一種中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種柴油機(jī)氣缸蓋中隔板止裂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)氣缸蓋中隔板是氣缸蓋頂板和底板之間的一種板式結(jié)構(gòu)，用于阻隔和引導(dǎo)冷卻液至噴油器安裝部位，加強(qiáng)噴油器的冷卻，是重載柴油機(jī)氣缸蓋的常用結(jié)構(gòu)。柴油機(jī)鋁制氣缸蓋采用低壓鑄造成型，為提高氣缸蓋頂板質(zhì)量，在氣缸蓋頂板砂芯中埋入冷鐵，因此在鑄造時(shí)頂板冷卻速度過(guò)快，導(dǎo)致中隔板砂芯排氣不暢，鑄造結(jié)束后氣缸蓋中隔板成為疏松、針孔等鑄造缺陷的多發(fā)地。
[0003]在柴油機(jī)高負(fù)荷工作時(shí)，雖然氣缸蓋中隔板所受結(jié)構(gòu)應(yīng)力較低，但由于原始密集缺陷的存在，經(jīng)常發(fā)生氣缸蓋中隔板開(kāi)裂并規(guī)律性沿某種軌跡裂向氣道，導(dǎo)致氣缸蓋漏水失效故障。為解決此類故障，采取加強(qiáng)氣缸蓋中隔板質(zhì)量控制和降低中隔板結(jié)構(gòu)應(yīng)力兩個(gè)方面的工作效果明顯，但氣缸蓋中隔板依然偶有開(kāi)裂發(fā)生。必需采取一種措施使氣缸蓋中隔板開(kāi)裂后不竄至氣道，保證不發(fā)生氣缸蓋功能性失效。
[0004]傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品止裂措施是采取鉆孔止裂結(jié)構(gòu)，但因氣缸蓋中隔板為鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采取鉆孔結(jié)構(gòu)勢(shì)必要首先從氣缸蓋頂板或底板外部起鉆，穿透頂板或底板后方能鉆至中隔板指定位置。帶來(lái)的問(wèn)題是破壞了氣缸蓋頂板或底板的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，造成鉆孔部位的應(yīng)力集中，同時(shí)鉆孔后要封堵頂板或底板的鉆孔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，在避免常規(guī)直接鑄孔時(shí)鑄孔用砂芯因直徑較小而易斷的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了可控制裂紋的中隔板止裂孔的精確鑄造。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，包括以下步驟:
[0008](1)鑄造模具預(yù)處理，將待使用的氣缸蓋鑄造模具進(jìn)行清洗預(yù)處理；
[0009](2)制作鑄造芯體，對(duì)應(yīng)待鑄造氣缸蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸制作該氣缸蓋上中空部分的芯體，其中該氣缸蓋上的上水腔和下水腔分別為上水腔砂芯和下水腔砂芯，該氣缸蓋中隔板上的止裂孔上對(duì)應(yīng)為瓶形鐵棒；
[0010](3)定位鑄造芯體，將待鑄造氣缸蓋對(duì)應(yīng)的鑄造芯體定位安裝在鑄造模具中，其中所述瓶形鐵棒的下端固定在所述下水腔砂芯上，該瓶形鐵棒的上端固定在所述上水腔砂芯上；
[0011 ] (4)澆鑄成型，將鑄造氣缸蓋的金屬溶液澆注在氣缸蓋鑄造模具中，冷卻成型；
[0012](5)導(dǎo)出鑄造芯體，將冷卻成型后的氣缸蓋澆注體內(nèi)的鑄造芯體導(dǎo)出，完成氣缸蓋的鑄造，其中上水腔砂芯和下水腔砂芯導(dǎo)出后，瓶形鐵棒插在上水腔和下水腔之間的氣缸蓋中隔板上，與氣缸蓋中隔板上的止裂孔共同形成中隔板止裂結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中的瓶形鐵棒的下端固定在所述下水腔砂芯的上端，瓶形鐵棒的上端固定在所述上水腔砂芯的下端。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法具有以下優(yōu)勢(shì):
[0015](1)本發(fā)明所述的中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，用鐵棒替代砂芯，可防止氣缸蓋澆注時(shí)金屬液沖斷砂芯棒，使氣缸蓋中隔板止裂孔無(wú)法成型，且該種方法生產(chǎn)的氣缸蓋，在柴油機(jī)高負(fù)荷工作時(shí)氣缸蓋偶爾產(chǎn)生中隔板裂紋后，中隔板止裂結(jié)構(gòu)能有效引導(dǎo)裂紋擴(kuò)展至止裂孔，防止裂紋穿透氣道進(jìn)而造成氣缸蓋失效。
【附圖說(shuō)明】
[0016]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋的垂直剖面示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋的水平剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0020]1-氣缸蓋頂板，2-氣缸蓋，3-上水腔，4-氣缸蓋中隔板，5-瓶型鐵棒，6_下水腔，7_氣缸蓋底板，8-中隔板起裂位置，9-裂紋擴(kuò)展途徑，10-中隔板止裂結(jié)構(gòu)，11-氣缸蓋氣道。
【具體實(shí)施方式】
