RU2432223C2 - Casting pattern and method its application - Google Patents
Casting pattern and method its application Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432223C2 RU2432223C2 RU2009122220/02A RU2009122220A RU2432223C2 RU 2432223 C2 RU2432223 C2 RU 2432223C2 RU 2009122220/02 A RU2009122220/02 A RU 2009122220/02A RU 2009122220 A RU2009122220 A RU 2009122220A RU 2432223 C2 RU2432223 C2 RU 2432223C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- casting
- fragment
- cooling
- forming
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
- B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
- B22C9/101—Permanent cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
- B22C9/103—Multipart cores
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается литейной формы для отливки литой детали, которая собирается из формующих деталей, изготовленных из формовочного песка, и литейных стержней, и имеет, по меньшей мере, один литейный стержень для образования одной полости в отливаемой детали.The invention relates to a mold for casting a molded part, which is assembled from molding parts made of foundry sand, and casting cores, and has at least one casting core for forming one cavity in the molded part.
Литейные формы такого вида применяются, в частности, для отливки блоков цилиндров двигателя внутреннего сгорания. При этом литейный стержень формирует в отливаемой детали блока цилиндров двигателя соответствующую камеру сгорания, в то время как другая формующая деталь образует поверхность головки блока цилиндров двигателя, на которую при монтаже в качестве присоединяемой детали, в случае необходимости, устанавливается и закрепляется головка блока цилиндров соответствующего двигателя внутреннего сгорания.Molds of this kind are used, in particular, for casting cylinder blocks of an internal combustion engine. In this case, the casting rod forms a corresponding combustion chamber in the molded part of the engine block of the engine, while the other forming part forms the surface of the head of the cylinder block of the engine, on which, if necessary, the cylinder head of the corresponding engine is mounted and fixed as a connecting part, if necessary internal combustion.
Именно в зоне перехода между полостью, сформированной литейным стержнем в отливаемой детали, и поверхностью, на которой монтируется присоединяемая деталь, на практике создаются значительные нагрузки вследствие воздействия тепла или механических нагрузок. Получающиеся от этого напряжения в литейном материале, окружающем пространство упомянутой зоны, могут быть настолько большими, что образуются трещины и разломы. Особенно критической эта проблема является в блоках цилиндров двигателей для современных двигателей внутреннего сгорания, которые отливаются из легкого металла или сплавов легкого металла, таких как алюминий или литейный алюминиевый сплав. По причине все более высоких требований, предъявляемых, с одной стороны, к эффективной мощности, а с другой стороны, к минимизации веса таких двигателей, именно в зоне сопряженного с головкой блока цилиндров проема соответствующей образованной полости цилиндра или камеры сгорания образуются предельные нагрузки, которые могут привести к локальным отказам в работе материала в зоне внутренней поверхности камеры сгорания. У многоцилиндрового блока цилиндров двигателя с плотно вблизи друг друга расположенными камерами сгорания эти повреждения могут касаться, в частности, перегородок, которыми цилиндры отделены друг от друга со стороны головки блока цилиндров. В современных конструкциях двигателей именно в этой зоне сосредоточение литейного материала снижено до минимума с тем, чтобы посредством возможно близкого расположения камер сгорания при оптимизированном использовании энергии достигнуть самой малой конструктивной длины блока цилиндров двигателя.It is in the transition zone between the cavity formed by the casting rod in the molded part and the surface on which the joined part is mounted that significant loads are created in practice due to the action of heat or mechanical loads. The stresses resulting from this stress in the casting material surrounding the space of the mentioned zone can be so large that cracks and breaks are formed. This problem is especially critical in engine blocks for modern internal combustion engines that are cast from light metal or light metal alloys such as aluminum or cast aluminum alloy. Due to the increasingly high demands made, on the one hand, for effective power, and on the other hand, to minimize the weight of such engines, it is precisely in the area of the aperture of the corresponding cylinder cavity or combustion chamber that is associated with the cylinder head that maximum loads are formed that lead to local failures in the work of the material in the area of the inner surface of the combustion chamber. In a multi-cylinder engine block with closely located combustion chambers close to each other, these damages may concern, in particular, partitions by which the cylinders are separated from each other from the side of the cylinder head. In modern engine designs, it is in this zone that the concentration of casting material is reduced to a minimum so that, by using the closest possible location of the combustion chambers with optimized energy use, to achieve the smallest structural length of the engine block.
