本實(shí)用新型涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組。

背景技術(shù)：

氣缸蓋作為傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵零部件，和氣缸體、氣缸套一起組成發(fā)動(dòng)機(jī)的核心構(gòu)架。氣缸蓋安裝于氣缸體之上，氣缸套安裝于氣缸體的氣缸孔當(dāng)中，氣缸蓋和活塞、氣缸套組成發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，活塞在氣缸套內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另外，氣缸蓋上面安裝配氣機(jī)構(gòu)、噴油糸統(tǒng)以及罩蓋。

傳統(tǒng)的氣缸蓋一般是個(gè)幅板式箱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔由氣道、氣門安裝結(jié)構(gòu)、氣缸蓋螺栓孔柱子、噴油器孔座、氣孔柱子及這些結(jié)構(gòu)周圍的水套空腔組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑄造困難。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)水套空腔充滿冷卻液，對(duì)氣門及氣門座圈、氣缸蓋底板進(jìn)行必要的冷卻，其鑄造方法通常是側(cè)鑄或平鑄。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組，用于成功鑄造出零件復(fù)雜程度高的集成式復(fù)合氣缸蓋。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組，該集成式復(fù)合氣缸蓋包括進(jìn)排氣道、噴油器安裝孔、缸蓋上水套、缸蓋下水套、氣缸孔、缸孔水套和凸輪挺桿孔，砂芯組用來成型集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件，砂芯組包括：臨時(shí)砂芯組，其由一體式底盤砂型、前砂型、后砂型、右砂型、凸輪挺桿砂型和左砂型組裝而成，一體式底盤砂型上集成有氣缸孔的缸孔成型部；缸孔水套砂型，其組裝在臨時(shí)砂芯組上，缸孔水套砂型豎直放置，缸孔水套砂型與氣缸孔的缸孔成型部之間的間隙可調(diào)整；組合砂型，其包括缸蓋上水套砂型、缸蓋下水套砂型、進(jìn)氣道砂型和排氣道砂型，組合砂型組裝在缸孔水套砂型上；蓋盤砂型，蓋盤砂型與前砂型、后砂型、右砂型和左砂型共同用于成型集成式復(fù)合氣缸蓋的頂面和四圍形狀；以及澆系砂型，澆系砂型包括：直澆道，其豎立設(shè)置，直澆道的上端具有澆口杯，直澆道位于集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的長(zhǎng)度方向的一側(cè)，直澆道的下段部分形成于前砂型內(nèi)部，直澆道的上段部分由澆注砂型提供；主橫澆道，其兩端設(shè)置有濾網(wǎng)，直澆道的底端與主橫澆道連通，主橫澆道與集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的寬度方向平行，主橫澆道形成于一體式底盤砂型的前端內(nèi)部；兩個(gè)分橫澆道，該兩個(gè)分橫澆道并列設(shè)置且與集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的長(zhǎng)度方向平行，該兩個(gè)分橫澆道處于集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的下方的兩側(cè)，兩個(gè)分橫澆道的一端分別與主橫澆道的兩端連通，兩個(gè)分橫澆道與主橫澆道組成U形狀，兩個(gè)分橫澆道的另一端分別設(shè)有集渣包，兩個(gè)分橫澆道分別形成于右砂型和左砂型的內(nèi)部；以及若干個(gè)L形內(nèi)澆道，其均勻的設(shè)置在兩個(gè)分橫澆道的內(nèi)側(cè)，每個(gè)L形內(nèi)澆道的出口端為漸縮狀，該若干個(gè)L形內(nèi)澆道用來將金屬液導(dǎo)入鑄型中，若干個(gè)L形內(nèi)澆道分別形成于右砂型和左砂型的內(nèi)部。

