本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在大型柴油機(jī)氣缸體的開(kāi)發(fā)，為了驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性以及產(chǎn)品的特性，通常會(huì)鑄造加工裝配出數(shù)量不多的幾臺(tái)新產(chǎn)品驗(yàn)證樣機(jī)，通過(guò)驗(yàn)證樣機(jī)再進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，樣機(jī)合格后才進(jìn)入產(chǎn)品的模具開(kāi)發(fā)制造砂芯進(jìn)行批量化生產(chǎn)。因而大型柴油機(jī)缸體的開(kāi)發(fā)前期，從成本的角度出發(fā)通常大型柴油機(jī)的機(jī)體的砂芯生產(chǎn)不會(huì)投入太多的金屬模具進(jìn)行砂芯的制作。

而且大型柴油機(jī)氣缸體的水道砂芯為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，尺寸約為2853*139*94，多處薄弱位置厚僅有48.8mm，砂芯超長(zhǎng)、薄弱容易變形。為保證砂芯的強(qiáng)度，避免變形，通常會(huì)在砂芯內(nèi)置鋼件芯骨支撐；為了避免鑄件氣孔等缺陷，通常會(huì)做貫通砂芯的排氣孔。另外，大型柴油機(jī)氣缸體的水道砂芯的制芯方法通常是采用模具手工制芯，砂芯分成兩半單獨(dú)制芯，兩半砂芯硬化后拼接而成。

現(xiàn)有的制芯方法雖能滿(mǎn)足工作需要，但存在很多缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：

首先，采用分半制芯而后拼接的制芯方法缺點(diǎn)在于，砂芯容易變形、斷芯——由于需要上下兩半砂芯拼接，在每半砂芯的結(jié)合面要做出拼接用的填砂孔，所用的芯骨只能使用細(xì)長(zhǎng)的圓鋼，剛性不足。砂芯薄弱位置分成兩半后只有不到25mm厚，分半的砂芯更容易變形、且會(huì)在薄弱位置斷裂。

其次，拼接困難——拼接結(jié)合面需要涂膠，開(kāi)排氣槽，拼接砂芯存在錯(cuò)位和誤差。

還有，砂芯開(kāi)排氣槽困難——砂芯本身窄、薄，分兩半制作為保證強(qiáng)度，每半砂芯中都預(yù)埋芯骨，使得用于開(kāi)排氣槽的空間更小，所開(kāi)排氣槽即要避讓砂芯形狀又要保證排氣槽與砂芯外壁有一定砂厚、不薄穿，開(kāi)槽困難。

最后，以上的制芯方法，操作困難，砂芯的成品率低，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。

公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具，該大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具避免了細(xì)長(zhǎng)砂芯的彎曲變形、斷裂，保證砂芯的完整性、準(zhǔn)確性，減少砂芯生產(chǎn)的拼接工序及鉆排氣孔工序，提高砂芯生產(chǎn)效率，并具有成本低，模具制造周期短，形狀尺寸準(zhǔn)確，且重量輕的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具，該大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具包括：下頂芯板組件，其包括：下頂芯板和下頂芯桿，所述下頂芯桿為多根，通過(guò)其一端豎直設(shè)置在所述下頂芯板上；下芯盒，其上部開(kāi)設(shè)有砂芯型腔，該砂芯型腔的兩端均設(shè)置有芯骨支撐塊，用于支撐按砂芯形狀預(yù)彎的圓鋼管芯骨，所述下芯盒設(shè)置在所述下頂芯板組件的上方，二者之間布設(shè)有多根墊塊；上芯盒，其布設(shè)在所述下芯盒的上方，用于與和下芯盒扣合制芯，所述上芯盒的背面具有填砂口；夾緊件，其包括：一側(cè)開(kāi)口的框型架和螺接在該框型架的上橫梁的壓柄，所述上橫梁的壓柄和下橫梁分別卡緊上芯盒和下芯盒來(lái)糾正模具變形；以及刮砂板，其通過(guò)刮砂頭能夠滑動(dòng)的設(shè)置在所述上芯盒的填砂口內(nèi)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，上芯盒采用木框架，內(nèi)預(yù)置鋼管骨架及鐵釘，并使用環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料調(diào)勻后澆灌形成外木內(nèi)塑的整體結(jié)構(gòu)，再數(shù)控加工而成。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，下芯盒的側(cè)面間隔開(kāi)設(shè)有多個(gè)夾具卡口，所述框型架的豎梁卡入所述夾具卡口分別卡緊所述上芯盒和下芯盒。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，上芯盒為矩形長(zhǎng)條狀。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，刮砂板具有軸向減重口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、采用本技術(shù)方案即可以在砂芯內(nèi)置放鋼管支撐，避免了細(xì)長(zhǎng)砂芯的彎曲變形、斷裂，保證砂芯的完整性、準(zhǔn)確性，減少砂芯生產(chǎn)的拼接工序及鉆排氣孔工序，提高砂芯生產(chǎn)效率。

