本发明铸造技术领域，特别涉及排气歧管的分型技术。
背景技术：
如图1所示的汽车发动机用排气歧管，主要用于将各个气缸的排出气体集中到总排气管内。所述排气歧管的工作温度为750~1000℃、管壁厚度为5mm-7mm；且所述排气歧管由多路支管构成，各个支管成弯曲状结构，最终汇入到一个出口处，所述出口与所述总排气管相连。
现有生产方法中，主要是采用木模手工造型铸造，将砂芯组装成一体后，浇注铁水冷却后获得排气歧管毛坯。在此组芯过程中，一般采用专用夹具结合手工测量的方式控制组芯精度。这样的制芯、造型工艺制作出来的砂芯繁多，组芯方式复杂，过程控制要求繁琐，对于现场工人的技能等级要求高。同时，产品尺寸难以控制，导致尺寸误差大。由于这些因素的影响，时常会导致铸件由于尺寸不合格等原因而报废,废品率高达35%，也严重影响着排气歧管的使用寿命和汽车的综合性能。同时，在试制新产品时如果采用该工艺，由于需要制作模具，产品试制成本高，生产验证周期长，不利于新产品的研发。因此，有必要借助于3d打印技术设计一套适用于此类铸件的组芯造型工艺，从而解决上述几点问题，达到生产出高质量和低废品率铸件的目的。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术中生产排气歧管带来的批缝多、组芯难、废品率高的缺陷，在基于3d打印技术的前提下，提供了一种汽车发动机用排气歧管的分型及其分型方案，且本发明所述技术方案是建立在已经完成排气歧管三维建模的基础上。
本发明所述汽车发动机用排气歧管的分型方案：
第一步，将建模完成的排气歧管三维模型放入设定的方形盒体内，并使所述排气歧管三维模型位于所述方形盒体空间的中间位置；在布置完成所述排气歧管后，再次在所述方形盒体内布置浇注系统和冒口系统；使得整个排气歧管三维模型的四周有足够的吃砂量即可；所述容纳有排气歧管及浇注系统和冒口的方形盒体即为型芯体。
第二步，对所述型芯体进行切分，具体地，将所述型芯体用两个平面切分为三部分，第一切分面位于第一总排气管法兰面的中轴线处，第二切分面位于支管法兰面中轴线上、且与第一切分面平行；所述第一切分面和第二切分面将所述型芯体依次切分为1#型芯、2#型芯和3#型芯。
所述1#型芯一面为平面，作为底层型芯坐落面；另一个面上设有第一分切面以外部分的排气歧管结构的外型和第一分切面以外部分的侧暗冒口，也即用来形成第一切分面以外的第一总排气管中轴线以上部分结构的外型和第一切分面以外的第二总排气管部分结构的外型及第一分切面以外部分的侧暗冒口。
所述2#型芯相对于第一切分面的一面上设有第一切分面以外部分排气歧管的砂芯结构和第一切分面以内的侧暗冒口；所述2#型芯相对于第二切分面的一面上设有支管砂芯、总管砂芯、横浇道一半结构、内浇道一半结构和直浇道的缓冲窝。从而实现将排气歧管的砂芯结构均集成在2#型芯上，排气歧管的外型结构分别设置在1#型芯和3#型芯上，不仅方便了型芯的打印，也方便了型芯的组型。
所述3#型芯相对于第二切分面的一面设有第二分切面以外的支管和总管的外型、横浇道的一半结构、内浇道的一半结构、直浇道和补缩冒口的结构，且直浇道和补缩冒口贯通所述3#型芯。所述补缩冒口的底部位于所述第二切分面上。
作为本发明的进一步限定，所述1#型芯的非平面面上还设有第一切分面以外部分侧暗冒口的结构，所述2#型芯对应于第一切分面的面上还设有第一切分面以内部分侧暗冒口的结构。
作为本发明的进一步限定，为方便各个型芯间配合准确和牢固，在所述三个型芯的配合面上可设置子母扣，所述子母扣一方面起到定位的作用，另一方面可以起到固定的作用。
