一种砂型铸造悬臂砂芯、砂箱及动力缸体的制作方法

本实用新型涉及砂型铸造技术领域，具体而言，涉及一种砂型铸造悬臂砂芯、砂箱及动力缸体。

背景技术：

铸造生产是将液态合金注入铸型，使其冷却、凝固，从而制造出所需的金属制品，这种过程简称铸造，所得金属制品称为铸件。

铸造工艺灵活，各种成分、尺寸、形状和重量的铸件几乎都可以适应，且成本低廉，在国民经济中占有极其重要的地位。同时，铸造生产也存在着不足之处。例如在砂型铸造生产中，有一些砂芯与砂型之间无法形成有效的联结，砂芯常由于铁水浮力、自身重力而发生偏移，造成铸件尺寸产生偏差。

尤其对于结构复杂的护罩、衬套和/或动力缸体等，其内腔砂芯很多，砂芯结构复杂，其中有些砂芯不能通过多个芯头进行多点固定，一个砂芯有且仅有一个芯头，如果这样的砂芯芯头只在铸型的侧面，砂芯悬浮在型腔内，这样的砂芯称为悬臂砂芯，悬臂砂芯在重力和铁水浮力的作用下，经常会发生倾斜或者偏移，进而造成铸件尺寸不合格铸造缺陷，严重时导致铸件报废。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种砂型铸造悬臂砂芯、砂箱及动力缸体，本实用新型能够有效防止悬臂砂芯在浇注前沿重力方向倾斜，浇注后沿铁水浮力方向倾斜，避免了因悬臂砂芯无法固定而造成的铸件缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种悬臂砂芯，包括悬臂砂芯本体，所述悬臂砂芯本体内设置有固定件，悬臂砂芯本体通过所述固定件与砂型固定连接。

一种砂箱，砂箱内设有砂型和悬臂砂芯，所述悬臂砂芯内设置有第一固定件，砂型内设置有第二固定件，且第一固定件与第二固定件的位置相对应，第一固定件和第二固定件之间通过刚性元件连接。

进一步的，第一固定件、第二固定件为销套，所述刚性元件依次贯穿于第一固定件、第二固定件内。

进一步的，所述第一固定件或/和第二固定件为多个。

或，所述所述第一固定件或/和第二固定件上设置有限位结构。

进一步的，刚性元件设为多个，刚性元件之间平行设置，穿设于砂型、砂芯内部并与第一固定件、第二固定件相配合。

进一步的，第一固定件、第二固定件与刚性元件间隙配合。

进一步的，所述第一固定件、第二固定件的长度和/或数量根据需要固定悬臂砂砂芯的长度确定或调整；

或者，所述刚性元件的直径和/或数量根据需要固定悬臂砂砂芯的重量及尺寸确定或调整。

进一步的，所述刚性元件为销杆，其端部设置有锁紧部件。

进一步的，所述刚性元件至少一端外周面设为至少具有导向作用的锥面或者斜面。

进一步的，所述销杆端部设置有螺纹段；

所述锁紧部件包括螺母及垫片，所述螺母及垫片配合于销杆两端以将悬臂砂芯固定于砂型上。

一种动力缸体，采用上述沙箱进行铸造而获得。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型能够实现悬臂砂芯的固定，在刚性元件的作用下，悬臂砂芯能够固定在型腔中，避免了悬臂砂芯在自身重力下倾斜以及在铁水的浮力下漂移，避免了为固定砂芯使用芯撑而带来的铸造缺陷；

本实用新型能够实现一些结构复杂、悬臂砂芯不易固定、质量要求高的铸件的铸造。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为销套结构示意图；

图2为销杆结构示意图；

图3为本实用新型第一种实施例结构示意图；

图4为本实用新型第二种实施例结构示意图；

图5为本实用新型第三种实施例结构示意图；

图6为本实用新型第四种实施例结构示意图；

其中：1、砂箱，2、悬臂砂芯，3、砂型，4、销套，5、销杆，6、螺母，7、垫片，8、凹槽。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

