CN108405807B - 一种铝合金油底壳铸造的砂型组件及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金油底壳铸造的砂型组件，包括砂芯一、砂芯二、砂芯三、砂芯四、砂芯五、砂芯六、砂芯七，所述的砂芯六与砂芯五之间设有与油底壳连接法兰对应的法兰形状，所述的砂芯六与砂芯四之间设有与油底壳大平面结构对应的大平面形状，所述的砂芯一、砂芯二和砂芯三均安装在所述的砂芯四上形成下砂型；所述的砂芯五和砂芯六均安装在所述的砂芯七上形成上砂型，所述的上砂型倒扣组装在所述的下砂型上形成完整的砂型组件。本发明还公开了一种铝合金油底壳铸造的方法。本发明有利于大面积的薄壁充型饱满，气渣往上排，避免冷隔、浇不足、气孔、夹渣等铸造缺陷的产生，提高铸造的组芯效率、排气效率以及成品率。

Description

一种铝合金油底壳铸造的砂型组件及方法

技术领域

本发明涉及铝合金油底壳快速成形制造技术领域，更具体地说，它涉及一种铝合金油底壳铸造的砂型组件及方法。

背景技术

发动机油底壳是整个柴油机的关键部件，其主要作用是存储由发动机流回的机油，为整机提供润滑，并散去其所带部分热量。对于中小型发动机油底壳，一般采用钢板冲压成型制作而成；而大型发动机油底壳由于外观尺寸较大，壁厚大，且对重量有一定要求，故无法采用冲压成型制造，一般采用铸造成型，材质一般是灰铁；在一些特殊构造的中小型发动机，其油底壳一般采用铝合金铸造成型。铝合金铸造成型的油底壳与冲压件油底壳相比主要有几个优点：第一，铝合金油底壳可以扁平化结构设计，减少整机外形尺寸，冲压件油底壳则无法满足；第二，铝合金油底壳可以实现油底壳与气缸体中间部位上螺栓紧固，紧固方式更合理，更牢靠，冲压件油底壳一般只能四周上紧；第三，铝合金油底壳体积小，装油量大，能很好的满足机油温度要求，冲压件油底壳虽然装油大，但体积也大；第四，铝合金油底壳更有助于机油更好的散热，冲压件油底壳散热性能一般。

铝合金油底壳为了减少发动机外型尺寸，一般都呈扁平化结构设计，底部呈大平面结构，而且油底壳的壁厚都较薄，一般在6mm左右，油底壳的连接法兰部位较厚大。基于以上结构特点，在传统铝合金油底壳铸造工艺中，利用传统的砂型组件以及组芯方法，并采用底注式浇注方案进行铸造，铸造时铝溶液通过底部注入，从而铸造出油底壳大平面结构在顶部，油底壳连接法兰在底部的铸造毛坯，该种铸造方法还存在明显的不足，主要表现在：1、在浇注时大平面由于铝液最后才到达，浇注温度低，容易造成冷隔、浇不足的铸造缺陷；2、铸造冒口的布置位置有限，浇注式，连接法兰部位容易出现缩孔、缩松等缺陷；3、除渣过程中如果除的不到位，浇注时会随铝液流到顶部大平面结构处，易产生夹渣、气孔等铸造缺陷；4、砂芯排气只能从底部排，没有从顶部排出顺畅，气孔等铸造缺陷容易出现，废品率高。这严重制约着铝合金油底壳的生产，从而影响发动机行业的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的之一是提供一种能够有效避免铝合金油底壳铸造时出现的冷隔、气孔、缩孔、缩松等问题，并提高产品质量的铝合金铸造砂型组件。

本发明的目的之二是提供一种能够快速铸造铝合金油底壳并提高生产效率的铝合金油底壳铸造方法。

本发明的技术方案是这样的：一种铝合金油底壳铸造的砂型组件，包括砂芯一、砂芯二、砂芯三、砂芯四、砂芯五、砂芯六、砂芯七，所述的砂芯六与砂芯五之间设有与油底壳连接法兰对应的法兰形状，所述的砂芯六与砂芯四之间设有与油底壳大平面结构对应的大平面形状，所述的砂芯一、砂芯二和砂芯三均安装在所述的砂芯四上形成下砂型；所述的砂芯五和砂芯六均安装在所述的砂芯七上形成上砂型，所述的上砂型倒扣组装在所述的下砂型上形成完整的砂型组件。

