CN103658553A - 汽车中冷器气室壳芯机及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车中冷器气室壳芯机及其加工方法，属于汽车零部件领域。所述汽车中冷器气室壳芯机包括机床本体、设置于所述机床本体的液压机构、驱动机构和壳芯模具；所述机床本体设置有旋转模架；所述壳芯模具设置于旋转模架，包括上动模、与所述上动模匹配的下定模。本发明壳芯机工作过程是喷注砂与紧实同时完成的，并立即预热在芯模型腔中硬化，一个循环周期仅需几十秒，便可生产出供低压铸造用的砂芯，生产效高；模架自动翻转180°倒空余砂形成壳芯，此工艺可节省覆膜砂40%；砂芯质量好，能喷射制成很复杂的各种中冷器气室砂芯，而且尺寸精确、表面光洁，从而可以减少铸件清理加工量。

Description

汽车中冷器气室壳芯机及其加工方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，特别涉及一种汽车中冷器气室壳芯机及其加工方法。 

  

背景技术

汽车中冷器一般由铝合金材料制成，中冷器主要由两个部分组成，即散热器芯体和中冷器气室壳体。对于气室壳体要求具有很薄的壁厚和光滑的表面，因此，适合于采用壳芯机制壳型及低压铸造成型。 

在汽车工业中，低压铸造技术实现了汽车铸件的精密化、薄壁化、轻量化和节能化。90年代后期世界各国对铸件要求越来越高，铸件的精密化、薄壁化、轻量化和省力化已成为铸造技术发展的主攻方向。 

低压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔，以形成铸件的一种方法。低压铸造的最基本特征是金属液在坩埚内由下而上充填铸型。而铸型壳芯机充填铸型浇口与冒口可以合而为一。由于低压铸造铸件内没有气泡，这种铸件可以用热处理方法大幅度提高铸件材质的力学性能。但目前低压铸造在设备、模具、工艺和自动化方面尚需进一步改进和提高。 

  

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种汽车中冷器气室壳芯机及其加工方法。所述技术方案如下： 

一方面，提供了一种汽车中冷器气室壳芯机，其包括机床本体、设置于所述机床本体的液压机构、驱动机构和壳芯模具；所述机床本体设置有旋转模架；所述壳芯模具设置于旋转模架，包括上动模、与所述上动模匹配的下定模。

具体地，所述壳芯模具内设置有电加热器和热电偶，端部依次连接有气压喷砂嘴、吹砂筒、落砂容器。 

具体地，所述液压机构包括液压站油箱、依次连接于所述液压站油箱的油泵电机、液压换向阀组、高压油管、设置于所述壳芯模具的合模油缸、设置于所述机床本体的液压马达。 

具体地，所述合模油缸的活塞杆固定在动模固定板上，脱模时合模油缸退回，上动模向左移动脱模。 

另一方面，提供了一种汽车中冷器气室壳芯机加工方法，至少包括如下步骤：S101：加热壳模； 

S102：吹砂；

S103：结壳；

S104：倒出余砂；

S105：硬化；

S106：顶芯、取芯。

具体地，所述步骤S101包括：壳模的加热温度由壳芯砂粘结剂、需要的壳厚、结壳时间和硬化时间等因素确定，一般为240～280℃。 

具体地，所述步骤S102包括：吹砂筒内通入0.2～0.4MPa的压缩空气进行吹砂，并在一定时间内保持压力，一般为1～3s。 

具体地，所述步骤S103包括：吹砂结束后，吹砂筒停留一段时间进行结壳，结壳时间一般为15～30s，按壳厚需要而定，一般为3～5mm。 

具体地，所述步骤S104包括：达到规定的结壳厚度后，将砂模翻转180°，将未曾结壳的中心部分芯砂倒回吹砂料筒；然后作左、右45°的摇摆振动数次，以倒净未结壳的芯砂。 

具体地，所述步骤S105包括：将已结壳而尚处于塑性状态的薄壳继续加热一段时间，使塑性薄壳型完全硬化；硬化时间需视壳厚而定，一般为30秒。 

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是： 

1、壳芯机工作过程是喷注砂与紧实同时完成的，并立即预热在芯模型腔中硬化，一个循环周期仅需几十秒，便可生产出供低压铸造用的砂芯，生产效高。

2、模架自动翻转180°倒空余砂形成壳芯，此工艺可节省覆膜砂40%。 

3、能喷射制成很复杂的各种中冷器气室砂芯，而且尺寸精确、表面光洁，从而可以减少铸件清理加工量，砂芯质量好。 

  

