KR101163692B1 - A combustion chamber insert mold of cylinder head - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저압 주조 공법 등에서 사용되는 포트코어의 단부를 진공 흡착하여 용탕의 충진에 따른 부력과 금형의 열팽창 및 열변형에 의해 부상하는 것을 방지하도록 하는 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형을 제공한다. The present invention provides a combustion chamber insert mold for a cylinder head which prevents floating due to buoyancy due to the filling of the melt and thermal expansion and thermal deformation of the mold by vacuum suction of the end portion of the port core used in a low pressure casting process.
저압 주조용 금형, 포트코어, 연소실 인서트 금형 Molds for low pressure casting, pot cores, combustion chamber insert molds
Description
도 1은 일반적인 저압 주조 공법에서 소재의 생산공정을 도시한 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic flowchart illustrating a production process of a material in a general low pressure casting process.
도 2는 종래 기술에 따른 저압 주조용 실린더 헤드 금형에 적용되는 각 코어 들의 배치 구성도이다. 2 is a layout diagram of each core applied to the cylinder head mold for low pressure casting according to the prior art.
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the problems of the prior art.
도 4는 종래 기술에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형의 사시도이다.4 is a perspective view of a combustion chamber insert mold for a cylinder head according to the prior art.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형의 사시도이다.5 is a perspective view of a combustion chamber insert mold for a cylinder head according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of a combustion chamber insert mold for a cylinder head according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형의 사용 상태도이다. 7 is a state diagram used in the combustion chamber insert mold for a cylinder head according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저압 주조 공법 등에서 사용되는 포트코어의 단부를 진공 흡착하여 용탕의 충진에 따른 부력과 금형의 열팽창 및 열변형에 의해 부상하는 것을 방지하도록 하는 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion chamber insert mold for a cylinder head, and more particularly, to vacuum-adsorbs an end portion of a port core used in a low pressure casting process, and the like, to prevent floating due to buoyancy due to filling of a melt and thermal expansion and thermal deformation of a mold. A combustion chamber insert mold for a cylinder head is provided.
일반적으로 저압 주조 공법은 밀폐된 노(爐)내의 용탕 표면에 압축공기 혹은 불활성가스를 이용하여 압력을 가하여 상부에 설치된 금형내에 용탕을 압상시켜 주입하는 에어 가압식 주조법과 플로우트를 이용하는 플로우트식 주조법이 적용된다. In general, low pressure casting is applied by pressurizing the surface of the molten metal in a closed furnace by using compressed air or an inert gas to pressurize and inject the molten metal into a mold installed on the upper side, and a float casting method using a float. do.
도 1은 일반적인 플로우트식 저압 주조기를 이용한 알루미늄 실린더 헤드의 생산공정을 도시한 것으로, 알루미늄 실린더 헤드의 저압 주조 공정은 먼저, 용해로에서 알루미늄 잉곳(Al ingot)을 녹여 용탕(1)을 만들고, 이 용탕(1)을 히터(3)가 구비된 주조기(5)에 공급한다.FIG. 1 illustrates a production process of an aluminum cylinder head using a general float type low pressure casting machine. In the low pressure casting process of an aluminum cylinder head, first, an aluminum ingot is melted in a melting furnace to form a
그리고 중자 삽입공정에서는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 실린더 헤드의 워터 재킷 코어(11; water jacket core)나, 오일 패시지 코어(13; oil passage core) 및 흡기포트 및 배기포트를 형성하는 포트코어(15,17)를 하부 금형인 하형(7)에 세팅(setting)한다. In the core insertion step, as shown in FIG. 2, a
여기서, 상기 포트코어(15,17)는 하형(7)의 내부에 구성되는, 도 4에서 도시한 바와 같은 연소실 인서트 금형(20)의 상부에 그 단부가 접촉된 상태로 설치된다. Here, the