優(yōu)選地，一體式底盤砂型上還集成有濾網(wǎng)的安裝位。

優(yōu)選地，組合砂型的缸蓋上水套砂型、缸蓋下水套砂型、進(jìn)氣道砂型和排氣道砂型采用3D打印成型技術(shù)一次成型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：通過一體式底盤，四向合型，組合砂型，逐層組芯的方式組裝的整個(gè)砂型，使得集成式復(fù)合氣缸蓋的缸孔水套砂型以豎直姿態(tài)(即直列式柴油機(jī)缸孔工作狀態(tài))保持在鑄型中，易于獲得壁厚均勻且變形小的缸孔形狀，組合砂型的應(yīng)用集成了多種砂芯，簡(jiǎn)化了組型工藝及組型次數(shù)，組型更簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，進(jìn)排氣道在澆鑄過程中不會(huì)上浮，進(jìn)排氣道壁厚更均勻，氣道性能更優(yōu)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中集成式復(fù)合氣缸蓋的剖視圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中涉及到的澆注系統(tǒng)的原理圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組的組裝圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中一體式底盤砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中前砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中后砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中右砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中左砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中凸輪挺桿砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中缸孔水套砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中組合砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中蓋盤砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中澆注砂型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是根據(jù)本實(shí)用新型的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組中臨時(shí)砂型組的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

首先，結(jié)合圖2說明本實(shí)施例中澆注系統(tǒng)的工作原理，該澆注系統(tǒng)包括直澆道12、主橫澆道13、兩個(gè)分橫澆道15以及若干個(gè)L形內(nèi)澆道16，其中直澆道12豎立設(shè)置，直澆道12的上端具有澆口杯11，直澆道12位于集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件100的長(zhǎng)度方向的一側(cè)，主橫澆道13的兩端設(shè)置有濾網(wǎng)14，直澆道12的底端與主橫澆道13連通，主橫澆道13與集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件100的寬度方向平行，兩個(gè)分橫澆道15并列設(shè)置且與集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件100的長(zhǎng)度方向平行，該兩個(gè)分橫澆道15處于集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件100的下方的兩側(cè)，兩個(gè)分橫澆道15的一端分別與主橫澆道13的兩端連通，兩個(gè)分橫澆道15與主橫澆道13組成U形狀，兩個(gè)分橫澆道15的另一端分別設(shè)有集渣包，若干個(gè)L形內(nèi)澆道16均勻的設(shè)置在兩個(gè)分橫澆道15的內(nèi)側(cè)，每個(gè)L形內(nèi)澆道16的出口端為漸縮狀，該若干個(gè)L形內(nèi)澆道16用來將金屬液導(dǎo)入鑄型中。該澆注系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)側(cè)澆底注，利用該澆注系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)氣缸蓋缸頂朝上，氣缸蓋缸孔水套立放，氣缸孔向下的垂直澆鑄，

在具體鑄造中，金屬液從澆口杯11流經(jīng)直澆道12，到達(dá)主橫澆道13，通過2塊濾網(wǎng)14，金屬液的渣被濾網(wǎng)14隔離，干靜的金屬液分成左右兩股，通過分橫澆道(兩個(gè)分橫澆道15)，金屬液一直流動(dòng)到分橫澆道未端的集渣包，金屬液殘留的細(xì)小渣會(huì)集到時(shí)集渣包內(nèi)，當(dāng)金屬液充滿分橫澆道時(shí)，再經(jīng)L形內(nèi)澆道16流入鑄型。本實(shí)施例中，L形內(nèi)澆道16與鑄件連接部分的形狀為漸縮狀，可以設(shè)計(jì)為外擴(kuò)的“八”字型，此形狀的優(yōu)點(diǎn)為金屬液流經(jīng)“八”字型時(shí)金屬液的流速由快減慢，達(dá)到金屬液快速到達(dá)緩速充型的效果，有利于金屬液充型快而平穩(wěn)，不是噴射激進(jìn)充型，有利于型腔氣排出，鑄件不易產(chǎn)生氣孔的鑄造缺陷。且金屬液能快速平穩(wěn)進(jìn)入鑄型，澆鑄時(shí)間快，金屬液的最終溫度高，鑄件不易產(chǎn)生冷隔的鑄造缺陷。另外，金屬液經(jīng)過濾網(wǎng)14及集渣包的過濾擋渣效果良好，進(jìn)入鑄型的金屬液干凈，鑄件不易產(chǎn)生渣眼的鑄造缺陷。以實(shí)現(xiàn)充型平穩(wěn)均勻，擋渣效果好，排氣順暢，缸孔水套壁厚均勻，進(jìn)排氣道澆鑄中不上浮，且進(jìn)排氣道壁厚均勻，成品率高，出品率高，以及產(chǎn)品質(zhì)量好。

