一種發動機缸體砂芯模具結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種發動機缸體砂芯模具結構及其造型工藝。模具結構包括缸筒、軸座和油底殼構成的發動機缸體主芯，軸座由軸座芯和與軸座芯匹配組合的一次芯構成；本實用新型分拆結構有利于發動機缸體主芯標準化加工造型，將有特殊結構的異形面單獨加工，在整體造型加工時更精確，效率更高；本實用新型造型加工時將有異形面的主芯分為兩次制芯，在第二次制芯時，仍能從缸筒中心連線分模，將有異形面的主芯做成一個整體芯。其中，一次芯在合模時是模具部分、取型時是主芯部分。這種方法既保證了主芯的質量，又使主芯的取型方式簡單、快捷。
【專利說明】一種發動機缸體砂芯模具結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于機械設計與制造領域，尤其屬于機械鑄造【技術領域】，特別涉及一種發動機缸體砂芯模具結構。
【背景技術】
[0002]在鑄造生產過程中，模具的設計和造型工藝直接影響到生產效率和鑄件質量。當鑄件的結構復雜時，傳統的方法不能滿足需要。如曲軸箱體，該鑄件對缸筒和軸座的要求很高，而缸筒和軸座在樹脂砂造型過程中是由主芯形成的，主芯的砂芯質量是關健。因此，設計模型時通常考慮從缸筒中心連線分模，就可將主芯做成一個整體芯，以保證質量。但不同的曲軸箱體，其主芯結構的復雜程度不同。對復雜的主芯結構來說，因軸座兩側面的平面凹凸不平，形成異形面，若從缸筒中心連線分模則取型有阻礙。針對軸座兩側凹凸不平的異形面，現有的模具是把主芯分成幾塊，按缸筒數量從軸座中間分拆開，每一個缸筒連帶分開的軸座做成單獨的缸筒模具。先造出幾個單獨的缸筒芯，合型時，由幾個單獨缸筒芯組合成一個主芯。這種組合的主芯存在一些問題，或者因為組合不到位有間隙，造成鑄件飛邊；或者又因為定位有誤差，造成砂芯移位影響鑄件尺寸。

【發明內容】

[0003]本實用新型根據現有技術的不足公開了一種發動機缸體砂芯模具結構。本實用新型要解決的問題是提供一種效率更高、鑄造質量更好的發動機缸體砂芯模具的分拆結構。
[0004]本實用新型發動機缸體砂芯模具結構通過以下技術方案實現:
[0005]發動機缸體砂芯模具結構，包括缸筒、軸座和油底殼構成的發動機缸體主芯，其特征在于:所述軸座由軸座芯和與軸座芯匹配組合的一次芯構成。
[0006]進一步上述一次芯一側面是與軸座芯匹配的平面、另一側面是形成發動機缸體相鄰軸座間異形結構的異形面、下部有與模具定位固定的定位凹槽。
[0007]進一步上述軸座芯上端與缸筒連接固定、一側面或兩側面分別與一次芯的平面匹配組合。
[0008]本實用新型可以有多組上述缸筒和軸座并行組合在油底殼上構成多缸發動機缸體主芯。
[0009]上述一次芯有用于相互配合固定的定位錐或定位孔。
[0010]本實用新型發動機缸體模具根據發動機缸體三維結構造型，并通過以下步驟實現:
[0011](I)造型分拆
[0012]將缸體主芯分拆為:包括平面、異形面和定位凹槽的一次芯，和，包括缸筒、軸座芯和油底殼的二次芯；
[0013]將主芯外模分拆為主芯左模、主芯右模和主芯底座，主芯左模與主芯右模以缸筒的中心連線分型，缸筒位置位于模具下部；[0014](2)第一次制芯
[0015]按一次芯結構制作一次芯左模、一次芯右模和一次芯下模，采用熱芯盒射芯機控制柜將上述各模合模到位構成一次芯模具；模具升溫后將射芯機的覆膜砂通過射嘴射入模具中；砂芯固化后取芯，將取出的一次芯清理飛邊待用；
[0016](3)第二次制芯
[0017]按二次芯結構制作主芯左模、主芯右模和主芯底座，并將一次芯作為主芯外模合模后的模具部分；
[0018]將主芯左模、主芯右模和主芯底座在工作臺上合模鎖緊；將兩個待用的一次芯通過定位錐和定位孔配對定位成一組，將多組配對定位的一次芯放入上述合模模具中，并通過定位凹槽與定位凸臺在模具中定位；加入樹脂砂緊實，固化后取出由一次芯和二次芯嵌融組成的主芯。
[0019]上述第一次制芯步驟中，一次芯模具升溫溫度控制在260?300°C，射芯壓力控制在0.3?0.6MPa，射芯后砂芯固化時間為90?120秒。
