CN210359121U - 一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，连接板的底部与气缸的输出端连接，连接板上开设有两个以上的模孔，环模设置在连接板的模孔内，环模的下部与连接板连接，环模的内部设置有内圆挡块，环模面板设置在箱体的顶部，砂箱设置在环模面板的顶部，环模面板上开设有与连接板上的模孔对应的限位孔，环模的上部镶嵌在环模面板的限位孔内，环模面板的限位孔处设置有集热圈，环模面板的上部设置有浇道；本实用新型采取下脱模模具造型实现了砂型制作过程中无斜度拔模的效果，提升铸造的效率，通过在模具上增加集热圈的形式，提高铸造出品率，降低球磨铸铁活塞环短筒体铸造的成本。

Description

一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具

技术领域

本实用新型属于内燃机活塞环制造技术领域，尤其涉及一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具。

背景技术

活塞环在内燃机生产应用中，具有重要的价值和意义，对活塞环的加工生产要求也十分的严格。传统的内燃机球墨铸铁活塞环铸造大多以单体双片砂型铸造，球墨铸铁铸造的特点是凝固时体积收缩性大，容易于最后冷却的区域产生缩松或缩孔，由于铸件芯部冷却速度最慢，故易于在芯部产生缩松或缩孔，传统的球铁活塞环铸造采用“双片铸造”工艺，中心部位的不良组织通过切割给予去除，两侧的部位为所需的正常铸件，一般情况为避开有缩松的区域，中心部位舍弃的长度为3mm左右，因此铸造出品率不高，一般为25-35%左右，导致铸造效率低、成本高。双片铸造的坯料切片一般以三把刀一切二的横向切割方式，中刀将环切开，切刀厚度一般为2.5-2.8mm，两边的刀将铸件的两端余量切除，两端余量一般分别为1.0-1.5mm，切割损耗量大。因此，球墨铸铁活塞环如能实现短筒体多片铸造一直是活塞环企业寻求突破的目标。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，包括箱体、气缸、连接板、环模、环模面板、砂箱、内圆挡块、浇道，所述气缸设置在所述箱体的底部，所述连接板设置在所述箱体的内部，所述连接板的底部与所述气缸的输出端连接，所述连接板上开设有两个以上的模孔，所述环模设置在所述连接板的模孔内，所述环模的下部与所述连接板连接，所述环模设置成与活塞环尺寸对应的短筒体形状，所述环模的内部设置有内圆挡块，所述环模面板设置在所述箱体的顶部，所述砂箱设置在所述环模面板的顶部，所述环模面板上开设有与所述连接板上的模孔对应的限位孔，所述环模的上部镶嵌在所述环模面板的限位孔内，所述环模面板的限位孔处设置有集热圈，所述环模面板的上部设置有浇道,所述浇道与所述环模所占空间导通连接。

作为优选地，所述环模在所述气缸的驱动下在所述砂箱内伸缩，所述环模的动作行程介于所述环模的顶部与所述环模面板上表面平行和延伸到所述砂箱内部之间。

作为优选地，所述模孔以环形阵列的方式分布在所述连接板上，所述模孔的数量为3-16个。

作为优选地，所述环模的外侧设置有用于定位环模的夹紧单元，所述夹紧单元包括微变形条、连接部和锁紧螺钉，微变形条设置成与环模外形对应的轮廓，两根微变形条通过连接部连接，连接部上连接有调节微变形条角度的锁紧螺钉。

作为优选地，所述内圆挡块的上表面与所述环模面板的上表面平齐，所述内圆挡块的底部与支撑板的一端连接，支撑板的另一端固定安装在所述箱体的底部。

作为优选地，所述内圆挡块与所述支撑板通过螺栓连接，连接所述内圆挡块与所述支撑板的螺栓处设置有上部小、下部大的锥状紧砂堆。

作为优选地，所述砂箱内用于装填细砂，所述砂箱与造型机连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过箱体底部的气缸提供驱动力，由气缸驱动连接板上下动作，从而带动环模在模孔和限位孔内上下动作，在环模面板动作到最高位置时，向砂箱内加入细砂并震实，然后环模面板下移，由浇道向环模从砂箱退出的型腔内进行浇铸，型腔下部增加的集热圈使活塞环铸件断面增加，浇铸后的铁水在集热圈处形成热节，由于热节的冷却速度最慢，使得活塞环铸件芯部易产生缩松和缩孔的缺陷迁移到集热圈铸造的热节处，通过后续切片将热节部位切除舍弃，由此获得优质的球磨铸铁活塞环短筒体铸件，有效的提高了铸件的质量，并通过采取下脱模的形式，实现模具的无斜度拔模效果，在连接板上设置多个模孔，实现一模多出的效果，大大的提高了球磨铸铁活塞环短筒体铸件的生产效率；利用种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，采取下脱模模具造型实现了砂型制作过程中无斜度拔模的效果，提升铸造的效率，通过在模具上增加集热圈的形式，提高铸造出品率，降低球磨铸铁活塞环短筒体铸造的成本。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具的结构示意图。

