CN115138810B - 一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统及工艺，涉及发动机凸轮轴技术领域，汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统包括工作平台，以及多个放置于工作平台上的叠层铸造砂型，每个铸造砂型的底表面上环绕直浇道形成有散热腔室，还包括安装在工作平台上的冷却装置，冷却装置包括冷却机构、驱动机构以及与冷却机构能够实现热传递的散热鳍片阵列，散热鳍片阵列受驱动机构驱动能够进入散热腔室实现散热。本申请提供的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，利用冷却装置的驱动机构驱动散热鳍片阵列进入到散热腔室中实现热传递，进一步加速将铸造砂型中的热量传递给冷却机构，能够改善汽车凸轮轴在多层堆叠浇注过程中散热不及时不利于凸轮表面硬化层形成的缺陷。

Description

一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统及工艺

技术领域

本申请涉及汽车凸轮轴技术领域，尤其是涉及一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统及工艺。

背景技术

传统燃料汽车，通过汽车的发动机将燃料燃烧释放的热能转变为汽车的机械能，目前的燃料汽车绝大部分是采用的四冲程发动机。四冲程发动机的工作循环由4个活塞行程组成，即进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程，其中进气和排气行程的气门启闭实际上是由凸轮轴和气门顶杆配对控制的。汽车凸轮轴不断旋转，凸轮轴上的凸轮旋转推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开启与关闭。汽车凸轮轴在长期工作过程中，长时间与气门顶杆接触，为了保证气门启闭的精准度，要求凸轮具有足够高的硬度和耐磨性，同时要求凸轮轴能够承受周期性的冲击载荷。目前，批量生产汽车凸轮轴通常采用铸造形成汽车凸轮轴毛坯，再经过后续机械精加工形成最终的成品。由于冷激铸铁凸轮轴具有凸轮表面耐磨性好、轴颈和心部保持灰铸铁的机械强度、凸轮经铸造成形后直接磨削、生产效率高、成本低等优势，所以，国内外大多数轿车发动机凸轮轴多采用这种材质。

采用砂型铸造生产冷激铸铁的汽车凸轮轴，首先在铸造时，需要在凸轮轴砂型的凸轮型腔位放置冷铁，浇铸金属液后，金属液进入型腔中与冷铁接触急速冷却，在凸轮的表面形成莱氏体的硬化层，使得凸轮表面具有高的硬度和良好的耐磨性。由于铸造过程中需要在砂型中人工放置冷铁，使得劳动强度相对较大，生产效率下降。为了提高砂型铸造的生产效率，目前主要采用多层堆叠浇注工艺，使得传统铸造工艺的生产效率有效提高。

公告号为CN104985128B的专利文献公开了一种铸造多层叠浇浇注系统及工艺，浇注系统为多层且分别叠置，浇注系统内分别设有冒口道与直浇道，冒口道与直浇道上端、下端分别设有冒口和浇口，浇注系统顶层冒口、浇口上分别紧固有冒口杯、浇口杯，每层浇注系统下端的冒口、浇口分别紧密套置在下一层浇注系统上端的冒口、浇口上，浇注系统底层冒口、浇口分别密封，所述冒口道与直浇道之间设有横浇道，冒口道内一侧设置有内浇口，横浇道通向内浇口，内浇口与产品砂模型腔连通。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：浇注金属液后，由于多层砂型叠置，不利于砂型散热，金属液冷却速率下降，不利于凸轮表面硬化层的形成。

发明内容

为了改善汽车凸轮轴在多层堆叠浇注过程中，散热不及时不利于凸轮表面硬化层形成的缺陷，本申请提供一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统及工艺。

本申请提供的一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，采用如下的技术方案：

一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，其关键在于：包括工作平台，以及多个放置于工作平台上的叠层铸造砂型，所述叠层铸造砂型由多个铸造砂型竖向叠放而成，且多个所述铸造砂型的直浇道竖向连通，所述铸造砂型的底表面上环绕所述直浇道形成有散热腔室，还包括安装在所述工作平台上的冷却装置，所述冷却装置包括冷却机构、驱动机构以及与所述冷却机构能够实现热传递的散热鳍片阵列，所述散热鳍片阵列受所述驱动机构驱动能够进入所述散热腔室实现散热。

