一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯的制作方法

本发明涉及一种芯撑，属于铸造领域，尤其涉及一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯，具体适用于简化结构，提高定位效果，并缩减热节分布、消除缩松缺陷。

背景技术：

现有的发动机缸盖多采用铸造的方法制得，在制取的过程中，需要在砂箱中先放置砂芯以进行组芯，再注入铁水以进行充型，从而完成铸造，其间，需要使用芯撑。

申请公布号为cn105215294a，申请公布日为2016年1月6日的发明专利申请公开了一种芯撑，其包括芯柱、一对底座和连接件，芯柱包括相对设置的第一端部和第二端部，一对底座分别可拆卸地连接至第一端部和第二端部，连接件固定连接至芯柱的第一端部。虽然该设计能通过拆卸重组的方式以提高芯撑的高度，但其仍具有以下缺陷：

首先，该设计为分散结构，包括相互独立的两个底座、一个芯柱与一个连接件，零部件数量较多，结构较复杂，既增加了制作成本，也增加应用难度；

其次，该设计中的连接件位于整个芯撑的顶部，只能对上方的砂芯进行定位，此时，芯撑在重力作用下存在向下的趋势，易导致连接件的松动，降低定位效果；

再次，该设计中只公开芯撑起到对砂芯的定位作用，并没有公开其余的功能，如缓解铸件中厚大部位的热节，以消除缩松等。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的结构复杂、定位效果较差的缺陷与问题，提供一种结构简单、定位效果较好的造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种铸造用定位芯撑，包括上支座与下支座，所述上支座、下支座均为平板结构，且上支座、下支座相互平行；

所述芯撑还包括连接杆与定位销，所述上支座的底面与连接杆的顶端垂直连接，连接杆的底端与下支座的顶面垂直连接，下支座的底面与定位销的顶端垂直连接，定位销的底端向下延伸；所述芯撑中，上支座、连接杆、下支座、定位销由上至下依次排列。

所述定位销包括顶销面、中销部与底销面，所述顶销面的顶部与下支座的底面相连接，顶销面的底面与中销部的顶端垂直连接，中销部的底端与底销面的顶部垂直连接，所述顶销面宽于底销面设置，中销部为上宽下窄的圆柱结构，中销部的直径由上至下呈减缩变化。

所述上支座、下支座的横截面为圆形、椭圆形、三角形或多边形；所述上支座、下支座的厚度均小于连接杆的直径。

所述上支座、下支座的厚度之和小于等于连接杆的直径，所述上支座、下支座的厚度均大于等于1.5毫米，所述连接杆的直径大于等于3毫米。

所述连接杆的侧围上设置有粗牙螺纹。

一种上述铸造用定位芯撑所在的组合芯，所述组合芯包括由上至下依次排列的油池芯、上水套芯、下水套芯，且在油池芯、上水套芯之间设置有多个芯撑；

所述油池芯的底面上设置有多个上支撑点以与芯撑中的上支座进行支撑配合，所述上水套芯上开设有多个贯穿的下定位孔以与定位销进行插入配合，且上支撑点、上支座、连接杆、下支座、下定位孔、定位销由上至下依次排布。

所述上水套芯上开设有多个定位凹槽，该定位凹槽的底部开设有下定位孔以与定位销进行插入配合，且下支座嵌入定位凹槽的内部。

所述定位凹槽开设于上水套芯上的热节处。

所述上水套芯包括多个依次排布的m单元，相邻的m单元之间通过间隔块相连接；所述m单元包括左倒u槽、中u型块与右倒u槽，所述左倒u槽的右槽边与中u型块的左侧边相连接，中u型块的右侧边与右倒u槽的左槽边相连接，右倒u槽的右槽边与间隔块的侧边相连接，且在中u型块的外端上设置有热节处，该热节处上开设有定位凹槽。

一种上述铸造用定位芯撑的应用工艺，所述应用工艺包括依次进行的组芯步骤与充型步骤；

所述组芯步骤是指：先将上水套芯放置在下水套芯上，该上水套芯上的热节处上开设有多个定位凹槽，该定位凹槽的底部开设有下定位孔，再在下定位孔中一一插入对应芯撑的定位销，然后将油池芯放置在上水套芯的顶部，油池芯的底面上设置有多个上支撑点以与芯撑中的上支座进行支撑配合，此时，组芯步骤完毕；

