CN111299517A - 进气道砂芯结构及制芯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种进气道砂芯结构及制芯方法，进气道砂芯结构的制芯方法将分别采用3D打印方式制造的进气管砂芯和采用同一个制芯模具制造的多个进气道砂芯进行有效组合形成完整砂芯。制芯方法包括下列步骤：将进气管砂芯安装在基准砂芯上并加以固定；将多个进气道砂芯安装到基准砂芯和进气管砂芯上；利用粘胶、泥条将多个进气道砂芯和进气管砂芯进行过顺及固定；以及待多个进气管砂芯与进气道砂芯粘接牢固后，取出整体砂芯。本发明的制芯方法既能保证整体砂芯的强度，又能满足气道一致性要求。

Description

进气道砂芯结构及制芯方法

技术领域

本发明是关于一种能够保证进气道性能的进气道砂芯结构及制芯方法。

背景技术

在发动机结构里，进气道是个非常关键的部分，气道性能的好坏，直接影响到发动机的燃烧稳定性、效率以及排放。发动机新产品开发阶段，气道参数是一个重要数据，气道设计要求每个缸的形状相同，每个缸的进气情况一致，才能达到发动机的最佳性能，即要求气道一致性。

目前，发动机新品开发阶段所用的气缸盖毛坯产出主要是以无模砂型铸造产出，无模砂型铸造所用的砂芯，主要通过3D打印制造。3D打印的砂芯，尺寸越大，变形趋势越大。大部分国六重型柴油机进气道都是带进气管的集成式进气结构，这种结构的进气道砂芯属长条状，砂芯整体3D打印出来，变形趋势较大，不利于保证气道一致性要求。故需要设计出新的砂芯方案来解决发动机新品开发过程如何保证气道一致性的问题。

柴油机带进气管的进气道由进气管和进气道形状两大部分组成，进气管主要作用是作为气体的输送通道，真正决定气道性能(涡流比)的是气道形状。通常情况下，在新品气缸盖毛坯试制阶段，无模铸造工艺的设计过程中，为了砂芯制造、组装的便利性，通常会将带进气管的进气道砂芯设计为一个整体砂芯(以某国六6缸机为例，如图1)，其包括进气管砂芯1和多个进气道砂芯2。整体砂芯进行一体3D打印制造，用于组芯、浇注。

现行的整体砂芯一体3D打印制造方案虽然砂芯制造效率高，组芯过程便利，能够快速完成新产品气缸盖毛坯的交付。但是，这种结构的砂芯方案，一方面，受砂型3D打印精度影响，气道关键的形状尺寸精度不高。另一方面，3D打印砂型，尺寸越大变形趋势越大，各缸进气道形状间的差异越大，不能保证各缸气道形状的一致性，不能满足发动机新品开发过程的气道一致性要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进气道砂芯结构，其将多个进气道砂芯采用制芯模具制造，可以进一步保证进气道砂芯的精度要求。

本发明的另一目的在于提供一种进气道砂芯结构的制芯方法，其将分别采用3D打印方式制造的进气管砂芯和采用同一个制芯模具制造的多个进气道砂芯进行有效组合形成完整砂芯，能够满足新品发动机气道性能开发的一致性要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种进气道砂芯结构，包括进气管砂芯以及设置在进气管砂芯上的多个进气道砂芯。其中进气管砂芯采用3D打印方式制造，多个进气道砂芯采用制芯模具制造。

在一优选的实施方式中，多个进气道砂芯由同一个制芯模具制造而成。

为实现上述另一目的，本发明提供了一种进气道砂芯结构的制芯方法，其采用前述的进气管砂芯和多个进气道砂芯进行组合，制芯方法包括下列步骤：将进气管砂芯安装在基准砂芯上并加以固定；将多个进气道砂芯安装到基准砂芯和进气管砂芯上；利用粘胶、泥条将多个进气道砂芯和进气管砂芯进行过顺及固定；以及待多个进气管砂芯与进气道砂芯粘接牢固后，取出整体砂芯。

在一优选的实施方式中，在将进气管砂芯安装在基准砂芯上并加以固定之前，还包括在进气管砂芯的底部设置多个辅助支撑，多个辅助支撑用于所述进气管砂芯在所述基准砂芯上的支撑与固定。