进一步地，所述的上砂型上分别设有明冒口、暗冒口以及砂芯排气系统。

进一步地，所述的砂芯六包括相互贴合的分解砂芯一和分解砂芯二，所述的大平面形状位于所述的分解砂芯二和砂芯四之间，所述的法兰形状位于所述的分解砂芯一和砂芯五之间。

进一步地，在所述分解砂芯一和分解砂芯二的四周相对应位置分别设有多个填砂孔,所述分解砂芯一和分解砂芯二的贴合面上设有多组掏空结构，且所述的掏空结构之间设有排气引道。

进一步地，所述的分解砂芯一通过一对吊芯紧固装置与所述的砂芯七相连，所述的吊芯紧固装置包括紧固垫片一、紧固垫片二以及将二者相连的锁紧杆、套设于该锁紧杆上的锁紧垫片和锁紧螺母。

一种铝合金油底壳铸造的方法，该方法包括砂芯制作、砂芯组装、浇注以及清理，该方法的步骤如下：

S1，砂芯制作：采用快速成形的方式制作出与油底壳铸型砂型相符的砂芯一、砂芯二、砂芯三、砂芯四、砂芯五、砂芯六、砂芯七；

S2，砂芯组装：采用悬挂式吊芯的组芯方式，首先将砂芯一、砂芯二、砂芯三依次组装在砂芯四上以形成下砂型，其次将砂芯五、砂芯六依次组装在砂芯七上以形成上砂型，最后将上砂型紧固后翻转并将其倒扣组装到下砂型上以获得整个砂型组件；

S3，浇注：采用双浇道同时进水的底注立浇式浇注系统，向砂型组件内注入铝液，完成浇注以获得铸件；

S4，清理：对铸件进行清理，得到大平面结构在下、且连接法兰部位在上的铝合金油底壳毛坯。

进一步地，在步骤S1中，所述的砂芯六包括相互贴合的分解砂芯一和分解砂芯二，在所述分解砂芯一和分解砂芯二的四周相对应位置分别设置多个填砂孔。

进一步地，在步骤S2中，砂芯六通过悬挂式吊芯的组装方式组装，先将所述的分解砂芯一通过一吊芯紧固装置上紧安装在所述的砂芯七上；然后再将分解砂芯二通过上粘胶以及在所述的填砂孔内填砂的方式上紧安装在分解砂芯一上。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有的优点为：

1、本发明巧妙的将易出现铸造缺陷的大平面结构设计在下，浇注时易于获得较高温度的铝液充型，有利于大面积的薄壁充型饱满，气渣往上排，避免冷隔、浇不足、气孔、夹渣等铸造缺陷的产生；

2、本发明巧妙的将厚大的连接法兰部位设计在顶部，并设置冒口，有利于气渣排到冒口内，有利于铸件厚大部分的补缩，符合铝合金件的顺序凝固方式，容易得到合格的铸件，提高铸造成品率；

3、本发明通过吊芯紧固装置实现悬挂式吊芯的组芯方式设计，不仅可以保证悬挂砂芯的顺利组装，还可以提高组芯的可靠性、牢固性，从而提升组芯的效率；

4、本发明将砂芯六分解成两个砂芯，且两个砂芯上分别设计有掏空和排气引道，不仅可以降低砂芯重量，便于悬挂式吊装组芯现场操作，还可以保证砂芯气能顺畅的从顶部排出，从而提高砂芯的排气效率，避免气孔等铸造缺陷的产生，提高铸造成品率。

