CN112846101A - 一种柴油机四缸体浇注系统及其浇注方法 - Google Patents

一种柴油机四缸体浇注系统及其浇注方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种柴油机四缸体浇注系统，包括铸造模具以及与铸造模具连接的铸浇流道，所述铸造模具包括对合的上模和下模，所述铸浇流道包括直浇道，直浇道上部设置有铸浇口，所述直浇道通过横浇道与铸造模具内的四缸体铸造腔连通；所述横浇道通过底入水浇道和侧入水浇道分别与四缸体铸造腔的底入水口和侧入水口连通。本发明公开了一种能提升浇注质量降低烧结气爆，且具有避渣功能的柴油机四缸体浇注系统。

Description

一种柴油机四缸体浇注系统及其浇注方法
技术领域
本发明涉及机械制造加工领域，具体涉及一种柴油机四缸体浇注系统及其浇注方法。
背景技术
在现有的技术中，柴油机缸体的浇注系统种类主要分为：油底壳面底部入水、中部入水、上部入水及以上三种入水的不同组合入水。由于四缸体的砂芯结构原因，无法采用轴承座中部入水。如附图4、附图5、附图6所示，原方案浇注系统采用底部入水和上部入水的浇注系统，原方案有以下几个缺点：
1.铁水从底部和上部先后注入，充型时铁水上下翻滚剧烈，易产生烧结和气爆，例如产生机械和化学粘砂，缸体外观密集砂眼不良频发。
2.现有技术中底部和上部入水比较集中且入水片厚，易产生缸体内腔砂渣眼不良频发。
3.浇注系统敝渣效果差，缸体加工后缸筒砂眼和缸盖面砂眼报废频发。
针对以上缺点，结合模具与缸体产品结构，发明了一种能提升浇注质量、降低烧结气爆，且具有避渣功能的柴油机四缸体浇注系统。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种能提升浇注质量降低烧结气爆，且具有避渣功能的柴油机四缸体浇注系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种柴油机四缸体浇注系统，包括铸造模具以及与铸造模具连接的铸浇流道，所述铸造模具包括对合的上模和下模，所述铸浇流道包括直浇道，直浇道上部设置有铸浇口，所述直浇道通过横浇道与铸造模具内的四缸体铸造腔连通；所述横浇道通过底入水浇道和侧入水浇道分别与四缸体铸造腔的底入水口和侧入水口连通。
在本发明一个优选的实施方式中，直浇道和所述横浇道衔接的内部设置有滤渣片。
在本发明一个优选的实施方式中，底入水浇道通过多个底入水片与底入水口连接。
在本发明一个优选的实施方式中，侧入水浇道靠近所述直浇道的一端设置有下凹的浇道减压槽。
在本发明一个优选的实施方式中，底入水浇道远离横浇道的一端设置有敝渣包。
在本发明一个优选的实施方式中，四缸体铸造腔的缸盖面连接有避渣溢流块。
在本发明一个优选的实施方式中，铸造模具上设置有若干个与四缸体铸造腔连接的排气管，所述排气管垂直四缸体铸造腔向上延伸出四缸体铸造腔的外部。
在本发明一个优选的实施方式中，底入水浇道通过六个间隔设置的底入水片与所述四缸体铸造腔的底入水口连通；所述侧入水浇道通过至少一个侧入水片与四缸体铸造腔的侧入水口连通。
本发明的另一个目的是提供一种柴油机四缸体浇注系统的浇注方法，包括以下步骤，将铁水从铸浇口注入，通过直浇道经过滤渣片进行滤渣，然后通过横浇道分别引入底入水浇道和侧入水浇道；通过底入水浇道为主从四缸体铸造腔的底入水口经过多片底入水片均布分散引入四缸体铸造腔内；通过侧入水浇道为辅助注水，从四缸体铸造腔的侧入水口经过侧入水片均布引入四缸体铸造腔内；并通过底入水浇道的远端设置敝渣包以及在缸盖面设置的敝渣溢流块进行溢流避渣。
本发明解决了技术背景中存在的缺陷，本发明有益的技术效果是：
本发明公开了一种能提升浇注质量降低烧结气爆，且具有避渣功能的柴油机四缸体浇注系统。
1、铁水主要从底入水浇道从底部的底入水口注入，铁水充型平稳，消除了烧结和气爆现象。辅以侧部少量侧入水浇道从侧面的侧入水口入水补充，解决了底部入水远端充型压力不足，易产生气孔的缺陷。侧入水浇道上设置有浇道减压槽进行流量控制，避免侧入水压力过大产生冲砂现象。
2、底入水浇道通过多片间隔设置的底入水片由底部入水分散均布，且入水片减薄,保证足够入水面积且分散入水压力，消除了缸体内腔砂渣眼现象。
3、在底入水浇道的远端设置敝渣包，在缸盖面设置敝渣溢流块，有效提升敝渣效果，缸体加工后缸筒砂眼和缸盖面砂眼报废大大减少。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的柴油机四缸体浇注系统的主视结构示意图；
