柴油机缸体包芯工艺砂芯组合的铸造结构的制作方法

本发明涉及柴油发动机缸体铸造技术领域，尤其是一种柴油机缸体包芯工艺砂芯组合的铸造结构。

背景技术：

在柴油发动机缸体铸造工艺设计方面，多缸小缸径干式缸套集成齿轮室柴油机缸体铸件现在主要做法为：1、砂芯组成中的托盘、顶盖芯由型砂成型，其余砂芯制芯并组芯完成后与之组装；2、砂芯之间连接采用芯砂固化成型，且连接只要靠砂芯厚重的一端；3、砂芯与外模之间封火采用单边圆形封火环。该方法浇注的铸件存在表面粘砂的缺陷及铸件掉砂的废品情况。

多缸小缸径干式缸套集成齿轮室柴油机缸体铸件现有的浇注结构主要有以下不足：

1、铸件托盘、顶盖芯由型砂形成，型砂性能不好控制，机体铸件表面容易出现粘砂、掉砂等铸造缺陷，且较深的凹坑不能成型；

2、芯砂固化成型工艺需要单独的锁芯设备实现，且位置结构要求较高；

3、砂芯与型砂之间配合要求较高，容易出现铸件尺寸砂芯成型部分与型砂成型部分偏移的情况；

4、造型合箱后由于砂型之间封火不容易控制，导致出现浇注缩水、漏箱等浇注异常情况。

技术实现要素：

本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种可提高缸体质量的柴油机缸体包芯工艺砂芯组合的铸造结构。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种柴油机缸体包芯工艺砂芯组合的铸造结构，包括主体芯，分别与主体芯两侧相连的左端芯及右端芯，设置于主体芯上端的顶盖芯，设置于主体芯下端的托盘芯，设置于主体芯的缸孔芯头上的枕头芯，设置于枕头芯上的水套芯及水口芯，以及设置于顶盖芯上的油道芯；所述主体芯与枕头芯接触面之间设置有石棉垫。

优选的是，所述枕头芯、左端芯及右端芯的上下两端均设置有凸起，所述顶盖芯的下端及托盘芯的上端设置于凸起对应配合的凹槽。

优选的是，其还包括用于对铸造结构进行打包的塑料打包带。

优选的是，所述主体芯与左端芯及右端芯通过螺栓连接。

优选的是，所述水口芯与枕头芯采用微波胶固化连接。

优选的是，所述枕头芯与左端芯及右端芯采用射钢钉连接。

优选的是，所述油道芯与顶盖芯之间采用涂微波胶固化连接，所述顶盖芯与油道芯之间的连接位置处设置有储存胶用的溢胶槽。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的整套砂芯组合后结构紧凑，封火合理，提高了机体铸件的表面质量，消除了铸件表面粘砂问题。本发明有效解决了芯砂与型砂之间配合偏移所导致的机体铸件形状偏移、缸体铸件表面粘砂、掉砂及浇注过程中缩水、漏箱的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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它的附图。

图1是本发明的柴油机缸体包芯工艺卧式浇注铸造结构的装配爆炸图；

图2是本发明中封火结构的示意图；

图3是本发明中溢胶槽的示意图；

图4是本发明中塑料打包带的位置示意图；

图5是本发明中的主体芯结构示意图；

图6是本发明中的排气结构图，其中仅示出了部分结构。

图7是本发明中另一向的排气结构图，其中仅示出了部分结构。

图中：右端芯1，螺栓2，主体芯3，顶盖芯4，油道芯5，左端芯6，水套芯7，枕头芯8，石棉垫9，水口芯10，托盘芯11，凸起12，凹槽13，溢胶槽14，塑料打包带15，圆柱形砂销16，方形砂销17，缸孔芯头18，螺栓孔19，浇道21，第二排气孔22，第一排气孔23，第三排气孔24，第五排气孔25，引气槽26，第四排气孔27。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将以附图为基准，借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

图1-7所示柴油机缸体包芯工艺砂芯组合的铸造结构，包括主体芯，分别与主体芯两侧相连的左端芯及右端芯，设置于主体芯上端的顶盖芯，设置于主体芯下端的托盘芯，设置于主体芯的缸孔芯头上的枕头芯，设置于枕头芯上的水套芯及水口芯，以及设置于顶盖芯上的油道芯；所述主体芯与枕头芯接触面之间设置有石棉垫，所述石棉垫可采用粘接剂进行固定，石棉垫能够防止浇注过程中铁水从砂芯之间间隙流到主体芯减重槽内。