正如背景技术中所述的，在铸造过程中，对于一些结构复杂的铸件，如护罩、衬套、动力缸体等，因铸件结构复杂，需要制做悬臂砂芯2，还有一些箱体类铸件，也需要制做悬臂砂芯2，并将该悬臂砂芯2固定于砂型3上。

一方面，在下芯时，这种悬臂砂芯2会在自身重力的作用下向重力方向倾斜或者偏移，为防止悬臂砂芯2在下芯时沿重力方向倾斜或者偏移，现有技术中一般在悬臂砂芯2底部放置芯撑，因浇注温度，芯撑位置、大小、数量以及芯撑材质等因素的影响，芯撑与铸件熔合的效果无法控制，如浇注温度过低，芯撑和铁水熔合不彻底，铸件成型后，铸件芯撑周围会发生渗漏；当浇注温度过高时，芯撑提前软化，起不到支撑悬臂砂芯2的作用，悬臂砂芯2也会发生倾斜或者偏移，造成铸件尺寸的偏差，不仅如此，放置在型腔内的芯撑表面还会受潮，吸收空气中的水分形成小水滴，当这些水滴与高温铁水接触时，铸件会产生气孔，甚至会在浇注过程中发生呛火，产生气孔等严重的铸造缺陷，因此重要的铸件以及铸件重要位置不允许使用芯撑。

另一方面，在铁水浇注时，这些悬臂砂芯2会受到铁水的浮力，根据阿基米德原理：物体浸在液体中排开液体的重量等于物体浸在液体中受到的浮力。

悬臂砂芯2在铁水中受到的浮力为：

F浮＝ρ液*g*V排

因为铁水密度一般为ρ液＝7.2g/mm³左右，所以悬臂砂芯2会受到铁水对它很大的浮力，在铁水浮力的作用下，悬臂砂芯2会沿浮力方向倾斜，造成铸件尺寸精度不合格。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种砂型铸造悬臂砂芯、砂箱及动力缸体，尤其适用于护罩、衬套、动力缸体等产品的铸造成型。

参照附图3，砂箱1内设有至少一个悬臂砂芯2，悬臂砂芯2与砂型3之间通过紧固部件形成刚性连接，从而将悬臂砂芯2固定于砂型3上，在铁水浇注前及铁水浇注过程中悬臂砂芯2不会发生倾斜或者偏移。

紧固部件包括第一固定件、第二固定件及刚性元件，悬臂砂芯2内设置有第一固定件，砂型3内对应悬臂砂芯2的位置设置有第二固定件，第一固定件和第二固定件之间通过刚性元件相连接，从而将悬臂砂芯2固定于砂型3上。

下面对本实实用新型的一种典型实施例作进一步说明：

第一固定件和第二固定件均优选为销套4，刚性元件优选为销杆5。

当然，本领域技术人员可以在本实用新型的启示下，将上述元件进行替换或优化。如增加螺纹结构利用螺纹连接进行刚性连接，或将固定件或/和刚性元件更改为具有卡合结构的元件，利用固定件与刚性元件的卡合进行刚性连接等。

继续参照附图3，悬臂砂芯2中设置销套4，销套4开设一内孔，悬臂砂芯2开设有与销套4内孔同轴设置、直径相同且贯通悬臂砂芯2的定位孔；相应的，砂型3内也在相应位置放置销套4，销套4开设内孔，砂型3内开设有与销套4内孔同轴设置、直径相同贯通砂型3的定位孔，砂箱1对应位置也开设通孔；悬臂砂芯2内销套4与砂型3内销套4优选的内径相同且同轴设置，以便于和销杆5相配合。

