CN105478677A - 一种发动机缸盖的铸造工艺及型芯组装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机缸盖的铸造工艺及型芯组装结构，涉及到了一种铸造工艺技术，采用冷芯盒制芯工艺技术制作砂型，覆膜砂热芯盒制芯技术制造型腔内砂芯，下砂芯锁紧外型后立浇，对缸盖的气孔、砂眼、渗漏、内腔及表面光洁度都提出了良好的解决办法。通过本工艺的实施，铸造成品率达到98％以上。

Description

一种发动机缸盖的铸造工艺及型芯组装结构

技术领域

本发明公开了一种发动机缸盖的铸造工艺及型芯组装结构。

背景技术

缸盖安装在缸体的上面，它汇集了进排气、冷却、润滑等功能，其底平面还是发动机燃烧室的一部分，也是发动机中一个重要而关键的部件。缸盖经常与高温高压燃气相接触，承受很大的热负荷和机械负荷，因此要求具有很高的气密性、防渗漏和很高的整体强度，同时对其内表面精度及粗糙度要求较高。但其复杂的型腔、不均匀的壁厚等特征造成了缸盖气孔、砂眼、渗漏、内腔清洁度和粗糙度差，以及水套内有脉纹等缺陷。传统的铸造工艺对以上的质量问题都没有很好的解决，废品率高达35％左右。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明涉及到了一种发动机缸盖的铸造工艺，采用冷芯盒制芯工艺技术制作砂型，覆膜砂热芯盒制芯技术制造型腔内砂芯，下芯锁紧砂型后立浇，对缸盖的气孔、砂眼、渗漏、内腔及表面光洁度都提出了良好的解决办法。通过本工艺的实施，铸造成品率达到98％以上。

本发明采用的技术方案如下：

一种发动机缸盖的铸造工艺，采用冷芯盒制芯工艺制作砂型；采用覆膜砂热芯盒制芯工艺制造砂芯；在砂芯放入砂型且在砂型锁紧后利用浇注系统对砂型进行立浇。

所述的砂型采用树脂砂冷芯盒射砂制作而成。

所述的立浇是指在平着合型后，把组装后的砂型翻转90度，使整个砂型立起来进行浇注。

所述的砂型包括上、下凹凸配合的砂型I和砂型II；且在砂型I和砂型II分型面处设有凹凸配合密封槽。

所述的发动机缸盖的铸造工艺，具体的实施步骤如下：

步骤1、制作出符合设备要求及铸造工艺要求的砂型和砂芯模具；

步骤2、利用步骤1制作的模具及相关设备进行造型、制芯，得到砂型和砂芯；

步骤3、检查并修整步骤3得到的砂型和砂芯,确保砂型和砂芯完好，无多肉及缺损。

并待砂型和砂芯硬化后,对砂型和砂芯表面均匀涂刷涂料；

步骤4、将砂型和砂芯进行干燥处理，并清理干净砂型和砂芯，再次检查砂型和砂芯质量；

步骤5、把砂型II平放在水平地面上，按顺序把砂芯放置到砂型II中，检查砂型和砂芯相对位置，并清理干净型内散落沙；

步骤6、抬起砂型I，与砂型II相配，并通过查看分型面间隙判断砂型是否到位；

步骤7、将砂型I与砂型II锁紧；

步骤8、合型后，把组装后的砂型翻转90度，把整个缸盖型芯立起来，通过砂型I与砂型II内的直浇道口、冒口孔查看型腔内部是否有异常；

步骤9、在砂型顶部放置浇口杯座，检查直浇口通道是否畅通；通过直浇道口及冒口孔查看型腔内是否有异常。

步骤10、用盖板把直浇道口和冒口孔封盖，防止异物落入型腔内，等待浇注。

所述的发动机缸盖的铸造工艺，所述的浇注系统包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤网座、内浇道、冒口；所述的浇口杯竖直连接直浇道，在直浇道的底部连接横浇道，所述的横浇道与位于底部的内浇道连通，且所述的直浇道还直接与位于侧面的内浇道连通，在直浇道和内浇道上设有过滤网座。

一种发动机缸盖的型芯组装结构，包括砂型和砂芯，所述的砂型包括上、下凹凸配合的砂型I和砂型II；且在砂型I和砂型II分型面处设有凹凸配合密封槽和锁紧块，在砂型I和砂型II的型腔内设有砂芯、浇注通道和排气通道。

所述的浇注通道包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤网座、内浇道、冒口；所述的浇口杯竖直连接直浇道，在直浇道的底部连接横浇道，所述的横浇道与位于底部的内浇道连通，且所述的直浇道还直接与位于侧面的内浇道连通；在直浇道和侧面的内浇道上以及与底部横浇道均搭接处设有过滤网座。

