船用柴油机机体砂芯的生产方法
【专利摘要】一种船用柴油机机体砂芯的生产方法，首先制备出一个砂芯本体，砂芯本体包括上部的一个曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯，曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯为一体成型结构、且两个缸孔砂芯沿周向设置有四个径向向内凹陷的贴合面；将完整缸孔砂芯位于贴合面位置的部位分割为四个部分；在曲轴室砂芯的侧壁上套合一个定位卡板框，定位卡板框的下部设置有容置第一小砂芯延伸部的卡槽；四个部分贴合在贴合面构成完整的船用柴油机机体砂芯；待四个部分粘结牢固后，去除定位卡板框即可。本发明具有定位和尺寸准确性较好，误差小、易于实现的优点。
【专利说明】
船用柴油机机体砂芯的生产方法
技术领域
[0001]本发明涉及铸造领域，具体地讲涉及一种船用柴油机机体砂芯的生产方法。
【背景技术】
[0002]船用柴油机主机大部分时间是在满负荷情况下工作，有时在变负荷情况下运转，而且船舶经常在颠簸中航行，所以船用柴油机应能在纵倾15°-25°和横倾15°-35°的条件下可靠工作。而作为主体部件的机架，它是发动机的骨架，是发动机各机构工作的基础，承受发动机的各种负荷，只有机架部件具有足够高的刚度和强度才能确保发动机各机构长期正常工作。
[0003]机架部件基体结构复杂，壁厚差异大，内腔形状不规则，铸型由20多种砂芯组合而成，砂芯定位不准将导致整个铸件壁厚偏移而报废，因此，砂芯结构定位的设计在铸件生产中具有十分重要的地位，砂芯结构定位的设计对铸件的尺寸、壁厚有很大的影响，合理的砂芯结构定位的设计是生产薄壁柴油机机体铸件的关键。
[0004]砂芯属于铸造领域中比较常见的部件，根据实际需要砂芯的结构、尺寸和砂芯定位也都不尽相同，常规的砂芯定位，只需要简单在模具中成型砂芯头即可使用，而对于一些由很多种砂芯组合而成铸型、其砂芯就需要考虑组合砂芯定位的准确性，以避免因砂芯的定位不准确导致铸型尺寸不符而产生产品报废的不足;不同的砂芯会需要不同定位结构，比如:
【申请人】生产的船用柴油机机体部件，该部件具有10个曲轴室、20个缸孔、20个水道孔，需要起码十个砂芯才能完成;每一个砂芯的具体结构如附图2所示:包括上部的曲轴室砂芯和下部的缸孔砂芯，常规的砂芯组合是曲轴室砂芯、缸孔砂芯分别单独制作，然后通过砂芯头定位组合形成曲轴室、缸孔铸型的完整砂芯;如果将曲轴室、缸孔直接制作成一个整体的砂芯，由于曲轴室向下延伸而产生的曲轴室与缸孔之间形成的圆环形空间在设计芯壳时需在该位置设置有圆环形活动块，砂芯制作完成后圆环形活动块需要拆除，如果直接将曲轴室、缸孔连接成一个整体、因没有了退让空间无法将圆环形活动块退出；而为了圆环形活动块退出方便，采用轴室砂芯和下部的缸孔砂芯分别制作、然后再将砂芯组合的方式，这种方式提高了单个砂芯的单个部件的连接、组合次数，特别是曲轴室和缸孔两个主要的砂芯部件其组合次数越多、则构成船用柴油机机体部件的完整砂芯的误差就会越大，这样就很难确保10个曲轴室、20个缸孔、20个水道孔(图3中的4.1位置形成的水道孔)相互之间的位置和尺寸的准确性。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的上述不足，提供一种定位和尺寸准确性较好，误差小、易于实现的船用柴油机机体砂芯的生产方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种船用柴油机机体砂芯的生产方法，制备步骤包括:
[0007](I)首先制备出一个砂芯本体，所述的砂芯本体包括上部的一个曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯，所述的曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯为一体成型结构、且两个缸孔砂芯沿周向均设置有四个径向向内凹陷的贴合面；
[0008](2)将位于贴合面位置、用以构成完整缸孔砂芯的部位分割为四个部分，分别为第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯;所述的第一小砂芯的外侧壁设置有向外延伸并与曲轴室砂芯相贴合的延伸部(此处的延伸部是形成最终船用柴油机机体的水道孔)；
[0009](3)在曲轴室砂芯的侧壁上套合一个定位卡板框，定位卡板框的下部设置有容置第一小砂芯延伸部的卡槽;组装时，首先将第一小砂芯贴合粘结于一个贴合面上、然后将定位卡板框套合于曲轴室砂芯的侧壁上，并将定位卡板框的卡槽卡到第一小砂芯的延伸部上，实现第一小砂芯的双重定位;然后紧挨着第一小砂芯将第二砂芯贴合粘结于一个贴合面上，再分别将第三小砂芯、第四小砂芯贴合粘结于相应的贴合面上;此时构成完整的船用柴油机机体砂芯；