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例一提供的汽车中冷器气室壳芯机的主视图； 

图2 为本发明实施例一提供的汽车中冷器气室壳芯机的左侧视图；

图3是本发明实施例二提供的汽车中冷器气室壳芯机加工方法流程图。

图1中：1、液压站油箱；2、油泵电机；3、液压马达；4、液压阀组；5、锁紧螺母；6、高压油管；7、合模油缸；8、旋转模架；9、落砂容器；10、气压吹气阀；11、驱动轮；12、上动模具；13、驱动轮支架；14、下定模具；15、砂芯型腔；16、热电偶；17、气压喷砂嘴；18、吹砂筒；19、动模固定板。 

图2中：20、吹砂筒分配器；21、联接4滑动杆；22、四立柱旋转平台；23、主驱动轮；24、支架；25、从动支撑轮；26、夹紧主油缸；27、气压喷砂嘴；28、电气控制台。 

  

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。 

实施例一 

本发明实施例一提供了一种汽车中冷器气室壳芯机，参见图1、图2，所述汽车中冷器气室壳芯机包括机床本体、设置于机床本体的液压机构、驱动机构和壳芯模具；机床本体设置有旋转模架；壳芯模具设置于旋转模架，包括上动模、与上动模匹配的下定模。

液压机构包括液压站油箱1、依次连接于液压站油箱的油泵电机2、液压换向阀组4、高压油管6、设置于壳芯模具的合模油缸7、设置于机床本体的液压马达3。液压马达3带动驱动轮11控制旋转模架8转动180°以倒出余砂。合模油缸7控制夹紧合模和松开脱模；合模油缸的活塞杆固定在动模固定板上，脱模时合模油缸退回，上动模向左移动脱模。 

壳芯模具包括上动模12和下定模14，壳芯模具内设置有电加热器和热电偶16，上、下钢制模中均装置有电热器和热电偶16，以精确测量和控制预热加热温度和结壳、硬化加热保温时间。壳芯模具端部依次连接有气压喷砂嘴10、吹砂筒18、落砂容器9。旋转模架8的动模固定板19上装有行程开关，能够限制旋转模架的转动角度不超过180°。 

制壳芯工艺工作原理是将含有酚醛树脂3%的芯砂填入已加热的金属壳芯模中，保持一定的时间，一般为5～15s，使靠近芯壳模壁处壳芯砂中的树脂溶化而将砂粒粘结在一起，沿芯壳内腔壁形成具有一定厚度的塑性状态壳层。将旋转模架8旋转180°将多余的芯砂倒出，再继续加热一定时间即20～30秒，合模油缸7退出，将壳芯顶出，即得到型壁厚度很小中空的薄壳砂芯，型壁厚度仅3～8mm。制作一个砂芯壳型仅用1～2分钟。 

壳芯机控制分单步、自动两种操作方式。 

单步操作壳芯机：首先把选择开关打到单步位置，按合模按钮，开始合模，合模后，按吹砂筒前进按钮。壳芯机吹砂筒前进，到位后，按喷砂嘴压紧按钮，喷砂射头压紧后；按喷砂按钮，开始喷射吹砂；砂完毕后，按吹砂筒松开按钮；壳芯机吹砂筒松开后，按吹砂筒，后退按钮；吹砂筒后退到位后，按模架翻转按钮；翻转到位后；按模架振动按钮；振动结束后，按模架复位按钮；壳芯机模架复位；开始硬化延时时间到，后按开模按钮，开模后，按顶芯杆出按钮，把芯子顶出，在按顶芯杆进按钮，顶芯杆进后按合模按钮，合模到位，完成一个工作循环。单步只作为新产品调试工艺。 

自动操作壳芯机： 

把选择开关打到自动位置，选择好程序开关，按程序启动开关，依次按程序自动操作；合模→喷砂筒前进→喷砂筒压紧→喷砂→喷砂筒松开→喷筒后退→模架翻转→模架振动倒净余砂→模架复位→硬化→开模→顶芯杆出→接芯壳型→顶芯杆入→合模。

壳芯机工作结束后，将模具处于全模状态→闭气源开关→关闭加热开关→关闭PLC开关→关闭主电源开关，清扫机器，工作完毕。 

本发明实施例一提供的技术方案带来的有益效果是：电气控制台采用PLC控制器，程序顺序控制，运动可靠，操作方便，控温精度高，生产效率高；模架自动翻转180°倒空余砂形成壳芯，此工艺可节省覆膜砂40%；砂芯质量好，能喷射制成很复杂的各种中冷器气室砂芯，而且尺寸精确、表面光洁，从而可以减少铸件清理加工量。 

  