图2为本实用新型提出的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具的俯视图。

图3为本实用新型提出的一种球磨铸铁活塞环短筒体铸造模具的型腔剖视图。

附图中，1：箱体， 2：气缸， 3：环模， 4：连接板， 5：环模面板， 6：砂箱， 7：内圆挡块， 8：紧砂堆， 9：浇道， 10：支撑板， 11：集热圈， 12：微变形条， 13：连接部， 14：锁紧螺钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如附图1-3所示，一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，包括箱体1、气缸2、连接板4、环模3、环模面板5、砂箱6、内圆挡块7、浇道9，气缸2设置在箱体1的底部，连接板4设置在箱体1的内部，连接板4的底部与气缸2的输出端连接，连接板4上开设有两个以上的模孔，环模3的下部设置在连接板4的模孔内，环模3高30-50mm可调，环模3的下部与连接板4连接，环模3设置成与活塞环尺寸对应的短筒体形状，环模3的内部设置有内圆挡块7，环模面板5设置在箱体1的顶部，砂箱6设置在环模面板5的顶部，环模面板5上开设有与连接板4上的模孔对应的限位孔，环模3的上部镶嵌在环模面板5的限位孔内，环模面板5的限位孔处设置有集热圈11，环模面板5的上部设置有浇道9,浇道9与环模3所占空间导通连接。

通过箱体1底部的气缸2提供驱动力，由气缸2驱动连接板4上下动作，从而带动环模3在模孔和限位孔内上下动作，在环模面板5动作到最高位置时，向砂箱6内加入细砂并震实，然后环模面板5下移，由浇道9向环模3从砂箱6退出的型腔内进行浇铸，型腔下部增加的集热圈11使活塞环铸件断面增加，浇铸后的铁水在集热圈11处形成热节，由于热节的冷却速度最慢，使得活塞环铸件芯部易产生缩松和缩孔的缺陷迁移到集热圈11铸造的热节处，通过后续切片将热节部位切除舍弃，由此获得优质的球磨铸铁活塞环短筒体铸件，后续采用“退火”+“淬火+高温回火”热处理后，用排铣方式切片成所需的毛坯。此发明铸造工艺出品率可达50~60%，获得的毛坯硬度均匀，典型硬度值HRB104~108，同批硬度差不超过4个HRB单位，同片环硬度差不超过3个HRB单位，弹性模量平均达160Gpa，抗弯强度大于1300Mpa。有效的提高了铸件的质量，并通过采取下脱模的形式，实现模具的无斜度拔模效果，在连接板4上设置多个模孔，实现一模多出的效果，大大的提高了球磨铸铁活塞环短筒体铸件的生产效率。

环模3在气缸2的驱动下在砂箱6内伸缩，环模3的动作行程介于环模3的顶部与环模面板5上表面平行和延伸到砂箱6内部之间；有效利用气缸2的行程动力，缩短在砂箱6内装填细砂的型腔制作和退模周期，精准控制行程，保证铸造生产的有序进行。模孔以环形阵列的方式分布在连接板4上，模孔的数量为3-16个，能够同时浇铸多个活塞环短筒体，实现一模多出的高效铸造。

环模3的外侧设置有用于定位环模3的夹紧单元，夹紧单元包括微变形条12、连接部13和锁紧螺钉14，微变形条12设置成与环模3外形对应的轮廓，两根微变形条12通过连接部13连接，连接部13上连接有调节微变形条12角度的锁紧螺钉14。通过锁紧螺钉14紧固的方式，使得微变形条12产生微变形保证微变形条12从侧面将环模3以抱紧的方式固定。内圆挡块7的上表面与环模面板5的上表面平齐，有效利用箱体1内部的空间，内圆挡块7的底部与支撑板10的一端连接，支撑板10的另一端固定安装在箱体1的底部，保证内圆挡块7的结构稳定性，提供铸造的精确度。

内圆挡块7与支撑板10通过螺栓连接，连接内圆挡块7与支撑板10的螺栓处设置有上部小、下部大的锥状紧砂堆8，通过紧砂堆8使环模3内圆部位的砂在震压过程中得到紧实。砂箱6内用于装填细砂，砂箱6与造型机连接，装好环模3后，在砂箱6内装填细砂，然后再通过造型机将细砂压紧并震实，取出环模3后，细砂的空心处即为所需铸造的活塞环毛坯件形状。

