船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法，首先制備出一個砂芯本體，砂芯本體包括上部的一個曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯，曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯為一體成型結(jié)構(gòu)、且兩個缸孔砂芯沿周向設(shè)置有四個徑向向內(nèi)凹陷的貼合面；將完整缸孔砂芯位于貼合面位置的部位分割為四個部分；在曲軸室砂芯的側(cè)壁上套合一個定位卡板框，定位卡板框的下部設(shè)置有容置第一小砂芯延伸部的卡槽；四個部分貼合在貼合面構(gòu)成完整的船用柴油機機體砂芯；待四個部分粘結(jié)牢固后，去除定位卡板框即可。本發(fā)明具有定位和尺寸準(zhǔn)確性較好，誤差小、易于實現(xiàn)的優(yōu)點。
【專利說明】
船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，具體地講涉及一種船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]船用柴油機主機大部分時間是在滿負(fù)荷情況下工作，有時在變負(fù)荷情況下運轉(zhuǎn)，而且船舶經(jīng)常在顛簸中航行，所以船用柴油機應(yīng)能在縱傾15°-25°和橫傾15°-35°的條件下可靠工作。而作為主體部件的機架，它是發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構(gòu)工作的基礎(chǔ)，承受發(fā)動機的各種負(fù)荷，只有機架部件具有足夠高的剛度和強度才能確保發(fā)動機各機構(gòu)長期正常工作。
[0003]機架部件基體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚差異大，內(nèi)腔形狀不規(guī)則，鑄型由20多種砂芯組合而成，砂芯定位不準(zhǔn)將導(dǎo)致整個鑄件壁厚偏移而報廢，因此，砂芯結(jié)構(gòu)定位的設(shè)計在鑄件生產(chǎn)中具有十分重要的地位，砂芯結(jié)構(gòu)定位的設(shè)計對鑄件的尺寸、壁厚有很大的影響，合理的砂芯結(jié)構(gòu)定位的設(shè)計是生產(chǎn)薄壁柴油機機體鑄件的關(guān)鍵。
[0004]砂芯屬于鑄造領(lǐng)域中比較常見的部件，根據(jù)實際需要砂芯的結(jié)構(gòu)、尺寸和砂芯定位也都不盡相同，常規(guī)的砂芯定位，只需要簡單在模具中成型砂芯頭即可使用，而對于一些由很多種砂芯組合而成鑄型、其砂芯就需要考慮組合砂芯定位的準(zhǔn)確性，以避免因砂芯的定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致鑄型尺寸不符而產(chǎn)生產(chǎn)品報廢的不足;不同的砂芯會需要不同定位結(jié)構(gòu)，比如:
【申請人】生產(chǎn)的船用柴油機機體部件，該部件具有10個曲軸室、20個缸孔、20個水道孔，需要起碼十個砂芯才能完成;每一個砂芯的具體結(jié)構(gòu)如附圖2所示:包括上部的曲軸室砂芯和下部的缸孔砂芯，常規(guī)的砂芯組合是曲軸室砂芯、缸孔砂芯分別單獨制作，然后通過砂芯頭定位組合形成曲軸室、缸孔鑄型的完整砂芯;如果將曲軸室、缸孔直接制作成一個整體的砂芯，由于曲軸室向下延伸而產(chǎn)生的曲軸室與缸孔之間形成的圓環(huán)形空間在設(shè)計芯殼時需在該位置設(shè)置有圓環(huán)形活動塊，砂芯制作完成后圓環(huán)形活動塊需要拆除，如果直接將曲軸室、缸孔連接成一個整體、因沒有了退讓空間無法將圓環(huán)形活動塊退出；而為了圓環(huán)形活動塊退出方便，采用軸室砂芯和下部的缸孔砂芯分別制作、然后再將砂芯組合的方式，這種方式提高了單個砂芯的單個部件的連接、組合次數(shù)，特別是曲軸室和缸孔兩個主要的砂芯部件其組合次數(shù)越多、則構(gòu)成船用柴油機機體部件的完整砂芯的誤差就會越大，這樣就很難確保10個曲軸室、20個缸孔、20個水道孔(圖3中的4.1位置形成的水道孔)相互之間的位置和尺寸的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種定位和尺寸準(zhǔn)確性較好，誤差小、易于實現(xiàn)的船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法，制備步驟包括:
