CN107511457B - 一种砂芯模具、砂芯及其生产方法 - Google Patents

一种砂芯模具、砂芯及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种砂芯模具、砂芯及其生产方法，属于发动机领域，砂芯模具包括支撑部、顶芯部、下成型腔、上成型腔、射砂部、供气部和压芯部。本发明提高了不同缸盖进气道砂芯的一致性，提高了柴油发动机产品性能的一致性，同时提高了砂芯的产量，减少了砂芯变形。

Description

一种砂芯模具、砂芯及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种模具，尤其是一种砂芯模具，还涉及由该砂芯模具得到的砂芯及其生产方法，属于发动机领域。
背景技术
现有的柴油发动机缸盖的进、排气道砂芯向多砂芯、形状复杂化发展，此类砂芯空间截面变化较大，难以成型，各个砂芯的一致性难以控制，采用目前的生产工艺进行制造，砂芯变形较大，单个进、排气道砂芯独立成型，砂芯一致性和进、排气道的配对一致性难以控制，会影响柴油发动机的性能一致性。因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种砂芯变形较小，砂芯一致性和进、排气道砂芯的配对一致性易于控制的砂芯模具。本发明具体方案如下：
一种砂芯模具，用于制造发动机缸盖进、排气道砂芯，包括支撑部、顶芯部、下成型腔、上成型腔、射砂部、供气部和压芯部。顶芯部设于支撑部上，下成型腔固定或活动设于支承部上，下成型腔和上成型腔合模后形成至少两套进气道砂芯和至少两套排气道砂芯的成型部，其中，每套进气道砂芯的成型部一端芯头位置连通，使得一次成型的若干个进气道砂芯的一端芯头连接在一起，射砂部设于上成型腔上部，向成型部喷射砂子和粘合剂混合物，成型部包括缓冲部，使得混合物在气压的推动下沿成型部自上而下流动，射砂部上侧还设有供气部，压芯部设于供气部上侧，顶芯部将成型的进、排气道砂芯顶出。
进一步地，成型部内的气体通过顶芯部与下成型腔之间的间隙和/或下成型腔和上成型腔之间的间隙排出。
进一步地，射砂部包括若干射嘴，上成型腔包括射嘴容纳部，射嘴容纳部与成型部连通，其中，每套进气道砂芯成型部的每个进气道砂芯的圆形芯头位置均设有射嘴容纳部，均在成型部最高点，每套进气道砂芯的连接部均设有射嘴；每排排气道砂芯成型部的每个排气道砂芯的圆芯头位置设有射嘴容纳部，均在成型部最高点。
进一步地，还包括承载射砂部、供气部和压芯部的移动装置，所述移动装置带动射砂部、供气部和压芯部上下或水平运动。
进一步地，顶芯部包括设于支撑部上的伸缩部，设于伸缩部上的顶板，设于顶板两侧的导向杆，设于顶板上与所述成型部对应的若干顶芯杆，下成型腔包括若干顶芯杆通过的通孔，通孔与成型部连通。
进一步地，射砂部还包括承载板，承载板通过移动装置上下或水平运动，若干射嘴设于承载板上，承载板上还设有限位块。
进一步地，供气部包括吹气板，吹气板通过移动装置上下或水平运动，若干吹气杆与射嘴容纳部对应，设于吹气板上。
进一步地，压芯部包括可上下或水平运动的压芯板，设于压芯板两侧的导向杆和设于压芯板下端的压芯杆，压芯杆与射嘴容纳部对应。
进一步地，若干进气道砂芯的芯头一端通过连接部连接，连接部上包括凹槽，凹槽上形成密封槽。
本发明涉及的发动机缸盖进、排气道砂芯的生产方法，包括如下步骤：
