CN211515982U - 一种制造发动机缸体的冒口砂芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制造发动机缸体的冒口砂芯结构，包括冒口芯，冒口芯的上端面设置有冒口和排气孔，冒口芯的下端面与水套芯型面配合，其特征在于，冒口芯的上端面上设置有多个减砂孔，所述减砂孔为盲孔结构，减砂孔均布在冒口芯的上端面上，所述冒口芯的边缘下沉形成沉壁结构。本实用新型通过设置减砂孔和沉壁结构来去除冒口芯上不起作用的实心部位，使得冒口芯的自重大幅减轻，其不仅有效解决了冒口芯发烟量大而污染严重的问题，其还节约了冒口芯的制造成本，克服了传统冒口芯所存在的不足。

Description

一种制造发动机缸体的冒口砂芯结构

技术领域

本实用新型涉及发动机缸体铸造领域，特别涉及一种制造发动机缸体的冒口砂芯结构。

背景技术

发动机缸体铸造用的砂型一般包括前端面砂芯、后端面砂芯、左外型、右外型、底板砂芯和冒口砂芯。冒口砂芯也简称冒口芯，传统的冒口芯除了与各砂型装配锁形外，其端面上还设置有冒口，典型的如中国实用新型专利CN207119751U那样，冒口芯的上端面上设置有冒孔200(冒孔也称冒口)、大方形排液孔(附图2中，冒孔200之间的大方形孔即为方形排液孔)和小方形排液孔(附图2中，除大方形排液孔外，其他小方形孔即为小方形排液孔)，同时，在一些掌握有先进技术的发动机制造企业中，冒口芯的端面上还设置有排气孔，即在小方形排液孔之间设置排气孔，如附图1所示。

传统的冒口芯除了上述孔洞之外，其他部分均为实心结构，冒口芯由于存在较多实心部分，导致冒口芯的自重达到7kg以上，其不仅导致整个砂型偏重而不方便搬运、生产，过重的冒口芯还会导致用砂量多而使制造成本偏高，同时，最主要的是，由于冒口芯是由型砂和树脂混合固化形成，用砂量过多也会导致树脂用量过多，在浇注时，型砂内的树脂在高温下燃烧发烟，过多的用砂量导致砂芯燃烧的火焰偏大并产生浓烟，其不利于工人观察浇注情况而使浇注过程不易控制，而且还会造成生产环境污染，其严重危害操作工人的身体健康，易产生安全责任事故。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种轻量型的冒口砂芯结构，通过设置减砂孔来去除冒口芯上不起作用的实心部位，使得冒口芯的自重大幅减轻，不仅能够有效解决冒口芯发烟量大而污染严重的问题，其还能节约冒口芯的制造成本，浇注过程更易控制，克服了传统冒口芯所存在的不足。

本实用新型采用的技术方案如下：一种制造发动机缸体的冒口砂芯结构，包括冒口芯，冒口芯的上端面设置有冒口和排气孔，冒口芯的下端面与水套芯型面配合，其特征在于，冒口芯的上端面上设置有多个减砂孔，所述减砂孔为盲孔结构，减砂孔均布在冒口芯的上端面上，所述冒口芯的边缘下沉形成沉壁结构。

进一步，所述沉壁结构包括沉边，所述沉边上设置有用于砂芯装配的锁形结构。

进一步，所述沉边沿冒口芯的边缘呈上下起伏的凹凸形结构。

进一步，所述减砂孔包括第一减砂孔，所述第一减砂孔设置在排气孔与冒口之间。

进一步，所述减砂孔包括第二减砂孔，所述第二减砂孔设置在排气孔与冒口芯边缘之间。

进一步，所述冒口芯与端面砂芯通过型面卡接结构实现紧密配合，所述型面卡接结构包括相互配合的卡接凸起和卡接凹槽，所述卡接凸起设置在端面砂芯上，所述卡接凹槽设置在冒口芯上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在设置减砂孔和沉壁结构来去除冒口芯上不起作用的实心部位，使得冒口芯的自重大幅减轻，其自重至少能够减少1/3，这样的设置不仅有效解决了冒口芯发烟量大而污染严重的问题，其还节约了冒口芯的制造成本，进而间接大幅提高了企业的利润，同时，发烟量的明显减少，使得浇注过程更易控制，铸件质量能够得到有效保障，克服了传统冒口芯所存在的不足。