所述的浇口杯口形状为多边形，这种形状避免在浇注过程中浇口杯内的铁液打旋裹脏冲进型腔。

所述的排气通道包括型腔内排气通道和砂芯排气通道，型腔内排气通道为砂型顶部的冒口；砂芯排气通道为型芯头部的出气针和排气槽。

本发明的有益效果如下：

1.运用此铸造工艺不需要砂箱及造型设备，对场地要求也不严格，投入成本低，见效快；

2.造型、制芯全是利用设备，尺寸精度高、效率高，整个生产过程粉尘少，工作环境好，可实现绿色生产；

3.型、芯强度及尺寸精度高，表面又涂刷涂料，表面光洁度好，造出铸件无论是外观还是内腔表面质量都很好；

4.造型、制芯全部实现机械化，型芯质量稳定，生产过程简洁、稳定，人为因素的影响大大降低，从而使铸件质量稳定、可控；并且为下一步实现全自动化流水线生产奠定了良好的基础；

5.通过良好的排气系统的设置，铸件产品气孔缺陷大大降低；

6.由于铸件是在立着浇注和冷却，顶部还设有冒口，利用铸件自重及冒口压力对铸件补缩，解决了产品易出现缩孔、缩松的状况；

7.型腔全由涂料覆盖，杜绝了散落沙，避免了砂眼缺陷的产生。

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。

图1-3为砂型的三视图；

图4为砂型I的结构图；

图5为砂型II的结构图；

图6为砂型I和砂型II组合后的内部结构图；

图中：1浇口杯座，2锁紧槽，3锁紧孔，4砂型I,5砂型II,6预留空间，7浇口杯，8冒口，9型腔；

4-1砂芯，4-2排气针，4-3排气槽，4-4过滤网座，4-5直浇道，4-6内浇道，4-7凹定位，4-8铸件，4-9凸密封槽，4-10横浇道；

5-1砂芯，5-2排气针，5-3过滤网座，5-4直浇道，5-5内浇道，5-6凸定位，5-7铸件，5-8凹密封槽，5-9横浇道。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，针对目前缸盖复杂的型腔、不均匀的壁厚等特征造成了缸盖气孔、砂眼、渗漏、内腔清洁度和粗糙度差，以及水套内有脉纹等缺陷。传统的铸造工艺对以上的质量问题都没有很好的解决，废品率高达35％左右。

基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种发动机缸盖的铸造工艺，采用冷芯盒制芯工艺技术制作砂型，覆膜砂热芯盒制芯技术制造型腔内砂芯，下芯锁紧砂型后立浇，对缸盖的气孔、砂眼、渗漏、内腔及表面光洁度都提出了良好的解决办法。通过本工艺的实施，铸造成品率达到98％以上；具体如下：

发动机缸盖的砂型的整体结构图1-3所示，其包括砂型I4和砂型II5,在砂型I4和砂型II5的顶部设有浇口杯座1、在其四周设有锁紧槽2和锁紧孔3；整体砂型采用树脂砂冷芯盒射砂制作而成，砂型I4和砂型II5采用凹凸配合定位；在分型面处设计凹凸配合密封槽，防止出现跑火；并在砂型四周设计锁紧槽2，在锁紧槽2内设有锁紧块，锁紧块也充当把手。锁紧块结构设计时，要考虑预留出合型时手的预留空间6，及锁紧后紧固螺栓头的空间，即合型后，两锁紧块之间预留放手的空间，两锁紧块外侧螺栓表面不得高出砂型表面。

本发明的浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、过滤网座、内浇道、冒口组成。采用底铸加阶梯式、半封闭半开放浇注系统，既能保证铸件平稳充型，也能有效的挡渣，从而确保铸件质量；浇口杯口形状设计成非圆形，避免在浇注过程中浇口杯内的铁液打旋裹脏冲进型腔；内浇口位置布置在底部和侧面，兼有底铸和阶梯式优点，实现快速、平稳充型；铁液经过浇口杯进入直浇道，然后通过过滤网座进入横浇道，最后通过内浇道进入型腔。

排气系统的设计：分为型腔内排气及砂芯排气。型腔内排气主要由顶部冒口；砂芯排气主要由芯头出气针和排气槽排气；

采用水平下芯、合型，然后翻转立浇的工艺；

型腔内形状按位置及形状分割成若干砂芯，在适当的位置做出定位芯头，可根据实际情况设计芯头间隙及定位结构，确定下芯顺序，并保证砂芯能顺利下芯。

图示中各砂芯按照顺序先逐个下入砂型II5中，再把砂型I4与砂型II5配合。具体的如图4所示：砂型I4上设置有砂芯4-1，排气针4-2，排气槽4-3，过滤网座4-4，直浇道4-5，内浇道4-6，凹定位4-7，铸件4-8，凸密封槽4-9，横浇道4-10；

