汽车发动机缸体铸型及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车发动机缸体铸型及其制造方法，所述方法包括：首先，进行铸型设计，根据汽车发动机缸体的外部结构和内部结构形状，将其铸型分成多个缸体外形砂型单元和多个缸体内腔砂型单元；然后，根据各个砂型单元的结构复杂程度，对于各个砂型单元分别采用改进的“无模法”和“有模法”制造；接着，对制造好的各砂型单元进行烘烤、打磨、修补、涂敷铸造用涂料的处理；最后将各个制造好的砂型单元组装成一个完整的铸型。本发明专利技术对现有的“无模铸型制造方法”进行改进，并综合采用现有的“有模铸型制造方法”和改进后的“无模铸型制造方法”，用于汽车发动机缸体铸型的制造，可达到成本降低、周期缩短、质量提高的效果，具有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及浇铸件的铸型制造
，特别是汽车发动机缸体 铸型及其制造方法。
技术介绍
汽车发动机缸体一般采用铸铁、铝合金等材料铸造而成。铸造工 艺的关键环节是铸件的铸型制作。对于铸造汽车发动机缸体，首先需 要根据缸体的形状制成相应的铸型，铸型一般为金属型或砂型，然后 通过浇注的方法将液态金属浇入铸型的空腔中形成缸体的形状，最后 再脱离铸型得到缸体。传统的砂型基本上采用所谓的有模砂型制造方法(简称有模 法)，即首先根据铸件的形状制成相应的模具如木模、金属模或塑料模 等，然后再利用这些模具制成砂型。在现有技术中，多是用木工机械 或手工制作的方式来制造木模，不但费时费力，而且制造出来的木模 容易受潮变形，产生裂纹，耐用性差。为了克服木模的上述缺陷，常 采用金属模或塑料模来代替木模，但这将导致成本过高，制作工序复 杂。对于汽车发动机缸体而言，由于表面形状非常复杂，如果采用上 述的有模砂型制造法来制作模具，则相应的模具设计和铸型制作 过程繁杂、周期漫长、成本太高。基于有模砂型制造方法的上述缺点，近年来出现了所谓的无模铸型制造(Patternless Casting Manufacturing,简称PCM)，该技术 日益受到重视和应用。申请号为200610123837.0，名称为制作铸造 模具的新方法和依该方法制得的铸造模具的专利技术专利申请公开了一 种无模砂型成形工艺即无模砂型制造方法(简称无模法)，其 技术方案包括首先建模，得到铸型模具的三维数字模型，而后根据一定的厚度对该三维数字模型进行分层，得到每一层截面的二维图形， 在成形时，由特定的设备控制将砂粒以分层厚度逐层铺展堆叠在设备 工作台上，在每层铺好的砂子上施加粘结剂，使所有二维图形实体范 围内的砂粒粘接成一个三维实体，之后再清除未粘接的砂粒得到一个 砂型。上述的无模法与有模法相比，省去了制造模具的步骤， 縮短了铸型制造周期，降低了成本。但是，对于汽车发动机缸体这样外 部既有复杂凹凸面又有简单平面，内部又有大小不一、形状各异的空腔和 管路的铸件，用无模砂型制造方法虽可做到型、芯一次完成成形， 但由于制出的砂型毛坯无法对内部进行表面处理，因此必须将发动机缸体 整体铸型分解成若干个砂型单元(即分型)，然后再组合为一个铸型(即 合型)，而在分型制作砂型单元时，如果仅单一使用一种无模砂型制造 方法或有模砂型制造方法都不能达到成本和质量的最佳要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题在于，提出一种 汽车发动机缸体铸型及其制造方法，将无模法和有模法综合 运用于汽车发动机缸体铸型的制造，既可解决有模法制作过程繁 杂、周期漫长的问题，又可进一步提高无模法的加工效率、降低 加工成本、提高质量。