附图说明

图1是传统制造发动机缸体的冒口砂芯三维结构示意图；

图2是图传统冒口砂芯的下端面结构示意图；

图3是本实用新型的一种冒口砂芯三维结构示意图；

图4是图3冒口砂芯的另一个视角；

图5是图3的冒口砂芯上端面结构示意图；

图6是图3的冒口砂芯下端面结构示意图；

图7是本实用新型的一种沉壁结构示意图；

图8是本实用新型的冒口砂芯装配示意图；

图9是本实用新型的沉壁结构的另一种情况。

图中标记：1为冒口芯，2为冒口，3为排气孔，4为方形排液孔，5为圆形排液孔，6为第一减砂孔，7为第二减砂孔，8为第一砂型连接部，9为主架结构，10为第二砂型连接部，11为沉边，12为卡接凹槽，13为卡接凸起，14为端面砂芯，15为直浇道。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以四缸发动机缸体为例，如图1和图2所示，传统缸体砂型的冒口芯1的上端面设置有冒口2和排气孔3，其下端面设置有与水套芯形状和缸孔上端面形状相匹配的型面，冒口芯1上的冒口2和排气孔3均贯穿冒口芯1。传统四缸发动机缸体的冒口芯1的厚度达到86mm以上，宽度达到150mm以上，长度达到400mm以上，除了冒口2和排气孔3外，冒口芯基本为一实体，这导致冒口芯1的自重达到7kg以上，其不仅导致整个砂型偏重而不方便搬运、生产，还会导致用砂量多而使制造成本偏高，同时，最主要的是，由于冒口芯1是由型砂和树脂混合固化形成，用砂量过多也会导致树脂用量过多，在浇注时，型砂内的树脂在高温下燃烧发烟，过多的用砂量导致砂芯燃烧的火焰偏大并产生浓烟，其既不利于工人观察浇注情况，而且还会造成生产环境污染，其严重危害操作工人的身体健康，易产生安全责任事故。

为此，为了解决现有冒口芯1所存在的问题，本实用新型人对其作出了改进，如图3-6所示，本实用新型的冒口芯与传统冒口芯的不同之处在于，本实用新型对冒口芯1做了减砂结构设计。实用新型人在对传统冒口芯1的结构进行研究后发现，传统冒口芯1存在太多的多余砂型填充量，即未起作用的实体部分，因此，在保证冒口芯1具有足够的强度的情况下，本实用新型在冒口2与排气孔3之间均设计了减砂孔，所谓减砂孔即是去除了型砂的凹槽，减砂孔并不贯穿冒口芯，其属于盲孔结构，以防止减砂孔影响冒口芯1下端面所形成的型面。具体地说，如图3-5所示，冒口芯1上，缸孔的冒口2与位于其两端的水套芯的排气孔3之间设有第一减砂孔6，排气孔3与冒口芯1的周边之间设有第二减砂孔7，这样的设置使得冒口芯1的上端面上分布了诸多的第一减砂孔6和第二减砂孔7，第一减砂孔6和第二减砂孔7的设置使得冒口芯1的自重至少减少了1/3，即至少减少了2kg以上的型砂量，减砂效果显著，其不仅有效解决了冒口芯发烟量大而污染严重的问题，还明显节约了冒口芯的制造成本，单个冒口芯的材料成本节约了10元以上(以覆膜砂计)，技术效果显著。

进一步地，本实用新型设计的减砂孔除了直接带来减少型砂用量的技术效果外，还能够起到防止铁水外冒的额外技术效果，以第一减砂孔6为例，第一减砂孔6设置在冒口2与排气孔3之间，浇注快结束时，冒口2内冒出的金属液由于还是液体状态，其会沿冒口芯1的端面流淌，这样不仅会导致排气孔3被金属液堵塞，过多的金属液还会直接流淌到砂型外，进而造成安全事故，而第一减砂孔6的存在促使流淌在冒口芯1端面上的金属液流进第一减砂孔6内，进而一方面阻止了金属液流淌至排气孔3处而堵塞排气孔3，另一方面则阻止了金属液的进一步流淌，使金属液限流在减砂孔内，由此消除了流淌的金属液所带来的不利影响。

进一步地，在设计减砂孔时，虽然减砂孔为不规则的孔，但是不能盲目地为了减砂而使减砂孔的面积过大，以冒口2周围的减砂孔为例，如果冒口2周围没有连接冒口2主架结构的型砂结构，则会导致冒口2周围的砂型强度过低，易在浇注过程中坍塌，显然这不利于铸件生产，因此，冒口2周围最好设置具有一定强度的砂型连接部，冒口2周围的砂型通过第一砂型连接部8与冒口2的主架结构9连接，进而为冒口2提供足够的强度支撑。相应地，冒口芯1上的排气孔3是成组设置的，一般3个排气孔3为一组，对于一组排气孔3来说，其周围最好也设置具有一定强度的第二砂型连接部10来连接冒口芯1的主架结构9，以使其具有足够的强度。简单地说，在设计减砂孔时要把握一个原则，即减砂孔的跨度和面积不宜过大，应保证冒口芯1上各个结构都具有足够的强度。

