柴油机凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及铸造领域，尤其涉及一种细长铸造孔的成型砂芯结构，用这种成型结构的砂芯耐火度高，刚度及透气性好，能降低铸件的铸造生产成本。
【背景技术】
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[0002]在单缸柴油机的箱体上的凸轮轴铸造孔由两个同轴线孔系组成，细长凸轮轴铸造孔的尺寸精度、形状精度、直线度等技术要求都很高，凸轮轴细长铸造孔是通过铸造方式获得的，在铸造生产中必须使用细长孔铸造砂芯，现有的细长孔铸造砂芯材料一般为树脂芯砂、水玻璃芯砂、粘土芯砂、油芯砂等，其中树脂芯砂应用最为广泛。由于型芯属于细长轴，其强度、抗弯性能很差，且细长轴型的型芯结构在铸件浇铸过程中不仅容易被铁水烧损或冲断，而且细长砂芯被高温的铁水所包围，由此铸造形成的细长铸造孔内很容易产生渗液、粘砂、气孔、变形等缺陷，因此，铸造细长孔用的砂芯除应具有一般砂芯的性能外，还要求有较高的耐火度、较高抗折断强度和抗弯曲性能，既要有刚度和强度，又要有良好的透气性、退让性和溃散性。
[0003]为了克服现有技术中存的不足，现有细长铸造孔用砂芯的结构主要有如下二种:
[0004]①无缝钢管镶嵌法:选取内径与铸造细长孔直径相同的无缝钢管，对无缝钢管外表面进行除锈处理或镀层处理，然后将无缝钢管放入芯盒替代砂芯，并且在钢管中填满树脂砂或其它填充物以保证强度，待浇注后钢管将被镶嵌在铸件上，从而获得所需的细长直孔。在这种铸造方案中，其实质是将无缝钢管镶入铸件中，以无缝钢管的内孔作为目标孔，在实际铸造过程中，无缝钢管与铸件本体之间可能存在驳离缝隙，它只适用于一般的铸件，对于技术要求较高的铸件，不允许有两种金属材料，这种方案不能使用，即使允许用无缝钢管作为铸造镶嵌件，要求无缝钢管与金属液之间要有很好的熔接性能，且无缝钢管不能被熔化掉。同时这种铸件细长直孔要求铸造孔处的壁厚足够大，因此铸件细长直孔处的热节大，散热条件差，无缝钢管在高温金属液长时间的液态作用下，无缝钢管很容易被熔化，从而将无缝钢管的管内的芯砂表面熔融，造成铸孔偏移、管内渗液、粘砂无法清理，造成铸件报废。在铸造前钢管必须对无缝钢管表面进行除锈或电镀处理，若无缝钢管表面处理不当或受到污染则很容易使铸件的细长孔表面出现气孔缺陷，在该方案中无缝钢管无法回收，因此铸造成本很高。
[0005]②采用带钢管骨头的树脂砂芯:在芯盒内放入内壁带通气孔钢管骨头，原砂使用耐火度较高的铬铁矿砂、宝珠砂等特种砂，从而保证砂芯的耐火度、强度、刚度及透气性，这种树脂砂芯不仅抗冲损性能没有彻底解决，细长铸造孔的尺寸精度、形状精度还难以保证，而且所使用的特种原砂的价格昂贵，铸件成本高。
【实用新型内容】:
[0006]为了理想地克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，这种结构的细长孔成型砂芯耐火度高，抗弯强度高、防冲损性能强，透气性好，所获的铸造细长孔的尺寸精度、形状精度及直线度都很高，同时工艺用无逢钢管可重复使用，铸造生产成本低，能稳定地满足大批量铸造生产要求。
[0007]本实用新型采取的技术方案如下:
[0008]—种柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，包括耐火砖套管、工艺钢管、干砂层和端面封口层，工艺钢管设置在耐火砖套管的内孔中，两者间同心设置，在工艺钢管和耐火砖套管的内孔之间设有干砂层，在干砂层的两端面设有端面封口层，以固定封闭干砂层。
[0009]进一步，在工艺钢管的管体上设有透气孔。
[0010]更进一步，透气孔均匀地设置在工艺钢管的管体上。
[0011]更进一步，所述透气孔的直径为1?5毫米。
[0012]进一步，所述耐火砖套管为整体结构或者分段对接结构。
[0013]进一步，干砂层的径向厚度为3?10毫米。
[0014]进一步，在工艺钢管的内孔中填实有树脂砂柱。
[0015]由于本实用新型采用具有优异耐火性能和良好透气性能的耐火砖套管作为细长铸造孔的砂芯外表面，耐火砖套管由专业厂商提供，精度高，长度可任意确定，也可采用轴孔对接的方式加长，以满足工艺要求，在无逢钢管和耐火砖套管之间设置干砂层3既能提高细长铸造孔的砂芯抗弯强度，又能便于铸造成形后的出砂取出工艺钢管，更利于后续的耐火砖套管击碎清除，在无逢钢管的管体上设置透气孔更利于铸造时排气，在工艺钢管和耐火砖套管的两端面设有端面封口层，其目的是固定封闭干砂层，防止干砂层中的干砂流尚失效。在工艺钢管的内孔中填实有树脂砂柱，能进一步提尚整个细长铸造孔砂芯的强度、刚度。
[0016]采用这种结构的细长铸造孔的砂芯不仅能消除普通砂芯表面耐火度低，容易被高温铁水烧损、烧穿、冲损或冲断的缺陷，保证细长铸造孔的形型质量，提高铸造件的合格率，而且能便于出砂和工艺钢管的回收重复使用，与现有技术相比，采用本实用新型进行细长铸造孔的铸造，所获得的细长铸造孔不仅尺寸精度、形状精度和孔形直线度都高于现有技术，而且工艺钢管和干砂都可重复使用，用砂量少，铸造成本低。
[0017]本实用新型具有的优点:
