CN103567392A

CN103567392A - 柴油机缸盖制造方法

Info

Publication number: CN103567392A
Application number: CN201310475438.0A
Authority: CN
Inventors: 马国胜; 陈金源; 吕登红; 谢永泽; 傅显珍
Original assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Current assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明公开了一种柴油机缸盖制造方法。该柴油机缸盖制造方法，具体步骤包括：首先，进行缸盖的铸造工艺设计；其次，进行缸盖砂型的激光烧结快速成型工艺设计；再次，进行缸盖砂型的激光烧结成型；最后，进行砂型套箱，浇注，落砂及清理。该柴油机缸盖制造方法在缸盖铸造过程中省略了铸造模具的制造环节，即缸盖无模具铸造，采用铸造砂芯的激光快速成型工艺，简化了柴油机缸盖制造方法，缩短新品研发周期，降低了柴油机缸盖的生产成本。

Description

柴油机缸盖制造方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种柴油机缸盖制造方法。

背景技术

柴油机缸盖是柴油发动机的重要部件，内部有进气道，排气道，冷却水道，油道，喷油器座等结构，缸盖的底面有进气门，排气门等结构，缸盖的底面也是柴油机燃烧室顶部，缸盖结构复杂，毛坯都用铸造方法制造，一般情况下，材料为铸铁，但小型柴油机，特别是轿车，皮卡车，小面包车的柴油机缸盖也可采用铝合金材料，毛坯也是采用各种铸造方法制造。

缸盖结构复杂，都是采用铸造方法制造毛坯，然后进行冷加工完成零件制造。缸盖铸造的重要工装就是铸造模具，复杂的缸盖结构决定了缸盖的铸造模具也相应很复杂，一套铸铁材料缸盖模具通常包括：进气道芯盒模具；排气道芯盒模具；上水道芯盒模具；下水道芯盒模具；底面模具；顶面模具。

特别是柴油机专业企业每年都有新产品研制，缸盖是其中重要零件，这些新设计产品必须做出实物样件才能进行各种性能试验，因此每种新研制缸盖都对应新制造模具。

但一套缸盖铸造模具造价几十万甚至过百万，模具成本很高，模具的制造周期一般都在3个月以上。如果新产品缸盖研制过程中，由于各种原因，项目停止或取消，样件缸盖只作了几件，那么样件的分担模具成本就非常高，同时模具的制造周期长，也相应的延长了新产品的开发周期。

因此，模具制造是新产品缸盖试制的瓶颈因素，造成柴油机缸盖制造工艺复杂，新品研发周期长，成本高。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种工艺简单合理，新品研发周期短，成本低的柴油机缸盖制造方法。

为达到上述目的，根据本发明提供了一种柴油机缸盖制造方法，具体步骤包括：

首先，进行缸盖的铸造工艺设计；

其次，进行缸盖砂型的激光烧结快速成型工艺设计；

再次，进行缸盖砂型的激光烧结成型；

最后，进行砂型套箱，浇注，落砂及清理。

上述技术方案中，铸造工艺方案包括砂芯组成方案和浇注系统方案。

上述技术方案中，砂芯组成方案的砂芯组由八种十二件砂芯组成，即：一个第一底盘芯、两个下水道芯、两个进气道芯、两个排气道芯、两个上水道芯、一个第一盖盘芯、一个第二盖盘芯和一个第二底盘芯。

上述技术方案中，一个所述第一底盘芯、一个所述下水道芯、一个所述进气道芯、一个所述排气道芯、一个所述上水道芯和一个所述第一盖盘芯依次装配为一组,一个所述第二底盘芯、一个所述下水道芯、一个所述排气道芯、一个所述进气道芯、一个所述上水道芯和一个所述第二盖盘芯依次装配为另一组,两组再装配在一起为完整砂芯组。

