CN112157225B - 一种大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明铸钢件铸造技术，尤其涉及一种大型薄壁汽缸铸件尺寸的控制方法，该方法包括如下步骤：以大型薄壁汽缸铸件的缸体中心线为基准线进行分型；分别在左右分型面的排气管和缸体之间预设收缩缝；分别在左右分型的缸体上预设收缩缝；分别在排气管的管壁内侧预设工艺补正量；分别在左右两侧的龙门侧挡壁上预设工艺补正量；分别在左右两侧的排气管砂型内设置3D空心砂芯。本发明克服了传统生产工艺引起的铸件尺寸不合格问题，利用尺寸收缩缝的方法，解决管壁自由收缩问题；利用3D空心砂盒放于砂芯中，提高砂芯退让性，保证管壁的自由收缩；有效铸件解决了收缩长度方向管壁中心变长的问题；并解决了长度方向管壁设计贴量的问题。

Description

一种大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法

技术领域

本发明涉及一种铸钢件铸造技术，尤其涉及一种大型薄壁汽缸铸件尺寸的控制。

背景技术

缸体为油气、蒸汽轮机等行业外缸零件，其通用结构为匀壁缸体与薄壁管壁结构，缸体结构中包含了排气管和缸体，具有壁薄、超长结构特点。但对于大型超长、薄壁汽缸铸件，铸件收缩时受到排气管内部砂芯的阻碍，导致管壁中心距离变长，出现管壁的整体铸件比理论尺寸边长问题。

对于薄壁、超长气缸件铸件的生产过程中，由于其长度尺寸大，管壁芯子阻碍收缩的问题，传统的生产方法常会引起导致铸件整体变长；管壁中心变长，导致管壁与其装配的其他零件不匹配；管壁形线尺寸变化，导致管壁一侧多量，一侧少量，带来的问题为多量气刨，少量焊接，造成很大成本浪费等问题。

发明内容

本发明克服了传统生产工艺引起的铸件尺寸不合格问题，提供了一种大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，利用尺寸收缩缝的方法，解决管壁自由收缩问题；同时设计一种3D空心砂盒放于砂芯中，提高砂芯退让性，保证管壁的自由收缩。

一种大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，包括如下步骤：

1)以大型薄壁汽缸铸件的缸体中心线为基准线进行分型；

2)分别在左右分型面的排气管和缸体之间预设收缩缝；

3)分别在排气管的管壁内侧预设工艺补正量；

4)分别在左右两侧的龙门侧挡壁上预设工艺补正量；

5)分别在左右两侧的排气管砂型内设置3D空心砂芯。

进一步的，所述排气管和缸体之间预设收缩缝设置以排气管的中心线为准，宽度控制在10-20mm，根据铸件长度变化；

进一步的，所述缸体上的收缩缝设置以左右分型的缸体的中心线。

进一步的，所述缸体上的预设收缩缝的宽度控制在10-20mm，根据铸件长度变化。

进一步的；所述管壁内侧的工艺补正量控制在3-10mm，根据铸件长度变化。

进一步的，所述龙门侧挡壁上的工艺补正量控制在3-10mm，根据铸件长度变化。

进一步的，所述3D空心砂芯的内部为空心结构，壁厚控制在10-20mm。

进一步的，所述3D空心砂芯的端面上设置有出气孔，所述出气孔的直径控制在20-60mm。

进一步的，所述3D空心砂芯设置方式为沿所述排气管内壁一侧沿周布置一组所述3D空心砂芯；具体的布置个数根据排气管内壁的长度进行确定。

进一步的，每个所述3D空心砂芯与排气管的管壁水平和高度方向上设置一定的间距，间距控制在100-150mm。

本发明采用工艺收缩缝的设计，解决了收缩长度方向管壁中心变长的问题；并解决了长度方向管壁设计贴量的问题；通过3D空心砂芯的设计，提高了砂芯的退让性，减小了砂芯对铸件的自由收缩性；实现了成本和时间节约，大型缸体铸件尺寸气刨焊接返修，如一套上下半150t缸体尺寸节约费用近百万，周期节约近一月；有效的控制的大型薄壁汽缸铸件的尺寸问题，铸件的尺寸符合要求。

附图说明

图1油汽缸铸件三维图

图2油气缸铸件管壁图

图3收缩缝设置整体图

图4铸件收缩缝图

图5 3D空心砂芯设置图

图6 3D空心砂芯

其中，1-排气管一；2-排气管二；3-缸体4-管壁一；5-管壁二；6-管壁三；7-管壁四；8-管壁五；9-管壁六；10-管壁七；11-管壁八；14-排气管一砂型；17-排气管二砂型；19-收缩缝一；20-收缩缝二；21-收缩缝三；22-收缩缝四；23-龙门档侧壁一；24-龙门档侧壁二；25-龙门档侧壁三；26-龙门档侧壁四；27-缸体中心线；28-分块一；29-分块二；30-分块三；31-分块四；32-3D空心砂芯；33-3D空心砂芯出气孔

