CN211638238U - 一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯及其专用模具 - Google Patents

Abstract

一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯及其专用模具，属于汽车发动机技术领域，克服了现有技术铝合金进气下歧管铸造毛坯铸造冒口端的重量大于产品端的重量，造成冒口端先脱离上模毛坯铸造冒口型腔，使产品端被卡滞在模具中，顶出不平衡，脱模困难，产品端被顶伤，生产效率低和废品率高的问题，特征是在毛坯铸造冒口上面设有第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱，在上模上设有第一冒口抱紧柱型腔、第二冒口抱紧柱型腔和第三冒口抱紧柱型腔，有益效果是，利用3个冒口抱紧柱深入上模冒口抱紧柱型腔内，增加了铸造毛坯冒口与模具型腔间的摩擦力，克服了冒口端先脱离铸造冒口型腔的现象，实现了铝合金下歧管铸造毛坯顶出平衡的目的。

Description

一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯及其专用模具

技术领域

本实用新型属于汽车发动机技术领域，特别涉及使用树脂材料和铝合金材料制作的一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯及其专用模具。

背景技术

随着汽车技术的发展以及驾驶者对车辆操控性及驾驶乐趣的热衷追求，对发动机及其周边零部件的性能提升越来越严格。发动机进气歧管作为发动机进气系统的关键零部件，其主要作用是均匀地为发动机提供新鲜的进气充量。以往的进气歧管材料大多采用铝合金材料，采用铝合金材料制作的铝合金进气歧管的缺点是重量大，严重影响发动机的油耗。经过科技的逐步发展，树脂材料成为发动机进气歧管的主导材料。但由于采用树脂材料制作的树脂进气歧管的强度较铝合金进气歧管的强度低，当树脂进气歧管气道较长，稳压箱体积较大，产品较重时，树脂进气歧管与发动机缸盖连接段的气道根部容易出现开裂现象。为了克服单一铝合金进气歧管或单一树脂进气歧管各自存在的问题，现有技术在最近几年出现了组合式进气歧管，即使用树脂材料和铝合金材料制作组合式进气歧管，如申请号为 CN201811502633.7的发明公开的“一种双燃料喷射的组合式进气歧管”，就是使用树脂材料制作下歧管和节气门体，改变原来两段歧管都是金属的状况，即进气歧管由进气上歧管和进气歧下歧管组成，其中，进气上歧管或进气歧下歧管采用树脂材料以减轻进气歧管整体重量；而进气下歧管或进气上歧管采用铝合金材料以保证进气歧管的强度。在进气下歧管采用铝合金材料制作的进气歧管中，为了减轻进气歧管的重量，铝合金进气下歧管往往体积较小，气道较短，重量较轻，在实际生产铝合金进气下歧管铸造毛坯时，铝合金进气下歧管铸造毛坯主要包括铝合金进气下歧管产品本身和铸造冒口，而铸造冒口的重量远远大于铝合金进气下歧管产品本身的重量，所以在铸造过程中，铝合金进气下歧管毛坯冒口端和产品端重量不均匀，造成铝合金进气下歧管毛坯的冒口端由于重力原因先脱离上模毛坯铸造冒口型腔的现象，从而造成铝合金进气下歧管产品端被卡滞在模具中，顶出不平衡，铝合金进气下歧管毛坯脱模困难，经常出现铝合金进气下歧管毛坯被顶伤的现象，而为了避免对铝合金进气下歧管毛坯的顶伤，需要人工脱模，这样又严重影响铝合金进气下歧管毛坯的生产效率，单件毛坯的生产节拍在增加，而废品率在增高，因此，有必要研究开发一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯及其专用模具来解决这些问题。