[0020]本實用新型利用覆膜砂高強度的優點，分兩次進行發動機缸體主芯造型，先造一次芯，第二次造主芯，造主芯合模時，高強度的一次芯作為模具活塊放入模具中固定，因為在主芯模具里面有定位凸臺與一次芯的定位凹槽相配，再用樹脂砂填入模具剩余空間，形成包括一次芯的主芯。由于一次芯和二次芯的接觸部位是相嵌融合的，取型后就形成了尺寸穩定、表面光潔、完整的整體主芯。
[0021]本實用新型有益性:本實用新型打破了傳統的造型方法，將發動機缸體主芯結構的缸筒、軸座和油底殼分拆，特別將軸座分拆由軸座芯和與軸座芯匹配組合的一次芯構成。并且一次芯一側面是與軸座芯匹配的平面、另一側面是形成發動機缸體相鄰軸座間異形結構的異形面、下部有與模具定位固定的定位凹槽。該分拆結構有利于發動機缸體主芯標準化加工造型，將有特殊結構的異形面單獨加工，在整體造型加工時更精確，效率更高。
[0022]本實用新型造型加工時將有異形面的主芯分為兩次制芯，在第二次制芯時，仍能從缸筒中心連線分模，將有異形面的主芯做成一個整體芯。其中，一次芯在合模時是模具部分、取型時是主芯部分。這種方法既保證了主芯的質量，又使主芯的取型方式簡單、快捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型發動機缸體砂芯四缸模具分拆結構示意圖；
[0024]圖2是本實用新型發動機缸體砂芯四缸模具的二次芯結構示意圖；
[0025]圖3是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯一種結構示意圖；
[0026]圖4是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯另一種結構不意圖；
[0027]圖5是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯模具合型結構示意圖；
[0028]圖6是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯模具內部結構示意圖；
[0029]圖7是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯三組組合結構示意圖；
[0030]圖8是本實用新型主芯軸座橫截面結構及分模位置示意圖；
[0031]圖9是本實用新型主芯外模模具結構示意圖；
[0032]圖10是本實用新型主芯外模模具放入一次芯后的結構示意圖；
[0033]圖11是本實用新型主芯外模模具放入一次芯的分拆結構局部示意圖；[0034]圖12是現有發動機曲軸箱體單缸筒芯結構示意圖；
[0035]圖13是現有發動機曲軸箱體缸筒芯的分模位置示意圖。
[0036]圖中，01是缸筒，02是軸座，03是軸座芯，04是一次芯，05是一次芯臺階面，06是一次芯異形面，07是定位凹槽，08是定位維，09是定位孔，10是油底殼，11是二次芯，12是凸棱，13是定位凸臺，14是主芯左模，15是主芯右模，16是主芯底座，17是一次芯左模，18是一次芯右模，19是一次芯下模，20是一次芯射嘴，A是主芯左型，B是主芯右型。
【具體實施方式】
[0037]下面通過實施例對本實用新型進行具體的描述，本實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述本實用新型的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本實用新型保護的范圍。
[0038]本實用新型提供的是一種發動機缸體砂芯模具分拆結構及其利用該分拆結構進行造型的工藝。在發動機缸體鑄造加工中，不同的曲軸箱體，其主芯結構的復雜程度不同，對復雜的主芯結構來說，因軸座兩側面的平面凹凸不平，形成異形面，通常為了簡化模具，提高生產效率和產品質量，采用分拆結構。
[0039]結合圖1至圖11，如圖所示，本實用新型發動機缸體砂芯模具結構，包括缸筒01、軸座02和油底殼10構成的發動機缸體主芯，其中軸座02由軸座芯03和與軸座芯03匹配組合的一次芯04構成。即本實用新型采用將軸座02對稱分拆的結構，將無異形結構的軸座芯03標準化制作，實際制作時采用兩次嵌融鑄造方法。