2、本技術(shù)方案的模具具有成本低，模具制造周期短，形狀尺寸準(zhǔn)確，且重量輕的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的下頂芯板組件及墊塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的下芯盒及芯骨支撐塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的上芯盒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的夾緊件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的刮砂板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的具體結(jié)構(gòu)包括：下頂芯板組件1、墊塊2、下芯盒3、芯骨支撐塊4、上芯盒5、夾緊件6和刮砂板7，其中，上芯盒5和下芯盒3合在一起制芯，在上芯盒較平坦的形狀面填砂，取消拼接砂芯用的填砂孔，避免了砂芯容易變形、斷芯及由于需要上下兩半砂芯拼接，在每半砂芯的結(jié)合面要做出拼接用的填砂孔，所用的芯骨只能使用細(xì)長(zhǎng)的圓鋼，剛性不足、拼接困難。上芯盒5長(zhǎng)、薄，且背面敞開(kāi)，剛性很差。要保證砂芯成型準(zhǔn)確，上芯盒5必須為整體結(jié)構(gòu)，不能拼接。因此本技術(shù)方案的上芯盒5采用木框架，內(nèi)預(yù)置鋼管骨架及鐵釘(鋼管骨架穿過(guò)木框)，使用環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料調(diào)勻后澆灌，環(huán)氧樹(shù)脂固化后與木框成為外木內(nèi)塑的一體，再數(shù)控加工而成，減少了上芯盒的變形，避免芯盒開(kāi)合時(shí)候環(huán)氧樹(shù)脂與木框脫落。并使用按砂芯形狀預(yù)彎的圓鋼管做為增加砂芯強(qiáng)度的芯骨，并在鋼管外壁鉆小孔與鋼管內(nèi)孔相通，做排氣通道，避免了細(xì)長(zhǎng)砂芯的彎曲變形、斷裂，保證砂芯的完整性、準(zhǔn)確性，減少拼接工序及鉆排氣孔工序，提高砂芯生產(chǎn)效率。為大型柴油機(jī)新產(chǎn)品的樣機(jī)驗(yàn)證機(jī)鑄件快速低成本生產(chǎn)提供了保證。

具體來(lái)講，如圖2所示，下頂芯板組件1包括：下頂芯板11和下頂芯桿12，其中，下頂芯板11布設(shè)在本發(fā)明大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具的底部，用于支撐墊塊2、下芯盒3、芯骨支撐塊4、上芯盒5、夾緊件6和刮砂板7。下頂芯桿12為呈兩列布置的多根，通過(guò)其一端豎直設(shè)置在下頂芯板11上，用于穿過(guò)下芯盒3頂出砂芯。

如圖3所示，下芯盒3的上部開(kāi)設(shè)有砂芯型腔31，砂芯型腔的兩端均設(shè)置有芯骨支撐塊4，該芯骨支撐塊4用于支撐按砂芯形狀預(yù)彎的圓鋼管8，該圓鋼管8作為增加砂芯強(qiáng)度的芯骨，并在圓鋼管8的外壁鉆小孔與鋼管內(nèi)孔相通，做排氣通道，避免了細(xì)長(zhǎng)砂芯的彎曲變形、斷裂，保證砂芯的完整性、準(zhǔn)確性，減少拼接工序及鉆排氣孔工序，提高砂芯生產(chǎn)效率。下芯盒3設(shè)置在下頂芯板組件1的上方，二者之間布設(shè)有多根墊塊2，用于支撐下芯盒3，并于起模時(shí)撤出，使得下頂芯桿12穿過(guò)下芯盒3頂出砂芯。下芯盒3的側(cè)面間隔開(kāi)設(shè)有多個(gè)夾具卡口32，上芯盒模具因?yàn)殚L(zhǎng)、薄，且背面敞開(kāi)，變形嚴(yán)重，合模后需要用多個(gè)夾緊件6通過(guò)該夾具卡口32卡住下芯盒3和上芯盒5來(lái)糾正模具變形，而后再填砂制芯。