图2是本发明的优选实施例的柴油机四缸体浇注系统的俯视结构示意图；
图3是本发明的优选实施例的柴油机四缸体浇注系统的侧视结构示意图；
图4是现有技术中的柴油机四缸体浇注系统的主视结构示意图；
图5是现有技术中的柴油机四缸体浇注系统的俯视结构示意图；
图6是是现有技术中的柴油机四缸体浇注系统的侧视结构示意图；
其中，1-铸造模具，11-上模，12-下模，2-铸浇口，21-直浇道，211-滤渣片，231-底入水浇道，231A-底入水口，232-顶入水浇道，232A-顶入水口，233-侧入水浇道，233A-侧入水口，24-顶入水片，25-底入水片，26-敝渣包，27-浇道减压槽，28-侧入水片，4-避渣溢流块，41-排气管，5-四缸体铸造腔。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、底、顶等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
现有技术中，如图4～图6所示，采用的是底入水浇道和顶入水浇道，铁水从底部和上部先后注入，充型时铁水上下翻滚剧烈，易产生烧结和气爆，例如，产生机械和化学粘砂，缸体外观密集砂眼不良频发。现有技术中底部和上部入水比较集中且入水片厚，易产生缸体内腔砂渣眼不良频发。浇注系统敝渣效果差，缸体加工后缸筒砂眼和缸盖面砂眼报废频发。
实施例一
本发明提供了一个优选的实施例，具体如图1～图3所示，一种柴油机四缸体浇注系统，包括铸造模具1以及与铸造模具1连接的铸浇流道，铸造模具1包括对合的上模11和下模12，铸浇流道包括直浇道21，直浇道21上部设置有铸浇口12，直浇道21与横浇道的一端连接，横浇道的另一端与通过底入水浇道231和侧入水浇道233分别与四缸体铸造腔5的底入水口231A和侧入水口233A连通。铸造模具1上设置有多个与四缸体铸造腔5连接的排气管41，排气管41垂直四缸体铸造腔5向上延伸出四缸体铸造腔5的外部。进一步的，底入水浇道231通过六个间隔设置的底入水片25与四缸体铸造腔5的底入水口231A连通；侧入水浇道233通过至少一个侧入水片28与四缸体铸造腔5的侧入水口233A连通。
具体的，直浇道21和横浇道衔接的内部设置有滤渣片211。侧入水浇道233靠近直浇道21的一端设置有下凹的浇道减压槽27。底入水浇道231远离横浇道的一端设置有敝渣包26；四缸体铸造腔5的缸盖面连接有避渣溢流块4。
更进一步的，铸造模具1中四缸体铸造腔5的底入水口231A入水面积为：
Figure BDA0002879315020000051
其中，k是常数，k的取值与铁水的密度对应，F是内浇口的面积，G是铸件的单重量，t是浇铸的时间，H是铸浇口到底入水口之间的距离，m是摩擦系数。内浇口面积：
Figure BDA0002879315020000052
Figure BDA0002879315020000053
其中:k＝1036,G＝120kg,m＝0.35,t＝16s,H＝320㎜。更进一步的，直浇道：横浇道：底入水浇道：底入水口的入水的截面积比为1：0.8：1：1。
更进一步的，避免侧入水压力过大产生冲砂现象，采用侧部入水浇道减压槽27的流量控制，侧入水浇道减压槽27和侧入水浇道233的截面积比为0.67：1。具体的，侧入水浇道减压槽27截面积为20×10＝200mm2；侧入水浇道233截面积为15×20＝300mm2。底部入水浇道远端增设敝渣包26一个，尺寸为30×30×130㎜；缸盖面增设敝渣溢流块4三块，每块尺寸为30×30×120㎜。四缸体铸件单重88kg,整模重120kg，浇注时间15-17秒/模，铁水浇注速度7-8kg/秒。采用日本新东ACE-5静压水平造型线，砂箱尺寸800×1000×320/320㎜；浇注设备：PUMA-15浇注机(侧浇浇包型式)。
表1：现有技术方案和本实施例方案不同点及优、缺点对比表
Figure BDA0002879315020000061
综上，本发明公开了一种能提升浇注质量降低烧结气爆，且具有避渣功能的柴油机四缸体浇注系统。铁水主要从底入水浇道231从底部的底入水口231A注入，铁水充型平稳，消除了烧结和气爆现象。辅以侧部少量侧入水浇道233从侧面的侧入水口233A入水补充，解决了底部入水远端充型压力不足，易产生气孔的缺陷。侧入水浇道233上设置有浇道减压槽27进行流量控制，避免侧入水压力过大产生冲砂现象。
