CN208929137U - 涡轮增压器中间体铸造模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及涡轮增压器铸造模具技术领域，尤其是涉及一种涡轮增压器中间体铸造模具，包括上壳芯和下壳芯，上壳芯和下壳芯扣合后在内部形成砂芯槽，砂芯槽内设有砂芯，砂芯包括围成型腔的外芯体和内芯体，上壳芯内设有相通的浇口和流道，砂芯槽通过流道和浇口与外界连通，上壳芯内设有气孔、浇冒口和溢流冒口。本实用新型可有效降低涡头处发生充不满或缩孔等缺陷的概率。通过将用于成型涡头的型腔设于下壳芯内，浇铸时浇注液先向下充满型腔，空气向上从气孔中排出，可有效解决涡头处充不满的问题；通过设置浇冒口的高度高于砂芯，大气压会将浇冒口内的浇注液压入型腔内，使型腔内的浇注液可保持足够压力以防冷缩。

Description

涡轮增压器中间体铸造模具

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器铸造模具技术领域，尤其是涉及一种涡轮增压器中间体铸造模具。

背景技术

随着国家对油耗和排放的限制要求越来越严，汽油发动机小型化发展的趋势越为明显，发动机小型化后对低端性能和瞬态性能要求更为苛刻，双流道增压器相比于单流道增压器可以明显地改善发动机低端性能，同时改善发动机瞬态性能。相比单流道涡轮增压器，发动机采用双流道涡轮增压器后低速扭矩提高13％，使得发动机的最大扭矩最低转速范围进一步向低转速方向扩展，发动机在1500r/min外特性工况的瞬态性能提升18％，在2000r/ min外特性工况的瞬态性能提升8％，双流道涡轮增压器可以更好地利用发动机的排气能力，明显地提高发动机的低速性能和响应性能，而其中涡头和流道隔板的尺寸和结构的稳定对双流道涡轮增压器的性能起到至关重要的作用。

公开号为CN108246973A的发明专利公开了一种双流道涡轮增压器壳体铸造模具及铸造方法，提出了技术问题：现有技术中，双流道涡轮增压器的外壳一直通过砂模铸造成型，且在铸造过程中，用于成型双流道涡轮增压器中涡头和流道隔板的成型面处于整个成型面的上方，在通过水平浇注的方式向砂箱内浇注时，涡头和流道隔板处不易充满，且因为处于顶部，容易聚集气体，或者由于浇注液的冷缩，最后成型的铸件在涡头和流道隔板处很容易发生缩孔等缺陷而报废，导致生产效率低，不能满足人们的需求。

上述发明提出的技术方案包括：1.铸造工艺（外壳成型面和砂芯外表面设有锆英粉涂层）；2.铸造模具设计步骤；3.铸造模具结构改进。其中铸造工艺和铸造模具设计步骤为惯用技术手段，而铸造模具结构改进仅公开了七个技术特征：下壳芯、上壳芯、浇口、排气孔、浇口杯、外壳成型面及涡头成型面，仅改变了涡头成型面的位置，实测效果不佳。

现需要设计如图1所示的涡轮增压器中间体的铸造模具，为避免涡头处发生充不满或缩孔等缺陷，需要设计一套专用的铸造模具。注：涡轮增压器中间体7的顶部为涡头7a，侧部设有若干孔洞7b。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种涡轮增压器中间体铸造模具，可有效降低涡头处发生充不满或缩孔等缺陷的概率。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种涡轮增压器中间体铸造模具，包括上壳芯和下壳芯，上壳芯和下壳芯围成相通的砂芯槽和流道，砂芯槽内设有砂芯，砂芯包括围成型腔的外芯体和内芯体，上壳芯内设有与流道相通的浇口，砂芯槽通过流道和浇口与外界连通，上壳芯内设有气孔、浇冒口和溢流冒口，浇冒口和溢流冒口均与型腔相通，用于成型涡头的型腔位于下壳芯内，气孔通至砂芯中央，溢流冒口设于砂芯顶部，砂芯顶部对应于涡轮增压器中间体的底部，浇冒口位于流道与砂芯槽的连接处，浇冒口的高度高于溢流冒口。

通过采用上述技术方案，将用于成型涡头的型腔设于下壳芯内（默认上壳芯在下壳芯上方），浇铸时浇注液先向下充满型腔，空气向上从气孔中排出，可有效解决涡头处充不满的问题；由于浇冒口的高度高于砂芯，大气压会将浇冒口内的浇注液压入型腔内，型腔充满浇注液后溢入溢流冒口中，由于溢流冒口位于砂芯顶部，受重力作用也会向型腔内补充浇注液，因此型腔内的浇注液可保持足够压力以防冷缩。

