CN113118387A - 一种v型机体主体芯及砂芯连接固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其包括采用型砂制成的大缸芯、挺杆芯、水道芯、前端芯和后端芯，大缸芯具有主机体芯和两个缸体芯，缸体芯上端设有挺杆芯定位凹槽，主机体芯上方设有挺杆芯定位座，挺杆芯上设有定位凸起、定位托台，定位凸起插入挺杆芯定位凹槽以及定位托台贴靠在挺杆芯定位座上后分别采用多个第一排钉将其紧固；水道芯上设有滑块述缸体芯上设有供滑块插入的滑槽，第二排钉使水道芯紧固连接在缸体芯上，前端芯和后端芯之间装有串接装置。本发明采用插接结构以及排钉紧固的方式，使砂芯之间连接更加紧固，防止砂芯组装翻转过程中出现的砂芯松动或活动的问题，保证了砂芯组装质量，并且提高了机体的成型质量。

Description

一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法

技术领域

本发明涉及发动机机体的砂芯组装方法，具体是一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法。

背景技术

发动机的机体铸造砂型由大缸芯、挺杆芯、水道芯、前端芯和后端芯等几部分机体组件砂型组装而成，也就是说，将采用型砂制成上述大缸芯的砂型以及其他机体组件的砂型后，然后进行组装。组装后的铸件生产过程中，目前普遍存在的砂芯与砂芯之间的连接固定方法有粘结剂法、keycore（自动锁芯工艺系统）法等。在气缸盖等小型铸件生产中常用粘结剂法连接砂芯，常用粘结剂有普通粘结剂、快干胶和热熔胶等。以气缸盖铸件为例，把粘结剂涂抹在上下水夹层芯、进排气道芯的芯头或结合面上，再把上下水夹层芯和进排气道芯组合在底盘芯中，组合好的芯组在以后工序中作为整体使用。Keycore法是国外的一种制芯工艺，以机体为例，这种制芯工艺分两大步进行，第一步是主体芯制芯，然后使用机械手把若干主体砂芯组合在一起，使用射芯机进行二次射砂，进而把若干主体芯组合成整体。

专利文献号为CN105880480A的中国发明专利文献中公开了一种干式缸套气缸体主体芯及其组装方法，干式缸套气缸体主体芯包括前端芯、后端芯、大缸芯、水套芯、挺杆芯和枕头芯，水套芯和枕头芯设置的通孔的个数均与大缸芯的个数相同，水套芯的两端设有滑块，前端芯和后端芯靠近大缸芯的一侧均设有与滑块相配合的滑槽，枕头芯的两端分别对应与前端芯和后端芯的顶部采用榫接，大缸芯上设有用于插接挺杆芯的插槽，挺杆芯竖直插接于大缸芯和枕头芯之间，上述主体芯组装不需要专用胎具，操作简单。

但在V型机体的发动机机体铸造过程中，采用上述单独的插接等方式，牢固性能差，在机体成型过程中，容易出现松动等问题，因而造成机体的成型质量低的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，该方法通过插接结构以及排钉固定方式，从而实现各个砂芯之间的紧固连接，以提高主机芯组装效率。

为解决上述技术问题，所提供的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，包括采用型砂制成的大缸芯、挺杆芯、水道芯、前端芯和后端芯，多个大缸芯前后对应插接且位于前端芯和后端芯之间，其结构特点在于：所述大缸芯具有采用型砂一体成型的主机体芯和呈V型排布的两个缸体芯，缸体芯斜向上伸出且其上端设有挺杆芯定位凹槽，主机体芯中部上方设有挺杆芯定位座，所述挺杆芯上设有能插入挺杆芯定位凹槽的定位凸起、能贴靠在挺杆芯定位座上的定位托台，定位凸起插入挺杆芯定位凹槽以及定位托台贴靠在挺杆芯定位座上后分别采用多个第一排钉将其紧固；所述水道芯上设有滑块，所述缸体芯上设有供滑块插入的滑槽，所述滑块插入滑槽后向滑块中射入第二排钉以使水道芯紧固连接在缸体芯上，前端芯和后端芯之间装有能将多个大缸芯串接在一起从而形成一个整体机芯的串接装置。