[0010](4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘结牢固后，去除定位卡板框即可。
[0011]作为优选，所述的四个贴合面上设置有定位槽，对应的第一小砂芯、第二小砂芯、 第三小砂芯、第四小砂芯的接触面上设置有定位块，安装时，所述的定位块的外侧壁与定位槽的内侧壁相互贴合;采用该结构，增加了四个贴合面与四个小砂芯的贴合面积，增加了牢固程度和定位的准确性，此外，该结构的设置还能将小砂芯的位置准确的定位在砂芯本体上，提高整个砂芯的尺寸准确度。
[0012]作为优选，所述的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上设置有预留孔，所述的预留孔内安装有用于连接小砂芯与砂芯本体的连接件；比如铁钉等连接件;采用该结构，进一步增强四个小砂芯与砂芯本体之间的连接牢固度，防止四个小砂芯发生位移或错位现象。
[0013]本发明的小砂芯与贴合面组装时，两者之间的接触面上图涂覆有粘合剂，提高二者的连接牢固度。
[0014]本发明的砂芯制作和砂芯材料均为行业常规材料和工艺方法，在此不再赘述，本发明创造性的发明点在于将曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯一体成型，而非传统的分别制作再组装;本发明另一个创造性的发明点在于将缸孔砂芯的周向外轮廓分割成四个小砂芯，然后再进行组装。
[0015]本发明的优点和有益效果在于:本发明鉴于砂芯的具体结构，消除了曲轴室砂芯、 缸孔砂芯两个主要砂芯单独制作、再下芯组合会因为组合定位不准而产生的尺寸偏差;从而减少了导致10个曲轴室、20个缸孔、20个水道孔相互之间的位置偏差和尺寸偏差的因素， 因此，在保证砂芯整体尺寸的同时也确保10个曲轴室、20个缸孔、20个水道孔相互之间的相对位置和尺寸。另外，本发明将缸孔砂芯的周向外轮廓分割成四个小砂芯，然后再进行组装，此时，位于砂芯本体上的圆环形活动块就可以从四个贴合面构成的径向内凹处分离出来，而且此处的四个小砂芯不会影响砂芯本体之间的尺寸精确度，更为重要的是采用多重固定和定位的方式保证了四个小砂芯定位和粘合的牢固性和准确性。【附图说明】
[0016]图1为本发明的砂芯本体结构示意图(没有组装四个小砂芯)。[〇〇17]图2为本发明砂芯结构示意图(设置四个小砂芯)。
[0018]图3为本发明第一小砂芯结构示意图。
[0019]图4为本发明第二小砂芯结构示意图。
[0020]图5为本发明第三小砂芯结构示意图。
[0021]图6为本发明第四小砂芯结构示意图。
[0022]图7为本发明定位卡板框结构示意图。
[0023]图8为本发明位于砂芯内部的芯骨结构示意图。【具体实施方式】[〇〇24]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0025] 实施例[〇〇26] (1)首先根据设计尺寸和形状制作好芯骨9和定位卡板框8;芯骨的结构如附图8所示，定位卡板框的结构如附图7所示;然后将芯骨放置于砂芯的中心位置，使用填充紧实的方式将混料均匀的芯砂逐层的填入到芯盒内(芯盒的内部尺寸与附图1所设计的砂芯本体尺寸相吻合)，芯砂主要采用砂、粘结剂(呋喃树脂)和固化剂混合而成，且此时制作的为砂芯本体，具体结构如附图1所示:包括上部的曲轴室砂芯1和下部的两个缸孔砂芯2，两个缸孔砂芯的端头为芯头3 (具体的两个缸孔砂芯左右对称的设置于曲轴室砂芯的下部，而两个芯头连接于两个缸孔砂芯的下端)；且两个缸孔砂芯2周向均设置有四个径向向内凹陷的贴合面2.1;该步骤保证了曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯为一体成型而成，而预埋在芯砂中的圆环形活动块此时可以从径向向内凹陷的贴合面向下取出；
[0027] (2)采用步骤(1)同样的工艺，根据设计尺寸制备出填补四个贴合面以构成完整砂芯的四个小砂芯(此处的小砂芯内部无需芯骨)即分别为第一小砂芯4、第二小砂芯5、第三小砂芯6、第四小砂芯7;具体的四个小砂芯的结构附图如图3-6所示，如附图3所述的第一小砂芯的外侧壁设置有向外延伸并与曲轴室砂芯相贴合的延伸部4.1;