现有技术中，申请号为CN201710990850.4的发明公开了一种模具，该模具包括模具本体及抱紧机构，所述模具本体包括上模、下模及多个边模，所述上模、下模及多个边模能够合模以形成成型腔，所述抱紧机构包括抱紧件，所述抱紧件活动设置且所述抱紧件围设在所述边模的外周，在边模的合模过程中，所述抱紧件能够作用到边模并带动边模同步合模。该发明能够避免出现铸件错模、飞边等现象，从而提高了铸件的品质及缩短了后期对铸件加工的工艺时间。但是，该发明所述抱紧件活动设置且所述抱紧件围设在所述边模的外周，这种结构不适于解决铝合金进气下歧管毛坯脱模困难的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是克服现有技术的不足之处与缺陷，提供可以解决使用树脂材料和铝合金材料制作的组合式进气歧管的铝合金下歧管在铸造生产过程中冒口端由于重力原因先脱模，导致产品端被卡滞在模具中，造成顶出不平衡的问题，从而提高铝合金下歧管毛坯的生产效率和成品率的一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯及其专用模具。

本实用新型所述一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯采用的技术方案包括缸盖连接法兰，在缸盖连接法兰的上面设有与缸盖连接法兰连接的第一气道、第二气道、第三气道和第四气道，在第一气道、第二气道、第三气道和第四气道的上面设有与树脂上歧管的对接法兰连接的对接法兰，在所述缸盖连接法兰的下面设有3个毛坯铸造流道，在缸盖连接法兰的下面3个毛坯铸造流道的前面设有1个倒山字形的毛坯铸造冒口，在倒山字形的毛坯铸造冒口上面分别设有用于与冒口抱紧柱型腔抱紧的第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱，在对接法兰的下面第一气道的左侧设有左侧毛坯暗冒口，在对接法兰的下面第四气道的右侧设有右侧毛坯暗冒口。

所述第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱形状相同，所述第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱的冒口抱紧柱本体均为一个截头圆锥体，冒口抱紧柱本体的冒口抱紧柱外表面斜边与垂直中轴的夹角α为1～1.5°，冒口抱紧柱上底面与冒口抱紧柱外表面斜边之间有一个半径为1mm的倒圆角形成的冒口抱紧柱圆弧面，冒口抱紧柱下底面的直径与冒口抱紧柱的高的比值为1:1.5。

所述冒口抱紧柱下底面的直径为10mm，所述冒口抱紧柱的高为15mm。

本实用新型所述组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯的专用模具，包括上模固定板和下模固定板，在所述上模固定板的上面安装有上模顶出机构，所述上模顶出机构包括上顶针板，在上顶针板上安装有若干个上顶针，在上顶针板的中间位置安装有上模顶出机构连接板，在上模固定板的下表面安装有上模，在上模固定板的前面安装有外浇道，在所述上模上设有上模右侧毛坯暗冒口型腔、上模左侧毛坯暗冒口型腔、上模毛坯铸造冒口型腔、第一冒口抱紧柱型腔、第二冒口抱紧柱型腔和第三冒口抱紧柱型腔；在所述下模固定板的上面安装有下模顶出机构，所述下模顶出机构包括下顶针板，在下顶针板上安装有若干个下顶针，在下顶针板的中间位置安装有下模顶出机构连接板，在下模固定板的上表面安装有下模，在下模上设有下模右侧毛坯暗冒口型腔、下模左侧毛坯暗冒口型腔和浇口杯。