采用上述结构后，将V型机体主体芯采用大缸芯、挺杆芯、水道芯、前端芯和后端芯多个砂芯的结构，并且采用插接结构以及排钉紧固的方式，实现挺杆芯和大缸芯之间的连接和水道芯和大缸芯之间的连接，使砂芯之间连接更加紧固，防止砂芯组装翻转过程中出现的砂芯松动或活动的问题，保证了砂芯组装质量，并且提高了机体的成型质量。通过串接装置，可以使多个大缸芯紧固连为一体，从而进一步提高机体成型质量。

所述串接装置包括分别预设在大缸芯上的多个穿装孔，所述前端芯和后端芯上分别设有位置与穿装孔对应设置的连接孔，前后对应的连接孔和穿装孔中穿装连接螺栓使前端芯、后端芯和多个大缸芯连为一体。

所述连接孔为阶梯孔，阶梯孔的大孔的端面为外端面、小孔的端面为内端面，阶梯孔的大孔中装有螺接在连接螺栓上的紧固螺母。

所述大缸芯的前表面上设有向外凸出的插接柱、后表面上设有向内凹进的插接凹槽，插接柱和插接凹槽的位置前后对应设置，相邻的两个大缸芯中前部的大缸芯上的插接柱能插入后部的大缸芯上的插接凹槽中；所述穿装孔为贯通插接柱和插接凹槽的通孔。

所述大缸芯上设有成对设置的至少三对插接柱和插接凹槽，其中主机体芯至少设置一对插接柱和插接凹槽，两个缸体芯分别至少设置一对插接柱和插接凹槽。

所述第一排钉自定位托台伸入挺杆芯定位座中，第一排钉自定位凸起伸入挺杆芯定位凹槽中后再伸入缸体芯中，第一排钉伸入挺杆芯定位座中的长度不低于定位托台的厚度的三倍。

所述第二排钉自滑块伸入滑槽中且第二排钉伸入滑槽中的深度不低于滑块的厚度。

一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于包括以下步骤：

1）先使用型砂分别制作大缸芯、挺杆芯、水道芯、前端芯和后端芯，大缸芯具有主机体芯和呈V型排布的两个缸体芯，主机体芯设置一对插接柱和插接凹槽，两个缸体芯分别设置一对插接柱和插接凹槽；大缸芯上设有贯通插接柱和插接凹槽的穿装孔，所述缸体芯上设有挺杆芯定位凹槽，主机体芯上设有挺杆芯定位座，所述挺杆芯的两端分别设有定位凸起和定位托台，所述水道芯上设有滑块，所述缸体芯上设有滑槽，前端芯和后端芯上分别预设有前后贯通的连接孔；

2）将挺杆芯配装在大缸芯上，挺杆芯的定位凸起插入挺杆芯定位凹槽中、定位托台贴靠在挺杆芯定位座上；定位凸起插入挺杆芯定位凹槽后第一排钉自挺杆芯定位凹槽伸入定位凸起中，定位托台贴靠在挺杆芯定位座上后第一排钉自定位托台伸入挺杆芯定位座中；

3）多个大缸芯前后排列后，后方的大缸芯的前表面上的插接柱插入后方相邻的大缸芯上的插接凹槽中，使多个大缸芯插接为一体；

4）利用滑块和滑槽的插装配合将水道芯配装在多个大缸芯上，第二排钉自滑块伸入滑槽中；

5）将前端芯和后端芯分别位于多个大缸芯的前部和后部，自连接孔中穿入螺杆使前端芯、后端芯和多个大缸芯连为一体。

采用上述方法后，可以使大缸芯、挺杆芯、水道芯、前端芯和后端芯依次且快速进行组装，并且通过上述插接结构以及排钉固定方式，从而实现各个砂芯之间的紧固连接，上述步骤使机体砂芯的组装过程更加方便和快捷，大大提高了主机芯组装效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是图1中大缸芯的结构示意图；