이어서, 상형(9)과 하형(7)을 합형시키면, 도 3에서와 같이, 상기 포트코어(17; 일측만 도시함)가 그 코어 프린트(19; core print)를 통하여 하형(7)과 측 부 금형(21)에 의해 고정된다.Subsequently, when the
이와 같은 상태로 상기 금형 내부로 용탕을 주입하여 일정시간 냉각 후에는 금형을 열어 상형(9)과 하형(7)을 분리하고, 제품을 취출한 후, 탈사공정을 거치며, 실린더 헤드(10)를 열처리 및 후처리 과정을 거쳐 검사공정에서 검사한 후, 출고된다.In such a state, the molten metal is injected into the mold, and after cooling for a predetermined time, the mold is opened, the
그러나 상기에서 실린더 헤드의 주조용 금형의 하형(7)과 측부 금형(21) 사이에 코어 프린트(19)를 통하여 설치되어 실린더 헤드의 흡배기 포트를 형성하는 포트코어(15,17)는 그 단부가 상기 연소실 인서트 금형(20)에 얹혀져 접촉된 상태로, 용탕(1)의 충진에 따른 부력과 금형의 열팽창 및 열변형에 의해 부상되어 연소실 부위(P)에 버어(burr)를 발생시키거나 흡배기 포트의 위치 공차를 발생시키는 문제점을 내포하고 있다.However, in the above, the
즉, 하주식 주입방식(아래서부터 용탕이 공급되어지는 방식)으로 용탕(1)이 좁은 게이트부(G, 도 1참조)를 지나오면서 금형 내에 용탕의 공급이 이루어지는데, 이 과정에서 좁은 게이트부(G)를 통해 공급되는 용탕(1)의 유속이 증가하여 용탕이 치솟게 되며, 이로 인해 상기 포트코어(15,17)는 치솟는 용탕에 의해 쉽게 부상하게 되는 것이다. That is, the molten metal is supplied into the mold while the
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저압 주조 공법 등에서 사용되는 포트코어의 단부를 진공 흡착하여 용탕의 충진에 따른 부력과 금형의 열팽창 및 열변형에 의해 부상하는 것을 방 지하도록 하는 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형을 제공하는 것이다. Therefore, the present invention was created in order to solve the above problems, the object of the present invention by vacuum adsorption of the end of the port core used in the low-pressure casting method, etc. by buoyancy and thermal expansion and thermal deformation of the mold due to the filling of the molten metal It is to provide a combustion chamber insert mold for the cylinder head to prevent the floating.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형은 상부에 흡기 및 배기 포트코어의 각 단부를 설치하는 다수개의 코어 장착부를 형성하며, 하형의 내측에 구성되어 연소실을 형성하도록 하는 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형에 있어서,Combustion chamber insert mold for cylinder head to achieve the above object forms a plurality of core mounting portions for installing each end of the intake and exhaust port cores on the upper side, and for the cylinder head configured to form the combustion chamber inside the lower mold In the combustion chamber insert mold,
상기 각 코어 장착부에는 장착홈을 형성하고, 내부에는 상기 각 장착홈과 연결되는 진공유로를 형성하는 인서트 몸체; 일면에 다수개의 에어홀을 형성하여 상기 인서트 몸체의 각 장착홈의 내부에 삽입 설치되는 벤트관; 외부의 진공펌프에 의해 상기 진공유로에 진공을 형성하도록 상기 인서트 몸체 내부의 진공유로와 연결되어 인서트 몸체의 하부에 장착되는 진공관를 포함한다.An insert body forming a mounting groove in each of the core mounting parts and forming a vacuum flow path connected to each of the mounting grooves; Vent pipes are installed in the interior of each mounting groove of the insert body by forming a plurality of air holes on one surface; It includes a vacuum tube connected to the vacuum flow path inside the insert body mounted on the bottom of the insert body to form a vacuum in the vacuum flow path by an external vacuum pump.
상기 진공유로는 상기 인서트 몸체의 내부에서, 상기 흡기 및 배기 포트코어의 단부를 설치하기 위한 각 장착홈과 연결되는 분기유로; 상기 각 분기유로을 하나로 합류시켜 상기 진공관과 연결하는 합류유로로 형성되는 것을 특징으로 한다. The vacuum flow passage in the interior of the insert body, the branch flow passage connected to each mounting groove for installing the end of the intake and exhaust port core; Each of the branch passages is joined to one, characterized in that formed as a joining passage connecting the vacuum tube.
그리고 상기 벤트관은 일측이 개구되고, 타측은 막힌 원형 관재의 막힌 단면에 다수개의 에어홀을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And the vent pipe is open at one side, the other side is characterized in that formed by forming a plurality of air holes in the blocked end of the closed circular pipe.