优选的，上壳芯和下壳芯合围成多对砂芯槽，浇冒口设于每对砂芯槽之间的中央。

通过采用上述技术方案，一个浇冒口同时为两个型腔内的浇注液保压，提高了浇铸效率。

优选的，上壳芯和下壳芯围成气流通道，相邻的一对砂芯槽通过气流通道连通。

通过采用上述技术方案，通过气流通道可平衡浇铸时两个型腔内的气压。

优选的，砂芯上正对涡轮增压器中间体上孔洞的位置设有排气口，排气口与气流通道连通。

通过采用上述技术方案，将排气口设于涡轮增压器中间体上的孔洞处，降低了排气对浇注液成型的扰动影响。

优选的，外芯体包括公体和母体，公体上设有凸起，母体上设有供凸起插入的插槽。

通过采用上述技术方案，凸起与插槽的配合，使公体与母体互相限位，使两者精准定位。

优选的，外芯体顶部设有第一圆孔，第一圆孔位于溢流冒口正下方。

通过采用上述技术方案，浇铸完毕后，溢流冒口内的浇注液可自行向下漏入外芯体与内芯体之间的型腔中，从而弥补冷缩。

优选的，公体和母体的连接缝平分第一圆孔，上壳芯内设有两个凹槽，两个凹槽分别位于公体和母体的正上方。

通过采用上述技术方案，浇铸时型腔内的热空气透过砂芯进入到两个凹槽内，浇注液冷却比凹槽内的热空气快，因此凹槽内的热空气可起到保温作用。

优选的，外芯体中央设有第二圆孔，内芯体顶部伸入第二圆孔内，第二圆孔位于气孔正下方。

通过采用上述技术方案，内芯体的顶部填满第二圆孔，方能使内芯体与外芯体的配合间隙内成型出的涡轮增压器中间体顶部中央具有圆孔特征，型腔内的空气由内芯体与外芯体之间的配合间隙进入气孔，或透过内芯体和外芯体进入气孔，可控制空气逸出速度在较低水平，有利于保持型腔内的压力。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过将用于成型涡头的型腔设于下壳芯内，浇铸时浇注液先向下充满型腔，空气向上从气孔中排出，可有效解决涡头处充不满的问题；

2.通过设置浇冒口的高度高于砂芯，大气压会将浇冒口内的浇注液压入型腔内，使型腔内的浇注液可保持足够压力以防冷缩；

3.通过在砂芯顶部设置溢流冒口，型腔充满浇注液后溢入溢流冒口中，由于溢流冒口位于砂芯顶部，受重力作用也会向型腔内补充浇注液，使型腔内的浇注液可保持足够压力以防冷缩。

附图说明

图1是背景技术中涡轮增压器中间体的结构示意图；

图2是实施例中涡轮增压器中间体铸造模具的爆炸图；

图3是图2隐藏一半外芯体后的结构示意图；

图4是实施例中涡轮增压器中间体铸造模具的俯视图；

图5是图4中A-A向剖视图；

图6是图4中B-B向剖视图；

图7是实施例中上壳芯的下表面结构示意图；

图8是实施例中下壳芯与成型物的配合示意图。

图中，1、上壳芯；1a、浇口；1b、气孔；1c、浇冒口；1d、溢流冒口；1e、凹槽；2、下壳芯；3、砂芯；3a、排气口；31、外芯体；31a、第一圆孔；31b、第二圆孔；311、公体；311a、凸起；312、母体；32、内芯体；4、流道；5、砂芯槽；6、气流通道；7、涡轮增压器中间体；7a、涡头；7b、孔洞；8、型腔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：图2为本实用新型公开的一种涡轮增压器中间体铸造模具，包括上壳芯1和下壳芯2，上壳芯1在上，下壳芯2在下，两者扣合后围成多对砂芯槽5，砂芯槽5内贴合放置外芯体31，外芯体31内放置内芯体32，外芯体31与内芯体32围成的空间即为型腔8（见图3），外芯体31与内芯体32组成砂芯3。

如图5所示，上壳芯1中央竖直开设浇口1a，上壳芯1与下壳芯2围成水平的流道4，浇口1a底部与流道4相通，流道4尽头与砂芯槽5相通。每两个砂芯槽5组成一对，上壳芯1内于每一对砂芯槽5之间的中央成型出一个浇冒口1c，浇冒口1c为直长的柱形，浇冒口1c的轴线与浇口1a的轴线平行。

结合图6与图7，不直接通过流道4相连的相邻两对砂芯槽5通过气流通道6连接，气流通道6为开设在上壳芯1底面的槽与下壳芯2的顶面围成，气流通道6的形状宽而低。涡轮增压器中间体7的侧面具有多个孔洞7b（见图1），砂芯3上对应于孔洞7b的位置开设排气口3a，气流通道6直接与排气口3a相通。通过气流通道6可平衡浇铸时两个型腔8内的气压，将排气口3a设于涡轮增压器中间体7上的孔洞7b处，降低了排气对浇注液成型的扰动影响。

