CN113560500A - 一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯及其制造工艺，包括进气道砂芯，所述进气道砂芯一侧连接有芯头；所述进气道整体芯、夹层芯以及出气道芯组芯时通过螺钉和热熔胶紧固连接。有益效果是此方法有利于组芯精度的控制，提高产品尺寸稳定性；整体式砂芯能有效减少组芯时的擦碰砂，降低砂眼缺陷率，提高产品质量；进气道采用整体式砂芯能提高制芯和组芯效率；节约动能，电能，人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯及其制造工艺，属于缸盖铸件制造技术领域。
背景技术
车用发动机气缸盖类铸铁件，是当今世界生产量最大的铸铁件之一，也是世界民用机械产品中铸造技 术难度最大的典型复杂薄壁铸铁件，其铸造技术难度 通常高于车用发动机气缸体类铸铁件。然而到目前为止，似乎极少见有这类高复杂程度及高铸造技术难度的大型气缸盖之相关研究资料的介绍和报道。国内大型铸造厂静压造型的大量流水线生产条件下，采用的是湿型粘土砂外型，水套砂芯采用覆膜砂热芯盒法制芯，其余砂芯（包括上下底座砂芯）均采用冷芯盒法制芯，先单个铸件独立组芯，然后用四个螺杆将两个铸件的砂芯组（联）合成一个整体，再下入流水线上外型的生产方式，实现其侧浇铸造工艺方案。
其进气道砂芯采用的是分段式结构，分段式结构的大型气缸盖的进气道砂芯，其在生产实践中所表现出了如下一些不足。
其一，排气性差。分段式结构的进气道砂芯，使其砂芯的排气（孔）道只能分段做出，而无法将其排气 （孔） 道在该砂芯的整个长度做出一个完整的通道。由此，其分段式结构便在该砂芯的中部（无法做出排气孔的部分） 形成“排气”死角。
其二，组芯复杂化。进气道砂芯的分段式结构方案，使本可作为一个完整的砂芯而人为地变成了两段—而后又要将其两段砂芯组合在一起。由此，其分段式结构既使得该砂芯的制作复杂化，又使得其组芯复杂化，换句话说，进气道砂芯的分段式结 构方案是一个事倍功半的非优化方案。
其三，进气道内腔毛刺清理难度大。进气道砂芯的分段式结构方案，不仅使得该砂芯的制作和组芯复杂化，而且两段砂芯组合时的结合部往往难以达到较理想的状态，即其时常在结合部位形成铸造毛刺，而一旦在其相应结合部位产生毛刺，则该部位的毛刺清理难度大。另一方面，难以彻底清除的毛刺，即不光滑的内腔结构对其气缸盖进气道的进气性能产生不利影响，严重时有可能影响其“发动机”功率。
其四，不适宜缸盖的平浇生产。进气道砂芯的分段式结构方案，使得原本完全能“自然”形成一个结构强度很高的整体砂芯，而变成了结构强度 很低的分段式 （组合） 结构。由此，进气道砂芯的分段式结构很难适宜于气缸盖类铸件“传统” 的平做平浇铸造工艺方案。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯及其制造工艺，从而解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯，包括进气道砂芯，所述进气道砂芯一侧连接有芯头；所述进气道整体芯、夹层芯以及出气道芯均设置在底座内，其通过螺钉和热熔胶紧固连接，。
进一步的，所述整体式进气道砂芯的外形尺寸800×285×120mm。
进一步的，砂芯的抗拉强度大于3.5MPa，发气量小于15ml/g。
一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯的制造工艺，包括以下制造步骤；
步骤一：设置砂芯布盒方案；
步骤二：设置射砂方案；
步骤三：设置分盒方案；
步骤四：芯盒本体结构的优化设计；
步骤五：进气道整体芯的组合制备。
进一步的，所述步骤一中砂芯布盒方案采用Z8040射芯机上用酚醛树脂覆膜砂热芯盒法制作整体式进气道砂芯。
进一步的，所述步骤二中射砂方案为在砂芯上12个圆形 芯头处设置了12个Ф15mm的射砂口，并在进气管主道 上设置了8个Ф16 mm的射砂口。
