[实用新型]一种气缸盖铸件的芯型一体式砂型结构

说明书

本实用新型涉及铸造技术领域内一种气缸盖铸件的芯型一体式砂型结构，包括3D打印而成的上砂型和下砂型，所述上砂型内包括有与砂型一体打印成型的顶面吊胎芯、喷油嘴芯、侧水腔芯和盖板芯，所述下砂型内包括有进气道芯、排气道芯、下水腔芯，四个螺栓孔芯和底板芯，所述上砂型和下砂型的分型面为便于观察砂型内部型腔部位的阶梯式分型面。本实用新型的芯型一体式砂型结构完全改变了原来的造型、制芯工艺，同时降低了砂型造型的难度，提高砂型精度，并且本实用新型的上砂型和下砂型，在不同的制作批次中完全可以互换通用，减少废品率。

技术领域

本实用新型涉及铸造技术领域，特别涉及一种借助3D打印成型工艺制作的气缸盖铸件的芯型一体式砂型结构。

背景技术

气缸盖是中速柴油发动机上的关键零部件之一，材质为HT300（合金），其结构如图1和图2所示，其内部型腔结构非常复杂，尤其进、排气道外壁为最小壁厚位置，壁厚仅为8mm。气缸盖铸件内部结构主要包括进气道、排气道、下水腔、侧水腔、喷油孔、四个螺栓孔4、铸件底部还有一个形状复杂的顶部凹陷部位1，铸件各方向的侧部有若干个向外侧不同方向和方位的外突部位,这些外突部位分别分布着进气道进口4，下水腔进口9，侧水腔进口8、下水腔出口5、侧水腔出口7，铸件底部分布有进气道出口10和排气道出口11。

现有技术中，气缸盖主要是采用手工造型铸造，内部复杂结构全部由形状复杂的砂芯拼接形成。气缸盖气道为空间曲面，水腔包裹在气道周围，形状呈空间多维曲面。由于铸件结构复杂，需要分成多个砂芯，砂芯形状复杂并且结构薄弱，制芯困难。对于水腔芯，砂芯还需在中间设置通气绳，以实现在浇注过程中及浇注后，给砂芯进行排气，其操作复杂，因此对制芯工人的技能要求极高。合箱下芯时，需要通过不断用专用卡板测量型腔尺寸，调整砂芯间隙，来实现气道和水腔的尺寸控制，操作繁琐，还需要制作专用卡板，一般需要由工作至少十年以上的老师傅才能完成。气缸盖成品铸件经常由于合箱过程中操作不当，出现夹杂物或者壁厚偏薄，最终铸件打压渗漏不合而报废，行业内铸件废品率平均达到20-40%。

随着3D打印的应用越来越普遍，目前也出现了采用3D打印技术生产砂型，砂型成形工艺的设计根据设计者的经验会有显著不同，甚至有个别制造企业直接采用手工模具生产的工艺来生产气缸盖铸件所用砂型、芯。申请号：201510163079.4，《柴油机缸盖的铸造砂芯》，设计为4块砂型（芯），其复合整体式砂芯集成底盘砂芯、进气道部、排气道部、上水套部、下水套部、挺杆孔部采用激光烧结成形方法，其他砂型基本上不包含铸件内部结构，全是简单形状，采用数字化无模成型机数铣加工出来，生产组织管理难度大，而且成形效率低。另外，其设计了数量众多清砂窗，还需要用专门的粘芯去密封，铸件底部会形成大量的批缝（飞边）。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中上述气缸盖铸件铸造工艺中砂芯数量多，结构复杂，制芯难度大，装配过程复杂并且组装精度难以控制等多方面问题，提供一种气缸盖铸件的芯型一体式砂型结构，借助3D打印技术，将复杂的砂芯结构一体集成在上砂型和下砂型中，减少装配定位，简化装组过程，保证铸件壁厚尺寸均匀，质量稳定，提高铸造合格率。

为实现上述目的，本实用新型的一种气缸盖铸件的芯型一体式砂型结构，包括3D打印而成的上砂型和下砂型，所述上砂型内包括有与砂型一体打印成型的顶面吊胎芯、喷油嘴芯、侧水腔芯和盖板芯，所述下砂型内包括有进气道芯、排气道芯、下水腔芯，四个螺栓孔芯和底板芯，所述上砂型和下砂型的分型面为便于观察砂型内部型腔部位的阶梯式分型面。

本实用新型的气缸盖铸件的芯型一体式砂型结构，借助于3D打印整体成型砂型的技术，将将整体砂型分切为上砂型和下砂型，所述砂芯结构分别与上砂型和下砂型形成一体的砂型结构，即砂型内既形成铸件外形的轮廓，与形成了相应的砂芯结构，通过合理的设置阶梯式分型面，既便于合型操作，也减化合箱及夹固过程。本实用新型的结构完全颠覆了原有铸造砂型结构中砂芯和砂芯分别制作，再定位组芯合箱的砂型结构，，同时降低了砂型造型的难度，提高砂型精度，并且本实用新型上砂型和下砂型，在不同的制作批次中完全可以互换通用，减少废品率。