所述充型步骤是指：注入铁水以进行充型，在充型初期，芯撑对油池芯起支撑及定位作用，随着注入的铁水越来越多，芯撑周围的铁水也越来越多，铁水的漂浮支撑能力逐渐替代芯撑的支撑力，芯撑逐渐被铁水熔化，同时，铁水也向芯撑传递热量，以减小芯撑所在区域的热节的作用，从而减小该区域的缩松倾向，最后，芯撑周围完全被铁水填满，芯撑被铁水完全熔化，并与其周围的铁水完全熔合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯中，本芯撑包括由上至下依次连接的上支座、连接杆、下支座、定位销，不仅结构简单，而且结构之间为一体结构，不存在现有技术中分散设计所导致的结构复杂、零部件数量多、成本高的缺陷，此外，在应用时，本芯撑只需将定位销插入定位孔即可，不需要在插入前对芯撑的结构进行重新组装，尤其是上支座、连接杆、下支座之间的组装，降低了操作难度，节省了操作时间，利于提高定位效果。因此，本发明不仅结构简单，而且定位效果较好。

2、本发明一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯中，定位销位于下支座的下方，应用时，定位销、下定位孔之间进行的插入定位配合实现于芯撑下方，此时，芯撑的重力非但不会对定位的效果造成不利，反而会增强定位效果，避免应用时定位销的晃动。因此，本发明的定位效果较好。

3、本发明一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯中，上支座、下支座的厚度均小于连接杆的直径，优选上支座、下支座的厚度之和小于等于连接杆的直径，可见，本发明中连接杆的直径较大，该设计不仅能提供较强的支撑力，还提供了在连接杆上开设粗牙螺纹的空间，而粗牙螺纹能增大芯撑与铁水的接触面积，提高熔合效果。因此，本发明的熔合效果较好。

4、本发明一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯中，上支座、下支座的厚度均大于等于1.5毫米，连接杆的直径大于等于3毫米，而在现有技术中，支座的厚度一般只有0.5毫米，可见，本发明中支座的厚度明显较厚，连接杆的直径明显较粗，该设计在应用时，能增加铁水熔解芯撑所消耗的热量，以降低芯撑所在位置的热节，从而起到内冷铁的作用，进而消除缩松。因此，本发明能缩减热节分布，消除缩松缺陷。

5、本发明一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯中，组合芯包括由上至下依次排列的油池芯、上水套芯、下水套芯，油池芯的底面上设置有多个上支撑点以与芯撑中的上支座进行支撑配合，上水套芯上开设有多个贯穿的下定位孔以与定位销进行插入配合，如此，支撑配合、插入配合这两种协作设计能确保芯撑在应用时的稳定性，利于发挥其对油池芯的支撑功能，避免铸造时砂芯的变形，以保证铸件的尺寸，尤其当下定位孔设置于定位凹槽内、下支座嵌入定位凹槽内时，效果更佳，此外，当定位凹槽的设置点为上水套芯上的热节处时，芯撑还能起到内冷铁的作用，进而消除缩松。因此，本发明不仅支撑的稳定性较强，利于铸造的顺利完成，而且能缩减热节分布，消除缩松缺陷。

6、本发明一种铸造用定位芯撑及其应用工艺、所在组合芯中，应用工艺包括的步骤较少，只有依次进行的组芯步骤、充型步骤这两个步骤，易于操作，而且，在组芯步骤中，通过芯撑的设置，既能够对上水套芯、油池芯进行稳定支撑，有助于完成组芯操作，而且留有充足的空间以利于后续充型操作中铁水的流动，在此基础之上，芯撑还能起到内冷铁的作用，进而消除缩松，尤其当芯撑设置于热节处时，效果更佳。因此，本发明不仅操作简易、熔合质量较高，而且能缩减热节分布、消除缩松缺陷。

