柴油機(jī)缸蓋制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柴油機(jī)缸蓋制造方法。該柴油機(jī)缸蓋制造方法，具體步驟包括：首先，進(jìn)行缸蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì)；其次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)快速成型工藝設(shè)計(jì)；再次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)成型；最后，進(jìn)行砂型套箱，澆注，落砂及清理。該柴油機(jī)缸蓋制造方法在缸蓋鑄造過程中省略了鑄造模具的制造環(huán)節(jié)，即缸蓋無模具鑄造，采用鑄造砂芯的激光快速成型工藝，簡化了柴油機(jī)缸蓋制造方法，縮短新品研發(fā)周期，降低了柴油機(jī)缸蓋的生產(chǎn)成本。
【專利說明】柴油機(jī)缸蓋制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機(jī)缸蓋制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)缸蓋是柴油發(fā)動機(jī)的重要部件，內(nèi)部有進(jìn)氣道，排氣道，冷卻水道，油道，噴油器座等結(jié)構(gòu)，缸蓋的底面有進(jìn)氣門，排氣門等結(jié)構(gòu)，缸蓋的底面也是柴油機(jī)燃燒室頂部，缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛坯都用鑄造方法制造，一般情況下，材料為鑄鐵，但小型柴油機(jī)，特別是轎車，皮卡車，小面包車的柴油機(jī)缸蓋也可采用鋁合金材料，毛坯也是采用各種鑄造方法制造。
[0003]缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，都是采用鑄造方法制造毛坯，然后進(jìn)行冷加工完成零件制造。缸蓋鑄造的重要工裝就是鑄造模具，復(fù)雜的缸蓋結(jié)構(gòu)決定了缸蓋的鑄造模具也相應(yīng)很復(fù)雜，一套鑄鐵材料缸蓋模具通常包括:進(jìn)氣道芯盒模具；排氣道芯盒模具；上水道芯盒模具；下水道芯盒模具；底面模具；頂面模具。
[0004]特別是柴油機(jī)專業(yè)企業(yè)每年都有新產(chǎn)品研制，缸蓋是其中重要零件，這些新設(shè)計(jì)產(chǎn)品必須做出實(shí)物樣件才能進(jìn)行各種性能試驗(yàn)，因此每種新研制缸蓋都對應(yīng)新制造模具。
[0005]但一套缸蓋鑄造模具造價(jià)幾十萬甚至過百萬，模具成本很高，模具的制造周期一般都在3個月以上。如果新產(chǎn)品缸蓋研制過程中，由于各種原因，項(xiàng)目停止或取消，樣件缸蓋只作了幾件，那么樣件的分擔(dān)模具成本就非常高，同時(shí)模具的制造周期長，也相應(yīng)的延長了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。
[0006]因此，模具制造是新產(chǎn)品缸蓋試制的瓶頸因素，造成柴油機(jī)缸蓋制造工藝復(fù)雜，新品研發(fā)周期長，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了一種工藝簡單合理，新品研發(fā)周期短，成本低的柴油機(jī)缸蓋制造方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種柴油機(jī)缸蓋制造方法，具體步驟包括:
[0009]首先，進(jìn)行缸蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì)；
[0010]其次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)快速成型工藝設(shè)計(jì)；
[0011]再次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)成型；
[0012]最后，進(jìn)行砂型套箱，澆注，落砂及清理。
[0013]上述技術(shù)方案中，鑄造工藝方案包括砂芯組成方案和澆注系統(tǒng)方案。
[0014]上述技術(shù)方案中，砂芯組成方案的砂芯組由八種十二件砂芯組成，即:一個第一底盤芯、兩個下水道芯、兩個進(jìn)氣道芯、兩個排氣道芯、兩個上水道芯、一個第一蓋盤芯、一個第二蓋盤芯和一個第二底盤芯。
[0015]上述技術(shù)方案中，一個所述第一底盤芯、一個所述下水道芯、一個所述進(jìn)氣道芯、一個所述排氣道芯、一個所述上水道芯和一個所述第一蓋盤芯依次裝配為一組，一個所述第二底盤芯、一個所述下水道芯、一個所述排氣道芯、一個所述進(jìn)氣道芯、一個所述上水道芯和一個所述第二蓋盤芯依次裝配為另一組，兩組再裝配在一起為完整砂芯組。
