一种铸造缸盖的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造缸盖的装置。
【背景技术】
[0002]缸盖成型技术中铸造方法有很多，金属型重力铸造毛坯因其尺寸稳定、工艺可靠可复制、便于生产组织等特点，成为铝合金缸盖铸造首选。现有缸盖铸造过程中，存在如下问题:
第一、由于缸盖是发动机的重要承载部件，铸件加工后要求机械性能优良；为得到细腻的组织，通用做法采取底模和燃烧室两阶段激冷措施，激冷强度大温度阶梯过窄，铸件凝固收缩后内部往往容易产生热裂纹或冷裂纹；激冷强度小缸盖中心区域温度高，顺序凝固难以在单位时间内完成，铸件内部易形成疏松缺陷；缸盖使用过程中表现为渗油、渗水、油沫化等问题。
[0003]第二、缸盖内腔结构复杂要求壁厚均匀，常用方法在底模摆放下芯，后用动模合模，间隙配合的方式定位砂芯，由于砂芯组合相互关联，合模错位、砂芯变形、浇铸浮芯等原因，难以保证砂芯相互位置度、壁厚、尺寸变化。
[0004]第三、传统缸盖浇铸模底模布局有冷却、排气、退料、导向连接、管道排布等机构，整体设计较为复杂，上线连续生产需采用备模切换，维护制造费用高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，而提供一种铸造缸盖的装置，通过三阶段冷却阶梯形成温度梯度差以消除铸件应力裂纹，模具拆分布局，上线便于操作，能满足缸盖规模生产的铸造需求。
[0006]本发明的技术方案是:包括模具；所述模具包括底模、侧模、组芯工装；组芯工装包括组芯板、装于组芯板上的砂芯，组芯板为楔形板，组芯板内有冷却通道；冷却通道是用于冷却组芯板，冷却通道位于砂芯下部与砂芯不相通；所述底模包括底模模框、底模模芯，底模模框中间上部为与组芯板配合装配的楔形槽，楔形槽槽壁处开有与冷却通道的排气孔一相对应的排气孔二、与冷却通道的进气孔一相对应的进气孔二，底模模框中间下部为与楔形槽相连通的安装槽，底模模芯装于安装槽内，底模模芯下端设有密闭舱盖；当组芯板与楔形槽装配时，进气孔二经冷却通道与排气孔二相连通形成抽气通道，密闭舱盖内腔形成密闭舱室，与压缩空气气源相连的空心管一端与密闭舱盖相连，空心管另一端接于进气孔
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[0007]所述组芯板与底模模框之间设有两个以上导向装置。
[0008]导向装置为定位销，组芯板上设有与定位销配合的导向孔。
[0009]还包括可定位多块组芯板用于旋转组芯以形成多个组芯工装的转台。
[0010]组芯板四周开有取件孔，砂芯经砂芯座装于组芯板上。
[0011]进气孔一和排气孔一为X方向孔，导向孔为ζ方向孔。
[0012]密闭舱盖内腔经空心管与进气孔二相连通，空心管内套有小管。
[0013]组芯板内还设有用于连接砂芯与密闭舱盖内腔的通孔，通孔一端经排气塞与砂芯的砂芯脚连接，通孔另一端与密闭舱盖内腔相连通；通孔为Z方向孔。
[0014]底模模芯上固定有燃烧室。
[0015]组芯板为QT材质的金属组芯板。
[0016]本发明提供一种在组芯板上进行砂芯组合，将组芯板整体取件和浇铸模底模相配装置。在冷却方面，本发明利用三个阶段阶梯冷却方式，满足铸件质量要求，浇铸时组芯板自身导热冷却为第一阶梯；将负压抽出的废气通过空心管导入组芯板冷却通道75冷却组芯工装，负压气体冷却为第二阶梯；燃烧室通循环水水冷却为第三阶梯。温度梯度符合铸件凝固速率，消除了铸件应力裂纹，得到了细腻的组织结构。
[0017]在模具设计方面，本发明燃烧室装配于底模保证缸盖中心坐标原始点，底模燃烧室周边形成产品的区域、包含底模上部装配的砂芯定位支座部分，整体作为活块取出复制多块改装为组芯工装；多块组芯工装定位于旋转平台，旋转组芯可供大批量生产；组芯板组芯工装上开设有四个取件孔，组芯完成用机械手取组芯工装和浇铸模具底模相配，开有销孔和安装左右动模的销合模相配，锁紧组芯板；顶出机构分两步，顶出底板和缸盖，分离缸盖和底板，冷却检修底板、组芯循环。