通过采用上述技术方案，利用在叠层铸造砂型的铸造砂型的底表面上形成环绕直浇道的散热腔室，有助于叠层铸造砂型竖直方向的散热和排气，同时，利用冷却装置的驱动机构驱动散热鳍片阵列进入到散热腔室中实现和冷却机构的热传递，进一步加速将铸造砂型中的热量传递给冷却机构，提高了散热效率，能够改善汽车凸轮轴在多层堆叠浇注过程中，散热不及时不利于凸轮表面硬化层形成的缺陷。

可选的，多个所述叠层铸造砂型沿浇注线分布，所述散热鳍片阵列包括沿浇注线分布的多个散热鳍片组以及散热背板，所述散热鳍片组与所述叠层铸造砂型一一对应，所述散热背板与所述散热鳍片组固定连接，且所述散热背板受所述驱动机构驱动与所述冷却机构接触实现热传递。

通过采用上述技术方案，利用多个叠层铸造砂型沿浇注线布，实现在线多个叠层铸造砂型逐个浇注，进一步提高工作效率，同时，利用多个散热鳍片组与多个叠层铸造砂型一一对应，提高了多个叠层铸造砂型的散热效率，并利用散热背板将多个散热鳍片组固定，利用驱动机构同时驱动多个散热鳍片组，提高了结构的紧凑性和集成度。

可选的，还包括用于预破碎所述叠层铸造砂型的压力机构，所述工作平台包括传输机构，多个叠层铸造砂型放置于所述传输机构上，所述压力机构设置于所述传输机构传输方向的末端。

通过采用上述技术方案，利用传输机构实现铸造工序和后续铸件-砂型分离工序的连续生产，利用在传输机构末端设置的压力机构，实现叠层铸造砂型的预破碎，在叠层铸造砂型内部形成裂纹或产生部分破碎，经过预破碎的叠层铸造砂型随传输机构跌落至后续的筛分机筛网上，实现铸件和砂型的自动分离。

可选的，所述叠层铸造砂型的所述铸造砂型包括水平分型的两个汽车凸轮轴浇注型腔，且所述汽车凸轮轴浇注型腔的轴向平行于所述传输方向。

通过采用上述技术方案，能够提高汽车凸轮轴铸造的工作效率。

可选的，所述散热鳍片阵列的数量为两列，两列所述散热鳍片阵列通过两块对置的所述散热背板设置于所述传输机构传输方向的两侧，所述冷却机构包括水冷管，所述水冷管设置于所述传输机构传输方向的两侧，所述散热背板受所述驱动机构驱动与所述水冷管接触实现热传递。

通过采用上述技术方案，利用两列对置的散热鳍片阵列与两列水冷管实现热传递，及时将铸造砂型的热量传递，提高铸造工作效率的同时，提高散热效率。

可选的，所述驱动机构包括驱动电机以及与所述驱动电机的动力输出轴同轴固定连接的双向丝杆，两块所述散热背板分别与所述双向丝杆的不同螺纹段螺纹连接。

通过采用上述技术方案，利用驱动电机驱动双向丝杠转动，实现散热背板朝向叠层铸造砂型靠近或者远离，从而实现散热鳍片组进入或者退出叠层铸造砂型的散热腔室，简化结构，易于操作。

可选的，所述叠层铸造砂型的底部设置有承载托盘，所述承载托盘上固定连接有导向杆，所述导向杆上开设有多个导向槽，所述导向槽对应位于所述散热腔室的外侧。

通过采用上述技术方案，利用承载托盘提高叠层铸造砂型运输的方便性，利用导向杆的导向槽提高散热鳍片组进入散热腔室的准确性，以实现多个散热鳍片精确进入到不同的铸造砂型的散热腔室中实现热传递。