[0016]上述技術(shù)方案中，澆注系統(tǒng)包括:開設(shè)在上砂型頂端的澆口杯，以及與澆口杯依次連通的上直澆道、下直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道；所述澆口杯與上砂型的上直澆道相連，所述上直澆道、下直澆道構(gòu)成完整直澆道。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:該柴油機(jī)缸蓋制造方法在缸蓋鑄造過程中省略了鑄造模具的制造環(huán)節(jié)，即缸蓋無模具鑄造，采用鑄造砂芯的激光快速成型工藝，簡化了柴油機(jī)缸蓋制造方法，縮短新品研發(fā)周期，降低了柴油機(jī)缸蓋的生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的砂芯組成方案分解示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的一組砂芯組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的砂芯組成方案裝配剖視示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的澆注系統(tǒng)裝配示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的澆注系統(tǒng)裝配剖視示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的進(jìn)氣道芯的激光快速成型工藝示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個【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。需要理解的是，本發(fā)明的以下實(shí)施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，這些用來限制方向的詞語僅僅是為了便于說明，并不代表對本發(fā)明具體技術(shù)方案的限制。
[0026]本發(fā)明的柴油機(jī)缸蓋制造方法在缸蓋鑄造過程中省略了鑄造模具的制造環(huán)節(jié)，即缸蓋無模具鑄造，采用鑄造砂芯的激光快速成型工藝，簡化了柴油機(jī)缸蓋制造方法，縮短新品研發(fā)周期，降低了柴油機(jī)缸蓋的生產(chǎn)成本。
[0027]以下詳細(xì)的描述通過舉例但非限制的方式說明了本公開，應(yīng)該明白的是本公開的各種方面可被單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)或者與其他方面結(jié)合的實(shí)現(xiàn)。本說明書清楚的使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造并使用我們相信為新的且非顯而易見的改進(jìn)，描述了若干實(shí)施例、變通方法、變型、備選方案以及系統(tǒng)應(yīng)用，包括當(dāng)前被認(rèn)為是執(zhí)行本說明書中描述的發(fā)明原理的最好模式。當(dāng)描述元件或特征和/或?qū)嵤├龝r(shí)，冠以“一” “一個” “該”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一個或多個。術(shù)語“包括” “包含”和“具有”旨在為包括性的，并表示在那些具體描述的元件或特征以外還具有額外的元件或特征。
[0028]如圖7所示，該柴油機(jī)缸蓋制造方法。其具體步驟包括:
[0029]首先，進(jìn)行缸蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì)。
[0030]確定缸蓋的鑄造工藝方案，包括砂芯組成方案，澆注系統(tǒng)方案。
[0031]其中，如圖1至圖3所示，砂芯組成方案的所有砂芯，砂型，砂箱裝配完成后，一次澆注完成后可得兩件缸蓋鑄件毛坯，其中，砂芯組19包含8種12件砂芯，即:一個第一底盤芯1、兩個下水道芯2、兩個進(jìn)氣道芯3、兩個排氣道芯4、兩個上水道芯5、一個第一蓋盤芯6、一個第二蓋盤芯7和一個第二底盤芯8。一個第一底盤芯1、一個下水道芯2、一個進(jìn)氣道芯3、一個排氣道芯4、一個上水道芯5和一個第一蓋盤芯6依次裝配為一組，一個第二底盤芯8、一個下水道芯2、一個排氣道芯4、一個進(jìn)氣道芯3、一個上水道芯5和一個第二蓋盤芯7依次裝配為另一組，然后兩組再裝配在一起為完整砂芯組(共8種12件砂芯)，然后再將砂芯組安裝在上砂型9、下砂型10內(nèi)，再一起布設(shè)到上砂箱11、下砂箱12內(nèi)，到此所有砂芯，砂型，砂箱裝配完成。
[0032]如圖4和圖5所示，澆注系統(tǒng)采用開設(shè)在上砂型頂端的澆口杯14，以及與澆口杯依次連通的上直澆道15、下直澆道16、橫澆道17和內(nèi)澆道18。澆口杯14與上砂型9的上直澆道15相連，上、下直澆道構(gòu)成完整直澆道。
[0033]其次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)快速成型工藝設(shè)計(jì)。
[0034]在鑄造工藝的基礎(chǔ)上，每個砂芯再進(jìn)行激光快速成型工藝設(shè)計(jì)，如圖6所示，下面以進(jìn)氣道芯3為例示意其激光快速成型工藝:
[0035]芯組中的進(jìn)氣道芯3在砂芯上面有芯頭位31等鑄造工藝形狀。芯頭位31屬于鑄造工藝，不屬于鑄件形狀。而位于進(jìn)氣道芯3底部的立柱及底部托板32為激光快速成型工藝，僅在成型過程中使用，成型后鋸掉，只保留鑄造工藝模型用于鑄造。