[0018]采用耐火砖套管及工艺钢管作为砂芯的成型结构，在工艺钢管与耐火砖套管之间形成的环状间隙内填充干砂层，并在工艺钢管管体上增设排气孔，若耐火砖套管采用对接结构，在对接处涂刷醇基涂料并烘干处理，保证了砂芯的耐火度、强度、刚度及透气性，防止细长孔内产生渗液、粘砂及气孔、变形缺陷，降低了铸件生产成本。尤其对于厚大铸件的细长孔，易产生严重粘砂的长短圆孔、方孔、异型孔，只要保证耐火砖管砂芯足够的强度和刚度，无论是铸铁、铸钢件都可采用耐火砖管批量制作砂芯。铸铁件选用硅质耐火砖套管，铸钢件选用高铝质耐火砖套管。
[0019]采用耐火陶瓷砖管制芯，操作简单易行，管内可充填干砂或树脂砂即可，比采用铬铁矿砂、宝珠砂等特种砂制芯，铸件成本低，经济效益好，值得推广使用。
【附图说明】
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[0020]图1为现有技术的一种结构示意图；
[0021]图2为本实用新型的一种结构示意图；
[0022]图3为本实用新型的另一种结构示意图；
[0023]图中:1_耐火砖套管；2_工艺钢管；3_干砂层；4_端面封口层；5_透气孔；6_树脂砂柱。
【具体实施方式】
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[0024]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0025]实施例1:一种柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，由耐火砖套管1、工艺钢管2、干砂层3和端面封口层4组成，耐火砖套管1的外圆直径与铸件上待铸造的细长铸造孔孔径相同，耐火砖套管1的管壁厚度为5?10毫米，工艺钢管2的外径比耐火砖套管1的内孔直径小10?30毫米，工艺钢管2设置在耐火砖套管1的内孔中，两者间同心设置，在工艺钢管2外圆和耐火砖套管1的内孔之间设有干砂层3，在干砂层3的两端面设有端面封口层4，以固定封闭干砂层3，在工艺钢管2的管体上均匀地设有透气孔5，所述透气孔的直径为1?5毫米。
[0026]本实用新型的使用方法如下:
[0027]按现有技术的使用方法在铸造模箱中放置本实用新型，按现有技术进行浇铸，待冷却成型后进行出砂，其中对细长铸造孔的出砂方法为:
[0028]用尖锤搞击工艺钢管与耐火砖套管之间的端面封口层，使端面封口层破碎驳离，将干砂层倒净，抽出工艺钢管，再用击碎装置将耐火砖套管，使破碎的耐火砖套管与铸件分离，形成预期的细长铸造孔。
[0029]本实用新型的实施方式很多，所述耐火砖套管既可是整体结构，也可以是分段对接结构。干砂层的径向厚度可根据细长铸造孔的孔径大小人为确定，只要能便于取出工艺钢管即可。
[0030]为了进一步提高本实用新型所述砂芯的强度、刚度和抗弯曲能力，可在工艺钢管2的内孔中填实有树脂砂柱6。
[0031]本实用新型的实施方式不限于上例，还有很多等功能代换结构，只要采用本实用新型的技术思路的所有技术方案均属本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:包括耐火砖套管(1)、工艺钢管(2)、干砂层(3)和端面封口层(4)，工艺钢管⑵设置在耐火砖套管⑴的内孔中，两者间同心设置，在工艺钢管(2)和耐火砖套管(1)的内孔之间设有干砂层(3)，在干砂层(3)的两端面设有端面封口层(4)，以固定封闭干砂层(3)。2.根据权利要求1所述柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:在工艺钢管(2)的管体上设有透气孔(5)。3.根据权利要求2所述柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:透气孔(5)均匀地设置在工艺钢管(2)的管体上。4.根据权利要求2所述柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:所述透气孔(5)的直径为1?5毫米。5.根据权利要求1所述柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:所述耐火砖套管(1)为整体结构或者分段对接结构。6.根据权利要求1所述柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:干砂层⑶的径向厚度为3?10毫米。7.根据权利要求1所述柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，其特征是:在工艺钢管(2)的内孔中填实有树脂砂柱(6)。
【专利摘要】一种柴油机箱体凸轮轴细长铸造孔的高精度成型砂芯，包括耐火砖套管、工艺钢管、干砂层和端面封口层，工艺钢管设置在耐火砖套管的内孔中，两者间同心设置，在工艺钢管和耐火砖套管的内孔之间设有干砂层，在干砂层的两端面设有端面封口层，以固定封闭干砂层。在工艺钢管的管体上设有透气孔。这种结构的细长孔成型砂芯耐火度高，抗弯强度高、防冲损性能强，透气性好，所获的铸造细长孔的尺寸精度、形状精度及直线度都很高，同时工艺用无逢钢管可重复使用，铸造生产成本低，能稳定地满足大批量铸造生产要求。
【IPC分类】B22C9/10
【公开号】CN205032646
【申请号】CN201520798391
【发明人】张炳方, 梁小平
【申请人】江苏金动动力机械有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月15日