进一步的，所述步骤三中分盒方案为热芯盒的气缸盖进气道砂芯采用平面+曲面分型方案即分型面以大面积做成平面和小面积做成曲面的方式。
进一步的，所述步骤四种芯盒本体结构的优化设计方案为整体结构简化，其次分型面为砂芯的特征面或零件尺寸的结构处。
进一步的，所述步骤五中进气道整体芯的组合制备方案为将所有进气道芯全部并排排列布置，一次性制备出来，并在组芯时通过芯头定位，将进气道整体芯、夹层芯、出气道芯放入芯盒内组合，通过螺钉和热溶胶紧固，完成组芯工序。
本发明的有益效果是：用整体式进气道砂芯的铸造制芯技术，整体式进气道砂芯最大外形尺寸800×285×120mm，采用整体制芯工艺，将所有进气道芯全部并排排列布置，一次性制备出来，并在组芯时通过芯头定位，将进气道整体芯放入底座进行组芯。有利于组芯精度的控制，提高产品尺寸稳定性；整体式砂芯能有效减少组芯时的擦碰砂，降低砂眼缺陷率，提高产品质量；进气道采用整体式砂芯能提高制芯和组芯效率；节约动能，电能，人力成本。缸盖水道砂芯出气孔多重密封技术，在砂芯（型）出气采用砂芯芯头加放带孔石棉垫圈+砂芯出气孔周围施放压砂环+铁水冒口周围加放压砂环等多重密封措施技术。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、进气道砂芯，2、芯头，3、螺钉紧固孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯，包括进气道砂芯1，所述进气道砂芯1一侧连接有芯头2，缸盖砂芯1包括进气道整体芯、夹层芯、出气道芯和底座芯；所述进气道整体芯、夹层芯以及出气道芯均设置在芯盒内，其通过螺钉和热熔胶紧固连接。
本实施例优选的，整体式进气道砂芯的外形尺寸800×285×120mm。
本实施例优选的，砂芯的抗拉强度大于3.5MPa，发气量小于15ml/g。
一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯的制造工艺，包括以下制造步骤；
步骤一：设置砂芯布盒方案；
步骤二：设置射砂方案；
步骤三：设置分盒方案；
步骤四：芯盒本体结构的优化设计；
步骤五：进气道整体芯的组合制备。
步骤一中砂芯布盒方案采用Z8040射芯机上用酚醛树脂覆膜砂热芯盒法制作整体式进气道砂芯。
通过采用上述技术方案，Z80408040热芯盒制芯机制作所示整体式进气道砂芯布盒方案的主要特点是：其一，两个砂芯“倒向”布置，既有利于热芯盒的热能使用效率的提高， 又有利于制芯机机械取芯叉的取芯工作；其二，有利于该砂芯的生产管理，使其较好地匹配其他砂芯的铸造生 产配套的工艺（及数量）要求；其三，有利于该热芯盒本体的优化设计，如在进气口 （门） 段的曲面分型（盒） 的优化设计、加热管的合理布置等。
本实施例优选的，步骤二中射砂方案为在砂芯上12个圆形 芯头2处设置了12个Ф15 mm的射砂口，并在进气管主道 上设置了8个Ф16 mm的射砂口。
通过采用上述技术方案，其主要的优点之一，能较充分地排除芯盒内腔的空气，使其 在热芯盒制作方式下获得上下表面质量均较高的该类 砂芯，从而提高相应铸件的内腔表面质量。
本实施例优选的，步骤三中分盒方案为热芯盒的气缸盖进气道砂芯采用平面+曲面分型方案即分型面以大面积做成平面和小面积做成曲面的方式。
通过采用上述技术方案，分型面以尽可能大的面积做成平面和尽可能小的面积做成曲面，都是尽可能地简化分型面的设计，三维造型及其模具的加工和其上/下（曲面）分型面的配作难度。生产实践也表明，该气缸盖进气道热芯盒砂芯分型方案，既能使该类砂芯在用热覆膜砂的条件达到良好质量状态，又能使制作成本较低，以及可获得较高的该类砂芯的制作生产效率。
本实施例优选的，步骤四种芯盒本体结构的优化设计方案为整体结构简化，其次分型面为砂芯的特征面或零件尺寸的结构处。