[0007](I)首先制備出一個砂芯本體，所述的砂芯本體包括上部的一個曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯，所述的曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯為一體成型結(jié)構(gòu)、且兩個缸孔砂芯沿周向均設(shè)置有四個徑向向內(nèi)凹陷的貼合面；
[0008](2)將位于貼合面位置、用以構(gòu)成完整缸孔砂芯的部位分割為四個部分，分別為第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯;所述的第一小砂芯的外側(cè)壁設(shè)置有向外延伸并與曲軸室砂芯相貼合的延伸部(此處的延伸部是形成最終船用柴油機機體的水道孔)；
[0009](3)在曲軸室砂芯的側(cè)壁上套合一個定位卡板框，定位卡板框的下部設(shè)置有容置第一小砂芯延伸部的卡槽;組裝時，首先將第一小砂芯貼合粘結(jié)于一個貼合面上、然后將定位卡板框套合于曲軸室砂芯的側(cè)壁上，并將定位卡板框的卡槽卡到第一小砂芯的延伸部上，實現(xiàn)第一小砂芯的雙重定位;然后緊挨著第一小砂芯將第二砂芯貼合粘結(jié)于一個貼合面上，再分別將第三小砂芯、第四小砂芯貼合粘結(jié)于相應(yīng)的貼合面上;此時構(gòu)成完整的船用柴油機機體砂芯；
[0010](4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘結(jié)牢固后，去除定位卡板框即可。
[0011]作為優(yōu)選，所述的四個貼合面上設(shè)置有定位槽，對應(yīng)的第一小砂芯、第二小砂芯、 第三小砂芯、第四小砂芯的接觸面上設(shè)置有定位塊，安裝時，所述的定位塊的外側(cè)壁與定位槽的內(nèi)側(cè)壁相互貼合;采用該結(jié)構(gòu)，增加了四個貼合面與四個小砂芯的貼合面積，增加了牢固程度和定位的準(zhǔn)確性，此外，該結(jié)構(gòu)的設(shè)置還能將小砂芯的位置準(zhǔn)確的定位在砂芯本體上，提高整個砂芯的尺寸準(zhǔn)確度。
[0012]作為優(yōu)選，所述的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上設(shè)置有預(yù)留孔，所述的預(yù)留孔內(nèi)安裝有用于連接小砂芯與砂芯本體的連接件；比如鐵釘?shù)冗B接件;采用該結(jié)構(gòu)，進一步增強四個小砂芯與砂芯本體之間的連接牢固度，防止四個小砂芯發(fā)生位移或錯位現(xiàn)象。
[0013]本發(fā)明的小砂芯與貼合面組裝時，兩者之間的接觸面上圖涂覆有粘合劑，提高二者的連接牢固度。
[0014]本發(fā)明的砂芯制作和砂芯材料均為行業(yè)常規(guī)材料和工藝方法，在此不再贅述，本發(fā)明創(chuàng)造性的發(fā)明點在于將曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯一體成型，而非傳統(tǒng)的分別制作再組裝;本發(fā)明另一個創(chuàng)造性的發(fā)明點在于將缸孔砂芯的周向外輪廓分割成四個小砂芯，然后再進行組裝。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:本發(fā)明鑒于砂芯的具體結(jié)構(gòu)，消除了曲軸室砂芯、 缸孔砂芯兩個主要砂芯單獨制作、再下芯組合會因為組合定位不準(zhǔn)而產(chǎn)生的尺寸偏差;從而減少了導(dǎo)致10個曲軸室、20個缸孔、20個水道孔相互之間的位置偏差和尺寸偏差的因素， 因此，在保證砂芯整體尺寸的同時也確保10個曲軸室、20個缸孔、20個水道孔相互之間的相對位置和尺寸。另外，本發(fā)明將缸孔砂芯的周向外輪廓分割成四個小砂芯，然后再進行組裝，此時，位于砂芯本體上的圓環(huán)形活動塊就可以從四個貼合面構(gòu)成的徑向內(nèi)凹處分離出來，而且此處的四個小砂芯不會影響砂芯本體之間的尺寸精確度，更為重要的是采用多重固定和定位的方式保證了四個小砂芯定位和粘合的牢固性和準(zhǔn)確性。【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的砂芯本體結(jié)構(gòu)示意圖(沒有組裝四個小砂芯)。[〇〇17]圖2為本發(fā)明砂芯結(jié)構(gòu)示意圖(設(shè)置四個小砂芯)。