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

以油气缸体为例，油气缸体，如图1，油气缸体由排气管一1、排气管二2、缸体3三部分组成，其中排气管一1、排气管二2壁厚为仅50mm，管壁高度可达2840mm，长度5500mm，宽度3991mm；缸体3壁厚仅50mm，具有壁薄、超长结构特点。

对于大型超长、薄壁汽缸铸件，铸件收缩时受到排气管一1、排气管二2内部砂芯的阻碍，导致排气管的管壁中心距离12变长，本发明提供一种大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，具体包括如下步骤：

以缸体3的缸体中心线27为基准线进行分型，将缸体3分为左右两部分；分型面左侧为排气管一1和缸体3的左半边部分，右侧为排气管二2和缸体3的右半边部分。

在排气管一1与缸体3的左半边部分之间预设收缩缝，即以排气管一1的中心线为准设置收缩缝，形成收缩缝一19；在排气管而2的与缸体3的右半部分之间预设收缩缝，即以排气管二2的中心线为准设置收缩缝，形成收缩缝四22，收缩缝一19和收缩缝四22的宽度15mm。

在缸体3的左半边部分的缸体的中心线上预设收缩缝二20；在缸体3的右半部分缸体的中心线上预设收缩缝三21，收缩缝二20和收缩缝三21的宽度5mm。

以上三个步骤，将油气缸体的砂型分成五块，包括分块一28，为排气管一1的左半部分；分块二29，为排气管一1的右半部分和左边缸体的一半；以基准线为准，对称形成分块三30和分块四31，最中间砂芯为左右分型面缸体的两半。

收缩缝一19、收缩缝二20的设计使砂芯一28向缸体中心线27移动20mm，收缩缝二20的设计使砂芯二29向缸体中心线27移动5mm，收缩缝三21、收缩缝四22使砂芯四31向缸体中心线27移动20mm，收缩缝三21使砂芯三30向缸体中心线27移动5mm。

设计收缩缝的过程中需要设计工艺补正量以修正其他铸造面的尺寸问题，在排气管1和排气管2的内侧管壁上设置工艺补正量，即在管壁二5、管壁三6、管壁六9、管壁七10设计工艺补正量5mm。

在分型面左侧的龙门档侧壁一23、龙门档侧壁四26设计工艺补正量5mm，在分型面右侧的龙门档侧壁二24、龙门档侧壁三25设计补正量-5mm。

在排气管一砂型14、排气管二砂型17内设置3D空心砂芯32，3D空心砂芯32距离排气管的管壁150mm，3D空心砂芯32高度方向及左右间距150mm。

实施例二：

设置一种3D空心砂芯32，其3D尺寸为200*200*200mm，内部为空心结构，壁厚15mm，同时为了解决芯出气问题，在端面设计3D空心6根砂芯出气孔33，所述砂芯出气孔33的直径20mm。

Claims (8)

1.一种大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

大型薄壁气缸铸件包括排气管和缸体，以所述缸体的缸体中心线为基准线进行分型，将所述缸体分成左右两部分，一者为排气管一和缸体的左半边部分，另一者为排气管二和缸体的右半部分；

以所述排气管一和所述排气管二的中心线为准，所述排气管一和所述排气管二分别设置宽度为10-20mm的收缩缝；

以所述缸体的左半边部分和所述缸体的右半边部分的中心线为准，所述缸体的左半边部分和所述缸体的右半边部分分别设置宽度为10-20mm的收缩缝；

分别在所述排气管一和所述排气管二的管壁内侧预设工艺补正量；

分别在左右两侧的龙门侧挡壁上预设工艺补正量；

分别在所述排气管一和所述排气管二内部的砂型内设置3D空心砂芯。

2.根据权利要求1所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，所述管壁内侧的所述工艺补正量为3-10mm。

3.根据权利要求1所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，所述龙门侧挡壁上的所述工艺补正量为3-10mm。

4.根据权利要求1所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，所述3D空心砂芯的内部设置为空心结构，壁厚为10-20mm。

5.根据权利要求1所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，所述3D空心砂芯的端面上设置有出气孔。

6.根据权利要求5所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，所述出气孔直径为20-60mm。

7.根据权利要求1所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，在所述排气管内壁侧沿周布置有若干所述3D空心砂芯。

8.根据权利要求7所述的大型薄壁汽缸铸件尺寸控制方法，其特征在于，若干所述3D空心砂芯之间设有一定的间距，所述间距为100-150mm。

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