本實(shí)施例中，澆注系統(tǒng)與成型集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯一體設(shè)計(jì)成本實(shí)施例的砂芯組，所以，該砂芯組包括一體式底盤砂型1、前砂型2、后砂型3、右砂型4、左砂型5、凸輪挺桿砂型6、缸孔水套砂型7、組合砂型8(其中組合砂型8包括缸蓋上水套砂型、缸蓋下水套砂型、進(jìn)氣道砂型和排氣道砂型)、蓋盤砂型10以及澆系砂型。

具體地，如圖1至圖13所示，根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的一種用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組，該集成式復(fù)合氣缸蓋包括進(jìn)排氣道(圖1中示出進(jìn)氣道101)、噴油器安裝孔、缸蓋上水套102、缸蓋下水套103、氣缸孔105、缸孔水套104和凸輪挺桿孔(參見圖1)，該砂芯組用來成型集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件100。本實(shí)施例中，砂芯組由一體式底盤砂型1、前砂型2、后砂型3、右砂型4、左砂型5、凸輪挺桿砂型6、缸孔水套砂型7、組合砂型8、蓋盤砂型10以及澆系砂型組合而成。其中，由一體式底盤砂型1、前砂型2、后砂型3、右砂型4、凸輪挺桿砂型6和左砂型5組裝成臨時(shí)砂芯組(參見圖14)，一體式底盤砂型1上集成有氣缸孔105的缸孔成型部，缸孔水套砂型7組裝在臨時(shí)砂芯組上，缸孔水套砂7型豎直放置，7缸孔水套砂型7與7氣缸孔105的缸孔成型部之間的間隙可調(diào)整。組合砂型8包括缸蓋上水套砂型、缸蓋下水套砂型、進(jìn)氣道砂型和排氣道砂型。蓋盤砂型10與前砂型2、后砂型3、右砂型4和左砂型5共同用于成型集成式復(fù)合氣缸蓋的頂面和四圍形狀。

具體地，如圖3和圖2所示，澆系砂型包括直澆道12、主橫澆道13、兩個(gè)分橫澆道15以及若干個(gè)L形內(nèi)澆道16。其中，直澆道12豎立設(shè)置，直澆道12的上端具有澆口杯11，直澆道12位于集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的長(zhǎng)度方向的一側(cè)，直澆道12的下段部分形成于前砂型2內(nèi)部，直澆道12的上段部分由澆注砂型9提供(參見圖13)。主橫澆道13的兩端設(shè)置有濾網(wǎng)14，直澆道12的底端與主橫澆道13連通，主橫澆道13與集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的寬度方向平行，主橫澆道13形成于一體式底盤砂型1的前端內(nèi)部。兩個(gè)分橫澆道5并列設(shè)置且與集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的長(zhǎng)度方向平行，該兩個(gè)分橫澆道15處于集成式復(fù)合氣缸蓋鑄件的下方的兩側(cè)，兩個(gè)分橫澆道15的一端分別與主橫澆道13的兩端連通，兩個(gè)分橫澆道15與主橫澆道13組成U形狀，兩個(gè)分橫澆道15的另一端分別設(shè)有集渣包，兩個(gè)分橫澆道15分別形成于右砂型4和左砂型5的內(nèi)部。若干個(gè)L形內(nèi)澆道16均勻的設(shè)置在兩個(gè)分橫澆道15的內(nèi)側(cè)，每個(gè)L形內(nèi)澆道16的出口端為漸縮狀，該若干個(gè)L形內(nèi)澆道16用來將金屬液導(dǎo)入鑄型中，若干個(gè)L形內(nèi)澆道16也分別形成于右砂型4和左砂型的5內(nèi)部。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，一體式底盤砂型1上集成有濾網(wǎng)14的安裝位。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，組合砂型8的缸蓋上水套砂型、缸蓋下水套砂型、進(jìn)氣道砂型和排氣道砂型采用3D打印成型技術(shù)一次成型。

