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砂芯射砂方向的确定跟整体砂芯的结构

2020-09-30 22:15:01

其一、砂芯射砂方向的确定
车用发动机气缸体类铸铁件,是民用机械产品中生产难度大的典型复杂薄壁铸件,其气缸体的曲轴箱砂芯质量好坏,影响着铸件的质量及其生产成本。
气缸体曲轴箱砂芯及制作工艺,已有较多的资料对其进行介绍,但研究的内容和对象有所不同。根据作者近两年来对国内较多的相关铸造厂(以下简称工厂)及铸造模具制作公司(以下简称公司)的考查了解和研究发现,一些相关热芯盒的结构设计尚有较多不尽合理之处。故此,作者根据近两年来研究、探索的心得,针对目前国内已有较多的铸造厂应用临海铸机厂生产的29406覆膜砂水平射芯制作气缸体曲轴箱砂芯的热芯盒优化设计,进行讨论,供同行参考。
为讨论方便,笔者以曾亲历的Z9406全自动射芯机用酚醛树脂覆模砂,制作两种六缸气缸体(6110)曲轴箱砂芯的热芯盒方案为例,进行比较评述。
对于曲轴箱砂芯在29406覆膜砂水平射芯上用热芯盒工艺制作,有的工厂采用的是酚醛树脂覆模砂,有的工厂则采用的是吠喃树脂砂。对于后者已有资料作了较详细的研究,此处不再述;而对于前者,生产实践表明,射砂方向也能获得较的曲轴箱砂芯。其主要的优点之一,便是尽可能充分地抽空砂芯内部,使砂芯在热芯盒机械式抽芯的方式下形成“壳芯,,尽可能多地减少砂芯重量,降低砂芯的制作成本。
生产实践亦表明,热芯盒工艺方案,既能使砂芯在用热覆模砂的条件下达到良好质量状态,又能使其制作成本接近于资料介绍的曲轴箱砂芯用吠喃树脂制作的生产成本。
其二、整体砂芯双工位射芯机的结构
目前国内的新能源汽车大都是采用电力驱动装置,由于电机转速快,发热量大,所以电动汽车机壳一般采用内壁螺旋循环水冷方式进行冷却降温,通过铝合金电机壳低压铸造成形过程中的螺旋砂芯作为水道砂芯,形成机壳内部结构紧凑的螺旋形状的冷却水道,达到循环水冷机壳的目的。现在大多数水冷机壳生产企业使用的螺旋砂芯制造工艺是先通过双工位射芯机分别射砂成形18°。半圈螺旋形状的砂芯,再通过人工拼合作业的方式,将两个半圈螺旋装配成整圆砂芯,该方法不仅效率低,装配后的砂芯尺寸精度是难以,以此工艺生产的低压铸造铝合金铸件内部冷却水道的成形尺寸精度质量也会受到影响。通过研究和探索,我们设计出能一次性射砂成形的螺旋水道整体砂芯双工位射芯机,并应用PLC技术对双工位射芯机进行芯盒开合动作控制。
通过底模、抽芯机构、左合芯盒开合机构等组件,构成与螺旋水道整体砂芯相匹配的芯盒模腔,并使用树脂砂射入芯盒模腔,具体的工艺过程详述如下。
螺旋水道整体砂芯双工位射芯机包括底模、抽芯模机构、左合模机构、右合模机构底模上设有半圆形凹槽,半圆形凹槽内有与半圆形螺旋砂芯相匹配的一芯腔,左右两个合模机构各形成1/4圆形螺旋砂芯,称为二芯腔和第三芯腔,二芯腔和第三芯腔顶部各有四个半圆形射砂口,合模后则成为四个整圆形射砂口;中间的筒状抽芯模机构包括筒体,设有射砂口。底模、抽芯模、左右模上均布了加热管的安装孔,用于放置加热管。
底模底部还设有气缸和砂芯顶出结构,气缸用于驱动顶出砂芯机构,砂芯顶出机构包括横杆和多个顶杆,双工位射芯机还配有加砂机构和注砂机构;加砂机构包括树脂砂存储装置和传输管,传输管的一端与树脂砂存储装置连通,另一端则通向料箱。螺旋水道砂芯双工位射芯机有四个传动机构,用来进行各个方向的合模和开模。