CN116352024A - 一种底注式浇注系统及气缸体 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种底注式浇注系统及气缸体，属于气缸体浇注技术领域。解决了现有的技术不能够实现铸件的快速平稳充型，铸件易产生冲砂、气孔、冷隔等缺陷的问题。它包括直浇口棒、横浇道、内浇口以及分浇道，所述横浇道与直浇口棒连接，所述横浇道底部的两侧皆均布有多个分浇道，所述分浇道的上下两侧的端口处设有内浇口。它主要用于薄壁气缸体的浇筑。
Description
技术领域
本发明属于气缸体浇注技术领域，特别是涉及一种底注式浇注系统及气缸体。
背景技术
当前轻量化成为汽车发展重要研究课题，近年发动机为了轻量化，对气缸体铸件进行轻量化设计：壁厚降低，铸件壁厚由4.0减薄到3.5，先进的水平达到3.0±0.5mm；材质强度提高，由原HT250提高到HT300，或者采用蠕铁；采用集成化设计，将许多结构集成到气缸体上；采用精度更高的铸造工艺，例如采用铁模覆砂工艺或者组芯工艺，铸件壁厚的减薄和结构的复杂，对铸造工艺提出了更高的要求。要求铸件浇注时充型平稳，不发生冲砂或紊流，浇注温度适合，不产生冷隔或气孔等问题。
组芯立浇是实现铸铁缸体薄壁化、轻量化、集成化的重要生产方式，针对组芯立浇工艺生产的复杂结构的薄壁气缸体，现有的技术不能够实现铸件的快速平稳充型，铸件易产生冲砂、气孔、冷隔等缺陷。铸件工艺出品率高，铸件质量良好。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种底注式浇注系统及气缸体,以解决现有的技术不能够实现铸件的快速平稳充型，铸件易产生冲砂、气孔、冷隔等缺陷的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种底注式浇注系统，包括直浇口棒、横浇道、内浇口以及分浇道，所述横浇道与直浇口棒连接，所述横浇道底部的两侧皆均布有多个分浇道，所述分浇道的上下两侧的端口处设有内浇口。
更进一步的，所述横浇道采用矩形截面，高：宽≥2:1，宽度按照双面3°收缩。
更进一步的，所述分浇道采用矩形截面。
更进一步的，所述横浇道与直浇口棒连接处设置有过滤网。
更进一步的，所述直浇口棒、过滤网、横浇道以及内浇口的截面比例为S直浇口棒：S过滤网：S横浇道：S内浇口＝1.0：1.56：1.19：1.50。
更进一步的，所述分浇道的下部设有溢流。
更进一步的，所述分浇道设有五处。
更进一步的，一种气缸体，所述气缸体包括所述的底注式浇注系统。
更进一步的，所述气缸体分为两部分，所述底注式浇注系统的横浇道的两侧分别与气缸体两部分的底法兰面连接。
更进一步的，上下对称设置的两个内浇口分别设置在气缸体两缸之间的轴承座位置上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的内浇口设置在分浇道处以及气缸体铸件的轴承座处，主要分为三排，在浇注铁水时，铁水在内浇口处形成阶梯进水，铁水在铸型时实现逐层充填，解决了现有的技术不能够实现铸件的快速平稳充型，铸件易产生冲砂、气孔、冷隔等缺陷的问题。
2、为了实现铁水的快速充型，铁水的充型速度受到工艺限制，铁水在充型压力和重力的作用下，在内浇口处会不可避免地形成喷溅和紊流，这会造成铸件气孔和冲砂的风险，通过工艺上控制型/芯砂的强度和涂料质量，可以有效地减少铸件的缺陷。
3、内浇口对称布置在对着两缸之间的轴承座位置，减少了铁水充填的阻力，有利于铁水快速充填。
4、横浇道采用矩形截面，高：宽≥2：1，宽度按双面3°收缩，保证横浇道末端处于充满状态。同时，也减少了浇道的重量。
5、分浇道采用矩形截面，对称布置，布置在横浇道底部，铁水快速充满，避免卷气，横浇道上部可以实现挡渣效果。
6、采用开放式浇注系统，浇注系统各截面比例S直浇口棒：S过滤网：S横浇道：S内浇口＝1.0：1.56：1.19：1.50，实现铁水的平稳充填，避免喷溅和紊流。
7、在分浇道下部设置溢流，可以使最初的带有杂质的“脏铁水”落入其中，不进入铸型中，减少铸件风险。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为气缸体铸造工艺示意图一；
图2为浇注系统示意图；
图3为气缸体铸造工艺示意图二；
图4为气缸体铸造工艺示意图三；
图5为充型速度的模拟示意图；
图6为充型温度的模拟示意图。
1-直浇口棒，2-过滤网，3-横浇道，4-内浇口，5-分浇道，6-轴承座，7-底法兰面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
具体实施方式一：参见图1-4说明本实施方式，一种底注式浇注系统，包括直浇口棒1、横浇道3、内浇口4以及分浇道5，所述横浇道3与直浇口棒1连接，所述横浇道3底部的两侧皆均布有多个分浇道5，所述分浇道5的上下两侧的端口处设有内浇口4，所述横浇道3与直浇口棒1连接处设置有过滤网2，所述分浇道5设有五处。