[0018]圖3為本發(fā)明第一小砂芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明第二小砂芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明第三小砂芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明第四小砂芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明定位卡板框結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明位于砂芯內(nèi)部的芯骨結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】[〇〇24]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0025] 實施例[〇〇26] (1)首先根據(jù)設(shè)計尺寸和形狀制作好芯骨9和定位卡板框8;芯骨的結(jié)構(gòu)如附圖8所示，定位卡板框的結(jié)構(gòu)如附圖7所示;然后將芯骨放置于砂芯的中心位置，使用填充緊實的方式將混料均勻的芯砂逐層的填入到芯盒內(nèi)(芯盒的內(nèi)部尺寸與附圖1所設(shè)計的砂芯本體尺寸相吻合)，芯砂主要采用砂、粘結(jié)劑(呋喃樹脂)和固化劑混合而成，且此時制作的為砂芯本體，具體結(jié)構(gòu)如附圖1所示:包括上部的曲軸室砂芯1和下部的兩個缸孔砂芯2，兩個缸孔砂芯的端頭為芯頭3 (具體的兩個缸孔砂芯左右對稱的設(shè)置于曲軸室砂芯的下部，而兩個芯頭連接于兩個缸孔砂芯的下端)；且兩個缸孔砂芯2周向均設(shè)置有四個徑向向內(nèi)凹陷的貼合面2.1;該步驟保證了曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯為一體成型而成，而預(yù)埋在芯砂中的圓環(huán)形活動塊此時可以從徑向向內(nèi)凹陷的貼合面向下取出；
[0027] (2)采用步驟(1)同樣的工藝，根據(jù)設(shè)計尺寸制備出填補四個貼合面以構(gòu)成完整砂芯的四個小砂芯(此處的小砂芯內(nèi)部無需芯骨)即分別為第一小砂芯4、第二小砂芯5、第三小砂芯6、第四小砂芯7;具體的四個小砂芯的結(jié)構(gòu)附圖如圖3-6所示，如附圖3所述的第一小砂芯的外側(cè)壁設(shè)置有向外延伸并與曲軸室砂芯相貼合的延伸部4.1;
[0028] (3)待砂芯本體固化后從芯盒內(nèi)取出，然后將四個小砂芯與砂芯本體之間進行組裝;組裝時，首先將第一小砂芯貼合粘結(jié)于一個貼合面上、然后將定位卡板框套合于曲軸室砂芯的側(cè)壁上；如附圖7所示定位卡板框的下部設(shè)置有卡槽8.1，該卡槽的尺寸與第一小砂芯的延伸部的橫截面尺寸相吻合(用以將延伸部卡結(jié)在卡槽內(nèi)實現(xiàn)定位)，將定位卡板框的卡槽卡到第一小砂芯的延伸部上，實現(xiàn)第一小砂芯的雙重定位;然后緊挨著第一小砂芯將第二砂芯貼合粘結(jié)于一個貼合面上，再分別將第三小砂芯、第四小砂芯貼合粘結(jié)于相應(yīng)的貼合面上;此時構(gòu)成完整的船用柴油機機體砂芯；[〇〇29] (4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘結(jié)牢固后，去除定位卡板框即可。
[0030]如附圖1所示，四個貼合面上設(shè)置有定位槽2.2,對應(yīng)的第一小砂芯、第二小砂芯、 第三小砂芯、第四小砂芯的接觸面上設(shè)置有定位塊，具體以圖3為例，第一小砂芯上設(shè)置有定位塊4.2;安裝時，所述的定位塊的外側(cè)壁與定位槽的內(nèi)側(cè)壁相互貼合;采用該結(jié)構(gòu)，增加了四個貼合面與四個小砂芯的貼合面積，提高了牢固程度和定位的準(zhǔn)確性，此外，該結(jié)構(gòu)的設(shè)置還能將小砂芯的位置準(zhǔn)確的定位在砂芯本體上，提高整個砂芯的尺寸準(zhǔn)確度。
