專利名稱：柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具的制作方法
技術領域：
本發明屬于鑄造技術領域，具體是一種用于鑄造柴油發動機鋁合金缸體的 金屬型低壓鑄造的模具。
背景技術：
目前，汽缸體鑄造是國內鑄造行業公認的尖端技術，鋁合金柴油機缸體又 是其主要代表零件之一，復雜的結構、壁厚差較大、鑲鑄鑄鐵缸套和閉式水套 結構的特點，導致該產品在國內仍不能生產出符合性能要求鑄鋁汽缸體，且生 產中極易有氣孔、縮松等缺陷。由于汽缸體是柴油機的關鍵零件之一，鋁合金 柴油機又是汽車發動機輕量化的重要標志之一，品質的好壞直接影響到柴油機
的整體性能和使用壽命，因此各制造廠對氣缸的制造非常關注。其中1.9L汽缸 體是1.9L型鋁合金柴油機的核心零件，毛重約32Kg，材質為ALSi6Cu4鑲鑄鑄 鐵缸套，內腔有6個油道及水腔，當前生產時易產生鑄件內氣孔、組織疏松及 澆不足等缺陷。傳統鑄造方法有金屬型壓鑄和金屬型重力鑄造來制作汽油機(柴 油機)缸體，金屬型壓力鑄造制作開放式水冷缸體，金屬型重力鑄造可制作閉 合式水冷缸體。
因此對于缸體傳統選用鑄造方式的不同，各有優缺點。
壓鑄生產效率高(冷室壓鑄600-700件/班，熱壓室壓鑄3000-7000次) 適合大批量生產、鑄件尺寸精度高(ZJ2-ZJ1)，表面光潔度高，工藝出品率高， 一般可達90%以上，但壓鑄鑄型開發時間長、設備模具投入費用高、風險大、不 適合做內腔復雜件、不適合做閉式水冷發動機缸體金屬型重力鑄造可以結合砂芯做出內腔復雜汽油機缸體、適合批量生產、 開發投入費用低于壓鑄，只適用于一般汽油機。但針對閉式水冷需鑄入缸套式 的柴油機缸體，存在機械性能不能滿足設計要求、缸套結合不致密，滲漏、出 品率偏低、廢砂產生多的問題。要想生產技術難度高的柴油機汽缸體，壓鑄和 重力鑄造是不可能的。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種采用金屬型低壓鑄造的模具，使 得鋁合金鑄入鑄鐵缸套、具有閉式水冷結構的柴油機缸體鑄件，滿足柴油機缸 體性能技術要求，合格的鑄件并可以批量生產，滿足市場。
本發明為解決技術問題采用的技術方案是
一種柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具由頂模、四個側模、底 模和模架構成，底模塊用螺栓緊配在模架上，四側模由滑道和限位裝配在模架 上，頂模用定位塊、導柱與模架和四側模塊配合；模具的內部為內腔。為保證 鋁水壓力充型，設計專用升液澆口盆，組成專用模具整體。
所述在頂模設置集渣包，用于收集鋁液表層氧化夾渣物，使鑄件內部組織 致密，集渣包內打排氣孔裝石墨排氣塞。
所述底模開有四個圓澆口和對應水套芯頭接觸面裝若干石墨排氣塞。
所述底模上設有水套芯頭定位座、油道芯頭定位座和缸套定位座，用于固 定水套芯頭、油道芯頭和缸套，在所述底模的芯頭座位置開排氣孔并與抽氣管 相連。
模具在使用前，在與砂芯結合的芯頭座裝抽氣裝置，以使排氣暢通，首先 將模具噴砂清理、預熱、涂料，噴涂要按頂模一側模一底模順序由薄到厚，涂從頂模到底模涂料保溫性能逐漸增強；其次模具的預 熱溫度控制在頂模150-250°C，側模250-350°C,底模300-45(TC，鑄造時結合 強制冷卻方式控制模溫，頂模通水冷卻，側模使用風冷卻。
本發明有益效果是結合壓鑄與重力鑄造的優點，采用低壓鑄造的模具得到 的缸體鑄件可以達到高的機械性能要求，鑄鐵缸套和鋁合金緊密結合，粘連牢 固、無脫殼形象。模具本身結構簡單，安裝拆卸起來操作方便。


圖1是本發明鋁合金缸體鑄件模具結構示意圖2是圖1的剖面示意圖3是本發明鋁合金缸體鑄件缸模架示意圖4是后模塊底面結構簡圖5是后模塊軸面結構簡圖6是前模塊底面結構簡圖7是前模塊軸面結構簡圖8是前端模塊軸面結構簡圖9是前端模塊軸面俯視結構簡圖10是后端模塊軸面結構簡圖11是后端模塊軸面俯視結構簡圖12是上模塊結構示意圖13是圖12的剖面示意圖14是圖12的俯視圖15是升液盆結構示意圖；圖16是圖15的俯視圖17是圖15的剖面示意圖18是底模塊結構示意圖19是圖18中A-A剖面示意圖20是圖18中B-B剖面示意圖中
l-頂模，2—側模，3—底模，4-模架，5-升液盆，6-導向銷，7-定位塊， 8-滑道，9-限位塊，IO底板，11-側模工作面，12-側模背面， 13-與上模配合板，14-與砂芯接觸面，15-集渣包，16-水冷腔， 17-水冷腔密封面，18-升液盆蓋，19-升液盆盆體，20-進料口， 21-分流錐， 22、 25-水套芯頭定位座，23-油道芯頭定位座，24-缸套定位座， 26-內澆口。
具體實施例方式
以下結合附圖及具體實施例對本發明做進一步介紹
如圖l、圖2所示， 一種柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具，外 部由頂模l、四個側模2、底模3、模架4和升液盆5構成。