在横浇道3处设置有过滤网2，通过横浇道3设置有五处分浇道5，内浇口4主要分为三排，在浇注铁水时，铁水在内浇口4处形成阶梯进水，进而铁水在铸型时能够实现逐层充填，解决了现有的技术不能够实现铸件的快速平稳充型，铸件易产生冲砂、气孔、冷隔等缺陷的问题，进而为了实现铁水的快速充型，铁水的充型速度受到工艺限制，铁水在充型压力和重力的作用下，在内浇口处会不可避免地形成喷溅和紊流，这会造成铸件气孔和冲砂的风险，通过工艺上控制型/芯砂的强度和涂料质量，可以有效地减少铸件的缺陷。
具体实施方式二：参见图1-4说明本实施方式，所述横浇道3采用矩形截面，横浇道3采用矩形截面，高：宽＝2—3：1。宽度按双面1°—3°收缩，本实施例采用高：宽≥2:1，宽度按照双面3°收缩，保证横浇道3末端处于充满状态，同时也减少了横浇道3的重量。
具体实施方式三：参见图2和图4说明本实施方式，所述分浇道5采用矩形截面，对称布置，布置在横浇道3底部，铁水快速充满，避免卷气，横浇道3上部可以实现挡渣效果。
具体实施方式四：参见图2和图4说明本实施方式，采用开放式浇注系统，所述直浇口棒1、过滤网2、横浇道3以及内浇口4的截面比例为S直浇口棒：S过滤网：S横浇道：S内浇口＝1.0：1.56：1.19：1.50，进而实现铁水的平稳填充，避免喷溅和紊流。
进一步，各截面的比例可以适当调整，S直浇棒：S过滤网：S横浇道：S内浇口＝1.0：1.20—1.60：1.20——1.30：1.50。
具体实施方式五：参见图4说明本实施方式，所述分浇道5的下部设有溢流8，可以使最初的带有杂质的“脏铁水”落入其中，不进入铸型中，减少铸件风险。
具体实施方式六：参见图1-4说明本实施方式，一种气缸体，所述气缸体包括所述的底注式浇注系统，所述气缸体分为两部分，所述底注式浇注系统的横浇道3的两侧分别与气缸体两部分的底法兰面7连接，上下对称设置的两个内浇口4分别设置在气缸体两缸之间的轴承座6位置上。
内浇口4对称布置在对着两缸之间的轴承座6位置，减少了铁水充填的阻力，有利于铁水快速充填。
具体实施方式七：参见图5说明本实施方式，本实施例以浇注温度：1440-1460℃、浇注时间：10-12秒以及浇注铁水量(参考)66Kg/型为例，从模拟结果可以看出铁水充型初期，横浇道结构控制了铁水的紊流，浇道迅速充满，铁水充型速度在1.0m/s(推荐速度在1.5m/s以下)，速度低，不冲砂，铁水在铸型内液面平稳充填，实现了“低流速，大流量”快速充型。
具体实施方式八：参见图6说明本实施方式，本实施例以浇注温度：1440-1460℃、浇注时间：10-12秒以及浇注铁水量(参考)66Kg/型为例，从模拟结果可以看出，横浇道3、分浇道5和内浇,4温度高，有利于铁水的充型，由于铁水不断地流入，横浇道3、分浇道5及内浇口4始终保持较高的温度，保证高温铁水充型，铸件的温度在1400℃以上，铁水的高温平稳充填，有助于铸型内气体的排出，在铸件充型后期，铁水的温度仍能保持在1360℃以上，保证了铸件薄壁结构的成型。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。
Claims (10)
1.一种底注式浇注系统，其特征在于：包括直浇口棒(1)、横浇道(3)、内浇口(4)以及分浇道(5)，所述横浇道(3)与直浇口棒(1)连接，所述横浇道(3)底部的两侧皆均布有多个分浇道(5)，所述分浇道(5)的上下两侧的端口处设有内浇口(4)。
2.根据权利要求1所述的一种底注式浇注系统，其特征在于：所述横浇道(3)采用矩形截面，高：宽≥2:1，宽度按照双面3°收缩。
3.根据权利要求1所述的一种底注式浇注系统，其特征在于：所述分浇道(5)采用矩形截面。
4.根据权利要求1所述的一种底注式浇注系统，其特征在于：所述横浇道(3)与直浇口棒(1)连接处设置有过滤网(2)。
5.根据权利要求4所述的一种底注式浇注系统，其特征在于：所述直浇口棒(1)、过滤网(2)、横浇道(3)以及内浇口(4)的截面比例为S直浇口棒：S过滤网：S横浇道：S内浇口＝1.0：1.56：1.19：1.50。
6.根据权利要求1所述的一种底注式浇注系统，其特征在于：所述分浇道(5)的下部设有溢流(8)。
7.根据权利要求1所述的一种底注式浇注系统，其特征在于：所述分浇道(5)设有五处。
8.一种气缸体，其特征在于：所述气缸体包括如权利要求1-7中任意一项所述的底注式浇注系统。
9.根据权利要求8所述的一种气缸体，其特征在于：所述气缸体分为两部分，所述底注式浇注系统的横浇道(3)的两侧分别与气缸体两部分的底法兰面(7)连接。
10.根据权利要求8所述的一种气缸体，其特征在于：上下对称设置的两个内浇口(4)分别设置在气缸体两缸之间的轴承座(6)位置上。
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