图3是图1中挺杆芯的结构示意图；

图4是挺杆芯插装在大缸芯上的结构示意图；

图5是图1中水道芯的结构示意图；

图6是水道芯插装在大缸芯上的结构示意图；

图7是水道芯插装在大缸芯上的立体示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1中示意出了一种V型机体主体芯，由于其结构比较复杂，因而需要采用射砂机制作多个砂型芯，然后组装形成上述V型机体主体芯。根据现有工艺，上述V型机体主体芯主要由大缸芯1、挺杆芯2、水道芯3、前端芯4和后端芯5组成，一个大缸芯1上配装两个挺杆芯2，多个大缸芯1插装在一起后配装两个水道芯，最后通过前端芯4和后端芯5将多个大缸芯1串联，形成完整的V型机体主体芯。采用现有技术中的全插装结构，由于V型机体主体芯具有倾斜设置的多个砂芯，因而翻转定位以及组装过程中，砂芯容易出现松动或活动，从而造成铸造质量问题，降低产品质量。若采用粘结剂法进行砂芯组装，不适合大型铸件生产（也就是说本发明中的V型机体主体芯），工艺设计时要预留粘结剂厚度，使用热熔胶法时还需要设计涂胶孔等，增加了设计难度、工装制作难度，导致制作成本高、工装维护费保养用高；人工涂抹粘结剂时对操作人员要求也较高，常有涂抹量过多或过少导致的返工发生，操作繁杂、生产效率低、涂胶一致性较差。若采用Keycore法，需要投入大成本的设备，因而造成生产成本过高的问题。

如图2至图4所示，本发明提供了一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，所述大缸芯1具有采用型砂一体成型的主机体芯1-1和呈V型排布的两个缸体芯1-2，上述呈V型排布的意思是，图2中的状态，主机体芯1-1在下方时，两个缸体芯1-2大致呈V型，缸体芯1-2斜向上伸出且其上端设有挺杆芯定位凹槽11，主机体芯1-1中部上方设有挺杆芯定位座12，挺杆芯定位座12具有两个承托面，所述挺杆芯2上设有能插入挺杆芯定位凹槽11的定位凸起21、能贴靠在挺杆芯定位座12上的定位托台22，定位凸起21插入挺杆芯定位凹槽11以及定位托台22贴靠在挺杆芯定位座12上后分别采用多个第一排钉7将其紧固，两个挺杆芯2的定位托台22分别贴靠在挺杆芯12定位座的两个承托面上；所述第一排钉7自定位托台22伸入挺杆芯定位座12中，第一排钉7自定位凸起21伸入挺杆芯定位凹槽11中后再伸入缸体芯1-2中，第一排钉7伸入挺杆芯定位座12中的长度不低于定位托台22的厚度的三倍。采用上述结构使挺杆芯2更加牢固的连接在大缸芯1上，避免砂芯组装翻转过程中出现松动或活动问题，保证机体的成型质量。

如图5至图7所示，所述水道芯3上设有滑块31，滑块31具有两个叉臂，两个叉臂形成插口槽，所述缸体芯1-2上设有供滑块31插入的滑槽13，上述叉臂从一侧插入滑槽中形成防脱结构，所述滑块31插入滑槽13后向滑块31中射入第二排钉8以使水道芯3紧固连接在缸体芯1-2上，所述第二排钉8自滑块31伸入滑槽13中且第二排钉8伸入滑槽13中的深度不低于滑块31的厚度，采用上述结构使水道芯3更加牢固的连接在大缸芯1上，避免砂芯组装翻转过程中出现松动或活动问题，保证机体的成型质量。上述第一排钉7和第二排钉8的伸入过程，采用射钉枪完成，根据上述尺寸，可以选择合适长度的排钉即可。

参考图1、图6和图7所示，前端芯4和后端芯5之间装有能将多个大缸芯1串接在一起从而形成一个整体机芯的串接装置，多个大缸芯1前后对应插接且位于前端芯4和后端芯5之间，所述串接装置包括分别预设在大缸芯1上的多个穿装孔14，所述前端芯4和后端芯5上分别设有位置与穿装孔14对应设置的连接孔9，前后对应的连接孔9和穿装孔14中穿装连接螺栓15使前端芯4、后端芯5和多个大缸芯1连为一体。所述连接孔9为阶梯孔，阶梯孔的大孔的端面为外端面、小孔的端面为内端面，上述外端面的意思是指远离大缸芯1的端面，内端面的意思是靠近大缸芯的端面，阶梯孔的大孔中装有螺接在连接螺栓15上的紧固螺母16，紧固螺母16以不露出端面为最佳。所述大缸芯1的前表面上设有向外凸出的插接柱17、后表面上设有向内凹进的插接凹槽18，插接柱17和插接凹槽18的位置前后对应设置，也就是说，插接柱17和插接凹槽18成对设置，相邻的两个大缸芯1中前部的大缸芯1上的插接柱能插入后部的大缸芯1上的插接凹槽18中；所述大缸芯3上设有成对设置的至少三对插接柱17和插接凹槽18，其中主机体芯1-1至少设置一对插接柱17和插接凹槽18，两个缸体芯1-2分别至少设置一对插接柱17和插接凹槽18，在本实施例中，主机体芯1-1设置了一对插接柱17和插接凹槽18，两个缸体芯1-2分别设置了一对插接柱17和插接凹槽18，这种采用三点串接的方式，使砂芯的连接更加稳定，所述穿装孔14为贯通插接柱17和插接凹槽18的通孔，这种结构方便对插以及连接的稳定性。