上述技术方案中，浇注系统包括：开设在上砂型顶端的浇口杯，以及与浇口杯依次连通的上直浇道、下直浇道、横浇道和内浇道；所述浇口杯与上砂型的上直浇道相连，所述上直浇道、下直浇道构成完整直浇道。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该柴油机缸盖制造方法在缸盖铸造过程中省略了铸造模具的制造环节，即缸盖无模具铸造，采用铸造砂芯的激光快速成型工艺，简化了柴油机缸盖制造方法，缩短新品研发周期，降低了柴油机缸盖的生产成本。

附图说明

图1为本发明的柴油机缸盖制造方法的砂芯组成方案分解示意图；

图2为本发明的柴油机缸盖制造方法的一组砂芯组结构示意图；

图3为本发明的柴油机缸盖制造方法的砂芯组成方案装配剖视示意图；

图4为本发明的柴油机缸盖制造方法的浇注系统装配示意图；

图5为本发明的柴油机缸盖制造方法的浇注系统装配剖视示意图；

图6为本发明的柴油机缸盖制造方法的进气道芯的激光快速成型工艺示意图；

图7为本发明的柴油机缸盖制造方法的流程图。

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。

本发明的柴油机缸盖制造方法在缸盖铸造过程中省略了铸造模具的制造环节，即缸盖无模具铸造，采用铸造砂芯的激光快速成型工艺，简化了柴油机缸盖制造方法，缩短新品研发周期，降低了柴油机缸盖的生产成本。

以下详细的描述通过举例但非限制的方式说明了本公开，应该明白的是本公开的各种方面可被单独的实现或者与其他方面结合的实现。本说明书清楚的使本领域的技术人员能够制造并使用我们相信为新的且非显而易见的改进，描述了若干实施例、变通方法、变型、备选方案以及系统应用，包括当前被认为是执行本说明书中描述的发明原理的最好模式。当描述元件或特征和/或实施例时，冠以“一”“一个”“该”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一个或多个。术语“包括”“包含”和“具有”旨在为包括性的，并表示在那些具体描述的元件或特征以外还具有额外的元件或特征。

如图7所示，该柴油机缸盖制造方法。其具体步骤包括：

首先，进行缸盖的铸造工艺设计。

确定缸盖的铸造工艺方案，包括砂芯组成方案，浇注系统方案。

其中，如图1至图3所示，砂芯组成方案的所有砂芯，砂型，砂箱装配完成后,一次浇注完成后可得两件缸盖铸件毛坯，其中，砂芯组19包含8种12件砂芯，即：一个第一底盘芯1、两个下水道芯2、两个进气道芯3、两个排气道芯4、两个上水道芯5、一个第一盖盘芯6、一个第二盖盘芯7和一个第二底盘芯8。一个第一底盘芯1、一个下水道芯2、一个进气道芯3、一个排气道芯4、一个上水道芯5和一个第一盖盘芯6依次装配为一组,一个第二底盘芯8、一个下水道芯2、一个排气道芯4、一个进气道芯3、一个上水道芯5和一个第二盖盘芯7依次装配为另一组,然后两组再装配在一起为完整砂芯组(共8种12件砂芯),然后再将砂芯组安装在上砂型9、下砂型10内,再一起布设到上砂箱11、下砂箱12内，到此所有砂芯,砂型，砂箱装配完成。

如图4和图5所示，浇注系统采用开设在上砂型顶端的浇口杯14，以及与浇口杯依次连通的上直浇道15、下直浇道16、横浇道17和内浇道18。浇口杯14与上砂型9的上直浇道15相连，上、下直浇道构成完整直浇道。

其次，进行缸盖砂型的激光烧结快速成型工艺设计。

在铸造工艺的基础上，每个砂芯再进行激光快速成型工艺设计，如图6所示，下面以进气道芯3为例示意其激光快速成型工艺：

芯组中的进气道芯3在砂芯上面有芯头位31等铸造工艺形状。芯头位31属于铸造工艺，不属于铸件形状。而位于进气道芯3底部的立柱及底部托板32为激光快速成型工艺，仅在成型过程中使用，成型后锯掉，只保留铸造工艺模型用于铸造。