[0021]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0022]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0023]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0024]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明包括以下步驟:
[0026](1)鑄造模具預(yù)處理，將待使用的氣缸蓋鑄造模具進(jìn)行清洗預(yù)處理；
[0027](2)制作鑄造芯體，對(duì)應(yīng)待鑄造氣缸蓋2的結(jié)構(gòu)和尺寸制作該氣缸蓋2上中空部分的芯體，其中該氣缸蓋2上的上水腔3和下水腔6分別為上水腔砂芯和下水腔砂芯，該氣缸蓋中隔板4上的止裂孔上對(duì)應(yīng)為瓶形鐵棒5;
[0028](3)定位鑄造芯體，將待鑄造氣缸蓋2對(duì)應(yīng)的鑄造芯體定位安裝在鑄造模具中，其中所述瓶形鐵棒5的下端固定在所述下水腔砂芯上，該瓶形鐵棒5的上端固定在所述上水腔砂芯上；
[0029](4)澆鑄成型，將鑄造氣缸蓋2的金屬溶液澆注在氣缸蓋鑄造模具中，冷卻成型；
[0030](5)導(dǎo)出鑄造芯體，將冷卻成型后的氣缸蓋澆注體內(nèi)的鑄造芯體導(dǎo)出，完成氣缸蓋2的鑄造，其中上水腔砂芯和下水腔砂芯導(dǎo)出后，瓶形鐵棒5插在上水腔3和下水腔6之間的氣缸蓋中隔板4上，與氣缸蓋中隔板4上的止裂孔共同形成中隔板止裂結(jié)構(gòu)10。
[0031]所述步驟(3)中的瓶形鐵棒的下端固定在所述下水腔砂芯的上端，瓶形鐵棒的上端固定在所述上水腔砂芯的下端。
[0032]如圖1至2所示，氣缸蓋2包括氣缸蓋頂板1、上水腔3、氣缸蓋中隔板4、下水腔6和氣缸蓋底板7，使用上述方法鑄造的氣缸蓋2，在氣缸蓋中隔板4上插有瓶形鐵棒5，瓶形鐵棒5與該瓶形鐵棒5所插的止裂孔共同構(gòu)成中隔板止裂結(jié)構(gòu)10，瓶型金屬棒5可保證氣缸蓋2鑄造清砂后嵌在氣缸蓋中隔板4上不脫落，不會(huì)造成其它相關(guān)件的損傷。
[0033]—般情況下，柴油機(jī)工作時(shí)，裂紋由中隔板裂紋起裂部位8開(kāi)始，沿氣缸蓋中隔板4的裂紋擴(kuò)展途徑9向氣缸蓋氣道11擴(kuò)展，最終穿透氣缸蓋氣道11導(dǎo)致氣缸蓋2失效。
[0034]使用本發(fā)明所述方法鑄造的氣缸蓋2，在裂紋由中隔板裂紋起裂部位8開(kāi)始，沿氣缸蓋中隔板4的裂紋擴(kuò)展途徑9向氣缸蓋氣道11擴(kuò)展的途中，經(jīng)過(guò)瓶形鐵棒5和止裂孔共同構(gòu)成的中隔板止裂結(jié)構(gòu)10，裂紋在中隔板止裂結(jié)構(gòu)10終止，延長(zhǎng)了氣缸蓋2的使用壽命。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)鑄造模具預(yù)處理，將待使用的氣缸蓋鑄造模具進(jìn)行清洗預(yù)處理； (2)制作鑄造芯體，對(duì)應(yīng)待鑄造氣缸蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸制作該氣缸蓋上中空部分的芯體，其中該氣缸蓋上的上水腔和下水腔分別為上水腔砂芯和下水腔砂芯，該氣缸蓋中隔板上的止裂孔上對(duì)應(yīng)為瓶形鐵棒； (3)定位鑄造芯體，將待鑄造氣缸蓋對(duì)應(yīng)的鑄造芯體定位安裝在鑄造模具中，其中所述瓶形鐵棒的下端固定在所述下水腔砂芯上，該瓶形鐵棒的上端固定在所述上水腔砂芯上； (4)澆鑄成型，將鑄造氣缸蓋的金屬溶液澆注在氣缸蓋鑄造模具中，冷卻成型； (5)導(dǎo)出鑄造芯體，將冷卻成型后的氣缸蓋澆注體內(nèi)的鑄造芯體導(dǎo)出，完成氣缸蓋的鑄造，其中上水腔砂芯和下水腔砂芯導(dǎo)出后，瓶形鐵棒插在上水腔和下水腔之間的氣缸蓋中隔板上，與氣缸蓋中隔板上的止裂孔共同形成中隔板止裂結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，其特征在于:所述步驟(3)中的瓶形鐵棒的下端固定在所述下水腔砂芯的上端，瓶形鐵棒的上端固定在所述上水腔砂芯的下端。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，包括以下步驟：(1)鑄造模具預(yù)處理；(2)制作鑄造芯體；(3)定位鑄造芯體；(4)澆鑄成型；(5)導(dǎo)出鑄造芯體。本發(fā)明所述的中隔板具有止裂結(jié)構(gòu)的氣缸蓋鑄造方法，用鐵棒替代砂芯，可防止氣缸蓋澆注時(shí)金屬液沖斷砂芯棒，使氣缸蓋中隔板止裂孔無(wú)法成型，且該種方法生產(chǎn)的氣缸蓋，在柴油機(jī)高負(fù)荷工作時(shí)氣缸蓋偶爾產(chǎn)生中隔板裂紋后，中隔板止裂結(jié)構(gòu)能有效引導(dǎo)裂紋擴(kuò)展至止裂孔，防止裂紋穿透氣道進(jìn)而造成氣缸蓋失效。
【IPC分類】B22D18/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105478719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510930138
【發(fā)明人】郭昌明, 馬華
【申請(qǐng)人】中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所(天津)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日