在所述上模顶出机构的上顶针向下顶出进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯过程中，通过所述毛坯铸造流道前面的倒山字形的毛坯铸造冒口上设置的第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱与第一冒口抱紧柱型腔、第二冒口抱紧柱型腔和第三冒口抱紧柱型腔间的摩擦力，使进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯的铸造冒口端和产品端同时被上顶针向下顶出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型在缸盖连接法兰的下面3个毛坯铸造流道的前面设有毛坯铸造冒口，在毛坯铸造冒口上面交错增加了第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱，3个交错的冒口抱紧柱均为截头圆锥体，同时在上模上对应毛坯铸造冒口上的第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱的位置设有3个与第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱匹配的第一冒口抱紧柱型腔、第二冒口抱紧柱型腔和第三冒口抱紧柱型腔，利用毛坯铸造冒口3个交错的冒口抱紧柱深入上模的3个交错的冒口抱紧柱型腔内，通过上模的3个交错的冒口抱紧柱型腔对3个交错的冒口抱紧柱的抱紧，增加了铝合金下歧管铸造毛坯冒口与模具型腔间的摩擦力，避免了冒口端由于重力原因造成的铸造冒口先脱离上模毛坯铸造冒口型腔的现象，实现了铝合金下歧管铸造毛坯顶出平衡的目的。

（2）为尽量增加第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱与上模型腔间的摩擦力，但又不会导致冒口抱紧柱本身由于过长或过细造成的无法脱模或断裂在模具型腔内，本实用新型所述冒口抱紧柱下底面的直径与高度比值采用1:1.5的比例，优选为冒口抱紧柱下底面的直径为10mm，冒口抱紧柱高度为15mm，冒口抱紧柱沿开模方向脱模角度小于铝合金铸造的常规侧壁脱模角度3～5°，采用1～1.5°的脱模角度。虽然冒口抱紧柱下底面的直径仅为10mm，冒口抱紧柱的高度仅为15mm，但是这种短而细的冒口抱紧柱具有足够的强度，起到了增加冒口抱紧柱与上模型腔间的摩擦力作用，又避免了冒口抱紧柱本身由于过长或过细造成的无法脱模或断裂在模具型腔内。

（3）本实用新型冒口抱紧柱上底面有半径为1mm的倒圆角，形成一个抱紧柱圆弧面，使冒口抱紧柱整体过渡圆滑无尖边，便于铝液能顺利填充模具冒口抱紧柱型腔，形成形状完好平滑的第一冒口抱紧柱、第二冒口抱紧柱和第三冒口抱紧柱。

附图说明

图1是本实用新型铝合金下歧管铸造毛坯的主视图，

图2是图1的右视图，

图3的图1的A-A剖视图，

图4是本实用新型铝合金下歧管铸造毛坯专用模具的主视图，

图5是图4的俯视图，

图6是图5的B-B剖视图，

图7是本实用新型上模的仰视图，

图8是本实用新型下模的俯视图，

图9是本实用新型冒口抱紧柱的主视图，

图10是图9的俯视图。

图中：

1.第一气道，2.第二气道，

3第三气道，4.第四气道，

51.右侧毛坯暗冒口，52.上模右侧毛坯暗冒口型腔，53.下模右侧毛坯暗冒口型腔，

61.左侧毛坯暗冒口，62.上模左侧毛坯暗冒口型腔，63.下模左侧毛坯暗冒口型腔，

7-11.第一冒口抱紧柱，7-21.第二冒口抱紧柱，7-31.第三冒口抱紧柱，

7-12.第一冒口抱紧柱型腔，7-22.第二冒口抱紧柱型腔，

7-32.第三冒口抱紧柱型腔，

71. 冒口抱紧柱本体，72. 冒口抱紧柱外表面斜边，

73. 冒口抱紧柱上底面，74. 冒口抱紧柱圆弧面，75. 冒口抱紧柱下底面,

8.毛坯铸造流道，

91.毛坯铸造冒口，92.上模毛坯铸造冒口型腔，

10.对接法兰，11.缸盖连接法兰，

12.上模固定板，13.上模顶出机构，

13-1.上顶针板，13-2.上顶针，13-3.上模顶出机构连接板，

14.上模，15.外浇道，

16.浇口杯，17.下模，18.下模固定板，

19.下模顶出机构，

19-1.下顶针板，19-2.下顶针，19-3.下模顶出机构连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式1