该模具集成于一个圆形箱体1内，箱体1下部布置有一气缸2，气缸2活塞杆与连接板4连接，连接板4上阵列布置有与环模3外形一致的多个模孔，每个模孔外侧通过线切割切出有微变形条12，环模3镶嵌于连接板4的模孔内，通过锁紧螺钉14紧固使微变形条12产生微变形而实现环模3的固定。气缸2动作时，环模3随连接板4上下运动，箱体1顶部设置有环模面板5，环模面板5上同样阵列布置有与环模3外形大小一致的限位孔，供环模3从面板的限位孔中上下伸缩。该方法制作的模具，可将环模3制作成无拔模斜度而同样实现脱模。

工作时，将模具箱体1安置于造形机上，将砂箱6置于环模面板5上，启动气缸2使活塞杆上升推动支撑板10上升，环模3随支撑板10上升从环模面板5中伸出，之后将细砂布于面板的砂箱6内，再启动造型机将型砂震实并压实，然后气缸2反向动作，环模3向下退回至箱体1内实现脱模，这样与环模3形状一致的砂模型腔就制作成了，将该砂型连同型砂筐从造型机上移至浇铸车上，一般每车叠放10-14箱一起浇铸。

本实用新型一改传统活塞环铸造制作砂型时采取上拔模方式为下脱模形式，使环模3可制作成无拔模斜度而实现脱模，使铸出的筒体毛坯经切片后无大小片问题；环模3与连接板4之间的连接通过侧面螺钉锁紧使微变形条12产生微变形而实现紧固，方便环模3轴向高度装配时微调；环模3伸出环模面板5的高度可通过调节高度调节垫圈实现10-35mm可调；采用该方法使铸件工艺出品率达60-70%，大大提升铸造效率。

通过在下脱模模具的模板上增加集热圈11的形式，使环模3砂型型腔下部断面增大一圈，铁水凝固时在热节处冷却速度最慢，使通常易在中心部位产生缩松缺陷的现象迁移至热节处，后续通过切片将有缺陷的热节舍弃，同时由于采用下脱模模具，实现了环模3无拔模斜度。利用球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具实现球墨铸铁活塞环毛坯之短筒体铸造，提高铸造出品率达45-60%左右，显著降低铸造成本。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，包括箱体、气缸、连接板、环模、环模面板、砂箱、内圆挡块、浇道，其特征在于，所述气缸设置在所述箱体的底部，所述连接板设置在所述箱体的内部，所述连接板的底部与所述气缸的输出端连接，所述连接板上开设有两个以上的模孔，所述环模设置在所述连接板的模孔内，所述环模的下部与所述连接板连接，所述环模设置成与活塞环尺寸对应的短筒体形状，所述环模的内部设置有内圆挡块，所述环模面板设置在所述箱体的顶部，所述砂箱设置在所述环模面板的顶部，所述环模面板上开设有与所述连接板上的模孔对应的限位孔，所述环模的上部镶嵌在所述环模面板的限位孔内，所述环模面板的限位孔处设置有集热圈，所述环模面板的上部设置有浇道,所述浇道与所述环模所占空间导通连接。

2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，其特征在于，所述环模在所述气缸的驱动下在所述砂箱内伸缩，所述环模的动作行程介于所述环模的顶部与所述环模面板上表面平行和延伸到所述砂箱内部之间。

3.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，其特征在于，所述模孔以环形阵列的方式分布在所述连接板上，所述模孔的数量为3-16个。

4.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，其特征在于，所述环模的外侧设置有用于定位环模的夹紧单元，所述夹紧单元包括微变形条、连接部和锁紧螺钉，微变形条设置成与环模外形对应的轮廓，两根微变形条通过连接部连接，连接部上连接有调节微变形条角度的锁紧螺钉。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，其特征在于，所述内圆挡块的上表面与所述环模面板的上表面平齐，所述内圆挡块的底部与支撑板的一端连接，支撑板的另一端固定安装在所述箱体的底部。

6.根据权利要求5所述的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，其特征在于，所述内圆挡块与所述支撑板通过螺栓连接，连接所述内圆挡块与所述支撑板的螺栓处设置有上部小、下部大的锥状紧砂堆。

7.根据权利要求6所述的一种球墨铸铁活塞环短筒体铸造模具，其特征在于，所述砂箱内用于装填细砂，所述砂箱与造型机连接。

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