步骤（1）：顶芯部、下成型腔移动到制芯位置，准备制芯；上成型腔移动到下成型腔上方并贴合，下成型腔和上成型腔合模后形成至少两套进气道砂芯和至少两套排气道砂芯的成型部，其中，每套进气道砂芯的成型部一端芯头位置连通，使得成型若干进气道砂芯通过一端芯头连接在一起；
步骤（2）：射砂部移动到上成型腔上方压紧，射砂部的射嘴向成型部***砂子和粘合剂混合物，混合物在气压的推动下随成型部形状流动，到达成型部最低点，直至混合物紧实，无空腔，混合物流动方向和气体流动方向一致，成型部内的气体通过顶芯部与下成型腔之间的间隙和/或下成型腔和上成型腔之间的间隙排出；
步骤（3）：射砂部移开，供气部移动到上成型腔上方压紧，向成型部内注入催化气体，在催化气体催化下，粘合剂反应将砂子固化，供气完成后，供气部移开；
步骤（4）：压芯部移动到上成型腔上方压紧，压芯杆压入成型部，将射砂部位压平；
步骤（5）：压芯部移开，上成型腔移开，顶芯部将成型的砂芯顶出。
本发明与现有技术相比：本发明模具结构新颖、紧凑，对砂芯模具内进、排气道成型腔进行改进，使得两件缸盖的进、排气道砂芯一次制作成型；进气道砂芯通过芯头连成一体，四个进气道砂芯总是一次成型，固定位置排列，提高了不同缸盖进气道砂芯的一致性，提高了柴油发动机产品性能的一致性，同时提高了砂芯的产量，减少了砂芯变形；砂芯模具内进、排气道型腔的布置采用至上而下随形缓慢下降的结构，利于砂子和气流在型腔流动和排出，提高了砂芯的紧实率和表面质量。
附图说明
图1为本发明的砂芯模具的结构示意图；
图2为本发明的砂芯模具的剖视图；
图3为本发明的砂芯模具得到的砂芯的结构示意图；
图4为本发明的砂芯模具的上成型腔的结构示意图；
图5为本发明的砂芯模具的下成型腔的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1-5所示，本实施例的砂芯模具，用于制造发动机缸盖进、排气道砂芯，本实施例为柴油发动机缸盖进、排气道砂芯，包括支撑部1、顶芯部2、下成型腔3、上成型腔4、射砂部5、供气部6和压芯部7，顶芯部2设于支撑部1上，下成型腔3包括两排进气道砂芯成型下腔3.1、两排排气道砂芯成型下腔3.2和连接部3.3，对应于下成型腔，上成型腔4包括两排进气道砂芯成型上腔4.2、两排排气道砂芯成型上腔4.1和连接部4.3，下成型腔3和上成型腔4合模后形成2排进气道砂芯和2排排气道砂芯的成型部，2排进气道砂芯成型部位于中部，排气道砂芯成型部位于两侧。其中，每排进气道砂芯成型部包括四个进气道砂芯成型单元，每个进气道砂芯成型单元的一端芯头位置连通，使得成型的若干进气道砂芯一端芯头相互连接，排气道砂芯成型部包括四个排气道砂芯成型单元，可以是独立成型，成型的进气道砂芯8和排气道砂芯9如图3所示，进气道砂芯包括芯头8.1、芯头连接部8.2和设于芯头连接部上的密封槽8.3，密封槽8.3设于芯头连接部8.2的凹槽上，对应于芯头与芯头之间的间隔。下成型腔3还可以通过连接部3.3固定在支撑部1上，也可以将下成型腔3的连接部3.3和上成型腔4的连接部4.3一同设于现有的升降机构上，实现上成型腔3和下成型腔4合模即可。
支撑部1可以是本领域现有的底框，顶芯部2包括设于支撑部1上的伸缩部2.1，设于伸缩部2.1上的顶板2.2，设于顶板2.2两侧的导向杆2.3，设于顶板2.2上与成型部对应的若干顶芯杆2.4，下成型腔包括若干顶芯杆2.4通过的通孔，通孔与成型部连通，下成型腔3就位后，顶芯杆2.4与下成型腔3的通孔之间存在微小间隙B。成型部内的气体通过顶芯部与下成型腔之间的微小间隙和/或下成型腔和上成型腔之间的微小间隙（分型面）排出。