[0040]分拆的一次芯04 —側面是與軸座芯03匹配的平面05、另一側面是形成發動機缸體相鄰軸座02間異形結構的異形面06、下部有與模具定位固定的定位凹槽07。異形面06結構根據曲軸箱體結構造型，平面05是與軸座芯03匹配的統一平面。
[0041]分拆的軸座芯03上端與缸筒01連接固定、一側面或兩側面分別與一次芯04的平面05匹配組合。
[0042]通常可以有多組所述缸筒01和軸座02并行組合在油底殼10上構成多缸發動機缸體主芯。本例是四組缸筒01和軸座02并行組合在油底殼10上構成四缸發動機缸體主
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[0043]分拆的一次芯04在進行二次鑄造時,米用兩兩相對組合，組合時通過一次芯04相互配合固定的定位錐08或定位孔09定位固定。
[0044]利用上述發動機缸體砂芯模具結構進行發動機缸體模具造型時，通常包括以下步驟:
[0045](I)造型分拆
[0046]將缸體主芯分拆為一次芯04和二次芯11結構:一次芯04包括平面05、異形面06和定位凹槽07，二次芯11包括缸筒01、軸座芯03和油底殼10 ；
[0047]將主芯外模分拆為主芯左模14、主芯右模15和主芯底座16,主芯左模14與主芯右模15以缸筒01的中心連線分型，缸筒01位置位于模具下部；
[0048](2)第一次制芯
[0049]按一次芯04結構制作一次芯左模17、一次芯右模18和一次芯下模19并米用熱芯盒射芯機控制柜將上述各模合模到位構成一次芯04模具；模具升溫后將射芯機的覆膜砂通過射嘴20射入模具中；砂芯固化后取芯，將取出的一次芯04清理飛邊待用；
[0050](3)第二次制芯
[0051]按二次芯11結構制作主芯左模14、主芯右模15和主芯底座16，并將一次芯04作為主芯外模合模后的模具部分；
[0052]將主芯左模14、主芯右模15和主芯底座16在工作臺上合模鎖緊；將兩個待用的一次芯04通過定位錐08和定位孔09配對定位成一組，將多組配對定位的一次芯04放入主芯模具中，并通過定位凹槽07與定位凸臺13在模具中定位；加入樹脂砂緊實，固化后取出由一次芯04和二次芯11嵌融組成的主芯。本例是三組一次芯04組合后通過定位凹槽07與定位凸臺13在模具中定位過程四缸發動機缸體主芯。
[0053]在第一次制芯步驟中，一次芯04模具升溫溫度控制在260?300°C，射芯壓力控制在0.3?0.6MPa，射芯后砂芯固化時間為90?120秒。
[0054]如圖1所示，以四缸發動機缸體主芯為例，主芯包括缸筒01、軸座02和油底殼10，軸座02兩側面有結構復雜的異形結構，異形結構根據曲軸箱體結構設計造型決定；本實用新型采用將軸座分拆由軸座芯03和與軸座芯03匹配組合的一次芯04構成。本例中四缸發動機缸體主芯中部兩軸座02采用兩側面均分拆一次芯04結構，兩端兩軸座02采用一內側面分拆一次芯04結構。
[0055]如圖2所示，圖中是分拆去掉一次芯04后的二次芯11結構，二次芯11包括位于圖中上部的缸筒01，與缸筒01連接的軸座芯03和下部的油底殼10，圖中可以見分拆一次芯04后軸座芯03側面的臺階平面。
[0056]圖3和圖4是分拆的一次芯04的結構示意圖，一次芯04包括與圖2中軸座芯03臺階平面匹配的平面05、另一側面是形成發動機缸體相鄰軸座02間異形結構的異形面06、下部有與模具定位固定的定位凹槽07。異形面06結構根據曲軸箱體結構造型。通常一次芯04設計為左右配合結構用于與軸座芯03兩側面配合。本例中一次芯04相互配合固定的定位錐08或定位孔09分別同時設計在一側的一次芯04結構上，在實際設計時，還可以在一側一次芯04上同時設計定位錐08和定位孔09結構，以與另一側一次芯04同時設計的定位錐08和定位孔09結構配合固定。
