本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐。

背景技術(shù)：

在鑄造過程中，部分砂芯裝配時(shí)存在懸空的情況，這部分砂芯在澆注過程中受熱后軟化引起強(qiáng)度降低及受鐵水的浮力作用而發(fā)生變形(有些砂芯只受其中一個(gè)作用力，具體要結(jié)合砂芯的具體結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分析)，從而引起鑄件壁厚不均勻，嚴(yán)重的會(huì)造成鑄件薄穿而報(bào)廢。為了預(yù)防砂芯在澆注過程中因支撐問題而變形的不利影響，在砂芯裝配時(shí)需要在砂芯11的上、下面各增加一個(gè)金屬芯撐12(見附圖1)，芯撐的有效厚度為該部位鑄件的壁厚，這樣在澆注過程中芯撐受熱后支撐面和支撐軸能保持一定的強(qiáng)度，從而能預(yù)防砂芯變形。另外在澆注后期芯撐在鐵水余熱作用下能熔化，這樣在鑄件冷卻后芯撐能與鑄件本體熔為一體，否則芯撐熔合不好會(huì)與鑄件本體存在縫隙，對(duì)于要求密封性較高的發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件來說，在使用過程中會(huì)造成漏水漏油的風(fēng)險(xiǎn)。

目前鑄造用芯撐主要在規(guī)則大平面上的應(yīng)用較多，芯撐結(jié)構(gòu)為兩頭圓形，中間為實(shí)心圓棒的類似“干”字結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)(見附圖2)，使用時(shí)固定端插入其它砂芯內(nèi)部，兩個(gè)支撐面頭部緊貼在在砂芯表面，支撐面13、支撐軸14與鑄件本體熔為一體，與芯撐接觸的兩處砂芯面至少有一處是平面才能使用，對(duì)于大平面或類似平面的砂芯面使用非常有效。本公司近年來生產(chǎn)的大型柴油機(jī)的主油道砂芯為圓形，長度達(dá)3米多長，主油道壁厚為20mm，直徑為90mm，芯撐接觸的兩面均為圓弧面，主油道砂芯的上下左右四個(gè)方向需要有芯撐支撐才能保證主油道砂芯的變形方向受控，現(xiàn)有芯撐無法固定在主油道砂芯的左右兩側(cè)面上，后來在現(xiàn)有芯撐的基礎(chǔ)上加以改造(結(jié)構(gòu)見下圖3)后解決了芯撐的放置問題，但測量鑄件實(shí)物主油道油管的壁厚變形量普遍達(dá)8～15mm，甚至有鑄件薄穿而報(bào)廢，廢品率高達(dá)25％，主油道壁厚尺寸變形量大，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。主要原因是芯撐的支撐軸太小，側(cè)面芯撐的支撐軸受力方向與支撐軸成一定的角度，造成支撐軸受力大，澆注過程中受熱后快速軟化而失效，且芯撐間各自單獨(dú)受力，沒有形成互補(bǔ)。

現(xiàn)有芯撐的設(shè)計(jì)方法在使用過程中有一定的局限性，不能滿足大型柴油機(jī)主油道砂芯的鑄造工藝性要求，主要表現(xiàn)在：

1、現(xiàn)有芯撐的設(shè)計(jì)方法只能滿足用在兩個(gè)砂芯面為規(guī)則的平面或至少有一個(gè)面為平面的情況，且芯撐支撐軸的受力方向必須與支撐軸同軸平行。對(duì)于兩個(gè)砂芯面均為圓弧面的情況由于側(cè)面支撐軸的受力方向發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致現(xiàn)有芯撐無法滿足使用要求。

2、現(xiàn)有芯撐的固定方式?jīng)Q定了芯撐固定后在澆注前只能受重力，且重力方向也必須要與支撐軸同軸平行，否則實(shí)際的砂芯組裝過程在澆注前芯撐會(huì)受到砂芯間的相互擠壓作用力而使芯撐的另一支撐面受力，固定端因受杠桿作用力，只要較小的力就會(huì)把砂芯撬爛或芯撐掉落。

3、現(xiàn)有的芯撐支撐軸大小只能用在鑄件壁厚在15mm以下的鑄件，鑄件壁厚部位超過15mm以后支撐軸因太小受熱后強(qiáng)度快速下降而失效，如加大支撐軸則存在熔合不好的隱患。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，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：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理的大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐，該大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐采用“工”字扇形結(jié)構(gòu)，既保證芯撐的強(qiáng)度又便于在砂芯上布置，從而解決了芯撐的放置問題，該主油道鑄造芯的支撐面和支撐軸的形狀設(shè)計(jì)既保證了芯撐的強(qiáng)度要求又便于鐵水與芯撐熔合，從而解決了芯撐的強(qiáng)度和熔合問題。其固定端與支撐面設(shè)計(jì)為一體，保證在砂芯裝配過程中芯撐不因受力而損壞砂芯，從而解決了芯撐的受力問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐，包括：外支撐面，其為圓弧面；內(nèi)支撐面，其為與待支撐的主油道砂芯面適配的圓弧面，并與所述外支撐面同心；所述外支撐面的內(nèi)側(cè)及內(nèi)支撐面的內(nèi)外側(cè)均倒角；以及支撐軸，其為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，并通過內(nèi)外圓弧邊分別連接所述外支撐面和內(nèi)支撐面，使得主油道鑄造芯撐形成“工”字扇形結(jié)構(gòu)，該支撐軸的中部沿周向均勻開設(shè)有多個(gè)通孔。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，外支撐面和內(nèi)支撐面的長度為四分之一圓弧結(jié)構(gòu)，所述支撐軸為四分之一圓環(huán)結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，外支撐面的直徑為φ132.4mm，所述內(nèi)支撐面的直徑為φ91.6mm，二者的寬度均為20mm，所述支撐軸的厚度為6mm，所述通孔的直徑為φ8。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，外支撐面和內(nèi)支撐面的寬度與主油道的壁厚同寬。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，多個(gè)通孔通過減重槽貫通。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，減重槽的寬度為3mm、深度為1mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：該大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐采用“工”字扇形結(jié)構(gòu)，既保證芯撐的強(qiáng)度又便于在砂芯上布置，從而解決了芯撐的放置問題，該主油道鑄造芯的支撐面和支撐軸的形狀設(shè)計(jì)既保證了芯撐的強(qiáng)度要求又便于鐵水與芯撐熔合，從而解決了芯撐的強(qiáng)度和熔合問題。其固定端與支撐面設(shè)計(jì)為一體，保證在砂芯裝配過程中芯撐不因受力而損壞砂芯，從而解決了芯撐的受力問題。另外，此芯撐特別適用于超長軸桿類的砂芯支撐，能夠保證超長砂芯直線度，能夠保證鑄出的產(chǎn)品關(guān)鍵的氣、油、水道壁厚均勻，無漏氣、油、水的隱患，從而提高柴油機(jī)產(chǎn)品的可靠性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的使用結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是現(xiàn)有大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是現(xiàn)有大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐的使用結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(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。