頂模1配有頂桿、頂桿板、回位導桿、回位彈簧、水冷管、限位桿、導向 柱、限位銷等組成整體上模結構。
四側模2之間配有連接塊、滑塊限位塊分別組裝模架內并配以抽氣、風冷 裝置構成側模結構。底模3鑲于模架4底板內用螺栓緊固，并輔以抽氣管組成 底模結構。升液盆5與底模3配合連接組成澆鑄通道部份。
如圖3所示，模架4由導向銷6、定位塊7與上模配合定位。四側面設有導軌8、限位塊9與四側模配合保證尺寸與開合模。底板10鉆孔與底模塊芯座孔 相連抽氣。
如圖4一7所示，缸體進、排氣模塊在工作面11形成鑄件面的凹陷處、排 氣死角處打排氣孔加裝石墨排氣塞；在背面12挖掉部份金屬，使工作面壁厚相 對均勻，并遵循靠底模至頂模部份壁厚相對由厚到薄，以營造順序溫度場。在 頂模分型線設配合板13與合模時上模配合，且與上模配合面開設約寬0. 5mm、 深0.3mm、間隔4mm的排氣槽。配合板13與側模配合面開設4-6處寬10mm、深 lmm的排氣槽。在側?？宽斈２糠旨友b風冷管以調節溫度場。
如圖8 — 11所示，鑄件前后端模除與進氣側模類似設置配合板13、排氣塞、 調節模塊相對壁厚外，還與水套芯接觸面14加裝抽氣管，以利于砂芯排氣。
如圖12 — 14所示，頂模塊工作面開設有集渣包15，背面開設水冷腔并配有 密封蓋形成水冷腔16，且密封面17高于非密封面，以免發生泄漏時水通過排氣 孔進入型腔內，在集渣包內設有排氣塞，以防憋氣。
如圖15 — 17所示，升液盆由蓋18、盆體19構成，裝配時蓋18用螺栓緊固 在底模塊上；盆19放在保溫爐上，且與蓋和爐口接觸面都墊硅酸鋁墊片。蓋18、 盆19內部用耐火保溫材料打結，在蓋18上設四個進料口 20和分流錐21。
如圖18 — 20所示，在底模上設有水套定位座22、 25、油道定位座23、缸 套定位座24和四個內澆口 26，分別安裝水套砂芯、油道砂芯和缸套。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業 的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明 還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本 發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1. 一種柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具由頂模、四個側模、底模和模架構成，其特征在于底模塊用螺栓緊配在模架上，四側模由滑道和限位裝配在模架上，頂模用定位塊、導柱與模架和四側模塊配合；模具的內部為內腔，為保證鋁水壓力充型，設計專用升液澆口盆，組成專用模具整體。
2. 根據權利要求1所述的柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具，其特征在于所述頂模設置集渣包，用于收集鋁液表層氧化夾渣物，使鑄件內部組織致密，集渣包內打排氣孔裝石墨排氣塞。
3. 根據權利要求1所述的柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具，其特征在于所述底模開有四個圓澆口和對應水套芯頭接觸面裝若干石墨排氣塞。
4. 根據權利要求1所述的柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具，其特征在于所述底模上設有水套芯頭定位座、油道芯頭定位座和缸套定位座，用于固定水套芯頭、油道芯頭和缸套。
5. 根據權利要求4所述的底模，其特征在于所述的芯頭座位置開排氣孔并與抽氣管相連。
全文摘要
一種柴油發動機鋁合金缸體金屬型低壓鑄造的模具，屬于鑄造技術領域，由頂模、四個側模、底模和模架構成。底模塊用螺栓緊配在模架上，四側模由滑道和限位裝配在模架上，頂模用定位塊、導柱與模架和四側模塊配合；模具的內部為內腔。為保證鋁水壓力充型，設計專用升液澆口盆，組成專用模具整體。所述在頂模設置集渣包，用于收集鋁液表層氧化夾渣物，使鑄件內部組織致密，集渣包內打排氣孔裝石墨排氣塞。所述底模開有四個圓澆口和對應水套芯頭接觸面裝若干石墨排氣塞。所述底模上設有水套芯頭定位座、油道芯頭定位座和缸套定位座，用于固定水套芯頭、油道芯頭和缸套，在所述底模的芯頭座位置開排氣孔并與抽氣管相連。
文檔編號B22C9/00GK101497122SQ20081003337
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月31日 優先權日2008年1月31日
發明者俞啟榮, 王建偉 申請人:上海愛仕達汽車零部件有限公司;寧波強盛機械模具有限公司