[0057]圖5是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯模具合型結構示意圖；圖6是本實用新型發動機缸體砂芯一次芯模具內部結構不意圖；圖中，17是一次芯左模,18是一次芯右模，19是一次芯下模,20是一次芯射嘴，圖6表不了沒有合模一次芯左模17時的狀態,如圖所示，通常可一次鑄造左右配合結構兩個一次芯04。鑄造時，按一次芯04結構造型的一次芯左模17、一次芯右模18和一次芯下模19米用熱芯盒射芯機控制柜合模到位構成一次芯04模具；模具升溫后將射芯機的覆膜砂通過射嘴20射入模具中；砂芯固化后取芯，將取出的一次芯04清理飛邊待用；本例一次芯04模具升溫溫度控制在260?300°C，射芯壓力控制在0.3?0.6MPa，射芯后砂芯固化時間為90?120秒。
[0058]圖7本實用新型發動機缸體砂芯一次芯三組組合結構示意圖，如圖所示，每兩個一次芯04通過定位錐08與定位孔09組合，圖中組合構成了三組組合結構，每組結構中均包括了與圖2中軸座芯03臺階平面匹配的平面05、形成發動機缸體相鄰軸座02間異形結構的異形面06，相對的兩異形面06形成異形面縫隙，下部有與模具定位固定的定位凹槽07。[0059]圖8是本實用新型主芯軸座橫截面結構及分模位置示意圖；如圖所示，主芯外模以缸筒01的中心連線分型為主芯左型A和主芯右型B ;主芯分拆為一次芯03和包括軸座芯03的二次芯11。
[0060]圖9是本實用新型主芯外模模具結構示意圖；圖10是本實用新型主芯外模模具放入一次芯后的結構示意圖；圖11是本實用新型主芯外模模具放入一次芯的分拆結構局部示意圖。如圖所示，按二次芯11結構制作主芯左模14、主芯右模15和主芯底座16，并將一次芯04作為主芯外模合模后的模具部分、取型時是主芯的結構部分；圖9中包括主芯左模14、主芯右模15和主芯底座16，主芯左模14與主芯右模15以缸筒01的中心連線分型，缸筒01位置位于模具下部，圖中可見與定位凹槽07定位一次芯04的定位凸臺13，定位凸臺13下部還延續設置有與圖7中異形面縫隙配合封閉和定位的凸棱12。
[0061]二次制芯時，將主芯左模14、主芯右模15和主芯底座16在工作臺上合模鎖緊構成模具；將兩個待用的一次芯04通過定位錐08和定位孔09配對定位成一組，將多組配對定位的一次芯04放入主芯模具中，并通過定位凹槽07與定位凸臺13在模具中定位；加入樹脂砂緊實，固化后取出由一次芯04和二次芯11嵌融組成的主芯。本例是三組一次芯04組合后通過定位凹槽07與定位凸臺13在模具中定位過程四缸發動機缸體主芯。
[0062]圖12和圖13，是現有發動機曲軸箱體缸筒芯結構。它是把I個主芯按缸筒數量分拆成4個單獨的缸筒芯，每個缸筒芯都包含有I個缸筒01、I個軸座02和切開的油底殼10。每個缸筒芯的模具都改為從垂直方向分模，便于異形面的取型，分別由4付模具先造出4個單獨的缸筒芯；合型時，由4個缸筒芯組合在一起，拼成一個主芯。這4個缸筒芯組合后，在油底殼有3處組合面易產生錯移和間隙，且主芯這種拼成的4個缸筒相互位置也不精確，這就造成了鑄件飛邊清理難和鑄件尺寸不合格。
【權利要求】
1.一種發動機缸體砂芯模具結構，包括缸筒(OI)、軸座(02 )和油底殼(10 )構成的發動機缸體主芯，其特征在于:所述軸座(02)由軸座芯(03)和與軸座芯(03)匹配組合的一次芯(04)構成。
2.根據權利要求1所述的發動機缸體砂芯模具結構，其特征在于:所述一次芯(04)—側面是與軸座芯(03)匹配的平面(05)、另一側面是形成發動機缸體相鄰軸座(02)間異形結構的異形面(06)、下部有與模具定位固定的定位凹槽(07)。
3.根據權利要求2所述的發動機缸體砂芯模具結構，其特征在于:所述軸座芯(03)上端與缸筒(01)連接固定、一側面或兩側面分別與一次芯(04)的平面(05)匹配組合。
4.根據權利要求1或2或3所述的發動機缸體砂芯模具結構，其特征在于:有多組所述缸筒(01)和軸座(02)并行組合在油底殼(10)上構成多缸發動機缸體主芯。
5.根據權利要求4所述的發動機缸體砂芯模具結構，其特征在于:所述一次芯(04)有用于相互配合固定的定位錐(08)或定位孔(09)。
【文檔編號】B22C9/10GK203495135SQ201320638082
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】謝許祥, 鄭友文, 尹華元 申請人:四川省祥業機械鑄造有限公司