作为本发明的进一步限定，还可以在所述三个型芯长度方向上的两侧设置用来卡紧的结构，所述卡紧结构可以是开口式的u型结构，也可以闭口穿过式的圆形结构。所述卡紧件可以为两端带有螺纹的螺杆，也可以是一端带有堵头、一端设有螺纹的螺杆。其中，所述卡紧结构优选开口式的u型结构。
作为本发明的进一步限定，所述3#型芯上还可以设置有浇口杯固定座。
作为本发明的进一步限定，所述排气歧管铸造工艺为：
1）所述排气歧管采用一箱四件的一箱多件工艺，其排布方式是支管入口法兰面两两对称排布，在一箱中形成两个圆形分布的四件，也即支管入口法兰面的水平位置高于总排气管；
2）采用开放式浇注系统，在四个铸件的对接区域中间位置设置直浇道，横浇道位于四个铸件对接通道上，在每个支管间的法兰面中心热节位置处布置内浇口；
3）在内浇口和横浇道搭接处设置补缩热冒口，以提高冒口的补缩效率，同时提升铸件的质量和工艺出品率。
本发明所述的汽车发动机用排气歧管的分型及其分型方案通过将砂芯和型芯作为一个整体来处理，按照尽可能将零散部件集成在一块砂型上的砂芯做整的思路，在第一总排气管和支管法兰面19上设置两个水平分切面，将支管的复杂结构都集成在中间砂型2#砂型上，避免了支管组芯，从而降低了组芯难度，较少了铸件的披缝，提高了制造精度，实现了排气歧管的高效生产，如生产效率提升、工艺出品率提升、废品率降低等等。
附图说明
图1是排气歧管结构示意图。
图2是排气歧管砂芯结构示意图。
图3是1#型芯结构示意图。
图4是2#型芯两面结构示意图。
图5是3#型芯两面结构示意图。
图6是本发明组型后效果图。
图7是排气歧管铸造工艺。
图中，1-排气歧管三维模型；2-侧暗冒口；3-补缩冒口；4-直浇道；5-横浇道；6-内浇口；7-1#型芯；8-子母扣；9-卡紧结构；10-第一分型面；11-吊把；12-支管和总管内腔砂芯；13-冒口出口；14-浇口杯固定座；15-第一总排气管；16-第一切分面；17-第二切分面；18-第二总排气管；19-支管法兰面。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
如图1所示为一款汽车发动机用排气歧管的三维模型结构示意图，其中所述排气歧管包括四个排气支管和两个总排气管，且所述四个排气支管的一端并排布置在支管法兰面19上，另一端汇集到总管后通过第一总排气管15和第二总排气管18排出，且第一总排气管15的中轴线高于第二总排气管18的中轴线。如图2所示为所述排气歧管的砂芯结构示意图，从图中可以看出各支管砂芯的交接处为弧度相接，单个支管砂芯的组芯非常困难，各个面的对齐难以把控和测量。
如图7所示为排气歧管铸造工艺安排情况，因所述排气歧管体积较小，为了降低砂铁比和提高生产效率，现采用一箱四件的铸造工艺方案，其具体工艺布置为：
1）将排气歧管的总排气管置于箱体的下方、同时使得排气歧管三维模型1的支管法兰面19处于垂直状态，将排气歧管三维模型1按照支管法兰面19对齐的方式两两排布，形成两个类似圆形结构的布局；
2）采用开放式浇注系统，将浇注系统的横浇道5布置在相对的两个支管法兰面19中间、且横浇道5的中心面与支管法兰面19的中心面处于同一面内，将直浇道4布置在两个类似圆形结构布局的中间，将内浇道6布置在支管法兰面19上两两支管管口之间，或者可以说将内浇道6布置在支管法兰面19的热节位置上；所述两个类似圆形结构的布局上分别设有两部分独立的横浇道5和内浇道6，所述两条横浇道5的入口相对布置，且通过直浇道4将两条横浇道连接为一个完整的浇注系统；
3）在内浇道6和横浇道5的搭接处设置补缩冒口3、在第一总排气管15法兰面处设置侧暗冒口2，以提高冒口的补缩效率，同时提升铸件的质量和工艺出品率。
另一种说法是，将所述铸造工艺作为刀具，将所示型芯体切割成结构完整的型芯