如图1图2和图3所示，本实用新型所述组合式进气歧管的铝合金下歧管铸造毛坯采用的技术方案包括缸盖连接法兰11，在缸盖连接法兰11的下面设有3个毛坯铸造流道8，在缸盖连接法兰11的下面3个毛坯铸造流道8的前面设有1个倒山字形的毛坯铸造冒口91，在倒山字形的毛坯铸造冒口91上面分别设有第一冒口抱紧柱7-11、第二冒口抱紧柱7-21和第三冒口抱紧柱7-31，在缸盖连接法兰11的上面设有与缸盖连接法兰11连接的第一气道1、第二气道2、第三气道3和第四气道4，在第一气道1、第二气道2、第三气道3和第四气道4的上面设有用于与树脂上歧管的对接法兰连接的对接法兰10，在对接法兰10的下面第一气道1的左侧设有左侧毛坯暗冒口61，在对接法兰10的下面第四气道4的右侧设有右侧毛坯暗冒口51。

所述第一冒口抱紧柱7-11、第二冒口抱紧柱7-21和第三冒口抱紧柱7-31形状相同，如图9和图10所示，第一冒口抱紧柱7-11、第二冒口抱紧柱7-21和第三冒口抱紧柱7-31的抱紧柱本体71均为一个截头圆锥体，冒口抱紧柱外表面斜边72与垂直中轴的夹角α为1～1.5°，该角度值使冒口抱紧柱本体71沿开模方向脱模角度小于铝合金铸造的常规侧壁脱模角度，以便增加冒口抱紧柱与上模型腔间的摩擦力；冒口抱紧柱上底面73与冒口抱紧柱外表面斜边72之间有一个半径为1mm的倒圆角形成的冒口抱紧柱圆弧面74，以使得冒口抱紧柱本体71的整体过渡圆滑无尖边，便于铝液能顺利填充冒口抱紧柱；所述冒口抱紧柱上底面73与冒口抱紧柱下底面75之间为冒口抱紧柱的高，冒口抱紧柱下底面75的直径与冒口抱紧柱的高的比值为1:1.5，优选的尺寸为冒口抱紧柱下底面75的直径为10mm，抱紧柱的高为15mm，这样既可以使冒口抱紧柱具有足够的强度，又避免了冒口抱紧柱本身由于过长或过细造成的无法脱模或断裂在模具型腔内。

如图4、图5、图6和图7所示，本实用新型所述组合式进气歧管的铝合金下歧管铸造毛坯专用模具包括上模固定板12，在所述上模固定板12的上面安装有上模顶出机构13，所述上模顶出机构13包括上顶针板13-1，在上顶针板13-1上安装有若干个上顶针13-2，在上顶针板13-1的中间位置安装有上模顶出机构连接板13-3，在上模固定板12的下表面安装有上模14，在上模固定板12的前面安装有外浇道15；在上模14上对应右侧毛坯暗冒口51、左侧毛坯暗冒口61、毛坯铸造冒口91以及第一冒口抱紧柱7-11、第二冒口抱紧柱7-21和第三冒口抱紧柱7-31的位置设有上模右侧毛坯暗冒口型腔52、上模左侧毛坯暗冒口型腔62、上模毛坯铸造冒口型腔92以及第一冒口抱紧柱型腔7-12、第二冒口抱紧柱型腔7-22和第三冒口抱紧柱型腔7-32；

具体实施方式2

如图4、图5、图6和图8所示，本实用新型所述组合式进气歧管的铝合金下歧管铸造毛坯专用模具包括下模固定板18，在所述下模固定板18的上面安装有下模顶出机构19，所述下模顶出机构19包括下顶针板19-1，在下顶针板19-1上安装有若干个下顶针19-2，在下顶针板19-1的中间位置安装有下模顶出机构连接板19-3，在下模固定板18的上表面安装有下模17，在下模17上对应右侧毛坯暗冒口51和左侧毛坯暗冒口61的位置设有下模右侧毛坯暗冒口型腔53和下模左侧毛坯暗冒口型腔63，在下模17上对应上模外浇道15的下面设有浇口杯16。