合箱前，销杆5从砂箱1外侧依次穿设砂型3、悬臂砂芯2，并与销套4相配合，销杆5一端突出于砂箱1外侧，其另一端设于悬臂砂芯2端部凹槽8之中，最后通过锁紧部件将悬臂砂芯2固定在砂型3上。

利用销杆5和销套4的刚性，防止悬臂砂芯2在浇注前沿重力方向发生倾斜或者偏移，浇注后沿铁水浮力方向发生倾斜或者偏移。

优选的，销套4结构如图1所示，销套4开设通孔，销套4上设有限位结构，限位结构可以为其外周面凹设的若干凹槽或凸设的若干凸起，该限位结构可以增加销套4与砂型3、悬臂砂芯2之间的接触面积，从而可以更好地将销套4固定于砂型3与悬臂砂芯2之中。

优选的，销杆5结构如图2所示，其可以为直杆结构，且销杆5一端外周面设为锥面或者斜面，该锥面或者斜面至少具有导向作用，使销杆5能够比较顺畅地进入砂型3、砂芯并销套4相配合。

优选的，锁紧部件可以为螺母6及垫片7；相应的，销杆5两端皆设置有螺纹段。

当然，该锁紧部件也可以为扣或者其他装置。比如，销杆5可以直接与悬臂砂芯2及砂型3内的销套4螺纹配合，从而将悬臂砂芯2固定于砂型3上，在此均不作详述。

优选的，销杆5与销套4间隙配合，配合间隙小于1mm，较好为0.1～0.8mm，更好为0.1～0.4mm。

可以理解的，销杆5、销套4的尺寸规格可以根据需要固定悬臂砂芯2的重量及尺寸进行选择，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。

通过以上技术方案，解决了悬臂砂芯2的固定问题，从而有效的避免了因悬臂砂芯2无法固定而造成的铸件缺陷。

下面对本实用新型一种典型实施例中悬臂砂芯2固定于砂型3上的操作步骤进行详细说明。

(1)制芯：悬臂砂芯2内埋设销套4，并预留出与销套4内孔直径相同且贯通悬臂砂芯2的定位孔。同时，悬臂砂芯2一端开设凹槽8。

(2)造型：砂型3内埋设销套4，并预留出与销套4内孔直径相同且贯通砂型3的定位孔。

(3)紧固：销杆5穿设砂型3、悬臂砂芯2与销套4相配合，通过锁紧部件将悬臂砂芯2固定于砂型3上。进一步的，对悬臂砂芯2端部凹槽8进行补砂。

参照附图4，作为第二种实施例，若悬臂砂芯2重量或体积较大，该悬臂砂芯2也可以同时采用多根销杆5对其进行固定，多根销杆5轴线优选的相互平行，以增强悬臂砂芯2与砂型3之间的紧固程度，更好的将悬臂砂芯2固定于砂型3上，防止悬臂砂芯2在浇注前沿重力方向发生倾斜或者偏移，浇注后沿铁水浮力方向发生倾斜或者偏移。

可以理解的，在其他实施例中，为了更加稳固的将悬臂砂芯2固定于砂型3上，可以在采用多根销杆5对其进行固定的同时，在悬臂砂芯2或/和砂型3内设有多个销套4，比如2个，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。

参照附图5，作为第三种实施例，为更加稳定的固定悬臂砂芯2，悬臂砂芯2内可根据砂芯长度放置多个销套4，比如个2个；进一步的，作为更为优选的方案，也可以在砂型3内设置多个销套4。

或者，请参照附图6，也可以根据悬臂砂芯2的长度，制作加长的销套4，以更好的将悬臂砂芯2固定于砂型3上。

可以理解的，作为本实用新型的另一种实施例，也可以利用上述任一紧固部件将普通砂芯(非悬臂砂芯2)固定于砂型3上，其具体结构与操作方法与上述实施例相类似，在此不作详述。

本实用新型还提供了一种动力缸体，其采用如上任一种实施例所述的悬臂砂芯、砂箱进行铸造而获得。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。