气缸体的成型方法
技术领域
本发明属于铸钢件铸造技术领域，适用于一种管壁气缸铸件的成型方法。
背景技术
气缸体为石油化工行业零件，一般由气道管及缸体部件组成，其三维尺寸为4503mm*3991mm*1800mm，气道管壁厚度50mm，轮廓尺寸大，管壁高、薄，放样曲面形状；对于曲面放样管壁现有技术成型方案复杂，如图1所示，采用木质模具成型，砂芯设计数量较多，气道管内侧和外侧均设计砂芯。
采用现有技术成型方案缺点在于，模型成型轮廓尺寸大，木质模型成本高；管壁为曲面、壁薄件，桶壁内侧外侧均设计砂芯，对于桶壁尺寸配合无法保证；气道管壁为放样曲面结构，在下完砂芯后无法观察砂型中杂物，且无法清理，对铸件质量存在较大隐患；需要设计砂芯数量较多，组芯误差较大，影响铸件尺寸精度。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种新型的气缸体的成型方法，气道管成型采用整体砂芯工艺，气缸主体成型采用分芯工艺，其中气道管砂芯使用3D打印制作；这样可有效的控制气道管壁的尺寸，简化造型工序，减少成本，提高铸件尺寸精度。
一种气缸体的成型方法，所述气缸体包括气缸主体、气道管；具体成型方法包括：
所述气道管成型采用整体砂芯工艺，使用3D打印制作气道管砂芯，所述气道管砂芯内设有与所述气道管结构相匹配的空腔。
所述气缸主体成型采用分芯工艺，气缸主体砂芯包括气缸主体外模砂芯、气缸主体内模砂芯；所述气缸主体外模砂芯的内腔结构与所述气缸主体的外轮廓相匹配，所述气缸主体内模砂芯的外部机构与所述气缸主体的内腔结构相匹配，将所述气缸主体外模砂芯与所述气缸主体内膜砂芯组芯形成与所述气缸主体结构相匹配的空腔。
将所述气道管砂芯与气缸主体砂芯组芯形成与所述气缸体结构相匹配的空腔。
进一步地，所述气道管砂芯与所述气缸主体内模砂芯组芯的面上设有定位孔，且在所述气道管砂芯外周设有吊耳；所述气缸主体内模砂芯与所述气道管砂芯组芯的面上设置定位锥一，所述定位孔与所述定位锥一配合。
进一步地，成型方法还包括，制作气缸主体轮廓模具，所述气缸主体轮廓模具的外轮廓与所述气缸主体的外轮廓相匹配，使用气缸主体轮廓模具制作气缸主体外模砂芯。
进一步地，所述气缸主体轮廓模具的外轮廓面上设有与所述定位孔相匹配的定位锥二。
进一步地，所述气缸主体外模砂芯制作过程包括：将气缸主体轮廓模具的外轮廓面向上放置在砂床上，所述气缸主体轮廓模具周围放置砂箱，开始流砂，形成部分气缸主体外模砂芯；将所述气道管砂芯根据所述定位锥二的位置放置在所述气缸主体轮廓模具上，所述气道管砂芯周围放置砂箱，开始流砂，形成整体气缸主体外模砂芯；将气缸主体外模砂芯待放设定时间后，进行翻箱，取出所述气缸主体轮廓模具；将气缸主体内模砂芯下芯至所述整体气缸主体外模砂芯中，并使得所述定位孔与所述定位锥一配合。
进一步地，将所述气道管砂芯根据所述定位锥二的位置放置在所述气缸主体轮廓模具上之前，在所述气缸主体轮廓模具的表面上铺设隔膜。
进一步地，所述气缸主体内模砂芯根据所述气缸主体的内腔结构划分为若干砂芯。
本发明方法具有以下有益效果：
采用3D打印制作气道管整体砂芯，将气道管的内壁与外壁用一个砂芯成型，可以避免现有技术中内壁与外壁分开制作砂芯的方案，解决了复杂的、曲面的、薄壁的气道管的成型难题，确保了气道管的尺寸及形状的准确性。
采用整体气缸主体外模砂芯，使外模结构简单化，尺寸缩小，外模成型费用减少1/3；同时较现有技术成型方法减少砂芯数量，各个砂芯体积减小1/3，相应砂芯的芯盒成本降低。
采用本发明的成型方法，使复杂的曲面砂芯成型简单化，不需要现有技术中的木质芯盒及人工制芯工序，显著降低成本，缩短生产周期。
附图说明
图1是气缸体铸件剖视图；
图2是气道砂芯结构示意图；
图3是气道砂芯结构主视图示意图；
图4是图3中A-A剖视图；
图5是气缸体砂芯工艺设计图；
图6是气缸主体轮廓模具结构示意图；
图7是砂芯一结构示意图；
图8是砂芯二结构示意图；
图9是砂芯三结构示意图；
图10是砂芯四结构示意图；
图11是部分气缸主体外模砂芯示意图；
图12是部分气缸主体外模砂芯上放置气道管砂芯示意图；
图13是整体气缸主体外模砂芯示意图；
图14是翻箱取出气缸主体轮廓模具后气缸主体外模砂芯结构示意图；
图15是气缸主体内模砂芯下芯示意图；
