CN105478719B - 一种中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，包括以下步骤：(1)铸造模具预处理；(2)制作铸造芯体；(3)定位铸造芯体；(4)浇铸成型；(5)导出铸造芯体。本发明所述的中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，用铁棒替代砂芯，可防止气缸盖浇注时金属液冲断砂芯棒，使气缸盖中隔板止裂孔无法成型，且该种方法生产的气缸盖，在柴油机高负荷工作时气缸盖偶尔产生中隔板裂纹后，中隔板止裂结构能有效引导裂纹扩展至止裂孔，防止裂纹穿透气道进而造成气缸盖失效。
Description
技术领域
本发明属于内燃机产品设计与制造领域，尤其是涉及一种柴油机气缸盖中隔板止裂结构的设计和成型方法。
背景技术
柴油机气缸盖中隔板是气缸盖顶板和底板之间的一种板式结构，用于阻隔和引导冷却液至喷油器安装部位，加强喷油器的冷却，是重载柴油机气缸盖的常用结构。柴油机铝制气缸盖采用低压铸造成型，为提高气缸盖顶板质量，在气缸盖顶板砂芯中埋入冷铁，因此在铸造时顶板冷却速度过快，导致中隔板砂芯排气不畅，铸造结束后气缸盖中隔板成为疏松、针孔等铸造缺陷的多发地。
在柴油机高负荷工作时，虽然气缸盖中隔板所受结构应力较低，但由于原始密集缺陷的存在，经常发生气缸盖中隔板开裂并规律性沿某种轨迹裂向气道，导致气缸盖漏水失效故障。为解决此类故障，采取加强气缸盖中隔板质量控制和降低中隔板结构应力两个方面的工作效果明显，但气缸盖中隔板依然偶有开裂发生。必需采取一种措施使气缸盖中隔板开裂后不窜至气道，保证不发生气缸盖功能性失效。
传统的机械产品止裂措施是采取钻孔止裂结构，但因气缸盖中隔板为铸件内部结构，采取钻孔结构势必要首先从气缸盖顶板或底板外部起钻，穿透顶板或底板后方能钻至中隔板指定位置。带来的问题是破坏了气缸盖顶板或底板的结构连续性，造成钻孔部位的应力集中，同时钻孔后要封堵顶板或底板的钻孔。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，在避免常规直接铸孔时铸孔用砂芯因直径较小而易断的同时，实现了可控制裂纹的中隔板止裂孔的精确铸造。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，包括以下步骤：
(1)铸造模具预处理，将待使用的气缸盖铸造模具进行清洗预处理；
(2)制作铸造芯体，对应待铸造气缸盖的结构和尺寸制作该气缸盖上中空部分的芯体，其中该气缸盖上的上水腔和下水腔分别对应为上水腔砂芯和下水腔砂芯，该气缸盖中隔板上的止裂孔上对应为瓶形铁棒；
(3)定位铸造芯体，将待铸造气缸盖对应的铸造芯体定位安装在铸造模具中，其中所述瓶形铁棒的下端固定在所述下水腔砂芯上，该瓶形铁棒的上端固定在所述上水腔砂芯上；
(4)浇铸成型，将铸造气缸盖的金属溶液浇注在气缸盖铸造模具中，冷却成型；
(5)导出铸造芯体，将冷却成型后的气缸盖浇注体内的铸造芯体导出，完成气缸盖的铸造，其中上水腔砂芯和下水腔砂芯导出后，瓶形铁棒插在上水腔和下水腔之间的气缸盖中隔板上，与气缸盖中隔板上的止裂孔共同形成中隔板止裂结构。
进一步的，所述步骤(3)中的瓶形铁棒的下端固定在所述下水腔砂芯的上端，瓶形铁棒的上端固定在所述上水腔砂芯的下端。
相对于现有技术，本发明所述的中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法具有以下优势：
(1)本发明所述的中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，用铁棒替代砂芯，可防止气缸盖浇注时金属液冲断砂芯棒，使气缸盖中隔板止裂孔无法成型，且该种方法生产的气缸盖，在柴油机高负荷工作时气缸盖偶尔产生中隔板裂纹后，中隔板止裂结构能有效引导裂纹扩展至止裂孔，防止裂纹穿透气道进而造成气缸盖失效。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的中隔板具有止裂结构的气缸盖的垂直剖面示意图；