[0018]在砂芯排气装置方面，目前缸盖砂芯排气设计多为负压排气；大多数模具负压排气装置为开放式和顶杆相连利用配板Z向上下运动退料、密闭，由于没有独立的负压密闭舱，存在负压漏气现象，影响砂芯排气效果、影响铸件内部质量；密闭舱盖和底模模芯使用盘根(即石棉条)相配装密封，上口有组芯板Z向密闭，从而形成密闭舱室；组芯板内还设有用于连接砂芯与密闭舱盖内腔的通孔，通孔一端经排气塞与砂芯的砂芯脚连接，通孔另一端与密闭舱盖内腔相连通。负压抽出密闭舱室的废气经过组芯工装的冷却通道对其冷却降温，接着通循环水给燃烧室降温；由于底模拆分设计，使安装独立的负压密闭舱成为可能，密闭舱稳压可实现内部压力恒定负压抽气均匀。
[0019]在砂芯定位方面，本发明以燃烧室中心为原点将燃烧室固定于底模框，将浇铸模底模上的组芯板部分作为活块取出，用于组合砂芯，砂芯用液体胶水固定；砂芯和组芯板整体吊装，利用金属导向和浇铸模底模框相配，利用销和销孔配合压紧组芯板，销安装于侧模底部，合模同时压紧，可解决流水作业砂芯定位精度问题。
[0020]在缸盖规模生产方面，本发明通过复制多块组芯工装边生产边维护，组芯旋转工作台循环使用即可，简化浇铸模机构的排布，有维护成本低维护不停线的优点。
[0021]本发明根据铝合金成型技术特点，提供一种工艺可行，模具拆分布局，上线便于操作，能满足缸盖规模生产的铸造。
[0022]本发明特点如下:
一、平台旋转组芯，机械手下芯、浇铸、取件、自动化程度高。
[0023]二、浇铸系统组合设计，利于铝液平稳冲型，利于气体、氧化杂质上浮。
[0024]三、密闭舱稳压形成压力差抽气，利于砂芯排气减压，降低内部缺陷发生率。
[0025]四、三个阶梯控温，保证缸盖凝固顺序，解决铸件裂纹疏松缺陷，得到细腻组织。
[0026]五、组芯工装和浇铸模组合可循环使用检护，确保上线每只缸盖冷却排气条件一致。
[0027]六、砂芯组件和浇铸模侧模不发生重复定位关系，定位准确精度高。
【附图说明】
[0028]图1为转台示意图。
[0029]图2为砂芯组合图。
[0030]图3为组芯板剖面图。
[0031]图4为底模框图。
[0032]图5为模框下芯组合图。
[0033]图6为缸盖浇铸系统图。
[0034]图7为下芯组合剖示图。
[0035]图8为砂芯排气剖面图。
[0036]图9为排气局部剖面图。
[0037]图10为排气塞的结构示意图。
[0038]图11为图10的俯视图。
[0039]图12为凝固取件图。
[0040]图13为模具结构图。
【具体实施方式】
[0041]通过以下工序说明本发明的具体结构:
一、组芯(图1、2中):
工作台11用螺栓13固定在转轴12上，逆时针旋转；组芯工装使用销孔14定位于工作台11，开有取件孔19、20、21、22用于机械手取件，组芯板15安装有砂芯定位支撑装置如:水道砂芯座26、排气砂芯座24、横浇道砂芯座25、油道砂芯座23 ;通孔27安装有排气塞62和浇铸模底模密闭舱盖55相连，组芯板侧边开设有风冷孔(即排气孔一)28。
[0042]砂芯开设有凸凹相配的定位装置，组芯时水道砂芯座26对应水道砂芯29、排气砂芯座24对应排气道砂芯30、横浇道砂芯座25对应横浇道砂芯31、油道砂芯座23对应油道砂芯32、进气砂芯34摆放于横浇道砂芯31上方、大冒口砂芯33摆放于32油道砂芯上方，砂芯组合完毕芯头滴入液态快干胶定型。
[0043]二、取件下芯(图3、4、5中):
燃烧室35内开有冷却孔43和温控孔44固定于底模模芯39，底模模芯39固定于底模模框60 ;砂芯组合后定型于组芯板15，组芯板15开设有销孔14，浇铸模底模模芯39安装有定位销50，定位销50和销