上述方案中，參見圖4，一體式底盤砂型1集成了氣缸孔105的缸孔成型部和濾網(wǎng)的安裝位，與前砂型2、后砂型3、右砂型4、左砂型5、凸輪挺桿砂型6的安裝定位部，參見圖4和圖14，前砂型2、后砂型3、右砂型4、左砂型5和凸輪挺桿砂型6按照?qǐng)D14的方式安裝在一體式底盤砂型1上。還有，一體式底盤砂型1還集成有集渣包的下部分。本實(shí)施例中，氣缸孔105的缸孔成型部集成在一體式底盤砂型1上的優(yōu)點(diǎn)是缸孔形狀與一體式底盤砂型1一起成形，無2次組芯誤差，相對(duì)位置更精準(zhǔn)，能保證缸孔與缸孔之間的相對(duì)距離，確保缸孔的壁厚均勻。

如圖5所示，前砂型2用來成型氣缸蓋前端面部分形狀，前砂型2集成有凸輪挺桿砂型6的芯頭位及與右砂型4、左砂型5的安裝配合面，其余部位為與一體式底盤砂型1的安裝配合面。本實(shí)施例中，前砂型2和澆注砂型9共同形成直澆道12，其中直澆道12的下段部分形成于前砂型2內(nèi)部，澆注砂型9提供直澆道12的上段部分(參見圖13)。

如圖6所示，后砂型3用來成型氣缸蓋的后端面部分形狀，后砂型3集成有凸輪挺桿砂型6的芯頭位和缸孔水套砂型7的芯頭位，及與右砂型4、左砂型5的安裝配合面和與組合砂型8的凸形定位部，其余部位為與一體式底盤砂型1的安裝配合面。

如圖7所示，右砂型4用來成型氣缸蓋的右側(cè)面部分形狀，后砂型3集成有右側(cè)的分橫澆道及內(nèi)澆道，及與前砂型2、后砂型3的安裝配合面，還包括與組合砂型8的凸形定位部及缸孔水套砂型7的芯頭位，其余部位為與一體式底盤砂型1的安裝配合面。另外，右砂型4還集成有集渣包的上部分。

如圖8所示，左砂型5用來成型氣缸蓋的左側(cè)面部分形狀，后砂型3集成有左側(cè)的分橫澆道及內(nèi)澆道，及與前砂型2、后砂型3的安裝配合面，還包括與組合砂型8的凸形定位部，其余部位為與一體式底盤砂型1的安裝配合面。另外，左砂型5還集成有集渣包的上部分。

如圖9所示，凸輪挺桿砂型6用來成型凸輪軸孔及挺桿孔的形狀，凸輪挺桿砂型6集成有與一體式底盤砂型1安裝的芯頭位以及與前砂型2、后砂型3、左砂型5的安裝定位部。

如圖10所示，缸孔水套砂型7用來成型缸孔水套及橫水道形狀，與缸蓋下水套相連通的上水孔形狀，還有支撐缸孔水套垂直豎放姿態(tài)的砂型安裝支承位。

如圖11所示，組合砂型8用來成型缸蓋上水套、缸蓋下水套、進(jìn)氣道和排氣道的形狀，組合砂型8是多種形狀砂型的組合體，采用3D打印成型技術(shù)一次成型，能夠精確的保證砂型的形狀尺寸，以及形狀之間的相對(duì)位置，能夠保證鑄件的壁厚均勻，特別是進(jìn)排氣道與缸蓋水套的進(jìn)排氣道外殼的復(fù)雜形狀相應(yīng)匹配及壁厚的均勻。而且缸蓋上水套、缸蓋下水套、進(jìn)氣道、排氣道一次精確成型，能夠成功確保進(jìn)排氣道在澆鑄過程中無上浮，能夠解決各個(gè)氣道位置一致性的問題，從而確保氣道參數(shù)良好性。