底入水浇道231通过多片间隔设置的底入水片25由底部入水分散均布，且入水片减薄,保证足够入水面积且分散入水压力，消除了缸体内腔砂渣眼现象。在底入水浇道231的远端设置敝渣包26，在缸盖面设置敝渣溢流块4，有效提升敝渣效果，缸体加工后缸筒砂眼和缸盖面砂眼报废大大减少浇注系统的采用，取得很好的效果，生产不良率总体由8％下降到2％，客户端加工不良率由3.5％下降到1％以下。
实施例二
本发明还提供了一种柴油机四缸体浇注系统的浇注方法，包括以下步骤：将铁水从铸浇口12注入，通过直浇道21经过滤渣片211进行滤渣，然后通过横浇道分别引入底入水浇道231和侧入水浇道233；通过底入水浇道231为主从四缸体铸造腔5的底入水口231A经过多片底入水片25均布分散引入四缸体铸造腔5内；通过侧入水浇道233为辅助注水，从四缸体铸造腔5的侧入水口233A经过侧入水片28均布引入四缸体铸造腔5内；并通过底入水浇道231的远端设置敝渣包26以及在缸盖面设置的敝渣溢流块4进行溢流避渣。
本发明工作原理：将铁水从铸浇口12注入，通过直浇道21经过滤渣片211进行滤渣，然后通过横浇道分别引入底入水浇道231和侧入水浇道233；通过底入水浇道231为主从四缸体铸造腔5的底入水口231A经过多片底入水片25均布分散引入四缸体铸造腔5内；通过侧入水浇道233为辅助注水，从四缸体铸造腔5的侧入水口233A经过侧入水片28均布引入四缸体铸造腔5内；并通过底入水浇道231的远端设置敝渣包26以及在缸盖面设置的敝渣溢流块4进行溢流避渣。
以上具体实施方式是对本发明提出的方案思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (9)

1.一种柴油机四缸体浇注系统，包括铸造模具以及与铸造模具连接的铸浇流道，所述铸造模具包括对合的上模和下模，所述铸浇流道包括直浇道，直浇道上部设置有铸浇口，所述直浇道通过横浇道与铸造模具内的四缸体铸造腔连通；其特征在于：所述横浇道通过底入水浇道和侧入水浇道分别与四缸体铸造腔的底入水口和侧入水口连通。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述直浇道和所述横浇道衔接的内部设置有滤渣片。
3.根据权利要求2所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述底入水浇道通过多个底入水片与底入水口连接。
4.根据权利要求3所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述侧入水浇道靠近所述直浇道的一端设置有下凹的浇道减压槽。
5.根据权利要求4所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述底入水浇道远离横浇道的一端设置有敝渣包。
6.根据权利要求5所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述四缸体铸造腔的缸盖面连接有避渣溢流块。
7.根据权利要求6所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述铸造模具上设置有若干个与四缸体铸造腔连接的排气管，所述排气管垂直四缸体铸造腔向上延伸出四缸体铸造腔的外部。
8.根据权利要求7所述的一种柴油机四缸体浇注系统，其特征在于：所述底入水浇道通过六个间隔设置的底入水片与所述四缸体铸造腔的底入水口连通；所述侧入水浇道通过至少一个侧入水片与四缸体铸造腔的侧入水口连通。
9.一种柴油机四缸体浇注系统的浇注方法，其特征在于：采用权利要求1~8中任一权利要求所述的柴油机四缸体浇注系统；包括以下步骤，将铁水从铸浇口注入，通过直浇道经过滤渣片进行滤渣，然后通过横浇道分别引入底入水浇道和侧入水浇道；通过底入水浇道为主从四缸体铸造腔的底入水口经过多片底入水片均布分散引入四缸体铸造腔内；通过侧入水浇道为辅助注水，从四缸体铸造腔的侧入水口经过侧入水片均布引入四缸体铸造腔内；并通过底入水浇道的远端设置敝渣包以及在缸盖面设置的敝渣溢流块进行溢流避渣。
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