使用时，本实用新型通过上模顶出机构13的上模顶出机构连接板13-3与铸造设备的上模顶出油缸连接，通过上模固定板12与设备的上模板连接，通过下模顶出机构19的下模顶出机构连接板19-3与铸造设备的下模顶出油缸连接，通过下模固定板18与设备的下模板连接，当上模14和下模17合模后，铝液沿着具有导流作用的外浇道15进入到浇口杯16中，铝液在浇口杯16中停留3～6秒，这个期间操作人员将铝液上层浮渣去除；浮渣去除后，铸造设备逆时针翻转90度使铝液从浇口杯16中沿左中右3个毛坯铸造流道8同时流入并填充到为缸盖连接法兰11进行补缩的上模毛坯铸造冒口型腔92以及上模第一冒口抱紧柱型腔7-12、上模第二冒口抱紧柱型腔7-22和上模第三冒口抱紧柱型腔7-32中，然后通过第一气道1、第二气道2、第三气道3、第四气道4和对接法兰10的模具型腔以及为对接法兰10进行补缩的上模右侧毛坯暗冒口型腔52、下模右侧毛坯暗冒口型腔53、上模左侧毛坯暗冒口型腔62和下模左侧毛坯暗冒口型腔63，在铝液填充到上述各个模具型腔并冷却后，形成本实用新型所述组合式进气歧管的铝合金下歧管铸造毛坯，之后，铸造设备再顺时针旋转90度回到原来的位置，模具呈如图4所示的本实用新型铝合金下歧管铸造毛坯专用模具的主视图状态，此时，铸造设备通过上模板带动上模固定板12上行，同时通过铸造设备的上模顶出油缸带动上模顶出机构连接板13-3及与上模顶出机构连接板13-3相连接的上顶针板13-1上的若干上顶针13-2及上模14一起向上运动，形成一个开模距离，实现模具开模过程，在开模过程中，铸造设备下模顶出油缸推动模具的下模顶出机构连接板19-3并带动与下模顶出机构连接板19-3相连接的下顶针板19-1及与下顶针板19-1相连接的若干下顶针19-2一起向上运动，实现下顶针19-2向上顶出过程，此时，铝合金下歧管铸造毛坯留在上模14上，之后，铸造设备上模顶出油缸推动模具的上模顶出机构连接板13-3并带动与上模顶出机构连接板13-3相连接的上顶针板13-1及与上顶针板13-1相连接的若干上顶针13-2再一起向下运动，实现上顶针13-2的向下顶出完成铝合金下歧管铸造毛坯的脱模。在所述铝合金下歧管铸造毛坯在上顶针13-2向下顶出完成脱模过程中，通过第一冒口抱紧柱7-11、第二冒口抱紧柱7-21和第三冒口抱紧柱7-31增加了冒口抱紧柱本体71与其对应的第一冒口抱紧柱型腔7-12、第二冒口抱紧柱型腔7-22和第三冒口抱紧柱型腔7-32间的摩擦力，克服了由于铸造冒口端重力原因造成的铸造冒口先脱离上模毛坯铸造冒口型腔92的现象，使模具在向下顶出铝合金下歧管铸造毛坯过程中，铸造冒口端和产品端能同时被上顶针13-2向下顶出，实现了顶出平衡，避免了铝合金进气下歧管产品端被卡滞在模具中而造成的产品端被顶伤问题。铸造毛坯脱模过程完成后，操作人员将铝合金下歧管铸造毛坯铸取出，即完成了一个铝合金下歧管铸造毛坯的铸造过程。

Claims (5)