可选的，所述散热鳍片组的散热鳍片上设置有弹性凸起。

通过采用上述技术方案，利用弹性凸起降低散热鳍片进入或者退出铸造砂型的变形力，防止损伤铸造砂型，同时利用弹性凸起为铸造砂型留出散热和排气通道，有利于铸造砂型散热和排气。

本申请提供一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造工艺，利用前述的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统进行铸造，包括以下步骤：

(1).制备铸造砂型，使得每个所述铸造砂型的底表面上环绕直浇道形成有散热腔室；

(2).将多个所述铸造砂型竖向叠放在工作平台上形成叠层铸造砂型，保持多个所述铸造砂型的直浇道竖向连通；

(3).启动冷却装置，使得与冷却机构实现热传递的散热鳍片阵列受驱动机构驱动进入到所述散热腔室中实现散热；

(4).向所述叠层铸造砂型中浇注金属液，冷却后在所述叠层铸造砂型中形成汽车凸轮轴铸件。

通过采用上述技术方案，能够促进浇注时多层堆叠铸造系统之间的竖向散热，提高工作效率的同时，提高散热效率，并且方法简单易于操作。

可选的，还包括以下步骤：

(5).启动驱动机构，驱动所述散热鳍片阵列组退出所述散热腔室；

(6).启动所述工作平台的传输机构，将所述叠层铸造砂型传输到压力机构下方，启动所述压力机构下压所述叠层铸造砂型进行预破碎；

(7).经过预破碎的所述叠层铸造砂型跟随所述传输机构继续运行跌落至筛分系统上进行汽车凸轮轴铸件-砂型分离。

通过采用上述技术方案，可方便地实现汽车凸轮轴多层堆叠铸造工艺以及后续的铸件-砂型分离工艺的连续生产，进一步提高工作效率，同时利用压力机构对叠层铸造砂型进行预压，使得叠层铸造砂型内部出现裂纹或局部破碎，有利于后续叠层铸造砂型进入筛分系统后的铸件-砂型自动分离。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请提供的一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，利用叠层铸造砂型的每个铸造砂型的底表面上环绕直浇道形成散热腔室，有助于叠层铸造砂型竖直方向的散热和排气，同时，利用冷却装置的驱动机构驱动散热鳍片阵列进入到散热腔室中实现热传递，进一步加速将铸造砂型中的热量传递给冷却机构，提高了散热效率，能够改善汽车凸轮轴在多层堆叠浇注过程中，散热不及时不利于凸轮表面硬化层形成的缺陷；

2、本申请提供的一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，所述叠层铸造砂型的每层所述铸造砂型包括水平分型的两个汽车凸轮轴浇注型腔，且所述汽车凸轮轴浇注型腔的轴向平行于所述传输方向，利用两列对置的散热鳍片阵列与两列水冷管实现热传递，及时将铸造砂型的热量传递，提高铸造工作效率的同时，提高散热效率，并且结构简单、紧凑集成度高；

3、本申请提供的一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，利用传输机构实现铸造工序和后续铸件-砂型分离工序的连续生产，利用在传输机构末端设置的压力机构，实现叠层铸造砂型的预破碎，在叠层铸造砂型内部形成裂纹或产生部分破碎，经过预破碎的叠层铸造砂型随传输机构跌落至后续的筛分系统上，实现铸件和砂型的自动分离；

4、本申请提供一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造工艺，能够促进浇注时多层堆叠铸造系统之间的竖向散热，提高工作效率的同时，提高散热效率，并且方法简单易于操作。