为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种汽车发动机缸体铸型的 制作方法，包括以下步骤步骤1、进行铸型设计，根据汽车发动机缸体的外部结构和内部 结构形状，将其铸型分成多个缸体外形砂型单元和多个缸体内腔砂型 单元；步骤2、根据各个砂型单元的结构复杂程度，对于结构复杂、具 有凹凸面的缸体外形砂型单元和内部具有大小不一、形状各异的空腔 和管路的缸体内腔砂型单元，采用改进的无模法制造，对于结构 相对简单、具有平面的缸体外形砂型单元，采用有模法制造；步骤3、对制造好的各砂型单元进行烘烤、打磨、修补、涂敷铸造用涂料的处理；步骤4、将各个制造好的砂型单元组装成一个完整的铸型。 具体地，步骤2中对所述缸体内腔砂型单元采用改进的无模法制造的过程如下步骤21、采用无模法制成砂型单元与金属液体接触面的型砂层；步骤22、清除散沙后，在型砂层内的预留空间内填砂至充满该砂型单元，从而形成填砂层。对于所述具有凹凸面的缸体外形砂型单元，采用步骤2中所述的改进的无模法制造过程如下步骤23、根据所述的缸体外形砂型单元的底部轮廓制成底砂层；步骤24、在底砂层上用无模法制作型砂层的边墙；步骤25、清除边墙围成的预留空间中的散砂，填砂并刮平制成填砂层；步骤26、在填砂层上用无模法制作与金属浇注液体相接触面 的型砂(整体)层。其中，上述步骤22和步骤25中涉及到的填砂层和步骤24中涉及 到的底砂层中所用到的砂为由砂和具有粘性的材料的混合材料，简称 自硬砂。本专利技术还提供了一种根据上述方法制作的汽车发动机缸体铸型， 所述铸型包括由4个侧表面砂型单元(1， 2， 3， 4)、缸体的上、下表 面砂型单元(5， 6)构成的缸体外形砂型单元，和由缸套芯砂型单元 (7)、水套芯砂型单元(8)和回油腔芯砂型单元(9)构成的缸体内 腔砂型单元，其中，上述各砂型单元的组装连接面上设有相互配合的 定位结构，通过该定位结构将各砂型单元组装在一起，组合后各砂型 单元之间的空隙构成浇注空间。本专利技术对现有的无模铸型制造方法进行改进，并综合采用改 进后无模铸型制造方法和有模铸型制造方法，用于汽车发动机 缸体铸型的制造，可达到成本降低、周期縮短、质量提高的效果，具 有广泛的应用价值。附图说明图1为本专利技术一实施例的汽车发动机缸体铸型的制造方法的流程图2是本专利技术一实施例发动机缸体的铸型砂型的分解形态图3是本专利技术一实施例发动机缸体各个铸型单元组装为一个箱体的沿纵向中心线的剖面图4是图3的A—A面的剖视图5是图4的局部放大图6是本专利技术一实施例发动机缸体的铸造过程流程图。具体实施例方式参见图1，为本专利技术一实施例的汽车发动机缸体铸型的制造方法的流程图，另参见图6，是本专利技术一实施例发动机缸体的铸造过程流程 图，其中图1的流程为图6中的步骤1。步骤S100、进行铸型设计，根据汽车发动机缸体的不同结构形状， 将其铸型分成若干个铸型单元(由于本专利技术采用砂质材料，因此也称 为砂质铸型单元，或简称为砂型单元)。在具体设计时，对其外部表面 形状设计相应的缸体外形砂型单元，例如图2中所示的各个砂型单元1 一6，对于发动机缸体的内部空腔形状设计相应的缸体内腔砂型单元， 例如图2中所示的各个砂型单元7—9;步骤S200、分析各个砂型单元的结构复杂程度，确定哪些采用改 进的无模法制造，哪些采用有模法制造，如图2所示实施例， 对于结构复杂的砂型单元，如具有复杂凹凸表面和腔隙表面的砂型单 元1一4、 7—9采用改进的无模法制造，而对于结构相对简单些的 砂型单元，如具有简单平面的砂型单元5、 6采用有模法制造。步骤S300、采用改进的无模法制造砂型单元1一4、 7—9;步骤S400、采用有模法制造砂型单元5-6;步骤S500、对制造好的各砂型单元进行烘烤、打磨、修补、涂敷 铸造用涂料处理；步骤S600、将各个制造好的砂型单元组装成一个完整的铸型。