图2为本发明实施例所述的中隔板具有止裂结构的气缸盖的水平剖面结构示意图。
附图标记说明：
1-气缸盖顶板，2-气缸盖，3-上水腔，4-气缸盖中隔板，5-瓶型铁棒，6-下水腔，7-气缸盖底板，8-中隔板起裂位置，9-裂纹扩展途径，10-中隔板止裂结构，11-气缸盖气道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明包括以下步骤：
(1)铸造模具预处理，将待使用的气缸盖铸造模具进行清洗预处理；
(2)制作铸造芯体，对应待铸造气缸盖2的结构和尺寸制作该气缸盖2上中空部分的芯体，其中该气缸盖2上的上水腔3和下水腔6分别对应为上水腔砂芯和下水腔砂芯，该气缸盖中隔板4上的止裂孔上对应为瓶形铁棒5；
(3)定位铸造芯体，将待铸造气缸盖2对应的铸造芯体定位安装在铸造模具中，其中所述瓶形铁棒5的下端固定在所述下水腔砂芯上，该瓶形铁棒5的上端固定在所述上水腔砂芯上；
(4)浇铸成型，将铸造气缸盖2的金属溶液浇注在气缸盖铸造模具中，冷却成型；
(5)导出铸造芯体，将冷却成型后的气缸盖浇注体内的铸造芯体导出，完成气缸盖2的铸造，其中上水腔砂芯和下水腔砂芯导出后，瓶形铁棒5插在上水腔3和下水腔6之间的气缸盖中隔板4上，与气缸盖中隔板4上的止裂孔共同形成中隔板止裂结构10。
所述步骤(3)中的瓶形铁棒的下端固定在所述下水腔砂芯的上端，瓶形铁棒的上端固定在所述上水腔砂芯的下端。
如图1至2所示，气缸盖2包括气缸盖顶板1、上水腔3、气缸盖中隔板4、下水腔6和气缸盖底板7，使用上述方法铸造的气缸盖2，在气缸盖中隔板4上插有瓶形铁棒5，瓶形铁棒5与该瓶形铁棒5所插的止裂孔共同构成中隔板止裂结构10，瓶型金属棒5可保证气缸盖2铸造清砂后嵌在气缸盖中隔板4上不脱落，不会造成其它相关件的损伤。
一般情况下，柴油机工作时，裂纹由中隔板裂纹起裂部位8开始，沿气缸盖中隔板4的裂纹扩展途径9向气缸盖气道11扩展，最终穿透气缸盖气道11导致气缸盖2失效。
使用本发明所述方法铸造的气缸盖2，在裂纹由中隔板裂纹起裂部位8开始，沿气缸盖中隔板4的裂纹扩展途径9向气缸盖气道11扩展的途中，经过瓶形铁棒5和止裂孔共同构成的中隔板止裂结构10，裂纹在中隔板止裂结构10终止，延长了气缸盖2的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (2)
1.一种中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)铸造模具预处理，将待使用的气缸盖铸造模具进行清洗预处理；
(2)制作铸造芯体，对应待铸造气缸盖的结构和尺寸制作该气缸盖上中空部分的芯体，其中该气缸盖上的上水腔和下水腔分别对应为上水腔砂芯和下水腔砂芯，该气缸盖中隔板上的止裂孔上对应为瓶形铁棒；
(3)定位铸造芯体，将待铸造气缸盖对应的铸造芯体定位安装在铸造模具中，其中所述瓶形铁棒的下端固定在所述下水腔砂芯上，该瓶形铁棒的上端固定在所述上水腔砂芯上；
(4)浇铸成型，将铸造气缸盖的金属溶液浇注在气缸盖铸造模具中，冷却成型；
(5)导出铸造芯体，将冷却成型后的气缸盖浇注体内的铸造芯体导出，完成气缸盖的铸造，其中上水腔砂芯和下水腔砂芯导出后，瓶形铁棒插在上水腔和下水腔之间的气缸盖中隔板上，与气缸盖中隔板上的止裂孔共同形成中隔板止裂结构。
2.根据权利要求1所述的中隔板具有止裂结构的气缸盖铸造方法，其特征在于：所述步骤(3)中的瓶形铁棒的下端固定在所述下水腔砂芯的上端，瓶形铁棒的上端固定在所述上水腔砂芯的下端。
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