结合图1与图6，上壳芯1内还竖直开设有气孔1b，每个砂芯槽5对应一个气孔1b，气孔1b与上壳芯1顶部相通。外芯体31的顶部中央设有第二圆孔31b，第二圆孔31b位于气孔1b的正下方。内芯体32的顶部填满第二圆孔31b，方能使内芯体32与外芯体31的配合间隙内成型出的涡轮增压器中间体7顶部中央具有圆孔特征，型腔8内的空气由内芯体32与外芯体31之间的配合间隙进入气孔1b，或透过内芯体32和外芯体31进入气孔1b，可控制空气逸出速度在较低水平，有利于保持型腔8内的压力。

结合图1与图6，外芯体31的顶部设有第一圆孔31a，上壳芯1内于第一圆孔31a正上方开设溢流冒口1d，溢流冒口1d与第一圆孔31a相通。外芯体31由公体311和母体312拼接而成，公体311与母体312为外芯体31的左右两半部分，公体311与母体312的连接缝平分第一圆孔31a。公体311与母体312唯一的区别在于公体311上成型有凸起311a，母体312上设有供凸起311a插入的插槽，可将公体311与母体312拆开，以便在外芯体31内放入内芯体32。浇铸完毕后，溢流冒口1d内的浇注液可通过第一圆孔31a自行向下漏入外芯体31与内芯体32之间的型腔8中，从而弥补冷缩。

如图7所示，上壳芯1内设有两个凹槽1e，两个凹槽1e分别位于公体311和母体312的正上方，关于公体311和母体312的连接缝对称。浇铸时型腔8内的热空气透过砂芯3进入到两个凹槽1e内，浇注液冷却比凹槽1e内的热空气快，因此凹槽1e内的热空气可起到保温作用。

如图8所示，与涡轮增压器中间体7对应的型腔8倒置于砂芯槽5内，即用于成型涡轮增压器中间体7顶部涡头7a的型腔8朝下，位于下壳芯2内，浇铸时涡头7a位置的型腔8首先注满浇注液。浇冒口1c紧靠砂芯槽5设置，具体位于流道4与砂芯槽5的连接处，且浇冒口1c的高度要高于溢流冒口1d。注：图8中所指示的1c为浇冒口1c成型出的柱体，所指1d为溢流冒口1d成型出的柱体。

综上所述，本实施例的实施原理为：将用于成型涡头7a的型腔8设于下壳芯2内，浇铸时浇注液先向下充满型腔8，空气向上从气孔1b中排出，可有效解决涡头7a处充不满的问题；由于浇冒口1c的高度高于砂芯3，大气压会将浇冒口1c内的浇注液压入型腔8内，型腔8充满浇注液后溢入溢流冒口1d中，由于溢流冒口1d位于砂芯3顶部，受重力作用也会向型腔8内补充浇注液，因此型腔8内的浇注液可保持足够压力以防冷缩。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种涡轮增压器中间体铸造模具，包括上壳芯（1）和下壳芯（2），上壳芯（1）和下壳芯（2）围成相通的砂芯槽（5）和流道（4），砂芯槽（5）内设有砂芯（3），砂芯（3）包括围成型腔（8）的外芯体（31）和内芯体（32），上壳芯（1）内设有与流道（4）相通的浇口（1a），砂芯槽（5）通过流道（4）和浇口（1a）与外界连通，其特征在于：上壳芯（1）内设有气孔（1b）、浇冒口（1c）和溢流冒口（1d），浇冒口（1c）和溢流冒口（1d）均与型腔（8）相通，用于成型涡头（7a）的型腔（8）位于下壳芯（2）内，气孔（1b）通至砂芯（3）中央，溢流冒口（1d）设于砂芯（3）顶部，砂芯（3）顶部对应于涡轮增压器中间体（7）的底部，浇冒口（1c）位于流道（4）与砂芯槽（5）的连接处，浇冒口（1c）的高度高于溢流冒口（1d）。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：上壳芯（1）和下壳芯（2）合围成多对砂芯槽（5），浇冒口（1c）设于每对砂芯槽（5）之间的中央。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：上壳芯（1）和下壳芯（2）围成气流通道（6），相邻的一对砂芯槽（5）通过气流通道（6）连通。

4.根据权利要求3所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：砂芯（3）上正对涡轮增压器中间体（7）上孔洞（7b）的位置设有排气口（3a），排气口（3a）与气流通道（6）连通。

5.根据权利要求1所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：外芯体（31）包括公体（311）和母体（312），公体（311）上设有凸起（311a），母体（312）上设有供凸起（311a）插入的插槽。

6.根据权利要求5所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：外芯体（31）顶部设有第一圆孔（31a），第一圆孔（31a）位于溢流冒口（1d）正下方。

7.根据权利要求6所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：公体（311）和母体（312）的连接缝平分第一圆孔（31a），上壳芯（1）内设有两个凹槽（1e），两个凹槽（1e）分别位于公体（311）和母体（312）的正上方。

8.根据权利要求1所述的涡轮增压器中间体铸造模具，其特征在于：外芯体（31）中央设有第二圆孔（31b），内芯体（32）顶部伸入第二圆孔（31b）内，第二圆孔（31b）位于气孔（1b）正下方。