本發(fā)明涉及缸蓋鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種集成缸蓋的快速鑄造及成形方法。

背景技術(shù)：

柴油機(jī)缸蓋是整個(gè)柴油機(jī)的核心部件。集成缸蓋是柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，所謂集成缸蓋是集成了傳統(tǒng)的柴油機(jī)缸蓋部分和傳統(tǒng)機(jī)體水套部分的缸蓋。因其具有整體性好、升功率高等優(yōu)勢而逐步問世。柴油機(jī)缸蓋一般采用砂型鑄造生產(chǎn)，集成缸蓋因集成了傳統(tǒng)機(jī)體部分，在傳統(tǒng)的鑄造工藝上多出了一個(gè)缸孔水套砂芯，而且缸孔水套芯與傳統(tǒng)缸蓋之間往往是通過一些上水孔砂芯連接，底部一般懸空，這種結(jié)構(gòu)不僅增加了砂芯組裝的難度，而且對于一些工藝孔較少的缸孔水套芯，其排氣問題根本無法解決。如何開發(fā)出新的快速成形鑄造技術(shù)成了集成缸蓋能否順利開發(fā)及正常生產(chǎn)的瓶頸所在。

按照傳統(tǒng)的砂型鑄造方法及砂芯成形方法，雖然也能完成集成缸蓋的開發(fā)及生產(chǎn)。但這種鑄造及砂芯成形方法還是存在很明顯的缺點(diǎn)的，主要表現(xiàn)在：

1、缸孔水套芯單獨(dú)組芯，組芯時(shí)支撐部位較少，且底部懸空，組芯困難；

2、缸孔水套芯單獨(dú)組芯，缸孔水套芯砂芯強(qiáng)度低，易斷裂且砂芯容易變形彎曲，澆注時(shí)在兩個(gè)不同砂芯結(jié)合部位一般會(huì)產(chǎn)生披鋒，且無法清理，導(dǎo)致缸孔水套芯上水孔位置與傳統(tǒng)缸蓋相連的位置只能局部鑄通或根本無法鑄通，影響集成缸蓋的水流場，從而影響冷卻效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成整機(jī)報(bào)廢；

3、缸孔水套芯單獨(dú)組芯，砂芯在澆鑄時(shí)產(chǎn)生的氣體只能從缸蓋前后兩側(cè)面僅有的兩個(gè)工藝孔芯頭排出，砂芯排氣不及時(shí)不通暢，造成出現(xiàn)氣孔等鑄造缺陷，成品率低下；

4、缸孔水套芯和傳統(tǒng)缸蓋部分分別單獨(dú)制芯，制芯效率低下。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(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步驟簡單合理的集成缸蓋的快速鑄造及成形方法，該集成缸蓋的快速鑄造及成形方法能提高缸孔水套芯砂芯的強(qiáng)度，便于組芯，而且能保證澆注時(shí)缸孔水套芯上水孔位置與傳統(tǒng)缸蓋相連的位置能鑄通，從而保證集成缸蓋的水流場暢通，提升冷卻效果；集成砂芯相比于單個(gè)制芯，可以大大提升制芯的效率；在集成砂芯上巧妙的設(shè)計(jì)有砂芯掏空結(jié)構(gòu)，不僅可以提升制芯效率，還便于引排缸孔水套部分砂芯的氣，保證排氣順暢，提升鑄件澆注成品率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種集成缸蓋的快速鑄造及成形方法，鑄造工藝采用立式澆注，該快速鑄造及成形方法采用的砂芯包括：缸孔水套芯與缸蓋砂芯集成在一起的集成砂芯，該集成砂芯的缸孔水套芯與缸蓋砂芯的連接處設(shè)置有砂芯掏空槽。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，集成砂芯采用快速成形激光燒結(jié)技術(shù)制作。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，砂芯掏空槽具有工藝孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：該集成缸蓋的快速鑄造及成形方法將傳統(tǒng)機(jī)體缸孔水套芯與缸蓋部分砂芯設(shè)計(jì)成集成砂芯，能提高缸孔水套芯砂芯的強(qiáng)度，便于組芯，而且能保證澆注時(shí)缸孔水套芯上水孔位置與傳統(tǒng)缸蓋相連的位置能鑄通，從而保證集成缸蓋的水流場暢通，提升冷卻效果；集成砂芯相比于單個(gè)制芯，可以大大提升制芯的效率；在集成砂芯上巧妙的設(shè)計(jì)有砂芯掏空結(jié)構(gòu)，不僅可以提升制芯效率，還便于引排缸孔水套部分砂芯的氣，保證排氣順暢，提升鑄件澆注成品率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的集成缸蓋的快速鑄造及成形方法的鑄造示意圖。

圖2是本發(fā)明的集成缸蓋的快速鑄造及成形方法的砂芯示意圖。

圖3是本發(fā)明的集成缸蓋的快速鑄造及成形方法的第七砂芯示意圖。

圖4是本發(fā)明的集成缸蓋的快速鑄造及成形方法的砂芯掏空結(jié)構(gòu)鏤空示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(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。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的集成缸蓋的快速鑄造及成形方法針對以上現(xiàn)有的砂型鑄造方法及砂芯成形方法中存在的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)集成缸蓋的快速鑄造，生產(chǎn)出符合產(chǎn)品要求的高性能集成缸蓋。具體包括以下流程：