参考图1至图7所示，根据上述结构，设置了一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其包括以下步骤：

1）先使用型砂分别制作大缸芯1、挺杆芯2、水道芯3、前端芯4和后端芯5，大缸芯1具有主机体芯1-1和呈V型排布的两个缸体芯1-2，主机体芯1-1设置一对插接柱17和插接凹槽18，两个缸体芯1-2分别设置一对插接柱17和插接凹槽18；大缸芯1上设有贯通插接柱17和插接凹槽18的穿装孔14，所述缸体芯1-2上设有挺杆芯定位凹槽11，主机体芯1-1上设有挺杆芯定位座12，所述挺杆芯2的两端分别设有定位凸起21和定位托台22，所述水道芯3上设有滑块31，所述缸体芯1-2上设有滑槽13，前端芯4和后端芯5上分别预设有前后贯通的连接孔9；

2）将挺杆芯2配装在大缸芯1上，挺杆芯2的定位凸起21插入挺杆芯定位凹槽11中、定位托台22贴靠在挺杆芯定位座12上；定位凸起21插入挺杆芯定位凹槽11后第一排钉7自挺杆芯定位凹槽11伸入定位凸起21中，定位托台22贴靠在挺杆芯定位座12上后第一排钉7自定位托台22伸入挺杆芯定位座12中；

3）多个大缸芯1前后排列后，后方的大缸芯1的前表面上的插接柱17插入后方相邻的大缸芯1上的插接凹槽18中，使多个大缸芯1插接为一体；

4）利用滑块31和滑槽13的插装配合将水道芯3配装在多个大缸芯1上，第二排钉8自滑块31伸入滑槽13中；

5）将前端芯4和后端芯5分别位于多个大缸芯1的前部和后部，自连接孔9中穿入螺杆使前端芯4、后端芯5和多个大缸芯1连为一体。

本发明中所述的连接方法，可保证工艺设计时不需预留粘结剂厚度或涂胶孔等，避免累积误差带来的尺寸精度低，同时还可降低工装制作难度及成本。小排钉用于结构薄弱易碎砂芯的连接，粗钢钉用于厚大砂芯的连接，一定程度上可以替代粘结剂法连接。本发明操作简单便捷、可提高过程操作一致性，避免或降低粘结剂法带来的返工。主体芯组的螺栓锁紧工艺可保证大缸芯之间为0间隙，反应到铸件上则为无披锋，可降低操作人员劳动强度、降低铸件的清理成本这种砂芯连接固定工艺较粘结剂法精确，较Keycore法灵活，产量大小均可使用。本发明是采用新型连接工艺即排钉或钢钉连接、螺栓连接。通过此发明，可提高铸件尺寸精度、降低生产成本。本发明方法简捷、可靠，使用灵活，产量大小均可适用。

本发明不受上述实施例的限制，在本技术领域人员来说，基于本发明上具体结构的等同变化以及方法步骤的简单替换皆在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，包括采用型砂制成的大缸芯（1）、挺杆芯（2）、水道芯（3）、前端芯（4）和后端芯（5），多个大缸芯（1）前后对应插接且位于前端芯（4）和后端芯（5）之间，其特征在于：所述大缸芯（1）具有采用型砂一体成型的主机体芯（1-1）和呈V型排布的两个缸体芯（1-2），缸体芯（1-2）斜向上伸出且其上端设有挺杆芯定位凹槽（11），主机体芯（1-1）中部上方设有挺杆芯定位座（12），所述挺杆芯（2）上设有能插入挺杆芯定位凹槽（11）的定位凸起（21）、能贴靠在挺杆芯定位座（12）上的定位托台（22），定位凸起（21）插入挺杆芯定位凹槽（11）以及定位托台（22）贴靠在挺杆芯定位座（12）上后分别采用多个第一排钉（7）将其紧固；所述水道芯（3）上设有滑块（31），所述缸体芯（1-2）上设有供滑块（31）插入的滑槽（13），所述滑块（31）插入滑槽（13）后向滑块（31）中射入第二排钉（8）以使水道芯（3）紧固连接在缸体芯（1-2）上，前端芯（4）和后端芯（5）之间装有能将多个大缸芯（1）串接在一起从而形成一个整体机芯的串接装置。