如圖12所示，蓋盤砂型10用來成型氣缸蓋的頂面及部分缸蓋四周部位形狀，蓋盤砂型10具有與其他砂型的安裝安位部和型腔的排氣通道。

本實(shí)施例中，具體的砂型組裝方案如下：

一體式底盤砂型1→放置2塊濾網(wǎng)→前砂型2→后砂型3→右砂型4→凸輪挺桿砂型6→左砂型5組裝成一個(gè)臨時(shí)砂型組，臨時(shí)砂型組包含了部分直澆道、主橫澆道、濾網(wǎng)、分橫澆道、內(nèi)澆道。其中：前砂型2、后砂型3、右砂型4通過砂型的定位形狀及一體式底盤砂型1上的定位導(dǎo)向槽精確定位在一起，再把凸輪挺桿砂型6通過一體式底盤砂型1的U型定位槽組裝，最后，左砂型5通過定位導(dǎo)向槽由外向內(nèi)組裝，形成砂型組，其組型特點(diǎn)為通過砂型的定位導(dǎo)向槽的四向由外向內(nèi)組型，砂型自我定向，自動(dòng)定位，組型精確。

然后，缸孔水套砂型7通過自身的圓形芯頭位，安落在臨時(shí)砂型組上的相對(duì)應(yīng)的砂型定向定位上，并穿過一體式底盤砂型1的缸孔形狀，形成復(fù)合缸蓋缸孔形狀。復(fù)合缸蓋的缸孔水套砂型以豎直姿態(tài)(即直列式柴油機(jī)缸孔工作狀態(tài))保持在鑄型中，這種姿態(tài)的好處是：組型中易于觀察砂型之間的間隙(相當(dāng)于鑄件的壁厚)，可以及時(shí)調(diào)整砂型之間的間隙，更易于保證鑄件缸孔之間的壁厚均勻。而且，缸孔水套砂型中的缸孔形狀部分在鑄造時(shí)與金屬液的在重力方向的投影面積最小，故受到金屬液的浮力最小，所以缸孔水套砂型的變形最小，復(fù)合缸蓋的缸孔質(zhì)量更好。

接著，組合砂型8通過后砂型3、右砂型4、左砂型5上的方形定位鍵層疊組型，組合砂型8上的進(jìn)排氣道的長(zhǎng)圓形芯頭與一體式底盤砂型1上的缸孔形狀的芯頭位密切配合，其余芯頭位依次配合好，完成組合砂型8的組型(參見圖11和圖14)。

然后，蓋盤砂型10通過組合砂型8上的方形定位鍵層疊組型。

最后，澆注砂型9與蓋盤砂型10貼平，并座落在前砂型2上并與前砂型2的直澆道孔對(duì)齊。

綜上，本實(shí)施例的用于鑄造集成式復(fù)合氣缸蓋的砂芯組，通過一體式底盤，四向合型，組合砂型，逐層組芯的方式組裝的整個(gè)砂型，使得集成式復(fù)合氣缸蓋的缸孔水套砂型以豎直姿態(tài)(即直列式柴油機(jī)缸孔工作狀態(tài))保持在鑄型中，易于獲得壁厚均勻且變形小的缸孔形狀，組合砂型的應(yīng)用集成了多種砂芯，簡(jiǎn)化了組型工藝及組型次數(shù)，組型更簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，進(jìn)排氣道在澆鑄過程中不會(huì)上浮，進(jìn)排氣道壁厚更均勻，氣道性能更優(yōu)。

前述對(duì)本實(shí)用新型的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本實(shí)用新型限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本實(shí)用新型的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本實(shí)用新型的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本實(shí)用新型的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。