一种船用柴油机机体铸件的大型砂芯制作和准备方法与流程

本发明涉及船舶零部件制造领域，尤其涉及一种船用柴油机机体铸件的大型砂芯制作和准备方法。

背景技术：

船用柴油机机体是典型的厚大铸件，铸件重量在20--40吨，铸件在30--300毫米，铸件尺寸在2--5米。船用柴油机机体在铸造时，机体内腔结构由大型砂芯成型，由于这些大型砂芯与机体外部相通的大多是细长孔洞，造成这些大型砂芯的受力位置是细长支撑孔，例如某型船用柴油机机体的一种大型砂芯，砂芯本体长260x宽210x高1700(毫米)，砂芯底部的支撑孔直径40x长220(毫米)。传统的制芯方法，细长支撑孔内部用小圆钢作芯骨加强，圆钢外围灌树脂砂固化成形。由于砂芯本体体积大，重量大，细长支撑孔在制芯、配箱过程中容易断裂报废，同时由于铸件厚大，浇注铁水重量有几十吨，细长支撑孔位置极易产生严重的粘砂，经常整个细长支撑孔全部粘砂堵死，后续清理工时巨大，成本高。也有部分铸造厂家根据细长支撑孔尺寸加工成同样大小的圆钢，即用整体圆钢作支撑孔，这种方法能解决上述的断裂、粘砂问题，但由于圆钢直接浇注在铸件中，圆钢与铸件完全融合，铸件毛坯清理时无法去掉，无法形成铸件需要的孔洞，必须通过机加工才能将圆钢加工掉，生产成本更高。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种船用柴油机机体铸件的大型砂芯制作和准备方法。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种船用柴油机机体铸件的大型砂芯制作和准备方法，方法包括以下步骤：

s1据铸件支撑孔尺寸设计钢管和石墨棒，石墨棒的外径与钢管的内径相匹配；

s2按设计加工准备钢管和石墨棒；

s3将石墨棒表面涂覆铸造胶水，将均匀涂覆铸造胶水的石墨棒塞入钢管，完成钢管和石墨棒组合体的制作；

s4制作砂芯模具，并做出与铸件支撑孔相匹配的支撑孔；

s5预制砂芯，将钢管和石墨棒组合体预埋在砂芯模具的支撑孔位置，灌树脂砂进行砂芯预制；

s6树脂砂硬化后，打开砂芯模具，钢管和石墨棒组合体与砂芯结合成一个整体，钢管和石墨棒组合体成为大型砂芯的支撑结构；

s7砂芯上涂料，烘干；

s8装配砂芯，将带有钢管和石墨棒组合体的砂芯按设计要求装配至铸造箱模中，并由所述钢管和石墨棒组合体定位柴油机机体铸件的支撑孔。

优选的，所述钢管壁厚为1mm～2mm。

优选的，所述石墨棒的外径比钢管内径小0.5mm，砂芯模具的支撑孔孔径比钢管外径大1mm。

优选的，所述钢管和石墨棒组合体插入预制的砂芯一端50mm～70mm。

优选的，所述石墨棒的长度大于所述钢管的长度，且长出部分的石墨棒一端做成锥台状的底端作为整个砂芯的底部芯头。

优选的，砂芯本体尺寸为长260mm*宽210mm*高1700mm；所述砂芯底部的细长支撑孔尺寸为直径40mm*长220mm。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：钢管和石墨棒组合体作为大型砂芯的支撑孔，具有很好的强度，极高的耐火度，从而解决机体细长支撑孔位置的断裂、粘砂问题，并可以在铸件毛坯清理掉形成铸件需要的孔洞。采用本发明制作大型砂芯细长支撑孔，机体铸件缺陷少，合格率高，生产成本低。

附图说明

图1为大型砂芯的整体结构示意图；

图2为钢管的结构示意图；

图3为石墨棒的结构示意图；

图4为钢管和石墨棒组合体；

图5为大型砂芯的整体在铸造箱模中的准备示意图。

图中：1、砂芯本体；2、钢管；3、石墨棒；4、铸造胶水；100、机体铸件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。