附图说明

图1是本申请实施例的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的叠层铸造砂型的部分爆炸示意图；

图3是本申请实施例的叠层铸造砂型放置到工作平台上的示意图；

图4是本申请实施例的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统未放置叠层铸造砂型的结构示意图；

图5是本申请实施例的压力机构对叠层铸造砂型进行预破碎的示意图。

附图标记说明：1、工作平台；11、传输机构；111、传输轨道；112、安装槽；12、支撑机构；2、叠层铸造砂型；21、铸造砂型；211、上型；212、下型；213、汽车凸轮轴浇注型腔；214、浇口杯；215、直浇道；216、分浇道；217、冒口；218、散热腔室；3、冷却装置；31、冷却机构；32、驱动机构；321、驱动电机；322、双向丝杆；323、限位加强柱；33、散热鳍片阵列；331、散热鳍片组；332、散热背板；3321、导热座；3322、滑板；333、弹性凸起；4、压力机构；5、承载托盘；51、导向杆；511、导向槽。

具体实施方式

本申请提供一种发动机凸轮轴自动化制造系统及工艺，以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本实施例的一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，包括工作平台1，以及多个放置于工作平台1上的叠层铸造砂型2，还包括安装在工作平台1上的冷却装置3，冷却装置3用于对叠层铸造砂型2进行冷却，使得在叠层铸造砂型2中浇注金属液后，提高散热效率，改善由于堆叠浇注导致金属液散热速率下降的缺陷。

参照图2、图3，叠层铸造砂型2由多个铸造砂型21竖向叠放而成，本实施采用4个铸造砂型21竖向叠放形成叠层铸造砂型2。在其他实施中，可以采用2个以上的铸造砂型21。本实施例中的铸造砂型21采用水平分型的一模两件的铸造模型，即铸造砂型21包括水平分型的上型211以及下型212，上型211和下型212中分别形成有铸造型腔和浇冒系统，使得上型211和下型212上下合模后共同形成汽车凸轮轴浇注型腔213以及浇冒系统，汽车凸轮轴浇注型腔213的数量为两个。在其他实施中，汽车凸轮轴浇注型腔213的数量可以为一个，三个或者四个以上。铸造砂型21的浇冒系统包括浇口杯214、直浇道215、分浇道216以及冒口217，本实施例的分浇道216和冒口217均为两个，且分浇道216连接直浇道215和冒口217，浇注时，金属液通过浇口杯214进入到直浇道215后，通过两个分浇道216分别进入到不同的冒口217中，进而进入到汽车凸轮轴浇注型腔213中充型。本实施例中的4个铸造砂型21叠放时，使得铸造砂型21依次重叠堆垛，并且保持铸造砂型21的直浇道215竖向连通，最底部的铸造砂型21的直浇道215的底部由耐热砖封闭，防止浇注时金属液冲刷铸造砂型21的底部造成砂型损伤。浇注时，金属液通过连通的直浇道215首先进入到最底部的铸造砂型21中填充汽车凸轮轴浇注型腔213，随着浇注的进行，注入的金属液逐渐向上充型，填充上面的铸造砂型21中的汽车凸轮轴浇注型腔213。由于铸造砂型21竖向叠置，使得竖向散热速率下降，本实施例在铸造砂型21的底表面上环绕直浇道215形成有散热腔室218，也就是在铸造砂型21的下型212的底部形成有散热腔室218，使得相邻的两个铸造砂型21之间，竖向上形成有间隙，方便砂型散热的同时，有利于砂型向外排气，促进金属液中的气体排出，提高铸件质量。

参照图1、图4，本实施例的工作平台1包括传输机构11以及用于支撑传输机构11的支撑机构12，传输机构11能够实现汽车凸轮轴多层堆叠铸造工艺和铸件-砂型分离工艺的连续生产。传输机构11可以采用能够实现水平运输的链板输送机，支撑机构12可以采用长方体框型机架，传输机构11通过基座固定连接在支撑机构12上，保证工作平台1的传输机构11的工作面水平，本实施例固定连接的方式可以为焊接、螺纹连接或者卡接等。为了提高整体结构的集成度，本实施例的传输机构11两侧的传输轨道111在相互背离的一侧开设有安装槽112，传输轨道111可以采用结构钢，安装槽112为凹型槽，且两侧背对的传输轨道111的安装槽112的槽口相互背离。