首先，完成鑄造工藝設(shè)計(jì)。其中，鑄造工藝采用立式澆注工藝方案，澆注系統(tǒng)1和鑄件毛坯2的設(shè)置關(guān)系如圖1所示；如圖2所示，砂芯包括：第一砂芯3、第二砂芯4、第三砂芯5、第四砂芯6、第五砂芯7、第六砂芯8、第七砂芯9、第八砂芯10、第九砂芯11和第十砂芯12。其中，第七砂芯9為缸孔水套芯與缸蓋砂芯的集成砂芯，巧妙的將傳統(tǒng)機(jī)體缸孔水套芯與缸蓋部分砂芯設(shè)計(jì)成集成砂芯，不僅能提高砂芯的強(qiáng)度，便于組芯，而且能保證澆注時(shí)缸孔水套芯上水孔位置與傳統(tǒng)缸蓋相連的位置能鑄通，從而保證集成缸蓋的水流場暢通，提升冷卻效果；相比于單個(gè)制芯，制芯效率得到大幅提升。

如圖3和圖4所示(圖4為砂芯掏空結(jié)構(gòu)鏤空示意圖)，設(shè)計(jì)集成砂芯的鑄造工藝時(shí)，在集成砂芯(第七砂芯9)的缸孔水套芯15與缸蓋砂芯(傳統(tǒng)缸蓋部分)相連且厚大的部位設(shè)置有砂芯掏空槽13，該砂芯掏空槽13具有工藝孔14。砂芯掏空槽13的主要作用有兩個(gè)，一個(gè)作用是提升集成砂芯激光燒結(jié)成形的效率，另一個(gè)是將缸孔水套芯的氣引至集成砂芯頂部，從頂部排出，增加缸孔水套芯的排氣通道，加快砂芯氣體排氣，從而降低因氣孔等鑄造缺陷造成的報(bào)廢，提高成品率。

然后，按快速成形工藝方法完成各砂芯的快速成形工藝設(shè)計(jì)，并完成所有砂芯制作。

其中，第七砂芯9采用快速成形激光燒結(jié)技術(shù)制作，其余砂芯分別按傳統(tǒng)快速成形工藝砂芯方案。第七砂芯9激光燒結(jié)完成后，清理殘砂時(shí)，從砂芯掏空結(jié)構(gòu)處的工藝孔14將砂芯掏空結(jié)構(gòu)內(nèi)的殘砂清理干凈(一般用吸塵器吸出來)，保證砂芯掏空結(jié)構(gòu)的暢通。

組芯前，將集成砂芯上的工藝孔14用砂填實(shí)，保證澆注時(shí)鐵水不會(huì)從工藝孔流到砂芯掏空結(jié)構(gòu)內(nèi)，以免阻礙缸孔水套芯部分砂芯的排氣。

快速成形技術(shù)已在世界各國各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)是快速成形技術(shù)中的一種，它是通過相應(yīng)軟件將砂芯三維輪廓形狀按一定厚度分層，并輸出成形程序文件，而后將成形程序文件上傳到相應(yīng)激光燒結(jié)快速成形機(jī)上，激光燒結(jié)快速成形機(jī)按照輸出的三維輪廓形狀逐步掃描，并將散砂硬化得到相應(yīng)砂芯的一種成形技術(shù)。該成形技術(shù)需經(jīng)過激光燒結(jié)、清砂、烘烤等幾個(gè)過程。這種成形技術(shù)因其掃描的靈活性而廣泛應(yīng)用于各種砂芯的成形制作，尤其是在復(fù)雜砂芯的成形制作上，優(yōu)勢極為明顯。

最后，按組芯順序組芯，并完成澆注得到符合產(chǎn)品要求的高性能集成缸蓋鑄件毛坯。通過上述方法，不僅能提高缸孔水套芯砂芯的強(qiáng)度，便于組芯，而且能保證澆注時(shí)缸孔水套芯上水孔位置與傳統(tǒng)缸蓋相連的位置能鑄通，從而保證集成缸蓋的水流場暢通，提升冷卻效果；集成砂芯相比于單個(gè)制芯，可以大大提升制芯的效率；在集成砂芯上巧妙的設(shè)計(jì)有砂芯掏空結(jié)構(gòu)，不僅可以提升制芯效率，還便于引排缸孔水套部分砂芯的氣，保證排氣順暢，提升鑄件澆注成品率。

綜上，該集成缸蓋的快速鑄造及成形方法將傳統(tǒng)機(jī)體缸孔水套芯與缸蓋部分砂芯設(shè)計(jì)成集成砂芯，能提高缸孔水套芯砂芯的強(qiáng)度，便于組芯，而且能保證澆注時(shí)缸孔水套芯上水孔位置與傳統(tǒng)缸蓋相連的位置能鑄通，從而保證集成缸蓋的水流場暢通，提升冷卻效果；集成砂芯相比于單個(gè)制芯，可以大大提升制芯的效率；在集成砂芯上巧妙的設(shè)計(jì)有砂芯掏空結(jié)構(gòu)，不僅可以提升制芯效率，還便于引排缸孔水套部分砂芯的氣，保證排氣順暢，提升鑄件澆注成品率。

前述對本發(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。