本实施中，所述枕头芯、左端芯及右端芯的上下两端均设置有凸起，所述顶盖芯的下端及托盘芯的上端设置于凸起对应配合的凹槽，凸起和凹槽一同构成封火结构。砂芯之间的封火采用整体连续的凹坑和凸起形成，托盘顶盖砂芯设计为方形凹槽，凹槽设计在成型面周边，连续且封闭。对应的在与之配合的所有砂芯上形成方形凸起，由于凸起是由不同的砂芯组合形成，要求方形凸起在各个砂芯上的位置能够保证砂芯组合后形成一个闭合结构。凹槽和凸起的高度向尺寸可根据砂芯的尺寸进行调整，除封火外，该结构还起到一定的砂芯导向作用。

本实施中，其还包括用于对铸造结构进行打包的塑料打包带。塑料打包带用于锁紧形成机体整体结构所需的所有砂芯，使其在浇注成型过程中不发生分离，显然也可采用其它固定方式。塑料打包带可防止砂芯整体打包后在物流过程中造成的砂芯位置及铸件浇注过程中由铁水硬引起的砂芯之间的膨胀，提高了铸件质量。

本实施中，所述主体芯与左端芯及右端芯通过螺栓连接。螺栓贯穿整个砂芯，左端芯及右端芯上在螺杆端头及螺母位置留有砂槽，螺杆及螺母紧固后不超出原有砂芯形状，且采用合金螺栓、标准螺母、垫片。螺栓用于锁紧形成机体内部结构所需的砂芯，使砂芯在浇注成型过程中不发生分离。

在本实施例中，主体芯之间、主体芯左端芯、右端芯之间设有砂芯定位用的两个砂销，其中一个砂销为圆柱形砂销，另一个砂销为方形砂销。上述两个砂销的形状还可以是其它几何形状或不规则形状，高度根据需要可以进行调整，满足两个方向的定位要求即可。同时在连接面之间设有供螺栓通过的螺栓孔。

在本实施例中，在左端芯、右端芯和主体芯之间两个砂芯连接面位置设有供铁水流通的浇道，浇道由圆柱形横浇道和分布在横浇道两边的内浇道组成，此种浇道设计有利于缸体铸件组织的均匀性，使铁水平稳的充满整个型腔。

本实施中，所述水口芯与枕头芯采用微波胶固化连接，所述油道芯与顶盖芯之间采用涂微波胶固化连接。为了避免微波胶量过多及膨胀的影响，所述顶盖芯与油道芯之间的连接位置处设置有储存胶用的溢胶槽储存胶用的溢胶槽，用于收集多余的微波胶。微波胶固化可使砂芯之间的固定快速有效，提高生产效率及节拍，确保砂芯在短时间内实现连接并且连接可靠。

本实施中，所述枕头芯与左端芯及右端芯采用射钢钉连接，射钉位置在枕头芯插入左端芯及右端芯位置垂直正上方，射钉深度大于枕头芯的芯头高度。

在本实施例中，型腔和砂芯的排气采用了如附图6~7的结构，主体芯设置了第一排气孔，枕头芯设置了第二排气孔，油道芯设置了第三排气孔，左端芯、右端芯设置了第四排气孔，顶盖芯设置了第五排气孔和引气槽，通过这种排气设置，型腔及砂芯内的气体能够快速的排出，有效消除了铸件的气孔废品。

本发明各构件功能如下：

托盘芯、顶盖芯、左端芯及右端芯用于形成机体铸件的外轮廓；枕头芯用于形成机体铸件的顶面及作为小砂芯的结构支撑；水套芯及水口芯用于形成机体的水腔及油腔。

组芯时先将水套芯、石棉垫和水口芯组合在枕头芯上，使其成为一个整体a，然后将其与主体芯组合，然后将左端芯与右端芯再与其组合成为一个整体b，这个整体构成了缸体的内腔形状，另一方面油道芯与顶盖芯组合成为一个组合c，最后再将整体b与形成缸体外轮廓的组合c和托盘芯组合到一起并使用打包机在整套砂芯外圈封上打包带锁紧，就完成了整个包芯过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。