發(fā)動機缸體鑄造砂芯、型芯結(jié)構(gòu)及發(fā)動機缸體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機鑄造領(lǐng)域，具體涉及發(fā)動機缸體鑄造砂芯、型芯結(jié)構(gòu)及發(fā)動機缸體。
【背景技術(shù)】
[0002]缸體是發(fā)動機的骨架，各個零部件和輔助系統(tǒng)的元件都要安裝在缸體上。為了保證缸體在承受拉彎和振動等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下工作，對缸體的強度、剛度都有很高的要求。
[0003]如圖1所示，發(fā)動機缸體100的設(shè)計基本采用框架式結(jié)構(gòu)，目前大多采用在缸體的左右兩側(cè)分布有回油腔I1和上氣腔120，且在回油腔110的中部靠下位置布置有主油道130。一方面缸蓋的潤滑油通過回油腔110回到油底殼，另一方面曲軸箱氣體通過上氣腔120到達(dá)油氣分離器。
[0004]該結(jié)構(gòu)不僅實現(xiàn)了缸蓋回油和曲軸箱通氣的功能，而且對缸體的剛度和強度起到加強作用，降低了缸體的變形，使缸體能夠承受更高的爆壓，滿足了性能和排放不斷升級的要求。
[0005]如圖2所示，以形成回油腔110的砂芯200為例，該砂芯200較長，且為了主油道130的造型，在砂芯本體200的形成主油道的位置，即圖2中的主油道成型部230處，油腔砂芯較其它位置薄，因此形成了一個薄弱部，而在薄弱部兩側(cè)為相對的厚部240。在澆注金屬液體時，砂芯200的兩端依靠固定結(jié)構(gòu)210和固定結(jié)構(gòu)220固定。事實上，在澆注金屬液體完成后，鐵水要填充主油道成型部230，但此時并無主油道130，主油道130是在主油道成型部230處的鐵水凝固后通過機加工的方式形成的。主油道造型面231成為鐵水凝固后的成型面，或者說是回油腔110的內(nèi)表面的一部分。
[0006]參考圖3，現(xiàn)有技術(shù)中缸體100采用的鑄造方式為:砂芯200橫置，回油腔110朝下、上氣腔120朝上，或上氣腔120朝下、回油腔110朝上的方式。以前一種鑄造方式為例，在澆注金屬液體過程中，由于鐵水浮力f很大，在鑄造時油腔砂芯200的薄弱部230容易斷裂。即使回油腔砂芯200未在薄弱部230處發(fā)生斷裂，由于目前的鑄造工藝對于砂芯200的固定位置分布在兩端，依靠固定結(jié)構(gòu)210和固定結(jié)構(gòu)220固定，在鐵水的浮力f作用下，砂芯200會變形，外輪廓由圖3中的實線形狀變化為虛線形狀，導(dǎo)致鑄造后的回油腔壁厚不均勻，對缸體100的剛度和強度不利。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中為解決薄弱部230斷裂或者砂芯200變形問題，如圖4所示，在薄弱部230附近采用芯撐300支撐砂芯200來抵消鐵水浮力f的影響。芯撐300支撐在缸體外模上，澆注金屬液體完后芯撐300留在鐵水中形成缸體100的外壁的一部分。
[0008]在實際澆注金屬液體中，由于圖1中的缸體100左右兩側(cè)都有回油腔110或上氣腔120，則如圖5所示，上方的砂芯200能夠采用芯撐300，而下方(靠近鑄造模具底面)的一側(cè)采用芯撐的話無法找到支撐點，例如在兩個缸孔140之間需要連續(xù)的鐵水填充，因此無法采用芯撐的方法抵消鐵水的浮力對砂芯200的影響，進(jìn)而導(dǎo)致砂芯200變形，缸體回油腔壁厚不均，甚至在鑄造過程中由于鐵水浮力而砂芯200斷裂的問題，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)節(jié)拍和成品率，造成了工時和成本的增加。也就是說，采用芯撐的方法無法徹底解決鑄造時砂芯變形和斷裂的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是解決發(fā)動機缸體鑄造過程中砂芯變形和斷裂的問題，為此本實用新型的實施例提供了如下技術(shù)方案:
[0010]一種發(fā)動機缸體鑄造砂芯，包括第一砂芯本體，所述第一砂芯本體具有第一薄弱部，所述第一薄弱部具有第一造型面和第一非造型面，所述第一非造型面向著所述第一砂芯本體的兩側(cè)伸出形成凸部。
[0011]優(yōu)選地，所述第一薄弱部為發(fā)動機缸體的主油道成型部，所述第一造型面為主油道造型面。