参照图1、图4，本实施例的冷却装置3包括冷却机构31、驱动机构32以及与冷却机构31能够实现热传递的散热鳍片阵列33，散热鳍片阵列33受驱动机构32驱动能够进入铸造砂型21底表面上的散热腔室218实现散热。具体的，本实施例的冷却机构31包括水冷管以及外置循环水冷装置，其中，水冷管采用波浪形水冷管，波浪形水冷管安装固定在传输轨道11的安装槽112内，且波浪形水冷管的进水口与出水口分别通过连接管道与外置循环水冷装置的端口连接。波浪形水冷管的安装固定方式可以采用焊接、卡接、粘接、螺纹连接等，安装时，使得波浪形水冷管的其中一个导热面与安装槽112的底壁平行接触，另一个导热面与散热鳍片阵列33实现热传递。散热鳍片阵列33包括散热鳍片组331和散热背板332，每个散热鳍片组331包括多个相互间隔平行排列的散热鳍片，散热鳍片采用矩形板，并在铸造砂型21的浇口杯214和直浇道215的位置形成避让槽，使得散热鳍片避让开铸造砂型21的浇注系统，避免浇注过程中使得金属液冷却过快，阻碍金属液正常流动。散热鳍片组331与散热背板332垂直固定连接，散热背板332将多个散热鳍片组331连接为一体形成散热鳍片阵列33。浇注作业时，多个叠层铸造砂型2沿浇注线分布，将铸造砂型21叠放在工作平台1的传输机构11上时，保持汽车凸轮轴浇注型腔213的轴向平行于传输方向，散热鳍片阵列33的数量为两列，两列散热鳍片阵列33通过两块对置的散热背板332设置于传输机构11传输方向的两侧，方便冷却装置3的散热鳍片组331的多个散热鳍片分别对应插入铸造砂型21的散热腔室218进行散热冷却。相邻散热鳍片组331之间的水平距离与相邻叠层铸造砂型2的水平距离相等，并且散热鳍片组331的相邻散热鳍片之间的垂直距离与叠层铸造砂型2的相邻铸造砂型21的垂直间距相等，位于同一散热鳍片组331的多个散热鳍片在水平面上的正投影相互重合。

本实施例中两个散热鳍片阵列33的散热背板332的板面呈竖直相对设置，分别垂直设置于传输机构11工作平面的两侧，且在散热背板332的底部形成有导热座3321，导热座3321的横截面为凹型，凹型底壁与波浪形水冷管的另一个导热面平行设置，其中一个凹型侧壁与散热背板332的底部垂直固定连接，另一个侧壁与滑板3322的顶部垂直固定连接，使得滑板3322能够带动导热座3321朝向安装槽112滑动，使得导热座3321的底壁贴合于水冷管的另一个导热面实现热传递，同时带动散热背板332靠近放置在传输机构11的传输面上的叠层铸造砂型2，使得散热鳍片组331的多个散热鳍片分别对应插入各个铸造砂型21的散热腔室218内，与铸造砂型21接触，实现热传递，及时将铸造砂型21内金属液的热量传递到冷却机构31，并由波浪形水冷管将热量带走，提高各个铸造砂型的冷却速率，有效改善了金属液散热不及时导致不利于汽车凸轮轴铸件表面硬化层形成的缺陷。