射砂部5设于上成型腔上侧，砂子粒和粘合剂的混合物在气压的推动下沿成型部运动，本实施例中，粘合剂可以是树脂，也可以是现有的其他粘合剂，射砂部包括若干射嘴5.2，上成型腔4顶部还包括射嘴容纳部，射嘴容纳部与成型部连通，射嘴5.2与射嘴容纳部匹配，不改变成型的芯头形状，其中，每排进气道砂芯成型部的每个进气道砂芯的两端芯头位置均设有射嘴容纳部，也就是每个进气道砂芯成型单元对应两个射嘴容纳部，如图2所示，每排进气道砂芯成型部的每个进气道砂芯的芯头位置设有射嘴容纳部。射砂部5还包括承载板5.3，承载板5.3通过连接部5.4与移动装置连接，若干射嘴5.2设于承载板5.3上，承载板上还设有限位块5.1。混合物在气压的推动下随成型部形状流动，到达成型部最低点，直至混合物紧实，无空腔，混合物流动方向A和气体流动方向一致。
射砂部5上侧还设有供气部6，供气部6包括吹气板6.1，设于吹气板6.1上的若干吹气杆6.2，吹气板6.1通过连接部6.3与移动装置连接，若干吹气杆与射嘴容纳部对应，形状与射嘴容纳部匹配，本实施例中，催化气体可以是三乙胺，也可以是现有的其他催化气体。
压芯部7包括可上下或水平运动的压芯板7.2，设于压芯板7.2两侧的导向杆7.1和设于压芯板7.2下端的压芯杆7.3，压芯杆7.3与射嘴容纳部对应，压芯板7.2通过连接部7.4与移动装置连接。
本实施例还包括承载射砂部5、供气部6和压芯部7的移动装置，移动装置是现有的结构，此处不做详细说明，可带动射砂部、供气部和压芯部上下或水平运动即可，例如可以是循环的输送装置等。
本实施例的用于柴油发动机缸盖进、排气道中砂芯的生产工艺包括以下步骤：
步骤（1）：顶芯部、下成型腔移动到制芯位置，准备制芯；上成型腔移动到下成型腔上方并贴合，下成型腔和上成型腔合模后形成2套进气道砂芯和2套排气道砂芯的成型部，2套进气道砂芯的成型部位于中部，两侧各有一套排气道砂芯的成型部，进气道砂芯和2套排气道砂芯的成型部对称设置，其中，每排进气道砂芯的成型部一端芯头位置连通，使得成型的若干进气道砂芯一端芯头相互连接；
步骤（2）：射砂部移动到上成型腔上方压紧，射砂部的射嘴向成型部***砂子和树脂混合物，如图2所示，混合物在气压的推动下随形流动，一直到达型腔最低点并通过顶芯杆和模具之间的间隙排出型腔内的气体，混合物流动方向和气体流动方向一致，均随形并沿重力方向向下至最低点，直至混合物紧实，无空腔，成型部内的气体通过顶芯部与下成型腔之间的间隙和/或下成型腔和上成型腔之间的间隙排出；
步骤（3）：射砂部移开，供气部移动到上成型腔上方压紧，向成型部内注入三乙胺，在三乙胺催化下，树脂反应将砂子固化，供气完成后，供气部移开；
步骤（4）：压芯部移动到上成型腔上方压紧，压芯杆压入成型部，将射砂部位压平；