Исследовалось улучшение механической и термической нагружаемости литейного материала в зоне фрагментов, особенно сильно нагруженных при практическом применении, а именно, вследствие того, что указанные фрагменты целенаправленно охлаждаются в ходе отверждения отлитой детали, так что там устанавливается благоприятная кристаллическая структура применительно к соответствующим требованиям.We studied the improvement of the mechanical and thermal loading of the casting material in the area of fragments, especially heavily loaded in practical applications, namely, because these fragments are purposefully cooled during the curing of the molded part, so that a favorable crystalline structure is established with respect to the relevant requirements.
Для этой цели, к примеру, согласно описанному в DE 19533529 C2 способу отливки в песчаную форму блока цилиндров двигателя из алюминия, полости цилиндров блока цилиндров двигателя формуются посредством вставленных в песчаную форму кокилей, состоящих из латунного технологического материала. На наружной поверхности латунного кокиля, вследствие более высокой теплопроводности металла кокиля, алюминий отверждается быстрее, чем на наружной поверхности песчаной формы. Благодаря этому там, до достаточной глубины, возникает кристаллическая структура, обладающая высокой стойкостью к нагрузкам, возникающим на рабочих поверхностях цилиндров при практическом применении.For this purpose, for example, according to the method for sanding an engine cylinder block from aluminum described in DE 19533529 C2, the cylinder cavities of the engine cylinder block are formed by means of chill molds made of brass process material inserted into the sand mold. On the outer surface of the brass chill mold, due to the higher thermal conductivity of the metal of the chill mold, aluminum cures faster than on the outer surface of the sand form. Due to this, there, to a sufficient depth, a crystalline structure arises that is highly resistant to the stresses arising on the working surfaces of the cylinders in practical applications.
Практические опыты с поясненным выше известным методом показали, что необходимо предварительно нагревать латунные кокили перед вливанием расплава в соответствующую литейную форму. В противном случае существует опасность того, что заливаемый металл, при соприкосновении с металлом кокиля, слишком быстро отверждается и появляются трещины и разломы металла. Необходимость предварительного нагревания кокилей приводит не только к высоким затратам на изготовление, но и также к тому, что лишь с большими трудностями возможно сформировать в определенных, узко ограниченных зонах камер сгорания соответственно полостей цилиндров двигателей внутреннего сгорания определенную кристаллическую структуру, выдерживающую условия, преобладающие там при практическом применении.Practical experiments with the known method explained above showed that it is necessary to preheat the brass molds before pouring the melt into the corresponding mold. Otherwise, there is a danger that the metal being poured, in contact with the metal of the chill mold, cures too quickly and cracks and breaks of the metal appear. The need to preheat the chill molds leads not only to high manufacturing costs, but also to the fact that it is only with great difficulties that it is possible to form a certain crystalline structure in certain narrowly limited areas of the combustion chambers and cylinder cavities of internal combustion engines that can withstand the conditions prevailing there under practical application.
В этой связи задача изобретения состоит в создании литейной формы, обеспечивающей простоту изготовления литых деталей, у которых, по меньшей мере, один локальный, узко ограниченный фрагмент образован с кристаллической структурой, отличной от остальной отлитой детали. Кроме того, должно быть указано преимущественное применение такой литейной формы.In this regard, the objective of the invention is to create a mold that provides ease of manufacture of molded parts in which at least one local, narrowly limited fragment is formed with a crystalline structure different from the rest of the molded part. In addition, the preferred use of such a mold should be indicated.