通过采用上述技术方案，能够实现对于热芯盒本体适宜大小、尺寸和加热管布置的均衡性的优化设计，主要遵循的原则是：既要保证芯 盒本体有适宜的“蓄热”量和加热管布置均衡 （即热 量分布均衡）；另一方面，对于热芯盒本体适宜大小、尺寸的设计在保证其适宜的刚性，即尽可能小的变形量的前提下，又要保证芯盒本体不必过重，而增加不必要的（动） 能量消耗。
本实施例优选的，步骤五中进气道整体芯的组合制备方案为将所有进气道芯全部并排排列布置，一次性制备出来，并在组芯时通过芯头2定位，将进气道整体芯、夹层芯、出气道芯放入芯盒内组合，通过螺钉和热溶胶紧固，完成组芯工序。
通过采用上述技术方案，其用于7H国六缸盖，采用此整体式进气道砂芯，此方法有利于组芯精度的控制，提高产品尺寸稳定性；整体式砂芯能有效减少组芯时的擦碰砂，降低砂眼缺陷率，提高产品质量；进气道采用整体式砂芯能提高制芯和组芯效率；节约动能，电能，人力成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯，包括进气道砂芯（1），其特征在于，所述进气道砂芯（1）一侧连接有芯头；所述进气道整体芯、夹层芯以及出气道芯均设置在芯盒内，其通过螺钉和热熔胶紧固连接；所述螺钉设置在进气道砂芯（1）的螺钉紧固孔（3）处。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯，其特征在于，所述整体式进气道砂芯的外形尺寸800×285×120mm。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯，其特征在于，砂芯的抗拉强度大于3.5MPa，发气量小于15ml/g。
4.一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯的制造工艺，其特征在于，包括以下制造步骤；
步骤一：设置砂芯布盒方案；
步骤二：设置射砂方案；
步骤三：设置分盒方案；
步骤四：芯盒本体结构的优化设计；
步骤五：进气道整体芯的组合制备。
5.根据权利要求4所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯制造工艺，其特征在于，所述步骤一中砂芯布盒方案采用Z8040射芯机上用酚醛树脂覆膜砂热芯盒法制作整体式进气道砂芯。
6.根据权利要求4所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯制造工艺，其特征在于，所述步骤二中射砂方案为在砂芯上12个圆形芯头处设置了12个Ф15 mm的射砂口，并在进气管主道 上设置了8个Ф16 mm的射砂口。
7.根据权利要求4所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯制造工艺，其特征在于，所述步骤三中分盒方案为热芯盒的气缸盖进气道砂芯采用平面+曲面分型方案即分型面以大面积做成平面和小面积做成曲面的方式。
8.根据权利要求4所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯制造工艺，其特征在于，所述步骤四种芯盒本体结构的优化设计方案为整体结构简化，其次分型面为砂芯的特征面或零件尺寸的结构处。
9.根据权利要求4所述的一种柴油机缸盖铸造进气道整体芯制造工艺，其特征在于，所述步骤五中进气道整体芯的组合制备方案为将所有进气道芯全部并排排列布置，一次性制备出来，并在组芯时通过芯头（2）定位，将进气道整体芯、夹层芯、出气道芯放入底座芯内组合，通过螺钉和热溶胶紧固，完成组芯工序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211029 |
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