船用柴油機機體砂芯的生產方法
【專利摘要】一種船用柴油機機體砂芯的生產方法，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構、且兩個缸孔砂芯沿周向設置有四個徑向向內凹陷的貼合面；將完整缸孔砂芯位于貼合面位置的部位分割為四個部分；在曲軸室砂芯的側壁上套合一個定位卡板框，定位卡板框的下部設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成完整的船用柴油機機體砂芯；待四個部分粘結牢固后，去除定位卡板框即可。本發明具有定位和尺寸準確性較好，誤差小、易于實現的優點。
【專利說明】
船用柴油機機體砂芯的生產方法
技術領域
[0001]本發明涉及鑄造領域，具體地講涉及一種船用柴油機機體砂芯的生產方法。
【背景技術】
[0002]船用柴油機主機大部分時間是在滿負荷情況下工作，有時在變負荷情況下運轉，而且船舶經常在顛簸中航行，所以船用柴油機應能在縱傾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，它是發動機的骨架，是發動機各機構工作的基礎，承受發動機的各種負荷，只有機架部件具有足夠高的剛度和強度才能確保發動機各機構長期正常工作。
[0003]機架部件基體結構復雜，壁厚差異大，內腔形狀不規則，鑄型由20多種砂芯組合而成，砂芯定位不準將導致整個鑄件壁厚偏移而報廢，因此，砂芯結構定位的設計在鑄件生產中具有十分重要的地位，砂芯結構定位的設計對鑄件的尺寸、壁厚有很大的影響，合理的砂芯結構定位的設計是生產薄壁柴油機機體鑄件的關鍵。
[0004]砂芯屬于鑄造領域中比較常見的部件，根據實際需要砂芯的結構、尺寸和砂芯定位也都不盡相同，常規的砂芯定位，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確性，以避免因砂芯的定位不準確導致鑄型尺寸不符而產生產品報廢的不足;不同的砂芯會需要不同定位結構，比如:
【申請人】生產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構如附圖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生的曲軸室與缸孔之間形成的圓環形空間在設計芯殼時需在該位置設置有圓環形活動塊，砂芯制作完成后圓環形活動塊需要拆除，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形活動塊退出；而為了圓環形活動塊退出方便，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，特別是曲軸室和缸孔兩個主要的砂芯部件其組合次數越多、則構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確性。

【發明內容】

[0005]本發明針對現有技術的上述不足，提供一種定位和尺寸準確性較好，誤差小、易于實現的船用柴油機機體砂芯的生產方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種船用柴油機機體砂芯的生產方法，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構、且兩個缸孔砂芯沿周向均設置有四個徑向向內凹陷的貼合面；
[0008](2)將位于貼合面位置、用以構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壁設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)在曲軸室砂芯的側壁上套合一個定位卡板框，定位卡板框的下部設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于相應的貼合面上;此時構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、第四小砂芯粘結牢固后，去除定位卡板框即可。
[0011]作為優選，所述的四個貼合面上設置有定位槽，對應的第一小砂芯、第二小砂芯、 第三小砂芯、第四小砂芯的接觸面上設置有定位塊，安裝時，所述的定位塊的外側壁與定位槽的內側壁相互貼合;采用該結構，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確性，此外，該結構的設置還能將小砂芯的位置準確的定位在砂芯本體上，提高整個砂芯的尺寸準確度。
[0012]作為優選，所述的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上設置有預留孔，所述的預留孔內安裝有用于連接小砂芯與砂芯本體的連接件；比如鐵釘等連接件;采用該結構，進一步增強四個小砂芯與砂芯本體之間的連接牢固度，防止四個小砂芯發生位移或錯位現象。
[0013]本發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]本發明的砂芯制作和砂芯材料均為行業常規材料和工藝方法，在此不再贅述，本發明創造性的發明點在于將曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯一體成型，而非傳統的分別制作再組裝;本發明另一個創造性的發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]本發明的優點和有益效果在于:本發明鑒于砂芯的具體結構，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而產生的尺寸偏差;從而減少了導致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形活動塊就可以從四個貼合面構成的徑向內凹處分離出來，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確性。【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的砂芯本體結構示意圖(沒有組裝四個小砂芯)。[〇〇17]圖2為本發明砂芯結構示意圖(設置四個小砂芯)。
