一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法技术

提供一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法，属于砂型铸造技术领域，包括以下步骤：根据主燃铸管的外形轮廓，将分型面设计在弯管中心，分型面平行于厚大法兰的平面；根据主燃铸管复杂腔体形状尺寸，通过三维制图软件对型芯进行三维建模，对获得的三维模型进行分块，采用三维打印技术制作各个分块并组装，得到型芯；主燃铸管浇注系统采用平做立浇的工艺，底注式的浇注系统，平稳充型；主燃铸管采用保温冒口套进行补缩；根据主燃铸管型芯的尺寸形状在砂型顶部设计排气孔；将组装好的型芯安装在砂型的型腔中。本发明专利技术解决中高速大功率柴油机主燃铸管易出现夹渣、缩松、缺陷组织粗大、石墨漂浮等铸造缺陷的问题，实现主燃铸管的铸造批量生产。量生产。量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法


[0001]本专利技术属于砂型铸造
，具体涉及一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法。

技术介绍

[0002]柴油机是动力运行的主要部分，而作为柴油机关键零部件的主燃铸管，它的性能更是保证柴油机正常工作的前提。因此，要想保证柴油机正常工作，主燃铸管需要满足一定的质量要求。主燃铸管的结构十分复杂，壁厚相差悬殊，主要壁厚只有8mm，其内外腔体有密封试验要求，需要较高的铸造尺寸精度及缺陷控制能力，铸造技术要求高。
[0003]对于这种腔体复杂、且尺寸精度要求高的主燃铸管，在铸造过程中必须设计更加合理的铸造工艺。目前铸造中通常采用传统呋喃树脂砂手工造型，浇注系统采用平做平浇的方案进行浇注。但这样生产的主燃铸管尺寸精度很难达到，且型腔复杂不易清砂，铁水充型过程中容易对腔体产生冲刷，产生浮砂，型腔内夹杂物不能得到有效上浮，容易在铸件上平面形成夹杂缺陷。由于内外管腔体需要进行压力试验，对致密性有一定的要求，而夹杂严重会导致密封试验不能通过，发生漏水，严重影响柴油机装机。所以传统的铸造工艺方法不适合主燃铸管的生产。
[0004]其中，专利文献CN106799461A公开了一种三维喷印成形铸型的方法，采用水基粘结剂等材料通过三维喷印的方法直接喷印砂型，再通过烧结等处理方法得到铸型。这样的铸型强度较低，发气量较大，在生产过程中易产生很多缺陷。专利文献CN109332578A公开了一种冷冻粘土砂的无模铸造成形方法，将型砂和粘结剂等混合，置于砂箱紧实后，在低温环境中冷冻固化，待砂型强度达到要求后，通过切削刀具切削出所需砂型并整体组装，得到铸型。这样的铸型存在含水量高和发气量高的缺点，并且在制造过程中需要冷冻装置，成本较高。
[0005]因此，需要开发一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯的成形方法，以克服传统手工造型型芯尺寸精度低，易产生缺陷的问题，同时实现主燃铸管的铸造批量生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题：提供一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法，本专利技术目的在于解决中高速大功率柴油机主燃铸管易出现夹渣、缩松、缺陷组织粗大、石墨漂浮等铸造缺陷的问题，实现主燃铸管的铸造批量生产。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案：
[0008]一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法，所述主燃铸管型芯结构从上往下包括厚大法兰、弯管、弯管中芯，包括以下步骤：
[0009]步骤1)：根据主燃铸管的外形轮廓，将分型面设计在弯管中心，分型面平行于厚大法兰的平面，分型面上、下位置砂型外轮廓根据铸件外形尺寸确定；
[0010]步骤2)：根据主燃铸管复杂腔体形状尺寸，通过三维制图软件对型芯进行三维建
模，对获得的三维模型进行分块，采用三维打印技术制作各个分块并组装，得到型芯；
[0011]步骤3)：主燃铸管浇注系统采用平做立浇的工艺，底注式的浇注系统，平稳充型；所述平做立浇是指平放砂型进行型芯装配，砂型合箱后，将砂型垂直放置进行浇注，分型面垂直于地面；
[0012]步骤4)：主燃铸管采用保温冒口套进行补缩，冒口套安置在砂型顶部即厚大法兰的正上方；
[0013]步骤5)：根据主燃铸管和步骤3)中型芯的尺寸形状在砂型顶部设计排气孔；
[0014]步骤6)：将组装好的型芯安装在砂型的型腔中，并合上上、下砂型形成铸型。
