箱两件气缸体的铸造工艺研究

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1、一箱两件气缸体的铸造工艺研究  发表日期：2008年2月27日        【编辑录入：cuiqing】【摘要】简述了YC4108气缸体的结构特点，及在相似生产条件下的国内工厂在1200×800×350／300砂箱内一箱一件的铸造工艺方案；评述了在作者所在工厂该气缸体在1200×800×300／300砂箱内一箱两件铸造工艺方案成功的一些铸造工艺要点j简单介绍了后者比前者所获得的良好技术经济效果。【关键词】气缸体；一箱一件；一箱两件；铸造工艺前言　　YC4108气缸体是我厂2005年开发的一个新产品，即将成为我厂的主导产品之一，其

2、毛坯件属于民用机械产品中最为复杂的薄壁铸铁件的典型代表。众所周知，车用发动机气缸体类复杂薄壁铸铁件的铸造难度大，在一箱一件的生产方式下，国内众多工厂的铸造废品率均较高；在一箱两件的生产方式下，铸造难度系数更加复杂。因而，在国内外生产这类复杂薄壁铸铁件的厂家采用一箱两件铸造工艺的较为少见；介绍其成功的铸造工艺的资料尤其鲜见。鉴于此，笔者对我厂YC4108气缸体在x—SWZl280B砂型铸造线上成功试生产的铸造工艺作以简要总结，供同行参考。l气缸体的结构特点及一箱两件方案的确立  　YC4108气缸体铸件的轮廓尺寸为575×387×3

3、28mm，主要壁厚为5mm，材质为HT250，重量125kg，属于较为典型的四缸湿式水道气缸体，如图1所示。图l　YC4108气缸体一箱两件铸造工艺简图                     　图1所示的4108气缸体在华南某大型车用发动机生产厂也有生产(以下简称M厂)，其铸造生产线与我厂相同，且在我厂x—SWZl280B铸造线砂箱尺寸(内腔尺寸)1200×800×300／300mm的基础上，在上二十世纪中期就投资百万余元将其上箱尺寸从300mm加高到350mm。在此条件下，数年前，M厂仍将该气缸体确定为一箱一件的砂型铸造生产工

4、艺方案，由此可见该气缸体铸造难度之一斑。　　我厂在开发该铸件时，综合分析了其结构特点，结合我厂ZJ4100气缸体一箱两件的成功铸造经验，大胆地采用了一箱两件的铸造工艺方案。4108气缸体在我厂1200×800×300／300mm内腔尺寸的砂箱中的较小吃砂量(最小处为45mm)及较小砂铁比等不利工艺参数的条件下，经过试生产获得了良好的技术经济效果，其成功的铸造工艺要点大致有以下一些方面。2砂芯结构的优化设计  　在该气缸体铸造工艺上，砂芯结构的优化设计主要表现在砂芯加大芯头结构的合理应用及砂芯芯头定位结构的优化设计两个方面。2．1　

5、加大芯头　　在该气缸体的铸造工艺设计中，广泛应用了我厂创新的铸件加大芯头工艺技术，其典型代表曲轴箱砂芯的加大芯头结构如图3所示。1．飞边冒口2．顶盖砂芯(小芯头结构)图2曲轴箱砂芯传统小芯头结构示意图 1．压边冒口2．加大芯头        图3曲轴箱砂芯的加大芯头结构示意图  　图3所示的加大芯头结构，与图2所示的砂芯芯头沿铸件内腔轮廓延伸的传统小芯头结构(3—5)相比，其主要良性工艺要点有：其一，尽可能地减免了砂芯压垮砂型的客观不利因素，还可不再设置或很少设置防压环类增加铸造飞刺的不良工艺结构；其二，极利于铸件型腔排气；其三，

6、有利于浇注系统，尤其是冒口系统的优化设计。2．2　砂芯定位结构的优化设计　　整个气缸体砂芯定位结构的优化设计，既有砂芯与砂型的定位结构，又有砂芯与砂芯间的定位结构。同时还包括砂芯在重要工装组芯平台(亦称组芯夹具)上的定位结构。  　砂芯与砂型定位结构的合理确定技巧为：首先应将整个气缸体的主体砂芯在组合平台上组合为一个“整体”，在这个“整体砂芯”的三维立体的各维上简化选择一至二个定位面即可。切忌过多的定位面相互干涉。  　砂芯与砂芯的定位结构的优化设计原则为：除前述的加大芯头结构要点须应用外，还应注意定位面应优先选用平面定位结构，尽

7、可能避免曲面定位结构；以及芯头定位结构在三维立体上，各维方向上也各用一个定位面即可。  　砂芯在组芯平台上定位结构的合理确定技巧为：选用大尺寸的定位块及相应的砂芯结构，亦应在三维立体上各有一至二个定位面即可。在此方面，国内外尚有为数众多的工厂存在较大的不足。3浇注系统的优化设计要点  　该气缸体铸造工艺的设计要点，主要有以下几个方面：应用了我厂创新的铸件有效浇注时间计算公式和浇注系统最小截面积的计算公式，合理确定浇注系统各主要截面比等。3．1铸件有效浇注时间的合理确定  　采用公式合理确定了该气缸体的有效浇注时间为20~24s。3

8、．2铸件浇注系统最小截面积的合理确定    　采用公式，合理确定了该气缸体铸件浇注系统最小截面积∑F阻为24.91㎝23．3浇注系统各主元截面比的合理确定    　该气缸体浇注系统各主元截面比的合理确定，是用内腔尺寸1200×800x300／300