参见图1-图5，针对船用柴油机大型机体铸件100，需要一种结构和支撑稳定的带有支撑件的大型砂芯。

具体实施例中，针对机体铸件100的砂芯本体1的尺寸为长260mm*宽210mm*高1700mm，其砂芯底部的细长支撑孔尺寸为直径40mm*长220mm；对此，设计了一种船用柴油机机体铸件100的大型砂芯制作和准备方法，方法包括以下步骤：

s1据铸件支撑孔尺寸设计钢管2和石墨棒3，石墨棒3的外径与钢管2的内径相匹配；

s2按设计加工准备钢管2和石墨棒3；

s3将石墨棒3表面涂覆铸造胶水4，将均匀涂覆铸造胶水4的石墨棒3塞入钢管2，完成钢管和石墨棒组合体的制作；

s4制作砂芯模具，并做出与铸件支撑孔相匹配的支撑孔；

s5预制砂芯，将钢管和石墨棒组合体预埋在砂芯模具的支撑孔位置，灌树脂砂进行砂芯预制；

s6树脂砂硬化后，打开砂芯模具，钢管和石墨棒组合体与砂芯结合成一个整体，钢管和石墨棒组合体成为大型砂芯的支撑结构；

s7砂芯上涂料，烘干；

s8装配砂芯，将带有钢管和石墨棒组合体的砂芯按设计要求装配至铸造箱模中，并由所述钢管和石墨棒组合体定位柴油机机体铸件的支撑孔。

具体的，针对上述尺寸要求的机体铸件100，钢管2设计为壁厚＝1mm～2mm；

石墨棒3的外径比钢管2内径小0.5mm，形成的间隙用于铸造胶水4的涂覆层余量设计。

砂芯模具的支撑孔孔径比钢管2的外径大1mm。

参见图1，钢管和石墨棒组合体插入预制的砂芯一端50mm～70mm。

参见图4，石墨棒3的长度大于钢管2的长度，且长出部分的石墨棒一端做成锥台状的底端作为整个砂芯的底部芯头。

最后将砂芯整体放入由上箱、中箱和下箱组成的铸造箱模中，并对支撑孔进行精确定位。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种船用柴油机机体铸件的大型砂芯制作和准备方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

s1据铸件支撑孔尺寸设计钢管和石墨棒，石墨棒的外径与钢管的内径相匹配；

s2按设计加工准备钢管和石墨棒；

s3将石墨棒表面涂覆铸造胶水，将均匀涂覆铸造胶水的石墨棒塞入钢管，完成钢管和石墨棒组合体的制作；

s4制作砂芯模具，并做出与铸件支撑孔相匹配的支撑孔；

s5预制砂芯，将钢管和石墨棒组合体预埋在砂芯模具的支撑孔位置，灌树脂砂进行砂芯预制；

s6树脂砂硬化后，打开砂芯模具，钢管和石墨棒组合体与砂芯结合成一个整体，钢管和石墨棒组合体成为大型砂芯的支撑结构；

s7砂芯上涂料，烘干；

s8装配砂芯，将带有钢管和石墨棒组合体的砂芯按设计要求装配至铸造箱模中，并由所述钢管和石墨棒组合体定位柴油机机体铸件的支撑孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钢管壁厚为1mm～2mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述石墨棒的外径比钢管内径小0.5mm，砂芯模具的支撑孔孔径比钢管外径大1mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钢管和石墨棒组合体插入预制的砂芯一端50mm～70mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述石墨棒的长度大于所述钢管的长度，且长出部分的石墨棒一端做成锥台状的底端作为整个砂芯的底部芯头。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：砂芯本体尺寸为长260mm*宽210mm*高1700mm；所述砂芯底部的细长支撑孔尺寸为直径40mm*长220mm。

技术总结
本发明公开了一种船用柴油机机体铸件的大型砂芯制作和准备方法，方法将由钢管和石墨棒通过铸造胶水粘合形成的钢管和石墨棒组合体作为铸件支撑孔处的支撑件，具有很好的强度，极高的耐火度，从而解决机体细长支撑孔位置的断裂、粘砂问题，并可以在铸件毛坯清理掉形成铸件需要的孔洞；采用本发明制作大型砂芯细长支撑孔，机体铸件缺陷少，合格率高，生产成本低，且特别适应于船舶用大中型柴油机零部件的铸造。

技术研发人员：陶卫生;毛林鑫;尹彦普
受保护的技术使用者：中船海洋动力部件有限公司;沪东重机有限公司
技术研发日：2019.09.05
技术公布日：2019.11.22