[0018]圖3為本發明第一小砂芯結構示意圖。
[0019]圖4為本發明第二小砂芯結構示意圖。
[0020]圖5為本發明第三小砂芯結構示意圖。
[0021]圖6為本發明第四小砂芯結構示意圖。
[0022]圖7為本發明定位卡板框結構示意圖。
[0023]圖8為本發明位于砂芯內部的芯骨結構示意圖。【具體實施方式】[〇〇24]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0025] 實施例[〇〇26] (1)首先根據設計尺寸和形狀制作好芯骨9和定位卡板框8;芯骨的結構如附圖8所示，定位卡板框的結構如附圖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(芯盒的內部尺寸與附圖1所設計的砂芯本體尺寸相吻合)，芯砂主要采用砂、粘結劑(呋喃樹脂)和固化劑混合而成，且此時制作的為砂芯本體，具體結構如附圖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周向均設置有四個徑向向內凹陷的貼合面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，而預埋在芯砂中的圓環形活動塊此時可以從徑向向內凹陷的貼合面向下取出；
[0027] (2)采用步驟(1)同樣的工藝，根據設計尺寸制備出填補四個貼合面以構成完整砂芯的四個小砂芯(此處的小砂芯內部無需芯骨)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構附圖如圖3-6所示，如附圖3所述的第一小砂芯的外側壁設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壁上；如附圖7所示定位卡板框的下部設置有卡槽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(用以將延伸部卡結在卡槽內實現定位)，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于相應的貼合面上;此時構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，四個貼合面上設置有定位槽2.2,對應的第一小砂芯、第二小砂芯、 第三小砂芯、第四小砂芯的接觸面上設置有定位塊，具體以圖3為例，第一小砂芯上設置有定位塊4.2;安裝時，所述的定位塊的外側壁與定位槽的內側壁相互貼合;采用該結構，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確性，此外，該結構的設置還能將小砂芯的位置準確的定位在砂芯本體上，提高整個砂芯的尺寸準確度。
[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，防止四個小砂芯發生位移或錯位現象;所述的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上設置有預留孔，所述的預留孔內安裝有用于連接小砂芯與砂芯本體的連接件;比如鐵釘等連接件；圖中未示出。
[0032]本發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的LZD砂型粘合劑。
[0033]本發明的砂芯制作和砂芯材料均為行業常規材料和工藝方法，在此不再贅述，本發明創造性的發明點在于將曲軸室砂芯和下部的兩個缸孔砂芯一體成型，而非傳統的分別制作再組裝;本發明另一個創造性的發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]本發明的定位卡板框的材料可以選用鋁合金等輕質材料。通過上述砂芯定位結構的實施，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。
【主權項】
1.一種船用柴油機機體砂芯的生產方法，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構、且兩個缸孔砂 芯沿周向設置有四個徑向向內凹陷的貼合面；(2)將位于貼合面位置、用以構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壁設置有向外延伸 并與曲軸室砂芯相貼合的延伸部；(3)在曲軸室砂芯的側壁上套合一個定位卡板框，定位卡板框的下部設置有容置第一 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于相應的貼合面上;此時構成完整的船用柴油 機機體砂芯；(4)待第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯粘結牢固后，去除定位卡板框即可。2.根據權利要求1所述的船用柴油機機體砂芯的生產方法，其特征在于:所述的四個貼 合面上設置有定位槽，對應的第一小砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯的接觸面 上設置有定位塊，安裝時，所述的定位塊的外側壁與定位槽的內側壁相互貼合。3.根據權利要求1所述的船用柴油機機體砂芯的生產方法，其特征在于:所述的第一小 砂芯、第二小砂芯、第三小砂芯、第四小砂芯上設置有預留孔，所述的預留孔內安裝有用于 連接小砂芯與砂芯本體的連接件。4.根據權利要求1所述的船用柴油機機體砂芯的生產方法，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
【發明人】宋賢發, 陳倩慧, 傅明康, 馬超, 李凌羽
【申請人】日月重工股份有限公司