10-气缸主体；20-气道管；201-气道管一；202-气道管二；300-气道管砂芯；3001-气道管砂芯一；3002-气道管砂芯二；400-气缸主体砂芯；401-气缸主体外模砂芯；402-气缸主体内模砂芯；301-定位孔；302-吊耳；403-定位锥一；500-气缸主体轮廓模具；501-定位锥二；4021-砂芯一；4022-砂芯二；4023-砂芯三；4024-砂芯四。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明中的具体含义。
本实施例以某气缸体为例，该铸件的具体结构如图1所示，气缸体包括气缸主体10、气道管20；气道管20包括气道管一201、气道管二202，其中气道管一201与气道管二202的结构相同；具体成型方法包括，详细可参见图1至15所示：
如图2至5所示，气道管20成型采用整体砂芯工艺，使用3D打印制作气道管砂芯300，气道管砂芯300内设有与气道管20结构相匹配的空腔；这样实现了气道管20的内壁、外壁一个砂芯成型，确保气道管壁的尺寸精度，同时3D打印成本低、效率高。气道管砂芯300包括气道管砂芯一3001、气道管砂芯二3002，气道管砂芯一3001与气道管砂芯二3002的结构相同。
如图5、15所示，气缸主体10成型采用分芯工艺，气缸主体砂芯400包括气缸主体外模砂芯401、气缸主体内模砂芯402；气缸主体外模砂芯401的内腔结构与气缸主体10的外轮廓相匹配，气缸主体内模砂芯402的外部机构与气缸主体10的内腔结构相匹配，将气缸主体外模砂芯401与气缸主体10内膜砂芯组芯形成与气缸主体10结构相匹配的空腔。
将气道管砂芯300与气缸主体砂芯400组芯形成与气缸体结构相匹配的空腔。
具体地，如图2所示，气道管砂芯300与气缸主体内模砂芯402组芯的面上设有定位孔301，即气道管砂芯一3001与气道管砂芯二3002与气缸主体内模砂芯402组芯的面上设有定位孔301，这样为了使气道管砂芯300与气缸主体内模砂芯402定位准确；且在气道管砂芯300外周设有吊耳302，设置吊耳302可确保气道管砂芯300吊运平稳；气缸主体内模砂芯402与气道管砂芯300组芯的面上设置定位锥一403，定位孔301与定位锥一403配合，这样为了使气道管砂芯300与气缸主体内模砂芯402定位准确。
具体地，成型方法还包括，如图6所示，制作气缸主体轮廓模具500，气缸主体轮廓模具500的外轮廓与气缸主体10的外轮廓相匹配，使用气缸主体轮廓模具500制作气缸主体外模砂芯401。且气缸主体轮廓模具500的外轮廓面上设有与定位孔301相匹配的定位锥二501。
具体地，气缸主体内模砂芯402根据气缸主体10的内腔结构划分为若干砂芯。如图5、7、8、9、10所示，气缸主体内模砂芯402具体划分为：砂芯一4021、砂芯二4022、砂芯三4023、砂芯四4024；砂芯一4021与砂芯三4023结构相同，砂芯二4022与砂芯四4024结构相同，且砂芯二4022和砂芯四4024与气道管砂芯300匹配的面上设有定位锥一403，这样为了定位准确。
具体地，如图11至15所示，气缸主体外模砂芯401制作过程包括：将气缸主体轮廓模具500的外轮廓面向上放置在砂床上，气缸主体轮廓模具500周围放置砂箱，开始流砂，形成部分气缸主体外模砂芯401；此时在部分气缸主体外模砂芯401上面铺设隔膜，隔膜优选塑料膜，这样防止合箱下芯时砂子掉进气道管砂芯300。将气道管砂芯一3001与气道管砂芯二3002根据定位锥二501的位置放置在气缸主体轮廓模具500上，气道管砂芯300周围放置砂箱，开始流砂，形成整体气缸主体外模砂芯401；将气缸主体外模砂芯401待放设定时间后，进行翻箱，取出气缸主体轮廓模具500，同时检查塑料膜是否有破损，以防止砂子流入气道管砂芯一3001和气道管砂芯二3002；将气缸主体内模砂芯402下芯至整体气缸主体外模砂芯401中，并使得定位孔301与定位锥一403配合；即砂芯二4022、砂芯四4024按照下芯定位锥一403基准分别下于对应的气道管砂芯一3001、气道管砂芯二3002，再将砂芯一4021和砂芯三4023下于气缸主体外模砂芯401对应的位置处，这样即完成了整个气缸体的造型工序。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