[0036]再次，進(jìn)行缸蓋砂型的精密激光燒結(jié)成型。
[0037]即將設(shè)計(jì)好的所有的三維砂芯模型數(shù)據(jù)分別依次輸入激光快速成型機(jī)進(jìn)行激光三維選擇性燒結(jié)，完成砂芯的實(shí)物制作，作出全套的12件砂芯。激光燒結(jié)成型技術(shù)(簡稱SLS)是一種將粉末材料通過激光直接燒結(jié)成各種實(shí)體形狀的一種新型鑄造技術(shù)。覆膜砂是用于選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)的粉末材料之中的一種。激光燒結(jié)快速成形技術(shù)是通過激光加熱酚醛樹脂使其受熱產(chǎn)生軟化和固化，而使覆膜砂粘結(jié)形成砂芯的技術(shù)。這種新型成形技術(shù)不需要模具，適用于新產(chǎn)品開發(fā)，縮短開發(fā)周期，有利于降低改模的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本。將設(shè)計(jì)好的三維砂芯數(shù)據(jù)輸入激光快速成型機(jī)進(jìn)行激光三維選擇性燒結(jié)，完成砂芯的實(shí)物制作，作出全套砂芯。
[0038]再次，進(jìn)行缸蓋的砂型裝配。
[0039]將制作好的全套砂芯進(jìn)行裝配，并控制好精度。裝配過程:即將一個第一底盤芯
1、一個下水道芯2、一個進(jìn)氣道芯3、一個排氣道芯4、一個上水道芯5和一個第一蓋盤芯6依次裝配為一組，一個第二底盤芯8、一個下水道芯2、一個排氣道芯4、一個進(jìn)氣道芯3、一個上水道芯5和一個第二蓋盤芯7依次裝配為另一組，然后兩組再裝配在一起為完整砂芯組(共8種12件砂芯)，然后再將砂芯組安裝在上砂型9、下砂型10內(nèi)，到此所有砂芯，砂型裝配完成。
[0040]最后，進(jìn)行砂型套箱，澆注，落砂及清理。
[0041]將裝配完成的砂芯用上砂箱11、下砂箱12套起來固定，在砂箱的上砂箱11開設(shè)澆注通道進(jìn)行澆注，待鑄件冷卻后開箱落砂。至此毛坯鑄造完成。
[0042]通過本方案鑄造缸蓋毛坯可有幾大優(yōu)點(diǎn):不用制造模具，節(jié)省了模具的成本。制造周期短，一般可縮短制造周期2/3(與模具方案對比)。節(jié)省制造成本，鑄造成本可節(jié)省70%，以上。研發(fā)過程對缸蓋產(chǎn)品修改反應(yīng)速度快，可快速做出改進(jìn)方案鑄件。
[0043]綜上，該柴油機(jī)缸蓋制造方法在缸蓋鑄造過程中省略了鑄造模具的制造環(huán)節(jié)，即缸蓋無模具鑄造，采用鑄造砂芯的激光快速成型工藝，簡化了柴油機(jī)缸蓋制造方法，縮短新品研發(fā)周期，降低了柴油機(jī)缸蓋的生產(chǎn)成本。
[0044]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)缸蓋制造方法，其特征在于，具體步驟包括: 首先，進(jìn)行缸蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì)； 其次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)快速成型工藝設(shè)計(jì)； 再次，進(jìn)行缸蓋砂型的激光燒結(jié)成型； 最后，進(jìn)行砂型套箱，澆注，落砂及清理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)缸蓋制造方法，其特征在于:所述鑄造工藝方案包括砂芯組成方案和澆注系統(tǒng)方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)缸蓋制造方法，其特征在于:所述砂芯組成方案的砂芯組由八種十二件砂芯組成，即:一個第一底盤芯、兩個下水道芯、兩個進(jìn)氣道芯、兩個排氣道芯、兩個上水道芯、一個第一蓋盤芯、一個第二蓋盤芯和一個第二底盤芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)缸蓋制造方法，其特征在于:一個所述第一底盤芯、一個所述下水道芯、一個所述進(jìn)氣道芯、一個所述排氣道芯、一個所述上水道芯和一個所述第一蓋盤芯依次裝配為一組，一個所述第二底盤芯、一個所述下水道芯、一個所述排氣道芯、一個所述進(jìn)氣道芯、一個所述上水道芯和一個所述第二蓋盤芯依次裝配為另一組，兩組再裝配在一起為完整砂芯組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)缸蓋制造方法，其特征在于:所述澆注系統(tǒng)包括:開設(shè)在上砂型頂端的澆口杯，以及與澆口杯依次連通的上直澆道、下直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道；所述澆口杯與上砂型的上直澆道相連，所述上直澆道、下直澆道構(gòu)成完整直澆道。
【文檔編號】B22C9/08GK103567392SQ201310475438
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】馬國勝, 陳金源, 呂登紅, 謝永澤, 傅顯珍 申請人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司