一种用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨的制作方法

本实用新型涉及铸造领域，尤其涉及一种用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨。

背景技术：

下汽缸是筒式柴油打桩机的重要部件之一，其孔直径Φ480-Φ720mm，长度：2500-3800mm，因此，此孔在制造时采用圆柱状砂芯(砂芯主要材料为呋喃树脂砂)。在铸造工艺设计中，一般采用对半分边制芯，然后两个半边砂芯组合成圆柱状砂芯。同时为保证下汽缸孔内质量，使用随形冷铁加快冷却速度，因此该圆柱状砂芯的重量比较大，一般在2000-5500Kg。

芯骨是砂芯的组成部分，主要作用是将整个砂芯牢固的连接成一个整体，保证它在生产过程中不断裂、提升强度。下汽缸用的大型(直径大、长度长、重量重，故称为大型)圆柱状砂芯的芯骨更是必不可少的，在旧铸造工艺中，使用30mm的钢板经开料后焊接而成，该制作方法虽然简单，砂芯具有足够的强度，但是芯骨在使用多次后，出现变形，无法继续使用。变形的主要原因：球墨铸铁液进入铸型后，对砂芯产生巨大的上浮力，芯骨不仅要承受上浮力，而且铁液通过砂型传过来的大量热量，造成弯曲变形。

此外，在砂芯中因高温产生的气体无法及时排出，容易导致铸件侧壁出现黑斑，其一定程度上会影响铸件的整体力学性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨，其强度大、刚性强，而且还能排出砂芯中因高温产生的气体，降低铸件出现黑斑的几率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨，包括芯骨本体，所述芯骨本体为沿其中心线方向延伸且一体成型的结构，芯骨本体包括绕其中心线均布、且由其中部向外侧延伸的四块芯板，每两块相邻的芯板相互垂直，各芯板位于芯骨本体中部的部分相互连接，各芯板侧壁上设有贯通方向与所述芯骨本体的中心线异面垂直的通孔；芯骨本体还包括分别位于各芯板上远离芯骨本体一侧的四个排气结构。

作为本实用新型的进一步改进，每个所述排气结构包括一侧与所述芯板连接的腔壁,腔壁上朝向与芯板位置相反的一侧壁上设有多个排气孔，腔壁中部设有延伸方向与所述芯骨本体的中心线相平行的排气通道，排气通道与各排气孔连通。

作为本实用新型的更进一步改进，每个所述腔壁上包括位于其两侧的两个端部，该两个端部相对于与腔壁连接的芯板的朝向对称布置，两个端部分别凸出于所述芯板的两侧面，每个端部和芯板上与其相邻的所述侧面之间形成弯折部。

作为本实用新型的更进一步改进，所述腔壁上设有多个排气孔的侧壁为圆弧面，该圆弧面的轴心与所述芯骨本体的中心线重合。

作为本实用新型的更进一步改进，所述圆弧面所对应的夹角大小为20°-35°。

作为本实用新型的更进一步改进，所述芯骨本体的材质为QT500-7的球墨铸铁。

作为本实用新型的更进一步改进，每块所述芯板上的通孔数量为至少三个，且各通孔沿与所述芯骨本体中心线平行的方向依次布置。

作为本实用新型的更进一步改进，所述芯板的厚度为50-80mm。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨的优点为：

1、由于芯骨本体包括四块芯板，使其截面构成十字型结构，相对与传统的单块钢板的结构，采用截面为十字型的结构强度更大，刚度更强；传统单块钢板经开料后焊接而成，而芯骨本体为一体成型，由于没有焊接处，强度进一步增强，避免了因铁液的高温和浮力使芯骨变形；

2、芯板侧壁上的通孔不仅能减少芯骨的重量，而且在制作砂芯时，通孔内填满砂，确保芯骨和树脂砂更好吻合成整体，芯骨不会从砂芯中脱落；

3、排气结构中包括相连通的排气孔和排气通道，砂芯中因高温形成的气体可以从排气孔进入排气通道，然后从排气通道两端排出外界，避免了因高温气体残留在砂芯内部而造成铸件表面出现降低其力学性能的黑斑，从而提高产品质量；

