四气门气缸盖整体水套砂芯优化设计及模具制造

本文介绍一款新型发动机缸盖的复杂水套砂芯优化设计,及其覆膜砂制芯热芯盒模具设计制造与生产验证过程。其中水套砂芯三维模型的开发设计属于新产品开发的重点,我们通过三维模拟,3D打印实物模型修改验证,结合应用激光扫描逆向设计等技术手段,解决设计过程中遇到的各种问题,最终完成水套砂芯的优化设计。

ZHTO750射芯机一盒两芯制作气缸体水套砂芯热芯盒的优化设计

简单介绍和评述了ZHTO750射芯机一盒两芯制作MR479Q气缸体水套热芯盒的分盒面、芯盒本体、活块开盒机构、气针式下顶芯杆、上顶芯杆的柔性安装方式等传统结构形式或设备使用说明书推介的形式(及其安装结构)存在的不足,针对其不足提出了优化设计的方法,评述了其优先选用的结构形式。

Z8040射芯机制作大型气缸盖水套砂芯热芯盒的优化设计

分析评述Z8040射芯机用热覆膜砂制作大型气缸盖水套砂芯热芯盒的优化设计方案,着重介绍热芯盒分盒方案、芯盒本体、底框、活块结构、射砂口衬套安装结构等的优化设计及其他附件的优缺点;阐述了应用人类工效学、美学及绩效理论等对其优化设计的理念和技术方案。

462Q气缸体水套砂芯制芯工艺及热芯盒设计

选用酚醛树脂砂热芯盒法制作 4 62Q气缸体水套砂芯 ,以国产ZZ861 2射芯机作优先选用机型设计热芯盒 ,合理选择射砂方向及垂直分盒 ,确保细窄部位成型及砂芯的整体质量 ;热芯盒采用一个静模、两个动模 ,加之动模合理的顶芯机构 ,从而在ZZ861 2射芯机上实现了一盒两芯的设计方案 ;采用成型冷却模 ,保证结构强度较低的该水套砂芯在冷却硬化过程中不变型或将变形量减小到最低限度。

气缸体水套砂芯热芯盒的优化设计

简单介绍和评述了GSR2射芯机制作气缸体水套热芯盒的分盒面、芯盒本体、左右侧开盒机构、第五开盒机构、下顶芯板导向杆、左右盒体机械式锁紧机构、热覆膜砂挡砂帽等结构及其附件的传统结构形式或设备使用说明书推介的形式(及其安装结构)存在的不足,针对其不足提出了利用人体工效学、绩效理论、黄金分割原理等对其进行优化设计的方法或评述了其优先选用的结构形式。

90D缸体铸件缺陷的防止措施

介绍了90D缸体的铸件结构特点,分析了90D缸体铸件小批生产时出现的水套芯折断、砂眼、渗漏和气孔等缺陷的原因,决定采用下列改进措施:采用底注式浇注系统;设置4个冒口,使用23根明排气针和17根暗排气针;砂芯局部增加加强筋并采用圆滑过渡结构;调整水套芯与盖板芯配合芯头间隙;增加覆膜砂小芯;在热节部位刷Te粉涂料;在砂芯个别部位加芯撑;在所有水套砂芯工艺芯头处钻排气孔,加强水套砂芯在浇注时排气;将水套砂芯的树脂加入量降低至1.4%;砂芯运输采用专用垫板及小车。采用上述措施后,水套芯折断、砂眼、渗漏和气孔缺陷已消除,铸件内废率控制在3%以下,加工外废率控制在10%以下,综合废品率控制在15%以下。

干式四缸体铸造工艺改进

为提升干式四缸体品质,通过对干式四缸体水套内腔质量差、水套断裂和砂孔缺陷的原因分析,进行了工艺改进,降低了综合废品率,提高了铸件内腔质量,提高了生产效率,降低了生产成本。

铸铁缸体水套油道用覆膜砂与涂料的匹配研究

对铸铁缸体水套油道用覆膜砂与涂料的匹配进行了试验研究,探讨了渣孔缺陷、气孔缺陷的产生机理,结果显示:(1)涂料渗透深度控制在1.0～1.5 mm,可以有效消除气孔、渣眼等缺陷;(2)覆膜砂的细度对涂料的浸透层深度有明显影响,应加强水套油道芯用耐高温覆膜砂的常规检测项AFS细度的检测与控制;(3)涂料的浓度对涂料的浸透层深度有明显影响,需要对涂料的浓度进行监控、记录;(4)涂料的发气量对缸体缸筒气孔有显著影响,应加强对涂料发气量的检测与控制。

新型覆膜砂的开发与应用

为解决结构复杂的水套芯引起的气孔缺陷问题,决定开发新型覆膜砂。通过在实验室进行试验,得出以下结论:(1)A砂和B砂配比相同条件下,随着树脂加入量增加,覆膜砂的抗拉强度、发气量增加,流动性降低;(2)在树脂加入量相同的条件下,随着B砂比例增加,覆膜砂抗拉强度、发气量增加,流动性降低;(3)新型覆膜砂使用时间≤3天。将优选出的芯砂配比用于TY6126缸体水套砂芯的生产,结果显示:通过采用新型覆膜砂,提高了砂芯透气性,有效遏制了气孔缺陷,铸件的综合废品率从62%降到5.03%。

特种砂在缸体水套砂芯上的应用

分析了4GA汽油机缸体水套产生粘砂、夹砂的原因，通过对比宝珠砂、铬铁矿砂、冷芯和热芯等工艺的优缺点，最终选择40%宝珠砂＋40%铬铁矿砂＋20%KND覆膜砂的配比方案，将水套改为局部预埋热芯（粘砂部位使用热芯）的冷芯工艺，解决了缸体水套的粘砂（夹砂）问题。

砂芯无框工艺在自动化生产中的应用

介绍了砂芯无框工艺在气缸盖砂芯自动化生产中的应用,进行了以下工艺设计:(1)将夹具统一设计成左右夹持的方式,增加一个支撑力把砂芯撑起;(2)采用顶针定位,在顶针上安装可拆卸的定位销板;(3)下芯后夹具要退让出来,需要配合的砂芯做出退让的空间。生产结果显示:取消了水套芯的边框,突破了机器人只能夹持砂芯边框的问题,有效降低了生产成本,成功解决了高效生产与高成本的矛盾,但对砂芯与外型配合的精度有一定要求。

4H缸体水套内腔烧结粘砂缺陷分析及对策

公司生产的4H干式缸套缸体,水套内腔烧结粘砂问题一直得不到很好的解决。采用局部预浸涂加整体浸涂、烘干后局部人工补刷涂料的3次施涂工艺,改进效果依然不理想。采用M590A涂料对水套芯进行一次浸涂,取消了预浸涂及烘干后人工补刷涂料的复杂工序,成功解决了4H缸体水套内腔烧结缺陷,提高了生产效率、降低了生产成本、降低了铸件废品率。

利用SLS技术烧制发动机缸盖水套砂芯

利用选择性激光烧结(SLS)技术烧制某重型发动机缸盖水套砂芯并对工艺过程进行了研究。该重型发动机缸盖水套砂芯内腔形状复杂,外形尺寸大,浇注温度高。通过选用70~140目宝珠砂,加入适当配比酚醛树脂的覆膜砂,采用合适的激光烧结工艺参数和后固化温度和时间,一次浇注成功合格的大型缸盖铸件。