또한, 상기 진공관은 일체로 구성되는 커넥팅관을 통하여 인서트 몸체에 장착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vacuum tube is characterized in that it is mounted to the insert body through a connecting tube formed integrally.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형의 단면도이다.5 is a perspective view of a combustion chamber insert mold for a cylinder head according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the combustion chamber insert mold for a cylinder head according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형(100)의 구성은, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 상부에 흡기 및 배기 포트코어의 각 단부를 설치하는 4개의 코어 장착부(101)를 형성하며, 실린더 헤드(미도시)에 연소실을 형성하도록 하형(미도시)의 내측에 구성된다. As shown in FIGS. 5 and 6, the configuration of the combustion chamber insert
이러한 연소실 인서트 금형(100)은 상기 각 코어 장착부(101)에 원형의 장착홈(103)을 형성하는 인서트 몸체(105)가 구비된다. The combustion chamber insert
상기 인서트 몸체(105)의 내부에는 상기 각 장착홈(103)과 연결되는 진공유로(107)를 형성하는데, 상기 진공유로(107)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 흡기 및 배기 포트코어의 단부를 설치하기 위한 각 장착홈(103)과 연결되는 분기유로(109)와 상기 각 분기유로(109)을 하나로 합류하는 합류유로(111)로 형성된다. Inside the
그리고 상기 인서트 몸체(105)의 각 장착홈(103) 내부에는 벤트관(113)이 삽입되어 설치되는데, 상기 벤트관(113)은 그 일면에 다수개의 에어홀(H)을 형성한다.In addition, a
즉, 상기 벤트관(113)은 일측이 개구되고, 타측은 막힌 원형 관재의 막힌 단면에 다수개의 에어홀(H)을 형성하여 이루어진다.That is, the
또한, 상기 인서트 몸체(105)의 하부에는 외부의 진공펌프(200)와 연결된 진공관(115)이 설치되는데, 상기 진공관(115)은 상기 진공유로(107)에 진공을 형성하 도록 상기 인서트 몸체(105) 내부의 합류유로(111)와 연결되어 인서트 몸체(105)의 하부에 일측에 장착된다. In addition, a lower portion of the
여기서, 상기 진공관(115)은 일체로 구성되는 커넥팅관(117)을 통하여 인서트 몸체(105)에 장착되는 것이 바람직하다.Here, the
그리고 본 실시예에 따른 연소실 인서트 금형의 각 코어 장착부(101)에 형성되는 장착홈(103)에 각 포트코어(201)의 단부가 삽입되어 진공 흡착이 안정적으로 이루어지도록 상기 각 포트코어(201)의 단부에는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 별도의 삽입단(203)을 형성하여 적용하는 것이 바람직하다.Each end of each
따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형(100)은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 중자 삽입공정에서 실린더 헤드의 워터 재킷 코어(미도시)나 오일 패시지 코어(미도시)와 함께, 흡기포트 및 배기포트를 형성하는 각 포트코어(201)를 하부 금형인 하형(미도시)에 세팅(setting)한다. Therefore, the combustion chamber insert
이때, 상기 각 포트코어(201)는 그 단부의 삽입단(203)이 본 실시예에 따른 연소실 인서트 금형(100)의 각 장착홈(103)에 삽입되어 설치된다. At this time, each of the
그리고 상형(미도시)과 하형(미도시)을 합형한 후에는 외부의 진공펌프(200)를 구동하여 연소실 인서트 금형(100)의 진공유로(107) 내부에 진공을 형성하면, 상기 각 포트코어(201)의 삽입단(201)은 상기 연소실 인서트 금형(100)의 장착홈(103)에 구성된 벤트관(113)에 진공 흡착되어 고정 상태를 유지하게 된다. After the upper mold (not shown) and the lower mold (not shown) are combined, the
이와 같은 상태로 상기 금형 내부로 용탕을 주입하게 되면, 실린더 헤드의 흡기포트 및 배기포트를 형성하는 각 포트코어(201)는 그 단부가 상기 연소실 인서 트 금형(100)에 진공 흡착된 상태로, 용탕의 충진에 따른 부력과 금형의 열팽창 및 열변형에 의해 부상되는 것을 방지하여 흡기포트 및 배기포트의 위치정도를 확보할 수 있도록 해준다. When the molten metal is injected into the mold in such a state, each
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 헤드용 연소실 인서트 금형에 의하면, 저압 주조 공법 등에서 사용되는 포트코어의 단부를 진공 흡착하여 용탕의 충진에 따른 부력과 금형의 열팽창 및 열변형에 의해 부상하는 것을 방지함으로써, 실린더 블록의 연소실 부위(P)에 버어(burr)를 발생시키지 않게 되며, 이에 따른 흡,배기 포트의 위치정도를 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the combustion chamber insert mold for a cylinder head according to the present invention, the end portion of a port core used in a low pressure casting process or the like is vacuum-absorbed to prevent floating due to buoyancy due to the filling of the melt and thermal expansion and thermal deformation of the mold. As a result, a burr is not generated in the combustion chamber portion P of the cylinder block, and thus the position of the intake and exhaust ports can be secured.
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