再次，进行缸盖砂型的精密激光烧结成型。

即将设计好的所有的三维砂芯模型数据分别依次输入激光快速成型机进行激光三维选择性烧结，完成砂芯的实物制作，作出全套的12件砂芯。激光烧结成型技术（简称SLS)是一种将粉末材料通过激光直接烧结成各种实体形状的一种新型铸造技术。覆膜砂是用于选择性激光烧结快速成形技术的粉末材料之中的一种。激光烧结快速成形技术是通过激光加热酚醛树脂使其受热产生软化和固化，而使覆膜砂粘结形成砂芯的技术。这种新型成形技术不需要模具，适用于新产品开发，缩短开发周期，有利于降低改模的时间成本和经济成本。将设计好的三维砂芯数据输入激光快速成型机进行激光三维选择性烧结，完成砂芯的实物制作，作出全套砂芯。

再次，进行缸盖的砂型装配。

将制作好的全套砂芯进行装配，并控制好精度。装配过程：即将一个第一底盘芯1、一个下水道芯2、一个进气道芯3、一个排气道芯4、一个上水道芯5和一个第一盖盘芯6依次装配为一组,一个第二底盘芯8、一个下水道芯2、一个排气道芯4、一个进气道芯3、一个上水道芯5和一个第二盖盘芯7依次装配为另一组,然后两组再装配在一起为完整砂芯组(共8种12件砂芯),然后再将砂芯组安装在上砂型9、下砂型10内,到此所有砂芯,砂型装配完成。

最后，进行砂型套箱，浇注，落砂及清理。

将装配完成的砂芯用上砂箱11、下砂箱12套起来固定，在砂箱的上砂箱11开设浇注通道进行浇注，待铸件冷却后开箱落砂。至此毛坯铸造完成。

通过本方案铸造缸盖毛坯可有几大优点：不用制造模具，节省了模具的成本。制造周期短，一般可缩短制造周期2/3（与模具方案对比）。节省制造成本，铸造成本可节省70%,以上。研发过程对缸盖产品修改反应速度快，可快速做出改进方案铸件。

综上，该柴油机缸盖制造方法在缸盖铸造过程中省略了铸造模具的制造环节，即缸盖无模具铸造，采用铸造砂芯的激光快速成型工艺，简化了柴油机缸盖制造方法，缩短新品研发周期，降低了柴油机缸盖的生产成本。

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

1.一种柴油机缸盖制造方法，其特征在于，具体步骤包括：

首先，进行缸盖的铸造工艺设计；

其次，进行缸盖砂型的激光烧结快速成型工艺设计；

再次，进行缸盖砂型的激光烧结成型；

最后，进行砂型套箱，浇注，落砂及清理。

2.根据权利要求1所述的柴油机缸盖制造方法，其特征在于：所述铸造工艺方案包括砂芯组成方案和浇注系统方案。

3.根据权利要求2所述的柴油机缸盖制造方法，其特征在于：所述砂芯组成方案的砂芯组由八种十二件砂芯组成，即：一个第一底盘芯、两个下水道芯、两个进气道芯、两个排气道芯、两个上水道芯、一个第一盖盘芯、一个第二盖盘芯和一个第二底盘芯。

4.根据权利要求3所述的柴油机缸盖制造方法，其特征在于：一个所述第一底盘芯、一个所述下水道芯、一个所述进气道芯、一个所述排气道芯、一个所述上水道芯和一个所述第一盖盘芯依次装配为一组,一个所述第二底盘芯、一个所述下水道芯、一个所述排气道芯、一个所述进气道芯、一个所述上水道芯和一个所述第二盖盘芯依次装配为另一组,两组再装配在一起为完整砂芯组。

5.根据权利要求2所述的柴油机缸盖制造方法，其特征在于：所述浇注系统包括：开设在上砂型顶端的浇口杯，以及与浇口杯依次连通的上直浇道、下直浇道、横浇道和内浇道；所述浇口杯与上砂型的上直浇道相连，所述上直浇道、下直浇道构成完整直浇道。