为了能够驱动滑板3322运动，利用驱动机构32与滑板3322驱动连接。本实施例的驱动机构32包括驱动电机321以及与驱动电机321的动力输出轴通过联轴器实现同轴固定连接的双向丝杆322，本实施例的驱动电机321采用正反转电机，滑板3322的中部位置上开设有螺纹孔，通过螺纹孔与双向丝杆322螺纹连接，两个散热背板332各自通过底部的导热座3321与滑板3322固定连接，因而两个散热背板332的滑板3322同样位于传输轨道111的两侧，且分别与双向丝杆322的不同螺纹段螺纹连接，使得驱动电机321转动时，驱动两个滑板3322相互靠近或者远离，从而使得两个滑板3322带动各自的散热背板332相互靠近或者远离叠层铸造砂型2，对应地驱动散热鳍片组331的散热鳍片分别插入或者离开铸造砂型21的散热腔室218。本实施例中，散热背板332的板面与导热座3221以及滑板3322一体制备成型。驱动电机321的机身通过安装座固定安装在支撑机构12上，双向丝杠322通过吊耳与传输轨道111转动连接。为了提高驱动机构32以及散热鳍片阵列33的结构稳定性和运行可靠性，驱动机构32还包括两根限位加强柱323，限位加强柱323通过吊耳悬挂于传输轨道111的下侧，且限位加强柱323的两端分别垂直穿过传输轨道111两侧的滑板3322，两根限位加强柱323对称位于双向丝杆322的两侧。在其他实施中，为了简化结构，驱动电机321可以替换为手动驱动，例如在双向丝杆322的一端固定转动盘，通过手动旋转转动盘驱动双向丝杆322正向或者反向转动，从而驱动散热鳍片阵列33靠近或者远离叠层铸造砂型2。

为了使得散热鳍片组331的散热鳍片能够方便地插入铸造砂型21的散热腔室218中，设置散热鳍片的厚度小于散热腔室218入口处的高度，在散热鳍片的正面和背面上设置多个分散的弹性凸起333，使得散热鳍片插入散热腔室218时，弹性凸起333受压收缩，进入到散热腔室218后恢复与散热腔室218的内壁接触，提高散热鳍片与铸造砂型21的传热效率，同时利用弹性凸起333使得竖向相邻的铸造砂型21之间留有排气的孔隙，促进浇注过程中铸造砂型21中气体排出，提高铸件质量。为了进一步减小弹性凸起333受压进入铸造砂型21的散热腔室218中的阻力，弹性凸起333的形状可以采用拱形状凸起。本实施例的散热鳍片阵列33采用铍青铜一体制造成型，由于铍青铜具有优异的抗压性和回弹性，弹性凸起333的可压缩变形范围高达20％～80％，利用多个弹性凸起333分散变形压力，能够避免在散热鳍片插入到散热腔室218时，损坏铸造砂型21，此外，铍青铜还具有优异的导热性，能够及时将铸造砂型21的热量及时由散热鳍片阵列33传递到冷却装置3，提高叠层铸造砂型2的散热效率。

参照图3，为了方便移动叠层铸造砂型2，叠层铸造砂型2的底部设置有承载托盘5，多个铸造砂型21叠放在承载托盘5形成叠层铸造砂型2。承载托盘5上固定连接有导向杆51，导向杆511的数量为4根，两根一组平行排列于叠层铸造砂型2的外侧，每组导向杆51的相对侧壁上均开设有多个导向槽511，每组导向杆51在相同高度的两个导向槽511对应位于铸造砂型21的散热腔室218入口处的外侧，使得散热鳍片组331的散热鳍片受驱动机构32驱动朝向铸造砂型21的散热腔室218入口处移动时，散热鳍片的两个侧壁首先插入导向杆51的导向槽511内，然后进入到散热腔室218内，多个导向槽511对应于多个散热腔室218，能够保证散热鳍片组331的各散热鳍片顺利进入到各散热腔室218中进行散热。

