一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺
技术领域
本发明属于黑色金属铸造技术领域，涉及一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺。
背景技术
在现有技术方案条件下，最大能够生产的气缸盖铸件尺寸为1100×400mm(长宽)，现有技术方案中，型板长度尺寸为1240mm，铸件长度尺寸为1087mm，为保证砂芯两端面强度，两端砂芯壁厚合计为93mm，砂芯总长为1180mm，两端离型板边缘各30mm，因此可以实现长度方向工艺排布，且因规则排布，有利于铸件的浇注、凝固和冷却。若要实现长度方向平行排布，砂芯尺寸不能超过1180mm，铸件长度尺寸不能超过1100mm。
授权公告号为CN103909229B，公开了一种柴油机缸盖铸造工艺，该铸造工艺包括：步骤一，通过吊具吊运底盘芯到平车上平放,用压缩空气吹干净芯组内腔的散砂和灰尘；步骤二，在底盘芯的过钉孔处插设全封闭冷却套；步骤三，把上盖盘砂芯吊起侧放,用压缩空气吹干净芯组内腔的散砂和灰尘；步骤四，把上盖盘砂芯吊到底盘芯上方进行对正合芯；步骤五，再把合芯后的整个芯组吊到造型线上放入铸型,随造型线流转到浇注。柴油机缸盖铸造工艺通过在砂芯过钉孔处设置全封闭冷却套，使过钉孔铁水达到急冷和同时冷却凝固，起到与铁水充分熔合和堵塞漏水、漏气的作用，减少铸件缩孔的产生，降低了缸盖铸件漏水率，提高了缸盖铸造质量和组装后发动机运行性能。
授权公告号为CN104308079B，公开了一种柴油机蠕墨铸铁气缸盖铸造方法，采用如下步骤：(1)制作气道芯盒；(2)制作气道砂芯；(3)浸涂料；(4)将石墨棒插入气道砂芯定位孔；(5)将气缸盖其余砂芯和气道砂芯下芯；(6)对气缸盖进行浇铸。本发明简单，可操作性强，可以在铁水控制波动的情况下稳定生产，减少大型柴油机蠕墨铸铁气缸盖废品率，杜绝了蠕墨铸铁气缸盖导杆孔位置缩松或缩孔问题，可以使导管孔渗漏问题控制在2％以内，并不影响其它部位的铸造质量。可以减少企业经济损失，降低制造成本。
授权公告号为CN101066557A，公开了一种柴油机气缸盖铸造方法，其采用从气缸盖两侧的底端引入铁水的底注浇注方式，可以实现平稳充型，有利于型腔排气。同时在各热节的部位配合使用冷铁，以均匀铸件不同部位的冷却速度；利用铸件的自补缩，以减少铸件内的缩松、缩孔消除铸造组织缺陷，从而保证铸件的内在质量；本发明有效地消除铸件内部组织疏松、内腔光洁度偏低问题，合格率高，操作简单实用，工艺稳定可靠。
由于气缸盖尺寸较大，以上现有技术方案受限于砂箱尺寸而不能实现。
发明内容
本发明提供了一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺。本发明是一种全新气缸盖产品的铸造工艺设计方案。通过采用铸件在砂箱中对角排布、优化砂芯结构、侧面进铁,优化浇注系统等措施，克服了砂箱尺寸受限的问题，完整设计出一套全新的气缸盖铸造工艺方案，生产出符合要求的气缸盖铸件。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：
一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺，包括以下步骤：
步骤一：设计组合砂芯，铸件由组合砂芯形成铸件外形轮廓；
步骤二：气缸盖对角排布：设计型板模型，利用型板对角尺寸长度，将模型对角排布；
步骤三：优化砂芯结构，增加圆角；
步骤四：侧面进铁底注式工艺：侧面进铁,优化浇注系统。
技术方案中所述铸件由1#、2#、3#三个主体砂芯形成铸件外形轮廓。
技术方案中所述砂芯总长1279mm。
技术方案中所述型板最大长度1240mm。
技术方案中所述对角尺寸长度最大1498mm。
技术方案中所述圆角半径R为50mm。
技术方案中所述侧面进铁,优化浇注系统，具体内容如下：
(1)部分浇注系统由外模形成，部分浇注系统由3#主体芯形成，融熔铁液由侧面进入型腔；
(2)设计底注式浇注系统，直浇道进铁后，在主横浇道进行阻流，进入分横浇道后逐渐放大，内浇口进铁。
技术方案中所述内浇口进铁，设置6道。
技术方案中所述内浇口面积为2100mm2。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1、本发明通过采用铸件在砂箱中对角排布、优化砂芯结构，克服了砂箱尺寸受限的问题，实现大尺寸缸盖铸件能够生产。
2、本发明通过侧面进铁,优化浇注系统等措施，解决了对角排布工艺带来的浇注、凝固、冷却等方面的不利影响。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为现有技术方案工艺设计图一；
图2为现有技术方案工艺设计图二；
图3为本发明所述一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺设计图一；
图4为本发明所述一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺设计图二；
图5为本发明所述一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺设计图三；
图6为本发明所述一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺设计图四；
图7为本发明所述一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺6道内浇口进铁立体图；
图8为本发明所述一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造浇注系统立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
本发明中涉及的气缸盖铸件，该产品外形轮廓尺寸达到1217×400×136mm(长宽高)，模型设计时需加上收缩率，尺寸为1232×404×138mm(长宽高)，现有铸造用砂箱的尺寸为1300×900×700mm(长宽高)，模具型板尺寸为1240×840mm(长宽)，长度尺寸余量仅为10mm，此外，尚需考虑砂芯砂层厚度，已无法按现有技术方案进行生产。
在现有技术方案条件下，最大能够生产的气缸盖铸件尺寸为1100×400mm(长宽)，参阅图1、图2。
现有技术方案中，型板长度尺寸为1240mm，铸件长度尺寸为1087mm，为保证砂芯两端面强度，两端砂芯壁厚合计为93mm，砂芯总长为1180mm，两端离型板边缘各30mm，因此可以实现长度方向工艺排布，且因规则排布，有利于铸件的浇注、凝固和冷却。若要实现长度方向平行排布，砂芯尺寸不能超过1180mm，铸件长度尺寸不能超过1100mm。
本发明所涉及的一种砂箱尺寸条件受限下的气缸盖铸造工艺，包括以下步骤：
步骤一：参阅图3，设计组合砂芯，铸件由1#、2#、3#三个主体砂芯形成铸件外形轮廓，砂芯总长1279mm。图3中的数字1、2、3，指三个主体砂芯的编号，是铸造工艺设计图的一种表示砂芯的方法。
步骤二：参阅图4，气缸盖对角排布工艺设计，设计型板模型，充分利用型板对角尺寸长度(最大1500mm)，将模型对角排布。
步骤三：参阅图5，优化砂芯结构，增加圆角R50，解决两端砂型结构强度低的问题，方便起模。
步骤四：侧面进铁底注式工艺设计，侧面进铁,优化浇注系统，解决两端离砂箱边缘过近，影响铁液充型问题。
(1)参阅图6，部分浇注系统由外模形成，部分浇注系统由3#主体芯形成，融熔铁液由侧面进入型腔，解决高度尺寸问题。
(2)参阅图7、图8，设计底注式浇注系统，直浇道进铁后，在主横浇道进行阻流，进入分横浇道后逐渐放大，6道内浇口进铁，内浇口面积为2100mm2，保障了充型平稳。
对于大尺寸缸盖，正常情况下，如果砂箱尺寸受限，在工艺可行性评价时，均直接否定，只能另外考虑换更大砂箱的生产线进行生产。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