[0031]為了進一步增強四個小砂芯與砂芯本體之間的連接牢固度，防止四個小砂芯發(fā)生位移或錯位現(xiàn)象;所述的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上設(shè)置有預(yù)留孔，所述的預(yù)留孔內(nèi)安裝有用于連接小砂芯與砂芯本體的連接件;比如鐵釘?shù)冗B接件；圖中未示出。
[0032]本發(fā)明的小砂芯與貼合面組裝時，兩者之間的接觸面上涂覆有粘合劑，提高二者的連接牢固度，如臨安日興造型材料有限公司生產(chǎn)的LZD砂型粘合劑。
[0033]本發(fā)明的砂芯制作和砂芯材料均為行業(yè)常規(guī)材料和工藝方法，在此不再贅述，本發(fā)明創(chuàng)造性的發(fā)明點在于將曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯一體成型，而非傳統(tǒng)的分別制作再組裝;本發(fā)明另一個創(chuàng)造性的發(fā)明點在于將缸孔砂芯的周向外輪廓分割成四個小砂芯，然后再進行組裝。
[0034]本發(fā)明的定位卡板框的材料可以選用鋁合金等輕質(zhì)材料。通過上述砂芯定位結(jié)構(gòu)的實施，消除了曲軸室砂芯、缸孔砂芯單獨制作通過簡單芯頭定位下芯而產(chǎn)生的定位偏差和尺寸偏差，解決了 1個曲軸室、20個缸孔、20個水道孔相互之間的位置偏差和尺寸偏差。
【主權(quán)項】
1.一種船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法，其特征在于:制備步驟包括:(1)首先制備出一個砂芯本體，所述的砂芯本體包括上部的一個曲軸室砂芯和下部的 兩個缸孔砂芯，所述的曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯為一體成型結(jié)構(gòu)、且兩個缸孔砂 芯沿周向設(shè)置有四個徑向向內(nèi)凹陷的貼合面；(2)將位于貼合面位置、用以構(gòu)成完整缸孔砂芯的部位分割為四個部分，分別為第一小 砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯;所述的第一小砂芯的外側(cè)壁設(shè)置有向外延伸 并與曲軸室砂芯相貼合的延伸部；(3)在曲軸室砂芯的側(cè)壁上套合一個定位卡板框，定位卡板框的下部設(shè)置有容置第一 小砂芯延伸部的卡槽;組裝時，首先將第一小砂芯貼合粘結(jié)于一個貼合面上、然后將定位卡 板框套合于曲軸室砂芯的側(cè)壁上，并將定位卡板框的卡槽卡到第一小砂芯的延伸部上，實 現(xiàn)第一小砂芯的雙重定位;然后緊挨著第一小砂芯將第二砂芯貼合粘結(jié)于一個貼合面上， 再分別將第三小砂芯、第四小砂芯貼合粘結(jié)于相應(yīng)的貼合面上;此時構(gòu)成完整的船用柴油 機機體砂芯；(4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘結(jié)牢固后，去除定位卡板框即可。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的四個貼 合面上設(shè)置有定位槽，對應(yīng)的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯的接觸面 上設(shè)置有定位塊，安裝時，所述的定位塊的外側(cè)壁與定位槽的內(nèi)側(cè)壁相互貼合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的第一小 砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上設(shè)置有預(yù)留孔，所述的預(yù)留孔內(nèi)安裝有用于 連接小砂芯與砂芯本體的連接件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機機體砂芯的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述小砂芯與 貼合面組裝時，兩者之間的接觸面上涂覆有粘合劑。
【文檔編號】B22C9/10GK106040988SQ201610626792
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月3日
【發(fā)明人】宋賢發(fā), 陳倩慧, 傅明康, 馬超, 李凌羽
【申請人】日月重工股份有限公司