图2是一实施例发动机缸铸型按上述步骤S300和步骤S400制成 的各砂型单元未组装时的状态图，也可以称之为发动机缸体铸型的分 解形态图。由图中可看出该发动机缸体铸型的各个砂型单元没有组装 时的形态。该铸型包括缸体的4个侧表面砂型第1、 2、 3、 4单元(以 下简称单元1、 2、 3、 4)、缸体表面砂型单元5 (以下简称单元5)、缸 体表面砂型单元6 (以下简称单元6)，缸套芯砂型单元7 (以下简称单 元7)、水套芯砂型单元8 (以下简称单元8)和4个回油腔芯砂型单元 9 (以下简称单元9)，其中标号为IO的为浇注系统。单元1、 2、 3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车发动机缸体铸型的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：　步骤１、进行铸型设计，根据汽车发动机缸体的外部结构和内部．结构形状，将其铸型分成多个缸体外形砂型单元和多个缸体内腔砂型单元；　步骤２、根据各个砂型单元的结构复杂程度，对于结构复杂、具有凹凸面的缸体外形砂型单元和内部具有大小不一、形状各异的空腔和管路的缸体内腔砂型单元，采用改进的“无模法”制造，对于结构相对简单、具有平面的缸体外形砂型单元，采用“有模法”制造；　步骤３、对制造好的各砂型单元进行烘烤、打磨、修补、涂敷铸造用涂料的处理；　步骤４、将各个处理好的砂型单元组装成一个完整的铸型。

【技术特征摘要】
1. 一种汽车发动机缸体铸型的制造方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1、进行铸型设计，根据汽车发动机缸体的外部结构和内部.结构形状，将其铸型分成多个缸体外形砂型单元和多个缸体内腔砂型单元；步骤2、根据各个砂型单元的结构复杂程度，对于结构复杂、具有凹凸面的缸体外形砂型单元和内部具有大小不一、形状各异的空腔和管路的缸体内腔砂型单元，采用改进的“无模法”制造，对于结构相对简单、具有平面的缸体外形砂型单元，采用“有模法”制造；步骤3、对制造好的各砂型单元进行烘烤、打磨、修补、涂敷铸造用涂料的处理；步骤4、将各个处理好的砂型单元组装成一个完整的铸型。2. 根据权利要求l所述的汽车发动机缸体铸型的制造方法，其特 征在于，步骤2中对所述缸体内腔砂型单元采用改进的无模法制 造的过程如下步骤21、采用无模法制成砂型单元与金属液体接触面的型砂层；步骤22、在型砂层内的预留空间内填砂至充满该砂型单元，从而形 成填砂层。3. 根据权利要求l所述的汽车发动机缸体铸型的制造方法，其特 征在于，对于所述具有凹凸面的缸体外形砂型单元采用步骤2中所述 的改进的无模法制造过程如下步骤23、根据所述的缸体外形砂型单元的底部轮廓制成底砂层；步骤24、在底砂层上用无模法制作型砂层的边墙；步骤25、清除边墙围成的预留空间中的散砂，填砂并刮平制成填砂层；步骤26、在填砂层上用无模法制作与金属液体相接触的型砂 层。4. 根据权利要求3所述的汽车发动机缸体铸型的制造方法，其特 征在于，所述填砂层和所述底砂层的砂为由砂和具有粘性的材料的混 合材料。5. 根据权利要求2所述的汽车发动机缸体铸型的制造方法，其特征在于，在步骤22中，向型砂层内的预留空间内填砂过程中埋入与砂 型...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐果林，吴爵盛，金枫，梁满杰，
申请(专利权)人：佛山市峰华自动成形装备有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]