[0028] (3)待砂芯本体固化后从芯盒内取出，然后将四个小砂芯与砂芯本体之间进行组装;组装时，首先将第一小砂芯贴合粘结于一个贴合面上、然后将定位卡板框套合于曲轴室砂芯的侧壁上；如附图7所示定位卡板框的下部设置有卡槽8.1，该卡槽的尺寸与第一小砂芯的延伸部的横截面尺寸相吻合(用以将延伸部卡结在卡槽内实现定位)，将定位卡板框的卡槽卡到第一小砂芯的延伸部上，实现第一小砂芯的双重定位;然后紧挨着第一小砂芯将第二砂芯贴合粘结于一个贴合面上，再分别将第三小砂芯、第四小砂芯贴合粘结于相应的贴合面上;此时构成完整的船用柴油机机体砂芯；[〇〇29] (4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘结牢固后，去除定位卡板框即可。
[0030]如附图1所示，四个贴合面上设置有定位槽2.2,对应的第一小砂芯、第二小砂芯、 第三小砂芯、第四小砂芯的接触面上设置有定位块，具体以图3为例，第一小砂芯上设置有定位块4.2;安装时，所述的定位块的外侧壁与定位槽的内侧壁相互贴合;采用该结构，增加了四个贴合面与四个小砂芯的贴合面积，提高了牢固程度和定位的准确性，此外，该结构的设置还能将小砂芯的位置准确的定位在砂芯本体上，提高整个砂芯的尺寸准确度。
[0031]为了进一步增强四个小砂芯与砂芯本体之间的连接牢固度，防止四个小砂芯发生位移或错位现象;所述的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上设置有预留孔，所述的预留孔内安装有用于连接小砂芯与砂芯本体的连接件;比如铁钉等连接件；图中未示出。
[0032]本发明的小砂芯与贴合面组装时，两者之间的接触面上涂覆有粘合剂，提高二者的连接牢固度，如临安日兴造型材料有限公司生产的LZD砂型粘合剂。
[0033]本发明的砂芯制作和砂芯材料均为行业常规材料和工艺方法，在此不再赘述，本发明创造性的发明点在于将曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯一体成型，而非传统的分别制作再组装;本发明另一个创造性的发明点在于将缸孔砂芯的周向外轮廓分割成四个小砂芯，然后再进行组装。
[0034]本发明的定位卡板框的材料可以选用铝合金等轻质材料。通过上述砂芯定位结构的实施，消除了曲轴室砂芯、缸孔砂芯单独制作通过简单芯头定位下芯而产生的定位偏差和尺寸偏差，解决了 1个曲轴室、20个缸孔、20个水道孔相互之间的位置偏差和尺寸偏差。
【主权项】
1.一种船用柴油机机体砂芯的生产方法，其特征在于:制备步骤包括:(1)首先制备出一个砂芯本体，所述的砂芯本体包括上部的一个曲轴室砂芯和下部的 两个缸孔砂芯，所述的曲轴室砂芯和下部的两个缸孔砂芯为一体成型结构、且两个缸孔砂 芯沿周向设置有四个径向向内凹陷的贴合面；(2)将位于贴合面位置、用以构成完整缸孔砂芯的部位分割为四个部分，分别为第一小 砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯;所述的第一小砂芯的外侧壁设置有向外延伸 并与曲轴室砂芯相贴合的延伸部；(3)在曲轴室砂芯的侧壁上套合一个定位卡板框，定位卡板框的下部设置有容置第一 小砂芯延伸部的卡槽;组装时，首先将第一小砂芯贴合粘结于一个贴合面上、然后将定位卡 板框套合于曲轴室砂芯的侧壁上，并将定位卡板框的卡槽卡到第一小砂芯的延伸部上，实 现第一小砂芯的双重定位;然后紧挨着第一小砂芯将第二砂芯贴合粘结于一个贴合面上， 再分别将第三小砂芯、第四小砂芯贴合粘结于相应的贴合面上;此时构成完整的船用柴油 机机体砂芯；(4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘结牢固后，去除定位卡板框即可。2.根据权利要求1所述的船用柴油机机体砂芯的生产方法，其特征在于:所述的四个贴 合面上设置有定位槽，对应的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯的接触面 上设置有定位块，安装时，所述的定位块的外侧壁与定位槽的内侧壁相互贴合。3.根据权利要求1所述的船用柴油机机体砂芯的生产方法，其特征在于:所述的第一小 砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上设置有预留孔，所述的预留孔内安装有用于 连接小砂芯与砂芯本体的连接件。4.根据权利要求1所述的船用柴油机机体砂芯的生产方法，其特征在于:所述小砂芯与 贴合面组装时，两者之间的接触面上涂覆有粘合剂。
【文档编号】B22C9/10GK106040988SQ201610626792
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月3日
【发明人】宋贤发, 陈倩慧, 傅明康, 马超, 李凌羽
【申请人】日月重工股份有限公司