按照本发明的技术方案，首先将所述排气歧管三维模型1置于方形盒体内，并使所述排气歧管三维模型1位于所述方形盒体空间的中间位置；在布置完成所述排气歧管三维模型1后，再次在所述方形盒体内布置浇注系统和冒口系统，并使得整个排气歧管三维模型1的四周有足够的吃砂量；所述容纳有排气歧管三维模型1及浇注系统和冒口的方形盒体即为型芯体。其次，对所述型芯体进行切分，将所述型芯体用两个水平切分面切分为三部分，第一切分面16位于第一总排气管15法兰面的轴线上，第二切分面17位于支管法兰面19中轴线上、且与第一切分面16平行；所述第一切分面16和第二切分面17将所述型芯体依次切分为1#型芯、2#型芯和3#型芯。在所述型芯体长度方向的面上还可有用于紧固所述1#型芯、2#型芯和3#型芯的u型卡紧结构9，所述u型卡紧结构9被第一切分面16和第二切分面17分割为对应的三段，分别位于1#型芯、2#型芯和3#型芯上，当将所述1#型芯、2#型芯和3#型芯组型后通过在所述u型卡紧结构9中放置两端带有螺纹的螺杆可以将三部分型芯夹持紧固为一个整体。在所述1#型芯、2#型芯和3#型芯的配合面上还设有凹凸结构的子母扣8式的定位结构。
所述1#型芯带有排气歧管结构的面为第一分型面10，所述第一分型面10上的型腔结构为相对于排气歧管而言第一切分面以外的第一总排气管15沿中轴线的一半结构和第二总排气管18位于第一切分面16以外的结构和侧暗冒口2位于第一切分面16以外的部分。同时为了搬运方便，在所述1#型芯长度方向的两边的中间位置还设有吊把11。所述1#型芯相对于第一分型面10的另一面为平面结构，以方便的将所述1#型芯放置于浇注平台上，作为底层型芯。
所述2#型芯的两面都带有排气歧管的砂芯结构，其中与所述1#型芯配合的面上设有第一总排气管15、第二总排气管18沿第一分切面16以外部分的砂芯结构和第一切分面16以内部分的侧暗冒口2，当1#型芯和2#型芯组型后即可形成排气歧管第一总排气管15和第二总排气管18沿第一分切面以外部分的结构及侧暗冒口2。所述2#型芯的另一面设有支管和总管内腔砂芯12、横浇道5的一半空腔、内浇道6的一半空腔和直浇道4的缓冲窝，所述3#型芯的一面上设有与所述支管和总管内腔砂芯12相互配合的支管和总管外型、横浇道5的另一半空腔、内浇道6的另一半空腔、直浇道4和补缩冒口3的结构，当所述2#型芯和3#型芯组型后即可形成排气歧管的支管和总管部分的结构、内浇道6、横浇道5、直浇道4和补缩冒口3。同时为了搬运方便，在所述1#型芯长度方向的两边的中间位置还设有吊把11。所述吊把11与位于2#型芯上的部分u型卡紧结构的端面处于同一面内，从而形成2#型芯的放置面。
所述补缩冒口3贯穿所述3#型芯将补缩冒口3引出到型芯体外形成补缩冒口3的冒口出口13；所述直浇道4贯穿所述3#型芯并引出到型芯体外，并在直浇道4的引出口处设有浇口杯固定座14。
所述排气歧管的型芯体的组型与浇注为：
s1：将所述1#型芯的平面的一面放置在浇注区域的浇注平台上，并在所述1#型芯于2#型芯的配合面上涂抹密封胶；
s2：将2#型芯按照子母扣8坐落到1#型芯上，并在2#型芯与3#型芯的配合面上涂抹密封胶；
s3：将3#型芯按照子母扣坐落到2#型芯上，确认型间尺寸、间隙符合要求后，使用螺杆将所述型芯体卡紧；
s4：完成所述组型后，将所述型芯体放置于平整的浇注现场，在所述型芯体底部铺设砂床或者采取其他防止由于浇注过程铁水溢流和/或飞溅导致损坏工作场地的措施后即可进行浇注。
所述密封胶的涂抹宽度可以为从分型面外沿向内的20mm~30mm的宽度。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。