1.一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯，包括缸盖连接法兰（11），在缸盖连接法兰（11）的上面设有与缸盖连接法兰（11）连接的第一气道（1）、第二气道（2）、第三气道（3）和第四气道（4），在第一气道（1）、第二气道（2）、第三气道（3）和第四气道（4）的上面设有与树脂上歧管的对接法兰连接的对接法兰（10），其特征在于，在所述缸盖连接法兰（11）的下面设有3个毛坯铸造流道（8），在缸盖连接法兰（11）的下面3个毛坯铸造流道（8）的前面设有1个倒山字形的毛坯铸造冒口（91），在倒山字形的毛坯铸造冒口（91）上面分别设有用于与冒口抱紧柱型腔抱紧的第一冒口抱紧柱（7-11）、第二冒口抱紧柱（7-21）和第三冒口抱紧柱（7-31），在对接法兰（10）的下面第一气道（1）的左侧设有左侧毛坯暗冒口（61），在对接法兰（10）的下面第四气道（4）的右侧设有右侧毛坯暗冒口（51）。

2.根据权利要求1所述的一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯，其特征在于，所述第一冒口抱紧柱（7-11）、第二冒口抱紧柱（7-21）和第三冒口抱紧柱（7-31）形状相同，所述第一冒口抱紧柱（7-11）、第二冒口抱紧柱（7-21）和第三冒口抱紧柱（7-31）的冒口抱紧柱本体（71）均为一个截头圆锥体，冒口抱紧柱本体（71）的冒口抱紧柱外表面斜边（72）与垂直中轴的夹角α为1～1.5°，冒口抱紧柱上底面（73）与冒口抱紧柱外表面斜边（72）之间有一个半径为1mm的倒圆角形成的冒口抱紧柱圆弧面（74），冒口抱紧柱下底面（75）的直径与冒口抱紧柱的高的比值为1:1.5。

3.根据权利要求2所述的一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯，其特征在于，所述冒口抱紧柱下底面（75）的直径为10mm，所述冒口抱紧柱的高为15mm。

4.一种如权利要求1或2或3所述的组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯的专用模具，包括上模固定板（12）和下模固定板（18），其特征在于，在所述上模固定板（12）的上面安装有上模顶出机构（13），所述上模顶出机构（13）包括上顶针板（13-1），在上顶针板（13-1）上安装有若干个上顶针（13-2），在上顶针板（13-1）的中间位置安装有上模顶出机构连接板（13-3），在上模固定板（12）的下表面安装有上模（14），在上模固定板（12）的前面安装有外浇道（15），在所述上模（14）上设有上模右侧毛坯暗冒口型腔（52）、上模左侧毛坯暗冒口型腔（62）、上模毛坯铸造冒口型腔（92）、第一冒口抱紧柱型腔（7-12）、第二冒口抱紧柱型腔（7-22）和第三冒口抱紧柱型腔（7-32）；在所述下模固定板（18）的上面安装有下模顶出机构（19），所述下模顶出机构（19）包括下顶针板（19-1），在下顶针板（19-1）上安装有若干个下顶针（19-2），在下顶针板（19-1）的中间位置安装有下模顶出机构连接板（19-3），在下模固定板（18）的上表面安装有下模（17），在下模（17）上设有下模右侧毛坯暗冒口型腔（53）、下模左侧毛坯暗冒口型腔（63）和浇口杯（16）。

5.根据权利要求4所述的一种组合式进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯的专用模具，其特征在于，在所述上模顶出机构（13）的上顶针（13-2）向下顶出进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯过程中，通过所述毛坯铸造流道（8）前面的倒山字形的毛坯铸造冒口（91）上设置的第一冒口抱紧柱（7-11）、第二冒口抱紧柱（7-21）和第三冒口抱紧柱（7-31）与第一冒口抱紧柱型腔（7-12）、第二冒口抱紧柱型腔（7-22）和第三冒口抱紧柱型腔（7-32）间的摩擦力，使进气歧管铝合金下歧管铸造毛坯的铸造冒口端和产品端同时被上顶针（13-2）向下顶出。

Images