如圖4至圖6所示，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐特別適用于超長軸桿類的砂芯支撐，能夠保證超長砂芯直線度，能夠保證鑄出的產(chǎn)品關(guān)鍵的氣、油、水道壁厚均勻，無漏氣、油、水的隱患，從而提高柴油機(jī)產(chǎn)品的可靠性。該大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐采用“工”字扇形結(jié)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)包括：外支撐面21、內(nèi)支撐面22和連接該外支撐面21、內(nèi)支撐面22的支撐軸23，其中，外支撐面21和內(nèi)支撐面22為圓弧面，根據(jù)砂芯面隨形設(shè)計(jì)，并將固定端與支撐面設(shè)計(jì)為一體，利用大支撐面作為固定端，從而保證不損傷砂芯。支撐軸23為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，通過其內(nèi)外圓弧邊分別連接外支撐面21和內(nèi)支撐面22，在保證支撐軸有足夠強(qiáng)度的情況下又能與本體熔合緊密。

具體來講，外支撐面21為圓弧面，內(nèi)支撐面22為與待支撐的主油道砂芯面適配的圓弧面，兩個(gè)圓弧面同心，外支撐面21的直徑為φ132.4mm，內(nèi)支撐面22的直徑為φ91.6mm。外支撐面21和內(nèi)支撐面22內(nèi)側(cè)的厚度均由1.5mm倒角過渡到5.0mm，內(nèi)支撐面22靠圓心側(cè)的倒角3x1。外支撐面21和內(nèi)支撐面22的長度為四分之一圓弧結(jié)構(gòu)(整圓的1/4)，寬度均為20mm。支撐面靠圓心側(cè)開倒角，兩支撐面內(nèi)側(cè)開大倒角，使支撐面厚度由1.5mm過渡到5mm，這樣設(shè)計(jì)即保證強(qiáng)度又便于鐵水與芯撐熔合。該大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐將固定端與支撐面設(shè)計(jì)為一體，利用大支撐面作為固定端，從而保證不損傷砂芯。

該大型柴油機(jī)的外支撐面21和內(nèi)支撐面22的寬度與主油道的壁厚同寬，即保證有足夠的支撐面積，又能保證鐵水與芯撐的熔合。

支撐軸23為四分之一圓環(huán)結(jié)構(gòu)，厚度為6mm，通過其內(nèi)外圓弧邊分別連接外支撐面21和內(nèi)支撐面22使得主油道鑄造芯撐形成“工”字扇形結(jié)構(gòu)，在保證支撐軸有足夠強(qiáng)度的情況下又能與本體熔合緊密。支撐軸23的中部沿周向均勻開設(shè)有多個(gè)通孔24，該通孔24的直徑為φ8，且兩端倒1x1倒角。優(yōu)選的，相鄰?fù)?4的間隔為15°。優(yōu)選的，多個(gè)通孔24通過減重槽25貫通，優(yōu)選的，減重槽25的寬度為3mm、深度為1mm，進(jìn)一步減薄支撐軸厚度，在保證支撐軸有足夠強(qiáng)度的情況下又能與本體熔合緊密。

如圖7所示，芯撐的使用：使用時(shí)在主油道芯3的上下兩面各放置一個(gè)主油道鑄造芯撐2，下部主油道鑄造芯撐起到澆注前防止砂芯變形的作用，上部的主油道鑄造芯撐在澆注過程中防止砂芯受熱和受浮力作用變形的影響。

優(yōu)選的，外支撐面21、內(nèi)支撐面22和支撐軸23的材料選用要與鑄件本體相近，以便能與本體更好熔合。

綜上，該大型柴油機(jī)的主油道鑄造芯撐采用“工”字扇形結(jié)構(gòu)，既保證芯撐的強(qiáng)度又便于在砂芯上布置，從而解決了芯撐的放置問題，該主油道鑄造芯的支撐面和支撐軸的形狀設(shè)計(jì)既保證了芯撐的強(qiáng)度要求又便于鐵水與芯撐熔合，從而解決了芯撐的強(qiáng)度和熔合問題。其固定端與支撐面設(shè)計(jì)為一體，保證在砂芯裝配過程中芯撐不因受力而損壞砂芯，從而解決了芯撐的受力問題。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(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發(fā)明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發(fā)明的特定原理及其實(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)并利用本發(fā)明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。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。