4、在制作砂芯时，部分树脂砂位于腔壁端部与芯板侧面之间形成的弯折部中，在砂芯完成后，弯折部能起到阻止树脂砂散开的固定作用；

5、腔壁上设有多个排气孔的侧壁为圆弧面，该侧壁各处与砂芯外侧壁的间距保持一致，从而让砂芯大部分表面因高温产生的气体都能快速进入该侧壁上的排气孔，缩短高温气体在砂芯中的残留时间。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨的主视图；

图2为用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨的俯视局部剖视图；

图3为采用用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨的砂芯截面图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例。

实施例

本实用新型的具体实施方式如图1至图3所示，一种用于提高圆柱状砂芯强度的芯骨，包括芯骨本体，所述芯骨本体为沿其中心线方向延伸且一体成型的结构，芯骨本体包括绕其中心线均布、且由其中部向外侧延伸的四块芯板1，每两块相邻的芯板1相互垂直，各芯板1位于芯骨本体中部的部分相互连接，各芯板1侧壁上设有贯通方向与所述芯骨本体的中心线异面垂直的通孔2；芯骨本体还包括分别位于各芯板1上远离芯骨本体一侧的四个排气结构3。

每个所述排气结构3包括一侧与所述芯板1连接的腔壁31,腔壁31上朝向与芯板1位置相反的一侧壁上设有多个排气孔32，腔壁31中部设有延伸方向与所述芯骨本体的中心线相平行的排气通道33，排气通道33与各排气孔32连通。砂芯中因高温形成的气体可以从排气孔32进入排气通道33，然后从排气通道33两端排出外界，避免了因高温气体残留在砂芯内部而造成铸件表面出现降低其力学性能的黑斑，从而提高产品质量。

每个所述腔壁31上包括位于其两侧的两个端部311，该两个端部311相对于与腔壁31连接的芯板1的朝向对称布置，两个端部311分别凸出于所述芯板1的两侧面，每个端部311和芯板1上与其相邻的所述侧面之间形成弯折部4。在制作砂芯时，部分树脂砂6位于腔壁端部311与芯板1侧面之间形成的弯折部4中，在砂芯完成后，弯折部4能起到阻止树脂砂6散开的固定作用。

所述腔壁31上设有多个排气孔32的侧壁为圆弧面，该圆弧面的轴心与所述芯骨本体的中心线重合。

所述圆弧面所对应的夹角大小为20°-35°。

所述芯骨本体的材质为QT500-7的球墨铸铁，该材质具有良好的强度和韧性，保证大型圆柱状砂芯有更好的强度。

每块所述芯板1上的通孔2数量为至少三个，且各通孔2沿与所述芯骨本体中心线平行的方向依次布置。实际生产中，每块芯板1上的通孔2数量，根据芯骨本体长度，可以采用4-8个。

所述芯板1的厚度为50-80mm。

本实施例中，相邻芯板1之间的连接处为圆角，芯板1与腔壁31的连接处为圆角，通孔2的截面为圆角方形，通过将芯骨主体的主要转折处设置成圆角，能减少应力集中，降低疲劳断裂的几率。

在制作砂芯时，芯骨的截面最大宽度为圆柱状砂芯直径的60％-70％。芯骨的长度与圆柱状砂芯长度一样。通孔2距离芯板1两边的尺寸为70-90mm。随形冷铁5均布在圆柱状砂芯的外表面，其可以用铁线紧固在芯骨上，防止随形冷铁5脱落到型腔内，造成铸件报废。采用这种圆柱状砂芯制成的铸型，最终采用水平放置浇注。

该芯骨制造简单、方便，芯骨在高温环境下，热胀冷缩不会变形，使用寿命长，砂芯强度更高，砂芯完全不变形，确保下汽缸孔加工余量均匀，从而保证铸件质量。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。