参照图5，本实施例的多层堆叠铸造系统还包括位于传输机构11传输方向末端的压力机构4，压力机构4用于下压叠层铸造砂型2实现预破碎，经过预破碎的叠层铸造砂型2继续传输跌落至筛分系统上，例如振动筛分机的筛网上，利用重力作用，叠层铸造砂型2与筛网碰撞或者进一步地利用筛分机振动筛分，实现汽车凸轮轴铸件-砂型的自动分离。具体的，铸造完成浇注作业后，金属液在叠层铸造砂型2中冷却形成汽车凸轮轴铸件后，启动本实施例的驱动机构32的驱动电机321反转带动双向丝杆322反转，其他实施例中，可以采用手动旋转转动盘的方式带动双向丝杆322反转，从而驱动滑板3322带动导热座3321以及散热背板332相互远离，使得散热鳍片组331的散热鳍片从叠层铸造砂型2的铸造砂型21的散热腔室218中退出。随后启动传输机构11，将叠层铸造砂型2传输到压力机构4下方，驱动压力机构4下压，本实施例的压力机构4采用液压缸，在液压缸的活塞端固定安装压力板，液压缸的活塞端下压时压力板作用于叠层铸造砂型2的顶部，液压缸施加的压力使得叠层铸造砂型2的内部产生裂纹或局部破碎即可，不必使得叠层铸造砂型2完全破裂，经过预破碎有利于促进后续汽车凸轮轴铸件和砂型的自动分离。经过预压后的叠层铸造砂型2继续传送跌落至筛分机筛网上，由于重力作用，使得叠层铸造砂型2与筛网产生碰撞，由于经过预压，叠层铸造砂型2内部已经产生裂纹或者局部破碎，撞击过程将加剧叠层铸造砂型2的破碎分离，促进汽车凸轮轴铸件和砂型的自动分离。

一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造工艺，利用前述的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统进行铸造，包括以下步骤：

(1).制备铸造砂型21，使得每个铸造砂型21的底表面上环绕直浇道215形成有散热腔室218，铸造砂型21的制备可以采用人工翻砂或者利用射芯机自动制备成型；

(2).将多个制备成型的铸造砂型21竖向叠放在工作平台1的工作面上形成叠层铸造砂型2，保持多个铸造砂型21的直浇道215竖向连通，本实施例中将4个铸造砂型21堆叠放置形成叠层铸造砂型2，多个叠层铸造砂型2在工作平台1的工作面上沿浇注线分布；

(3).启动冷却装置3，使得与冷却机构31实现热传递的散热鳍片阵列33受驱动机构32驱动进入到散热腔室218中实现散热，利用驱动电机321驱动传输轨道111两侧的滑块3322朝向传输轨道111滑动，进而带动导热座3321与冷却机构31的水冷管导热面平行接触实现热量传递，同时带动散热背板332将散热鳍片组331的各散热鳍片插入到铸造砂型21的散热腔室218中实现热传递；

(4).向叠层铸造砂型2中浇注金属液，金属液不断向上充填各铸造砂型21中的汽车凸轮轴浇注型腔213，并且沿着浇注线，逐步完成多个叠层铸造砂型2的浇注，浇注过程中，铸造砂型21的散热腔室218中实现热量传递的散热鳍片阵列33能够及时将热传递给冷却机构31，及时地对铸造砂型21进行散热，提高散热效率，金属液冷却后在叠层铸造砂型2中形成多个汽车凸轮轴铸件。

为了实现汽车凸轮轴多层堆叠铸造和后续的铸件-砂型实现连续生产，还包括以下步骤：

(5).启动驱动机构32，驱动散热鳍片阵列组331退出散热腔室218；

(6).启动工作平台1的传输机构11，将叠层铸造砂型2传输到压力机构4下方，启动压力机构4下压叠层铸造砂型2进行预破碎；

(7).经过预破碎的叠层铸造砂型2跟随传输机构11继续运行跌落至筛分系统上进行汽车凸轮轴铸件-砂型分离。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的机构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，其特征在于：包括工作平台(1)，以及多个放置于工作平台(1)上的叠层铸造砂型(2)，所述叠层铸造砂型(2)由多个铸造砂型(21)竖向叠放而成，且多个所述铸造砂型(21)的直浇道(215)竖向连通，所述铸造砂型(21)的底表面上环绕所述直浇道(215)形成有散热腔室(218)，还包括安装在所述工作平台(1)上的冷却装置(3)，所述冷却装置(3)包括冷却机构(31)、驱动机构(32)以及与所述冷却机构(31)能够实现热传递的散热鳍片阵列(33)，所述散热鳍片阵列(33)受所述驱动机构(32)驱动能够进入所述散热腔室(218)实现散热；