[0015]上述步骤1)中，所述分型面与弯管上、下表面距离为38.4mm。
[0016]上述步骤2)中，对所述型芯的分块为厚大法兰、弯管、弯管中芯。
[0017]上述步骤2)中，所述分块后的型芯通过定位轴定位组装。
[0018]上述步骤3)中，所述浇注系统的浇口杯位置处于砂型顶部，分型面上。
[0019]上述步骤3)中，砂型垂直浇注时，主燃铸管的厚大法兰在上方，弯管在下方。
[0020]上述步骤4)中，所述冒口套内腔半径为20mm～23mm。
[0021]上述步骤5)中，所述排气孔直径为0.5mm～3mm。
[0022]上述步骤6)中，所述型芯和砂型通过定位槽定位安装。
[0023]本专利技术与现有技术相比的优点：
[0024]1、本方案对砂芯进行分块并采用三维打印的技术制作砂芯，既降低了复杂腔体砂芯的制造时间和制造成本，又满足了尺寸精度要求；
[0025]2、本方案采用平做立浇、低温快浇的浇注系统设计，能够使液面上升平稳，逸气浮渣能力强，避免高温的铁水使铸型和冷铁过早达到热饱和而降低或失去激冷的作用，充分利用铁液石墨化膨胀进行补缩，避免夹渣、缩松、组织粗大、石墨漂浮等铸造缺陷，将铸件的厚大法兰朝上，便于设置并利于补缩和渣子上浮；
[0026]3、本方案在浇注位置顶部采用蓄热系数小且具有保温功能的珍珠岩粉的保温冒口套，延长冒口的凝固时间，提高冒口的补缩效率；
[0027]4、应用本方案方法生产的主燃铸管，经检测,主燃铸管水腔密封性及尺寸均合格，解剖后渗透探伤检测也未发现夹渣、缩松等铸造缺陷；同时本方案所提供的工艺、方法也能够推广应用到其他铸件复杂腔体铸型/芯的成形中。
附图说明
[0028]图1为本专利技术中主燃铸管的结构正视图；
[0029]图2为本专利技术中主燃铸管的立体结构图；
[0030]图3为本专利技术中型芯的结构主视图；
[0031]图4为本专利技术中型芯的结构左视图；
[0032]图5为本专利技术中浇注系统示意图；
[0033]图6为本专利技术中砂型顶部浇口杯、冒口套、排气孔位置图；
[0034]图7为本专利技术中砂型上预留的定位槽示意图；
[0035]图8为本专利技术中型芯装配图；
[0036]图9为本专利技术中砂型和型芯的装配图；
[0037]图10为本专利技术的分型位置示意图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]请参阅图1
‑
9，详述本专利技术的实施例。
[0040]实施例1：
[0041]一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法：
[0042]某型号柴油机的主燃铸管总体尺寸长401mm，宽225mm，高193mm，结构复杂、紧凑，主要壁厚只有8mm，如图1和2所示，根据铸件材质和生产产量采用砂型铸造方式。
[0043]该主燃铸管型芯结构从上往下包括厚大法兰1、弯管2、弯管中芯3，具体包括以下步骤：
[0044]步骤1)：根据主燃铸管铸件的外形轮廓，分型面设计在弯管2中心面上。参见图10所示，分型面平行于厚大法兰1平面，与主燃铸管铸件的弯管2的上、下表面距离为38.4mm，分型面上、下位置砂型外轮廓根据铸件外形尺寸确定；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法，所述主燃铸管型芯结构从上往下包括厚大法兰、弯管、弯管中芯，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)：根据主燃铸管的外形轮廓，将分型面设计在弯管中心，分型面平行于厚大法兰的平面，分型面上、下位置砂型外轮廓根据铸件外形尺寸确定；步骤2)：根据主燃铸管复杂腔体形状尺寸，通过三维制图软件对型芯进行三维建模，对获得的三维模型进行分块，采用三维打印技术制作各个分块并组装，得到型芯；步骤3)：主燃铸管浇注系统采用平做立浇的工艺，底注式的浇注系统，平稳充型；所述平做立浇是指平放砂型进行型芯装配，砂型合箱后，将砂型垂直放置进行浇注，分型面垂直于地面；步骤4)：主燃铸管采用保温冒口套进行补缩，冒口套安置在砂型顶部即厚大法兰的正上方；步骤5)：根据主燃铸管和步骤3)中型芯的尺寸形状在砂型顶部设计排气孔；步骤6)：将组装好的型芯安装在砂型的型腔中，并合上上、下砂型形成铸型。2.根据权利要求1中所述的一种主燃铸管复杂腔体铸型/芯成形方法，其特征在于，上述步骤1)中，所述分型面与弯管上、下表面距离为38.4mm。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫蓉，刘彦，赵悦光，郭敏，
申请(专利权)人：陕西柴油机重工有限公司，
类型：发明
国别省市：