在一优选的实施方式中，进气道砂芯结构的制芯方法还包括：将整个进气道砂芯从基准砂芯上去除以后，磨掉多个辅助支撑。

与现有技术相比，本发明的进气道砂芯结构及制芯方法，对于精度要求不高的进气管砂芯仍然采用制作效率较高的3D打印制作，而对于精度要求较高的进气道砂芯则采用传统的制芯模具制作来保证精度。组合形成整体砂芯，既保证了整体砂芯的强度和精度，进气道砂芯形状相同，所有进气道砂芯用同一副模具芯盒制芯，也保证了每个缸进气道形状的一致，满足了新品发动机气道性能开发的一致性要求。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的整体砂芯的结构示意图；

图2是根据本发明一实施方式的进气管砂芯体的结构示意图；

图3是根据本发明一实施方式的进气道砂芯体的制造过程示意图；

图4是根据本发明一实施方式的辅助支撑的结构示意图；

图5是根据本发明一实施方式的进气管砂芯体安装至基准砂芯的示意图；

图6是根据本发明一实施方式的进气道砂芯体与进气管砂芯体的组合示意图；

图7是根据本发明一实施方式的整体砂芯取出的示意图；

图8是根据本发明一实施方式的磨去辅助支撑的示意图；

图9是根据本发明一实施方式的制芯方法的流程示意图。

主要附图标记说明：

1-进气管砂芯，11-进气管砂芯体，12-辅助支撑，2-进气道砂芯，3-进气道模型，4-制芯模具，5-进气道砂芯体，6-基准砂芯。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的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。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1所示，图1是根据本发明一实施方式的整体砂芯的结构示意图。根据本发明优选实施方式的一种进气道砂芯结构100，包括采用3D打印方式制造的进气管砂芯1和由同一个制芯模具制造而成的多个进气道砂芯2。

如图2至图9所示，根据本发明实施方式的进气道砂芯结构的制芯方法，其采用进气管砂芯1和多个进气道砂芯2进行组合，制芯方法包括下列步骤：在进气管砂芯体11的底部设置多个辅助支撑12。将进气管砂芯体11安装在基准砂芯6上，并通过辅助支撑12对进气管砂芯体11进行支撑和固定。用进气道模型3通过同一个制芯模具4制造多个规格相同的进气道砂芯体5。将多个进气道砂芯体5安装到基准砂芯6和进气管砂芯体11上。由于有辅助支撑对于进气管砂芯体11的支撑，可以保证进气管砂芯体11和多个进气道砂芯体5的高度及角度的符合要求。然后利用粘胶、泥条等将多个进气道砂芯体5和进气管砂芯体11进行粘结过顺及固定。待多个进气管砂芯体5与进气道砂芯体11粘接牢固后，取出整体砂芯。磨掉多个辅助支撑12获得最终的由进气管砂芯1和多个进气道砂芯2组成的整体砂芯100。

综上所述，本发明的进气道砂芯结构及制芯方法具有以下优点：本方法对于精度要求不高的进气管砂芯仍然采用制作效率较高的3D打印制作，而对于精度要求较高的进气道砂芯则采用传统的制芯模具制作来保证精度。组合形成整体砂芯，既保证了整体砂芯的强度和精度，进气道砂芯形状相同，所有进气道砂芯用同一副模具芯盒制芯，也保证了每个缸进气道形状的一致，满足了新品发动机气道性能开发的一致性要求。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种进气道砂芯结构，其特征在于，包括：

进气管砂芯；以及

多个进气道砂芯，其设置在所述进气管砂芯上；

其中所述进气管砂芯采用3D打印方式制造，所述多个进气道砂芯采用制芯模具制造。

2.如权利要求1所述的进气道砂芯结构，其特征在于，所述多个进气道砂芯由同一个所述制芯模具制造而成。

3.一种进气道砂芯结构的制芯方法，其采用如权利要求1所述的进气管砂芯和多个进气道砂芯进行组合，其特征在于，所述制芯方法包括下列步骤：

将进气管砂芯安装在基准砂芯上并加以固定；

将多个进气道砂芯安装到所述基准砂芯和进气管砂芯上；

将所述多个进气道砂芯和所述进气管砂芯进行粘合过顺及固定；以及

待所述多个进气管砂芯与所述进气道砂芯粘接牢固后，取出整体砂芯。

4.如权利要求3所述的进气道砂芯结构的制芯方法，其特征在于，在将进气管砂芯安装在基准砂芯上并加以固定之前，还包括在所述进气管砂芯的底部设置多个辅助支撑，所述多个辅助支撑用于所述进气管砂芯在所述基准砂芯上的支撑与固定。

5.如权利要求1所述的进气道砂芯结构的制芯方法，其特征在于，还包括：将整个进气道砂芯从所述基准砂芯上去除以后，磨掉所述多个辅助支撑。

Images