实施例二

本发明实施例二提供了一种汽车中冷器气室壳芯机加工方法，参见图3，所述加工方法包括如下步骤：

S101：加热壳模。壳模用电加热，其中，壳模的加热温度由壳芯砂粘结剂、需要的壳厚、结壳时间和硬化时间等因素确定，一般为240～280℃。     S102：吹砂。壳芯砂的流动性好，因此吹砂筒内只需通入0.2～0.4MPa的压缩空气进行吹砂，并在一定时间内保持压力，一般为1～3s。掌握好吹砂压力和保持时间适当，有利于获得轮廓清晰、完整和光洁的砂芯壳型。     S103：结壳。吹砂结束后，吹砂筒停留一段时间进行结壳，结壳时间一般为15～30s，按壳厚需要而定，一般为3～5mm。     S104：倒出余砂。达到规定的结壳厚度后，将砂模翻转180°，将未曾结壳的中心部分芯砂倒回吹砂料筒。然后作左、右45°的摇摆振动数次，以倒净未结壳的芯砂。     S105：硬化。将已结壳而尚处于塑性状态的薄壳继续加热一段时间，使塑性薄壳型完全硬化。硬化时间需视壳厚而定，一般为30秒左右。     S106：顶芯、取芯。硬化结束，高强度的薄壳砂芯壳型已经制成，可从芯壳模具中顶出，用人工或专用工具取出待低压铸造中使用。

本发明实施例二提供的技术方案带来的有益效果是：壳芯机工作过程是喷注砂与紧实同时完成的，并立即预热在芯模型腔中硬化，一个循环周期仅需几十秒，便可生产出供低压铸造用的砂芯，生产效高；模架自动翻转180°倒空余砂形成壳芯，此工艺可节省覆膜砂40%；砂芯质量好，能喷射制成很复杂的各种中冷器气室砂芯，而且尺寸精确、表面光洁，从而可以减少铸件清理加工量。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

  

Claims (10)

1.一种汽车中冷器气室壳芯机，其特征在于，

所述汽车中冷器气室壳芯机包括机床本体、设置于所述机床本体的液压机构、驱动机构和壳芯模具；

所述机床本体设置有旋转模架；

所述壳芯模具设置于旋转模架，包括上动模、与所述上动模匹配的下定模。

2.根据权利要求1所述的汽车中冷器气室壳芯机，其特征在于，所述壳芯模具内设置有电加热器和热电偶，端部依次连接有气压喷砂嘴、吹砂筒、落砂容器。

3.根据权利要求1所述的汽车中冷器气室壳芯机，其特征在于，所述液压机构包括液压站油箱、依次连接于所述液压站油箱的油泵电机、液压换向阀组、高压油管、设置于所述壳芯模具的合模油缸、设置于所述机床本体的液压马达。

4.根据权利要求3所述的汽车中冷器气室壳芯机，其特征在于，所述合模油缸的活塞杆固定在动模固定板上，脱模时合模油缸退回，上动模向左移动脱模。

5.一种根据权利要求1-4任一所述的汽车中冷器气室壳芯机加工方法，至少包括如下步骤：

S101：加热壳模；

S102：吹砂；

S103：结壳；

S104：倒出余砂；

S105：硬化；

S106：顶芯、取芯。

6.根据权利要求5所述的汽车中冷器气室壳芯机加工方法，其特征在于，所述步骤S101包括：壳模的加热温度由壳芯砂粘结剂、需要的壳厚、结壳时间和硬化时间等因素确定，一般为240～280℃。

7.根据权利要求5所述的汽车中冷器气室壳芯机加工方法，其特征在于，所述步骤S102包括：吹砂筒内通入0.2～0.4MPa的压缩空气进行吹砂，并在一定时间内保持压力，一般为1～3s。

8.根据权利要求5所述的汽车中冷器气室壳芯机加工方法，其特征在于，所述步骤S103包括：吹砂结束后，吹砂筒停留一段时间进行结壳，结壳时间一般为15～30s，按壳厚需要而定，一般为3～5mm。

9.根据权利要求5所述的汽车中冷器气室壳芯机加工方法，其特征在于，所述步骤S104包括：达到规定的结壳厚度后，将砂模翻转180°，将未曾结壳的中心部分芯砂倒回吹砂料筒；然后作左、右45°的摇摆振动数次，以倒净未结壳的芯砂。

10.根据权利要求5所述的汽车中冷器气室壳芯机加工方法，其特征在于，所述步骤S105包括：将已结壳而尚处于塑性状态的薄壳继续加热一段时间，使塑性薄壳型完全硬化；硬化时间需视壳厚而定，一般为30秒。

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