附图说明

图1是本发明中芯撑的结构示意图。

图2是本发明中组合芯的结构示意图。

图3是图2中油池芯、芯撑、上水套芯在俯视时的结合示意图。

图4是图2中上水套芯、下水套芯被剖开时的结构示意图。

图5是本发明中上水套芯的结构示意图。

图6是本发明中上水套芯与芯撑的结合示意图。

图7是本发明中芯撑的另一种结构示意图。

图中：下水套芯1、上水套芯2、下定位孔21、定位凹槽22、油池芯3、上支撑点31、芯撑4、上支座41、支座孔411、下支座42、连接杆43、定位销44、顶销面441、中销部442、底销面443、粗牙螺纹5、热节处6、m单元7、左倒u槽71、中u型块72、右倒u槽73、间隔块8。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图7，一种铸造用定位芯撑，包括上支座41与下支座42，所述上支座41、下支座42均为平板结构，且上支座41、下支座42相互平行；

所述芯撑4还包括连接杆43与定位销44，所述上支座41的底面与连接杆43的顶端垂直连接，连接杆43的底端与下支座42的顶面垂直连接，下支座42的底面与定位销44的顶端垂直连接，定位销44的底端向下延伸；所述芯撑4中，上支座41、连接杆43、下支座42、定位销44由上至下依次排列。

所述定位销44包括顶销面441、中销部442与底销面443，所述顶销面441的顶部与下支座42的底面相连接，顶销面441的底面与中销部442的顶端垂直连接，中销部442的底端与底销面443的顶部垂直连接，所述顶销面441宽于底销面443设置，中销部442为上宽下窄的圆柱结构，中销部442的直径由上至下呈减缩变化。

所述上支座41、下支座42的横截面为圆形、椭圆形、三角形或多边形；所述上支座41、下支座42的厚度均小于连接杆43的直径。

所述上支座41、下支座42的厚度之和小于等于连接杆43的直径，所述上支座41、下支座42的厚度均大于等于1.5毫米，所述连接杆43的直径大于等于3毫米。

所述连接杆43的侧围上设置有粗牙螺纹5。

一种上述铸造用定位芯撑所在的组合芯，所述组合芯包括由上至下依次排列的油池芯3、上水套芯2、下水套芯1，且在油池芯3、上水套芯2之间设置有多个芯撑4；

所述油池芯3的底面上设置有多个上支撑点31以与芯撑4中的上支座41进行支撑配合，所述上水套芯2上开设有多个贯穿的下定位孔21以与定位销44进行插入配合，且上支撑点31、上支座41、连接杆43、下支座42、下定位孔21、定位销44由上至下依次排布。

所述上水套芯2上开设有多个定位凹槽22，该定位凹槽22的底部开设有下定位孔21以与定位销44进行插入配合，且下支座42嵌入定位凹槽22的内部。

所述定位凹槽22开设于上水套芯2上的热节处6。

所述上水套芯2包括多个依次排布的m单元7，相邻的m单元7之间通过间隔块8相连接；所述m单元7包括左倒u槽71、中u型块72与右倒u槽73，所述左倒u槽71的右槽边与中u型块72的左侧边相连接，中u型块72的右侧边与右倒u槽73的左槽边相连接，右倒u槽73的右槽边与间隔块8的侧边相连接，且在中u型块72的外端上设置有热节处6，该热节处6上开设有定位凹槽22。

一种上述铸造用定位芯撑的应用工艺，其所述应用工艺包括依次进行的组芯步骤与充型步骤；

所述组芯步骤是指：先将上水套芯2放置在下水套芯1上，该上水套芯2上的热节处6上开设有多个定位凹槽22，该定位凹槽22的底部开设有下定位孔21，再在下定位孔21中一一插入对应芯撑4的定位销44，然后将油池芯3放置在上水套芯2的顶部，油池芯3的底面上设置有多个上支撑点31以与芯撑4中的上支座41进行支撑配合，此时，组芯步骤完毕；

所述充型步骤是指：注入铁水以进行充型，在充型初期，芯撑4对油池芯3起支撑及定位作用，随着注入的铁水越来越多，芯撑4周围的铁水也越来越多，铁水的漂浮支撑能力逐渐替代芯撑4的支撑力，芯撑4逐渐被铁水熔化，同时，铁水也向芯撑4传递热量，以减小芯撑4所在区域的热节的作用，从而减小该区域的缩松倾向，最后，芯撑4周围完全被铁水填满，芯撑4被铁水完全熔化，并与其周围的铁水完全熔合。