附图说明

图1为油底壳毛坯一侧的结构示意图；

图2为油底壳毛坯另一侧的结构示意图；

图3为本发明的结构分解示意图；

图4为本发明中分解砂芯一的结构示意图；

图5为本发明中分解砂芯二的结构示意图；

图6为本发明中上砂型的结构示意图；

图7为图6中拆除分解砂芯二的结构示意图；

图8为本发明中吊芯紧固装置的结构放大示意图；

图9为应用本发明的砂型组件铸造得到的铸件结构示意图。

其中：1-砂芯一、2-砂芯二、3-砂芯三、4-砂芯四、5-砂芯五、6-砂芯六、7-砂芯七、10-浇注系统、11-明冒口、12-暗冒口、13-砂芯排气系统、14-填砂孔、15-掏空结构、16-排气引道、17-吊芯紧固装置、a-油底壳连接法兰、b-油底壳大平面结构、c-下砂型、d-上砂型、e-油底壳毛坯、6a-分解砂芯一、6b-分解砂芯二、17a-紧固垫片一、17b-紧固垫片二、17c-锁紧杆、17d-锁紧垫片、17e-锁紧螺母。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图1-9所示，本发明的一种铝合金油底壳铸造的砂型组件，包括砂芯一1、砂芯二2、砂芯三3、砂芯四4、砂芯五5、砂芯六6、砂芯七7，其中，在砂芯六6与砂芯五5之间设有与油底壳连接法兰a对应的法兰形状，在砂芯六6与砂芯四4之间设有与油底壳大平面结构b对应的大平面形状，即法兰形状和大平面形状分别位于砂芯六6的上下两侧，形成相背对的结构，使浇注时，铝液率先到达大平面形状处，先对油底壳大平面结构b进行充型，然后再对油底壳连接法兰a进行充型，砂芯一1、砂芯二2和砂芯三3均安装在砂芯四4上形成下砂型c；砂芯五5和砂芯六6均安装在砂芯七7上形成上砂型d，上砂型d倒扣组装在下砂型c上形成完整的砂型组件。具体的，砂芯二2和砂芯三3分别位于砂芯四4的两侧，砂芯五5位于砂芯七7下部，砂芯六6位于砂芯一1和砂芯五5之间，砂芯一1在合芯后与砂芯七7相连，且砂芯五5在合芯后插接于砂芯一1内。本发明通过巧妙的将易出现铸造缺陷的大平面结构设计在下，浇注时易于获得较高温度的铝液充型，有利于大面积的薄壁充型饱满，气渣往上排，避免冷隔、浇不足、气孔、夹渣等铸造缺陷的产生，同时巧妙的将厚大的连接法兰部位设计在顶部，并设置冒口，有利于气渣排到冒口内，有利于铸件厚大部分的补缩，符合铝合金件的顺序凝固方式，容易得到合格的铸件，提高铸造成品率。

优选的，在上砂型d上分别设有明冒口11、暗冒口12以及砂芯排气系统13，用于排气及稳压。砂芯六6包括相互贴合的分解砂芯一6a和分解砂芯二6b，其中，大平面形状位于分解砂芯二6b和砂芯四4之间，法兰形状位于分解砂芯一6a和砂芯五5之间；在分解砂芯一6a和分解砂芯二6b的四周相对应位置分别设有多个填砂孔14,用于填砂以将两个分解砂芯连接固定，在分解砂芯一6a和分解砂芯二6b的贴合面上设有多组掏空结构15，且掏空结构15之间设有排气引道16，既可以达到减轻砂芯重量的目的，便于悬挂式吊芯组芯现场操作，又可以将砂芯的气通过掏空和排气引道引到砂芯排气系统，将砂芯气排尽，从而提高砂芯的排气效率，降低因气孔等铸造缺陷造成的报废，提高成品率。优选的，分解砂芯一6a通过一对吊芯紧固装置17与砂芯七7相连，吊芯紧固装置17包括紧固垫片一17a、紧固垫片二17b以及将二者相连的锁紧杆17c、套设于该锁紧杆17c上的锁紧垫片17d和锁紧螺母17e，结构简单，制作方便。

一种铝合金油底壳铸造的方法，该方法包括砂芯制作、砂芯组装、浇注以及清理，该方法的步骤如下：

S1，砂芯制作：采用快速成形的方式制作出与油底壳铸型砂型相符的砂芯一1、砂芯二2、砂芯三3、砂芯四4、砂芯五5、砂芯六6、砂芯七7；

S2，砂芯组装：采用悬挂式吊芯的组芯方式，首先将砂芯一1、砂芯二2、砂芯三3依次组装在砂芯四4上以形成下砂型c，其次将砂芯五5、砂芯六6依次组装在砂芯七7上以形成上砂型d，最后将上砂型d紧固后翻转并将其倒扣组装到下砂型c上以获得整个砂型组件；