2.根据权利要求1所述的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于：所述串接装置包括分别预设在大缸芯（1）上的多个穿装孔（14），所述前端芯（4）和后端芯（5）上分别设有位置与穿装孔（14）对应设置的连接孔（9），前后对应的连接孔（9）和穿装孔（14）中穿装连接螺栓（15）使前端芯（4）、后端芯（5）和多个大缸芯（1）连为一体。

3.根据权利要求2所述的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于：所述连接孔（9）为阶梯孔，阶梯孔的大孔的端面为外端面、小孔的端面为内端面，阶梯孔的大孔中装有螺接在连接螺栓（15）上的紧固螺母（16）。

4.根据权利要求2所述的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于：所述大缸芯（1）的前表面上设有向外凸出的插接柱（17）、后表面上设有向内凹进的插接凹槽（18），插接柱（17）和插接凹槽（18）的位置前后对应设置，相邻的两个大缸芯（1）中前部的大缸芯（1）上的插接柱能插入后部的大缸芯（1）上的插接凹槽（18）中；所述穿装孔（14）为贯通插接柱（17）和插接凹槽（18）的通孔。

5.根据权利要求4所述的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于：所述大缸芯（3）上设有成对设置的至少三对插接柱（17）和插接凹槽（18），其中主机体芯（1-1）至少设置一对插接柱（17）和插接凹槽（18），两个缸体芯（1-2）分别至少设置一对插接柱（17）和插接凹槽（18）。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于：所述第一排钉（7）自定位托台（22）伸入挺杆芯定位座（12）中，第一排钉（7）自定位凸起（21）伸入挺杆芯定位凹槽（11）中后再伸入缸体芯（1-2）中，第一排钉（7）伸入挺杆芯定位座（12）中的长度不低于定位托台（22）的厚度的三倍。

7.根据权利要求6所述的V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于：所述第二排钉（8）自滑块（31）伸入滑槽（13）中且第二排钉（8）伸入滑槽（13）中的深度不低于滑块（31）的厚度。

8.一种V型机体主体芯及砂芯连接固定方法，其特征在于包括以下步骤：

1）先使用型砂分别制作大缸芯（1）、挺杆芯（2）、水道芯（3）、前端芯（4）和后端芯（5），大缸芯（1）具有主机体芯（1-1）和呈V型排布的两个缸体芯（1-2），主机体芯（1-1）设置一对插接柱（17）和插接凹槽（18），两个缸体芯（1-2）分别设置一对插接柱（17）和插接凹槽（18）；大缸芯（1）上设有贯通插接柱（17）和插接凹槽（18）的穿装孔（14），所述缸体芯（1-2）上设有挺杆芯定位凹槽（11），主机体芯（1-1）上设有挺杆芯定位座（12），所述挺杆芯（2）的两端分别设有定位凸起（21）和定位托台（22），所述水道芯（3）上设有滑块（31），所述缸体芯（1-2）上设有滑槽（13），前端芯（4）和后端芯（5）上分别预设有前后贯通的连接孔（9）；

2）将挺杆芯（2）配装在大缸芯（1）上，挺杆芯（2）的定位凸起（21）插入挺杆芯定位凹槽（11）中、定位托台（22）贴靠在挺杆芯定位座（12）上；定位凸起（21）插入挺杆芯定位凹槽（11）后第一排钉（7）自挺杆芯定位凹槽（11）伸入定位凸起（21）中，定位托台（22）贴靠在挺杆芯定位座（12）上后第一排钉（7）自定位托台（22）伸入挺杆芯定位座（12）中；

3）多个大缸芯（1）前后排列后，后方的大缸芯（1）的前表面上的插接柱（17）插入后方相邻的大缸芯（1）上的插接凹槽（18）中，使多个大缸芯（1）插接为一体；

4）利用滑块（31）和滑槽（13）的插装配合将水道芯（3）配装在多个大缸芯（1）上，第二排钉（8）自滑块（31）伸入滑槽（13）中；

5）将前端芯（4）和后端芯（5）分别位于多个大缸芯（1）的前部和后部，自连接孔（9）中穿入螺杆使前端芯（4）、后端芯（5）和多个大缸芯（1）连为一体。

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