和向内弯曲的弧形段。射水挡板23为内弯的弧形，左端与射水道壁21的弧形段右端截面上壁连接。通过该射水挡板23来引导射水道的射水方向，从而达到水流经过缸盖鼻梁区的速度要求，对缸盖鼻梁区进行散热。射水道腔22的左端连接有射水道入口24，冷却水流通过该柴油机气缸盖射水道入口24进入柴油机气缸盖射水道。

该柴油机气缸盖射水道砂芯结构简单合理，通过取消预埋弯管，在射水口增设射水挡板引导射水方向来改短射水道，提高了射水道的砂芯强度，防止断芯，降低废品率。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种柴油机气缸盖射水道砂芯，属于气缸盖砂芯的一部分，用于铸造形成气缸盖射水道，其特征在于，包括：射水道管腔部砂芯、射水道管壁部型槽和射水挡板型槽；所述射水道管腔部砂芯的左端连接有射水道入口部砂芯，所述射水道管壁部型槽开设在射水道管腔部砂芯的侧壁外侧，所述射水挡板型槽为内弯的弧形槽，左端与所述射水道管壁部型槽的右端截面上壁连通。

2.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖射水道砂芯，其特征在于：所述射水道管壁部型槽包括：直段和向内弯曲的弧形段，所述射水挡板型槽的左端与所述射水道管壁部型槽的弧形段右端截面上壁连通。

3.根据权利要求1或2所述的柴油机气缸盖射水道砂芯，其特征在于：所述射水道管腔部砂芯横向设置在所述气缸盖砂芯内。

4.一种应用如权利要求1所述的柴油机气缸盖射水道砂芯铸造的射水道，其特征在于，包括：射水道壁、射水道腔和射水挡板；所述射水挡板为内弯的弧形，左端与所述射水道壁的右端截面上壁连接，所述射水道腔的左端连接有射水道入口。

5.根据权利要求4所述的射水道，其特征在于：所述射水道壁包括：直段和向内弯曲的弧形段，所述射水挡板型的左端与所述射水道壁的弧形段右端截面上壁连接。