[0012]優(yōu)選地，所述第一砂芯本體還具有至少兩個厚部，所述第一薄弱部位于兩個所述厚部之間，且所述厚部與所述第一薄弱部為連續(xù)的一體結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選地，所述第一砂芯本體為并列的多個，相鄰的第一砂芯本體之間通過所述凸部連接。
[0014]優(yōu)選地，所述第一砂芯本體用于回油腔或上氣腔的成型。
[0015]一種發(fā)動機缸體鑄造型芯結(jié)構(gòu)，包括如上所述的發(fā)動機缸體鑄造砂芯、缸孔芯，所述第一砂芯本體兩端被固定，所述缸孔芯在曲軸箱造型部設(shè)有凹部，所述凹部與所述凸部形狀互補，所述第一砂芯本體橫置在所述缸孔芯下方且所述凹部與所述凸部貼合。
[0016]優(yōu)選地，上述缸體鑄造型芯結(jié)構(gòu)，還包括芯撐和第二砂芯本體，所述第二砂芯本體具有第二薄弱部，所述第二砂芯本體橫置在所述缸孔芯上方，所述芯撐支撐在所述第二薄弱部上方。
[0017]一種發(fā)動機缸體，所述發(fā)動機缸體的回油腔或上氣腔存在鑄造形成的與曲軸箱連通的開口。
[0018]本實用新型利用在砂芯的第一薄弱部的第一非造型面上伸出的凸部，來加強薄弱部的重量，而且該凸部不影響主油道位置的正常成型，而在鑄造中，首先利用缸孔芯的凹部與砂芯的凸部的貼合，利用缸孔芯的曲軸箱造型部下壓砂芯的凸部，其次凸部本身的重量能夠減小鐵水浮力的不利影響，使得砂芯的薄弱部不能向上發(fā)生形變。而鑄造完成后，經(jīng)過清砂，由于凸部被清掉，自然形成了一個因鑄造形成的連通上氣腔或回油腔與曲軸箱的開口，該開口能夠作為曲軸箱的通氣口，鑄造工藝更加簡單，通氣更加順暢。
【附圖說明】
[0019]接下來將結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中:
[0020]圖1是一種典型的發(fā)動機缸體的立體圖；
[0021]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的砂芯的立體圖；
[0022]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的回油腔澆注金屬液體過程示意圖；
[0023]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中采用芯撐時的回油腔澆注金屬液體過程示意圖；
[0024]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動機缸體鑄造型芯結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖6是本實用新型的第一個實施例的第一砂芯本體的立體圖；
[0026]圖7是本實用新型的第一個實施例的第一砂芯本體的主視圖；
[0027]圖8是本實用新型的第二個實施例的第一砂芯本體的立體圖；
[0028]圖9是本實用新型的實施例的發(fā)動機缸體鑄造型芯結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖10是采用現(xiàn)有技術(shù)的砂芯和型芯鑄造出的發(fā)動機缸體的立體圖；
[0030]圖11是采用本實用新型的實施例的砂芯和型芯鑄造出的發(fā)動機缸體的立體圖。
[0031]圖中標(biāo)記說明:100、發(fā)動機缸體，110、回油腔，120、上氣腔，130、主油道，140、缸孔，150、曲軸箱，200、砂芯，210、固定結(jié)構(gòu)，220、固定結(jié)構(gòu)，230、薄弱部，231、主油道造型面，240、厚部，300、芯撐，400、第一砂芯本體，410、第一薄弱部，411、第一造型面，412、第一非造型面，420、厚部，430、凸部，500、第二砂芯本體，510、第二薄弱部，600、缸孔芯，610、缸孔造型部，620、曲軸箱造型部，621、凹部，700、發(fā)動機缸體，710、回油腔，720、上氣腔，740、缸孔，750、曲軸箱，760、開口。
【具體實施方式】
[0032]結(jié)合圖6和圖7，本實施例中的發(fā)動機缸體鑄造砂芯，包括第一砂芯本體400，與圖2中的砂芯200相同的是，第一砂芯本體400具有第一薄弱部410，第一薄弱部410具有第一造型面411和第一非