如圖4所示，上芯盒5為矩形長(zhǎng)條狀，其布設(shè)在下芯盒3的上方，用于與和下芯盒3合在一起制芯，上芯盒5的背面具有填砂口51，在上芯盒較平坦的填砂口51填砂，取消拼接砂芯用的填砂孔，避免了砂芯容易變形、斷芯及由于需要上下兩半砂芯拼接。上芯盒5的形狀長(zhǎng)、薄，且背面敞開(kāi)，剛性很差。要保證砂芯成型準(zhǔn)確，上芯盒5必須為整體結(jié)構(gòu)，不能拼接。上芯盒5采用木框架，內(nèi)預(yù)置鋼管骨架及鐵釘(鋼管骨架穿過(guò)木框)，使用環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、填料調(diào)勻后澆灌，環(huán)氧樹(shù)脂固化后與木框成為外木內(nèi)塑的一體，再數(shù)控加工而成。上芯盒在澆灌環(huán)氧樹(shù)脂前，鋼管骨架穿過(guò)木框，放置于木框中以增加上芯盒的剛性；在木框內(nèi)側(cè)合適位置打鐵釘，以便能掛住環(huán)氧樹(shù)脂，使木框、骨架、環(huán)氧樹(shù)脂成為一個(gè)整體，減少上芯盒的變形，避免芯盒開(kāi)合時(shí)候環(huán)氧樹(shù)脂與木框脫落。

如圖5所示，夾緊件6包括：一側(cè)開(kāi)口的框型架和螺接在該框型架的上橫梁的壓柄，應(yīng)用時(shí)，框型架的豎梁卡入下芯盒3的夾具卡口32，框型架的上橫梁的壓柄和下橫梁分別卡緊上芯盒5和下芯盒3來(lái)糾正模具變形，而后再填砂制芯。

如圖6所示，刮砂板7通過(guò)刮砂頭71能夠滑動(dòng)的設(shè)置在上芯盒5的填砂口51內(nèi)，用于刮平砂芯面。優(yōu)選的，刮砂板7具有軸向減重口72。

使用按砂芯形狀預(yù)彎的圓鋼管做為增加砂芯強(qiáng)度的芯骨，并在鋼管外壁鉆小孔與鋼管內(nèi)孔相通，做排氣通道。

柴油機(jī)氣缸體水道芯制模時(shí)，按照砂芯中心走勢(shì)預(yù)先彎成的芯骨放置在芯骨支撐塊上(使用按砂芯形狀預(yù)彎的圓鋼管做為增加砂芯強(qiáng)度的芯骨，并在鋼管外壁鉆小孔與鋼管內(nèi)孔相通，做排氣通道)，而后合上芯盒；用夾緊件壓緊上芯盒糾正其變形。在上芯盒的填砂口填砂，使用刮砂板刮平砂芯面。待砂芯固化，松開(kāi)夾緊件，打開(kāi)上芯盒；抽去墊塊，下頂芯板組件完成頂芯。本砂塑芯盒具有開(kāi)合模具準(zhǔn)確到位，制作砂芯形狀準(zhǔn)確、強(qiáng)度高，方便操作成形；并且模具成本低，模具制作周期短的特點(diǎn)。本方案模具能夠模擬金屬模具手工制芯的真實(shí)狀況，為柴油機(jī)新產(chǎn)品定型后，設(shè)計(jì)制造金屬模具積累經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化模具方案奠定基礎(chǔ)。

綜上，該大型柴油機(jī)氣缸體水道芯模具通過(guò)在砂芯內(nèi)置放鋼管支撐，避免了細(xì)長(zhǎng)砂芯的彎曲變形、斷裂，保證砂芯的完整性、準(zhǔn)確性，減少砂芯生產(chǎn)的拼接工序及鉆排氣孔工序，提高砂芯生產(chǎn)效率，并具有成本低，模具制造周期短，形狀尺寸準(zhǔn)確，且重量輕的優(yōu)點(diǎn)。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說(shuō)明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開(kāi)的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書(shū)及其等同形式所限定。