S3，浇注：采用双浇道同时进水的底注立浇式浇注系统10，向砂型组件内注入铝液，完成浇注以获得铸件；

S4，清理：对铸件进行清理，得到大平面结构在下、且连接法兰部位在上的铝合金油底壳毛坯e。

优选的，在步骤S1中，其砂芯六6包括相互贴合的分解砂芯一6a和分解砂芯二6b，分两次制作成型，在分解砂芯一6a和分解砂芯二6b的四周相应位置分别设置多个填砂孔14，在步骤S2中，当组装砂芯六6时，通过悬挂式吊芯的组芯方式组装，先将分解砂芯一6a通过一吊芯紧固装置17上紧安装在砂芯七7上；然后再将分解砂芯二6b通过上粘胶以及在填砂孔14内填砂的方式上紧安装在分解砂芯一6a上，最后将完整的砂芯六6随上砂型d翻转后进行悬挂式吊芯的方式组装，组芯方便。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种铝合金油底壳铸造的砂型组件，其特征在于，包括砂芯一(1)、砂芯二(2)、砂芯三(3)、砂芯四(4)、砂芯五(5)、砂芯六(6)、砂芯七(7)，所述的砂芯六(6)与砂芯五(5)之间设有与油底壳连接法兰(a)对应的法兰形状，所述的砂芯六(6)与砂芯四(4)之间设有与油底壳大平面结构(b)对应的大平面形状，所述的砂芯一(1)、砂芯二(2)和砂芯三(3)均安装在所述的砂芯四(4)上形成下砂型(c)；所述的砂芯五(5)和砂芯六(6)均安装在所述的砂芯七(7)上形成上砂型(d)，所述的上砂型(d)倒扣组装在所述的下砂型(c)上形成完整的砂型组件；所述的砂芯六(6)包括相互贴合的分解砂芯一(6a)和分解砂芯二(6b)，所述的大平面形状位于所述的分解砂芯二(6b)和砂芯四(4)之间，所述的法兰形状位于所述的分解砂芯一(6a)和砂芯五(5)之间；在所述分解砂芯一(6a)和分解砂芯二(6b)的四周相对应位置分别设有多个填砂孔(14),所述分解砂芯一(6a)和分解砂芯二(6b)的贴合面上设有多组掏空结构(15)，且所述的掏空结构(15)之间设有排气引道(16)，所述的分解砂芯一(6a)通过一对吊芯紧固装置(17)与所述的砂芯七(7)相连，所述的吊芯紧固装置(17)包括紧固垫片一(17a)、紧固垫片二(17b)以及将二者相连的锁紧杆(17c)、套设于该锁紧杆(17c)上的锁紧垫片(17d)和锁紧螺母(17e)。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金油底壳铸造的砂型组件，其特征在于，所述的上砂型(d)上分别设有明冒口(11)、暗冒口(12)以及砂芯排气系统(13)。

3.一种使用权利要求1所述的铝合金油底壳铸造的砂型组件的方法，该方法包括砂芯制作、砂芯组装、浇注以及清理，其特征在于，该方法的步骤如下：

S1，砂芯制作：采用快速成形的方式制作出与油底壳铸型砂型相符的砂芯一(1)、砂芯二(2)、砂芯三(3)、砂芯四(4)、砂芯五(5)、砂芯六(6)、砂芯七(7)；

S2，砂芯组装：采用悬挂式吊芯的组芯方式，首先将砂芯一(1)、砂芯二(2)、砂芯三(3)依次组装在砂芯四(4)上以形成下砂型(c)，其次将砂芯五(5)、砂芯六(6)依次组装在砂芯七(7)上以形成上砂型(d)，最后将上砂型(d)紧固后翻转并将其倒扣组装到下砂型(c)上以获得整个砂型组件；

S3，浇注：采用双浇道同时进水的底注立浇式浇注系统(10)，向砂型组件内注入铝液，完成浇注以获得铸件；

S4，清理：对铸件进行清理，得到大平面结构在下、且连接法兰部位在上的铝合金油底壳毛坯(e)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述的砂芯六(6)包括相互贴合的分解砂芯一(6a)和分解砂芯二(6b)，在所述分解砂芯一(6a)和分解砂芯二(6b)的四周相对应位置分别设置多个填砂孔(14)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，砂芯六(6)通过悬挂式吊芯的组装方式组装，先将所述的分解砂芯一(6a)通过一吊芯紧固装置(17)上紧安装在所述的砂芯七(7)上；然后再将分解砂芯二(6b)通过上粘胶以及在所述的填砂孔(14)内填砂的方式上紧安装在分解砂芯一(6a)上。