多个所述叠层铸造砂型(2)沿浇注线分布，所述散热鳍片阵列(33)包括沿浇注线分布的多个散热鳍片组(331)以及散热背板(332)，所述散热鳍片组(331)与所述叠层铸造砂型(2)一一对应，所述散热背板(332)与所述散热鳍片组(331)垂直固定连接，且所述散热背板(332)受所述驱动机构(32)驱动与所述冷却机构(31)接触实现热传递；

每个所述散热鳍片组(331)包括多个相互间隔平行排列的散热鳍片，散热片采用矩形板，并在所述铸造砂型(21)的直浇道（215）的位置形成避让槽，使得散热片避让开铸造砂型(21)的浇注系统；

还包括用于预破碎所述叠层铸造砂型(2)的压力机构(4)，所述工作平台(1)包括传输机构(11)，所述叠层铸造砂型(2)放置于所述传输机构(11)上，所述压力机构(4)设置于所述传输机构(11)传输方向的末端；

所述散热鳍片阵列(33)的数量为两列，两列所述散热鳍片阵列(33)通过两块对置的所述散热背板(332)设置于所述传输机构(11)传输方向的两侧，所述冷却机构(31)包括水冷管，所述水冷管设置于所述传输机构(11)传输方向的两侧，所述散热背板(332)受所述驱动机构(32)驱动与所述水冷管接触实现热传递；

所述驱动机构(32)包括驱动电机(321)以及与所述驱动电机(321)的动力输出轴同轴固定连接的双向丝杆(322)，两块所述散热背板(332)分别与所述双向丝杆(322)的不同螺纹段螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，其特征在于：所述叠层铸造砂型(2)的所述铸造砂型(21)包括水平分型的两个汽车凸轮轴浇注型腔(213)，且所述汽车凸轮轴浇注型腔(213)的轴向平行于所述传输方向。

3.根据权利要求1所述的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，其特征在于：所述叠层铸造砂型(2)的底部设置有承载托盘(5)，所述承载托盘(5)上固定连接有导向杆(51)，所述导向杆(51)上开设有多个导向槽(511)，所述导向槽(511)对应位于所述散热腔室(218)的外侧。

4.根据权利要求1所述的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统，其特征在于：所述散热鳍片组(331)的散热鳍片上设置有弹性凸起(333)。

5.一种汽车凸轮轴多层堆叠铸造工艺，其特征在于：利用权利要求1~4中任一项所述的汽车凸轮轴多层堆叠铸造系统进行铸造，包括以下步骤：

(1).制备铸造砂型(21)，使得每个所述铸造砂型(21)的底表面上环绕直浇道(215)形成有散热腔室(218)；

(2).将多个所述铸造砂型(21)竖向叠放在工作平台(1)上形成叠层铸造砂型(2)，保持多个所述铸造砂型(21)的直浇道(215)竖向连通；

(3).启动冷却装置(3)，使得与冷却机构(31)实现热传递的散热鳍片阵列(33)受驱动机构(32)驱动进入到所述散热腔室(218)中实现散热；

(4).向所述叠层铸造砂型(2)中浇注金属液，冷却后在所述叠层铸造砂型(2)中形成汽车凸轮轴铸件；

(5).启动驱动机构(32)，驱动所述散热鳍片阵列组(331)退出所述散热腔室(218)；

(6).启动所述工作平台(1)的传输机构(11)，将所述叠层铸造砂型(2)传输到压力机构(4)下方，启动所述压力机构(4)下压所述叠层铸造砂型(2)进行预破碎；

(7).经过预破碎的所述叠层铸造砂型(2)跟随所述传输机构(11)继续运行跌落至筛分系统上进行汽车凸轮轴铸件-砂型分离。