本发明的原理说明如下：

本发明中的定位销44存在一种设计，即可以在充型时被铁水所熔化，以与铁水完全熔合。

本发明中的上支座41、下支座42的横截面为圆形、椭圆形、三角形或多边形，优选为圆形或椭圆形。

本发明中的上支座41的底面的中部开设有贯通的支座孔411，该支座孔411与插入其内的连接杆43进行螺纹连接。应用时，通过支座孔411、连接杆43之间的螺纹扭转，可调节上支座41、下支座42之间的距离。

本发明中的中销部442的直径由上至下呈减缩变化具体是指：中销部442有一定拔模斜度，其直径由上至下呈减缩变化。所谓的拔模斜度是模具制造中的术语，设置拔模斜度的目的是为了使芯撑在插入和抽出过程中更方便。

实施例1：

参见图1至图7，一种铸造用定位芯撑，包括上支座41与下支座42，所述上支座41、下支座42均为平板结构，且上支座41、下支座42相互平行；所述芯撑4还包括连接杆43与定位销44，所述上支座41的底面与连接杆43的顶端垂直连接，连接杆43的底端与下支座42的顶面垂直连接，下支座42的底面与定位销44的顶端垂直连接，定位销44的底端向下延伸；所述芯撑4中，上支座41、连接杆43、下支座42、定位销44由上至下依次排列。优选定位销44包括顶销面441、中销部442与底销面443，所述顶销面441的顶部与下支座42的底面相连接，顶销面441的底面与中销部442的顶端垂直连接，中销部442的底端与底销面443的顶部垂直连接，所述顶销面441宽于底销面443设置，中销部442为上宽下窄的圆柱结构，中销部442的直径由上至下呈减缩变化。

一种上述铸造用定位芯撑所在的组合芯，所述组合芯包括由上至下依次排列的油池芯3、上水套芯2、下水套芯1，且在油池芯3、上水套芯2之间设置有多个芯撑4；所述油池芯3的底面上设置有多个上支撑点31以与芯撑4中的上支座41进行支撑配合，所述上水套芯2上开设有多个贯穿的下定位孔21以与定位销44进行插入配合，且上支撑点31、上支座41、连接杆43、下支座42、下定位孔21、定位销44由上至下依次排布。

一种上述铸造用定位芯撑的应用工艺，其所述应用工艺包括依次进行的组芯步骤与充型步骤；

所述组芯步骤是指：先将上水套芯2放置在下水套芯1上，该上水套芯2上的热节处6上开设有多个定位凹槽22，该定位凹槽22的底部开设有下定位孔21，再在下定位孔21中一一插入对应芯撑4的定位销44，然后将油池芯3放置在上水套芯2的顶部，油池芯3的底面上设置有多个上支撑点31以与芯撑4中的上支座41进行支撑配合，此时，组芯步骤完毕；

所述充型步骤是指：注入铁水以进行充型，在充型初期，芯撑4对油池芯3起支撑及定位作用，随着注入的铁水越来越多，芯撑4周围的铁水也越来越多，铁水的漂浮支撑能力逐渐替代芯撑4的支撑力，芯撑4逐渐被铁水熔化，同时，铁水也向芯撑4传递热量，以减小芯撑4所在区域的热节的作用，从而减小该区域的缩松倾向，最后，芯撑4周围完全被铁水填满，芯撑4被铁水完全熔化，并与其周围的铁水完全熔合。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述上支座41、下支座42的厚度之和小于等于连接杆43的直径，所述上支座41、下支座42的厚度均大于等于1.5毫米，所述连接杆43的直径大于等于3毫米。所述连接杆43的侧围上设置有粗牙螺纹5。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述上水套芯2上开设有多个定位凹槽22，该定位凹槽22的底部开设有下定位孔21以与定位销44进行插入配合，且下支座42嵌入定位凹槽22的内部。所述定位凹槽22开设于上水套芯2上的热节处6。

实施例4：

基本内容同实施例3，不同之处在于：

所述上水套芯2包括多个依次排布的m单元7，相邻的m单元7之间通过间隔块8相连接；所述m单元7包括左倒u槽71、中u型块72与右倒u槽73，所述左倒u槽71的右槽边与中u型块72的左侧边相连接，中u型块72的右侧边与右倒u槽73的左槽边相连接，右倒u槽73的右槽边与间隔块8的侧边相连接，且在中u型块72的外端上设置有热节处6，该热节处6上开设有定位凹槽22。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。