步骤（5）：压芯部移开，上成型腔移开，顶芯部将成型的砂芯顶出。进、排气道砂芯一一对应，一致性好，如图3所示，一台缸盖上的四个进气道芯通过芯头连在一起，一致性、稳定性好，进一步提高柴油机产品的性能一致性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发动机缸盖进、排气道砂芯的生产方法，其特征在于：用于制造发动机缸盖进、排气道砂芯的砂芯模具包括支撑部、顶芯部、下成型腔、上成型腔、射砂部、供气部和压芯部；顶芯部设于支撑部上，下成型腔固定或活动设于支撑部上，下成型腔和上成型腔合模后形成至少两套进气道砂芯和至少两套排气道砂芯的成型部，其中，每套进气道砂芯的成型部一端芯头位置连通，使得一次成型的若干个进气道砂芯的一端芯头连接在一起，射砂部设于上成型腔上部，向成型部喷射砂子和粘合剂混合物，成型部包括缓冲部，使得混合物在气压的推动下沿成型部自上而下流动，射砂部上侧还设有供气部，压芯部设于供气部上侧，顶芯部将成型的进、排气道砂芯顶出；成型部内的气体通过顶芯部与下成型腔之间的间隙和/或下成型腔和上成型腔之间的间隙排出；压芯部包括可上下或水平运动的压芯板，设于压芯板两侧的导向杆和设于压芯板下端的压芯杆，压芯杆与射嘴容纳部对应；
该生产方法包括如下步骤：
步骤（1）：顶芯部、下成型腔移动到制芯位置，准备制芯；上成型腔移动到下成型腔上方并贴合，下成型腔和上成型腔合模后形成至少两套进气道砂芯和至少两套排气道砂芯的成型部，其中，每套进气道砂芯的成型部一端芯头位置连通，使得成型若干进气道砂芯通过一端芯头连接在一起；
步骤（2）：射砂部移动到上成型腔上方压紧，射砂部的射嘴向成型部***砂子和粘合剂混合物，混合物在气压的推动下随成型部形状流动，到达成型部最低点，直至混合物紧实，无空腔，混合物流动方向和气体流动方向一致，成型部内的气体通过顶芯部与下成型腔之间的间隙和/或下成型腔和上成型腔之间的间隙排出；
步骤（3）：射砂部移开，供气部移动到上成型腔上方压紧，向成型部内注入催化气体，在催化气体催化下，粘合剂反应将砂子固化，供气完成后，供气部移开；
步骤（4）：压芯部移动到上成型腔上方压紧，压芯杆压入成型部，将射砂部位压平；
步骤（5）：压芯部移开，上成型腔移开，顶芯部将成型的砂芯顶出。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：射砂部包括若干射嘴，上成型腔包括射嘴容纳部，射嘴容纳部与成型部连通，其中，每套进气道砂芯成型部的每个进气道砂芯的圆形芯头位置均设有射嘴容纳部，均在成型部最高点，每套进气道砂芯的连接部均设有射嘴；每排排气道砂芯成型部的每个排气道砂芯的圆芯头位置设有射嘴容纳部，均在成型部最高点。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：还包括承载射砂部、供气部和压芯部的移动装置，所述移动装置带动射砂部、供气部和压芯部上下或水平运动。
4.根据权利要求1-3之一所述的生产方法，其特征在于：顶芯部包括设于支撑部上的伸缩部，设于伸缩部上的顶板，设于顶板两侧的导向杆，设于顶板上与所述成型部对应的若干顶芯杆，下成型腔包括若干顶芯杆通过的通孔，通孔与成型部连通。
5.根据权利要求1-3之一所述的生产方法，其特征在于：射砂部还包括承载板，承载板通过移动装置上下或水平运动，若干射嘴设于承载板上，承载板上还设有限位块。
6.根据权利要求1-3之一所述的生产方法，其特征在于：供气部包括吹气板，吹气板通过移动装置上下或水平运动，若干吹气杆与射嘴容纳部对应，设于吹气板上。
7.利用权利要求1-3之一所述的砂芯模具制造的砂芯，其特征在于：若干进气道砂芯的芯头一端通过连接部连接，连接部上包括凹槽，凹槽上形成密封槽。
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