如图5所示：砂型II5包括砂芯5-1，排气针5-2，过滤网座5-3，直浇道5-4，内浇道5-5，凸定位5-6，铸件5-7，凹密封槽5-8，横浇道5-9。

如图6所示的砂型I和砂型II组合后的内部结构图，其中型腔9内没有铸件，仅仅有砂芯组合。

本发明具体的实施方法如下：

1、模具装备制作,根据公司设备状况不同,设计制作出符合设备要求及铸造工艺要求的砂型和砂芯模具；

2、利用所制作的模具及设备造型、制芯；

3、打磨修理砂芯和砂型,并待型芯硬化后,对其表面均匀涂刷涂料；

4、将型芯进行干燥处理，并清理干净型芯，确保型芯砂型完好，无多肉及缺损；

5、把砂型II平放在水平地面上，按顺序把砂芯放置到砂型II中，检查型芯相对位置，并清理干净型内散落沙；

6、抬起砂型I，与砂型II相配，并通过查看分型面间隙判断砂型是否到位；

7、在锁紧槽及锁紧孔处用螺栓紧固，紧固时注意力量的控制，避免紧固不实，同时也要避免用力过度造成型芯挤砂；

8、合型后，把组装后的砂型翻转90度，把整个缸盖立起来，通过直浇道口、冒口孔查看型腔内部是否有异常；

9、在砂型顶部放置浇口杯座，检查直浇口通道是否畅通。通过直浇道口及冒口孔查看型腔内是否有异常。

10、用盖板把直浇道口和冒口孔封盖，防止异物落入型腔内，等待浇注。

进一步的，在整个发明中所述的型芯是指砂芯和砂型的缩写。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于：采用冷芯盒制芯工艺制作砂型；采用覆膜砂热芯盒制芯工艺制造砂芯；在砂芯放入砂型且在砂型锁紧后利用浇注系统对砂型进行立浇。

2.如权利要求1所述的发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于：所述的砂型采用树脂砂冷芯盒射砂制作而成。

3.如权利要求1所述的发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于：所述的立浇是指在平着合型后，把组装后的砂型翻转90度，使整个砂型立起来进行浇注。

4.如权利要求1所述的发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于：所述的砂型包括上、下凹凸配合的砂型I和砂型II；且在砂型I和砂型II分型面处设有凹凸配合密封槽。

5.如权利要求3所述的发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于，具体的实施步骤如下：

步骤1、制作出符合设备要求及铸造工艺要求的砂型和砂芯模具；

步骤2、利用步骤1制作的模具及相关设备进行造型、制芯，得到砂型和砂芯；

步骤3、检查并修整步骤3得到的砂型和砂芯,确保砂型和砂芯完好，无多肉及缺损；

并待砂型和砂芯硬化后,对砂型和砂芯表面均匀涂刷涂料；

步骤4、将砂型和砂芯进行干燥处理，并清理干净砂型和砂芯，再次检查砂型和砂芯质量；

步骤5、把砂型II平放在水平地面上，按顺序把砂芯放置到砂型II中，检查砂型和砂芯相对位置，并清理干净型内散落沙；

步骤6、抬起砂型I，与砂型II相配，并通过查看分型面间隙判断砂型是否到位；

步骤7、将砂型I与砂型II锁紧；

步骤8、合型后，把组装后的砂型翻转90度，把整个缸盖立起来，通过砂型I与砂型II内的直浇道口、冒口孔查看型腔内部是否有异常；

步骤9、在砂型顶部放置浇口杯座，检查直浇口通道是否畅通；通过直浇道口及冒口孔查看型腔内是否有异常。

步骤10、用盖板把直浇道口和冒口孔封盖，防止异物落入型腔内，等待浇注。

6.如权利要求1所述的发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于：所述的浇注系统包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤网座、内浇道、冒口；所述的浇口杯竖直连接直浇道，在直浇道的底部连接横浇道，所述的横浇道与位于底部的内浇道连通，且所述的直浇道还直接与位于侧面的内浇道连通，在直浇道和内浇道上设有过滤网座。

7.一种发动机缸盖的型芯组装结构，其特征在于：包括砂型和砂芯，所述的砂型包括上、下凹凸配合的砂型I和砂型II；且在砂型I和砂型II分型面处设有凹凸配合密封槽和锁紧块，在砂型I和砂型II的型腔内设有砂芯、浇注通道和排气通道。

8.如权利要求7所述的发动机缸盖的型芯组装结构，其特征在于：所述的浇注通道包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤网座、内浇道、冒口；所述的浇口杯竖直连接直浇道，在直浇道的底部连接横浇道，所述的横浇道与位于底部的内浇道连通，且所述的直浇道还直接与位于侧面的内浇道连通；在直浇道和侧面的内浇道上以及与底部横浇道均搭接处设有过滤网座。

9.如权利要求8所述的发动机缸盖的铸造工艺，其特征在于：所述的浇口杯口形状为多边形，这种形状避免在浇注过程中浇口杯内的铁液打旋裹脏冲进型腔。

10.如权利要求8所述的发动机缸盖的型芯组装结构，其特征在于：所述的排气通道包括型腔内排气通道和砂芯排气通道，型腔内排气通道为砂型顶部的冒口；砂芯排气通道为型芯头部的出气针和排气槽。