进一步地，申请人在研究如何进一步减少冒口芯1的用砂量时发现，在保证冒口芯1具有足够的强度的条件下，传统冒口芯边缘的结构设计也是多余的，即是说，传统的冒口芯的周边除了必要的型面配合结构外，基本为直上直下的结构，为此，在本实用新型的一个实施例中，冒口芯1四周的边缘下沉形成沉壁结构，如图7所示，图7为带有沉壁结构的冒口芯部分结构示意图，并省略了部分结构，如部分砂型连接部，所述沉壁结构包括沉边11，沉边11的高度低于冒口芯1上端面的高度，沉边1上设置有用于装配的锁形结构。在图7中，沉边11是具有一定宽度的围绕冒口芯1一圈的环形结构，沉边11的厚度根据实际情况设置，一般为8mm，沉边11的高度则仅为29mm左右，相对于冒口86mm以上的厚度来说，沉边11的高度远低于冒口芯1的高度，这样的设计可以大量减少冒口芯1的自重，同时对冒口芯1的设计强度，冒口芯1的装配使用影响小，完全不会干扰冒口芯1的正常使用，而冒口芯1的自重则至少减少2kg以上，配合减砂孔的使用，冒口芯1的自重至少减少了50％，冒口芯1的制造成本大幅降低。

进一步地，传统冒口芯与砂型的端面砂芯采用型面卡接，考虑到砂芯成型方便和便于加工等因素，一般采用在冒口芯1的两个端面上分别设置卡接凸起，在砂芯的端面砂芯上设置卡接凹槽的配合结构，如中国实用新型专利CN207119751U的附图2所展示的那样，然而，这样的结构对于传统采用悬挂面立式浇注砂型来说是无影响，但对于设置有沉边11的冒口芯1来说，冒口芯1边缘为卡接凸起所提供的支撑是不够的，安装时，卡接凸起所受的剪切力过大而易变形，导致冒口芯1与端面砂芯配合不紧密，不能形成相互限位的配合结构，同时，对于直浇道15设置在端面砂芯14的情况，在端面砂芯14上设置卡接凹槽无疑会使直浇道15与浇铸型腔之间的距离过短，为防止浇注时金属液在此处发生烫穿事故，则需要加厚端面砂芯的厚度，这显然不利于减砂结构的设计。为此，对于上述两种情况，作为一种改进方式，在冒口芯的两个端面上设置卡接凹槽12，而在端面砂芯上设置卡接凸起13，对于设置有沉边11的情况，则在沉边11上直接设置具有敞口结构的卡接凹槽11，如图7和图8所示，这样的设计不仅能够避免减小直浇道与浇铸型腔之间的距离，其还能通过沉边来承受剪切力，进而使冒口芯与端面砂芯配合紧密，形成相互限位的配合结构，有效克服了传统配合结构所带来的不利影响。

当某些发动机缸体的砂型的油道芯需要伸出与冒口芯配合时，作为一种实施方式，所述沉边11沿冒口芯1的边缘呈上下起伏的凹凸形结构，如图9所示，这样的结构是为了配合油道芯的组装，以便于冒口芯的安装。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种制造发动机缸体的冒口砂芯结构，包括冒口芯，冒口芯的上端面设置有冒口和排气孔，冒口芯的下端面与水套芯型面配合，其特征在于，冒口芯的上端面上设置有多个减砂孔，所述减砂孔为盲孔结构，减砂孔均布在冒口芯的上端面上，所述冒口芯的边缘下沉形成沉壁结构。

2.如权利要求1所述的制造发动机缸体的冒口砂芯结构，其特征在于，所述沉壁结构包括沉边，所述沉边上设置有用于砂芯装配的锁形结构。

3.如权利要求2所述的制造发动机缸体的冒口砂芯结构，其特征在于，所述沉边沿冒口芯的边缘呈上下起伏的凹凸形结构。

4.如权利要求1所述的制造发动机缸体的冒口砂芯结构，其特征在于，所述减砂孔包括第一减砂孔，所述第一减砂孔设置在排气孔与冒口之间。

5.如权利要求1所述的制造发动机缸体的冒口砂芯结构，其特征在于，所述减砂孔包括第二减砂孔，所述第二减砂孔设置在排气孔与冒口芯边缘之间。

6.如权利要求1-5之一所述的制造发动机缸体的冒口砂芯结构，其特征在于，所述冒口芯与端面砂芯通过型面卡接结构实现紧密配合，所述型面卡接结构包括相互配合的卡接凸起和卡接凹槽，所述卡接凸起设置在端面砂芯上，所述卡接凹槽设置在冒口芯上。

Images