Применительно к литейной форме эта задача, согласно изобретению, решается посредством объекта пункта 1 формулы изобретения. Преимущественные формы осуществления этого решения указаны в пунктах формулы изобретения, ссылающихся на пункт 1 формулы.With regard to the mold, this task, according to the invention, is solved by the object of paragraph 1 of the claims. Preferred forms of implementing this decision are indicated in the claims referring to paragraph 1 of the claims.
В отношении применения вышеназванная задача была решена, согласно изобретению, посредством объекта пункта 11 формулы изобретения. Преимущественные формы осуществления этого применения указаны в пунктах формулы изобретения, ссылающихся на пункт 11 формулы.With regard to the application, the aforementioned problem has been solved, according to the invention, by means of the object of claim 11. Preferred forms of implementation of this application are indicated in the claims referring to paragraph 11 of the claims.
У соответствующей изобретению литейной формы литейный стержень, образующий соответствующую полость в отливаемой детали, разделен на, по меньшей мере, два фрагмента. Первый фрагмент при этом образован посредством одного охлаждающего кокиля, в то время как другой фрагмент состоит из формовочного песка, применяемого обычно в технологии литья в песчаную форму. Под таким формовочным песком подразумевается, как известно, смесь из одного, как правило, сыпучего формовочного материала-основы и одного связующего. Эта смесь формовочного песка формуется в технологическом оборудовании стержневого ящика для соответствующей формующей детали, соответственно литейного стержня, и посредством подходящей механической, химической и/или термической обработки закрепляется так, что полученная деталь, соответственно полученный стержень, приобретает стабильность формы, достаточную для технологического процесса литья.In the mold according to the invention, the casting core forming the corresponding cavity in the molded part is divided into at least two fragments. In this case, the first fragment is formed by means of one chill mold, while the other fragment consists of foundry sand, which is usually used in sand casting technology. By such molding sand is meant, as you know, a mixture of one, as a rule, free-flowing molding base material and one binder. This molding sand mixture is molded in the core box processing equipment for the corresponding molding part, respectively the casting bar, and is fixed by suitable mechanical, chemical and / or heat treatment so that the obtained part, respectively, the obtained bar acquires a mold stability sufficient for the casting process .
Охлаждающий кокиль, применяемый, согласно изобретению, как часть литейного стержня, образующего полость, имеет, согласно изобретению, многократно большую теплопроводность, чем формовочный песок, из которого изготовлен остальной фрагмент литейного стержня. Соответственно этому в зоне литейной формы, в которой залитый в литейную форму расплав контактирует с охлаждающим кокилем, происходит локально ограниченное, ускоренное охлаждение. Посредством выбора материала и объема охлаждающего кокиля можно непосредственно влиять на скорость, с которой осуществляется локально ограниченное охлаждение, и на количество тепла, соответственно отбираемое от залитого металла.The cooling chill mold used according to the invention as part of a casting core forming a cavity has, according to the invention, much more thermal conductivity than foundry sand, from which the rest of the casting core is made. Accordingly, in the zone of the mold, in which the melt cast into the mold is in contact with the cooling chill mold, locally limited, accelerated cooling occurs. By selecting the material and volume of the chill mold, it is possible to directly influence the rate at which locally limited cooling is carried out and the amount of heat taken from the cast metal, respectively.
При этом благодаря формообразованию литейного кокиля расширение зоны, посредством которой должно осуществляться целенаправленно ускоренное отведение тепла, простым образом устанавливается посредством конструктивного оформления кокиля. Если, к примеру, при отливке блока цилиндров двигателя литейный материал, окружающий полость цилиндра, образовываемую в блоке цилиндров двигателя, с целью образования кристаллической структуры литья, особенно способной выдерживать нагрузки, охлаждается целенаправленно и массированно по определенной составляющей длине полости цилиндра, то для этого литейный стержень, образующий соответствующую полость цилиндра, оснащается кольцеобразным охлаждающим кокилем, высота которого с учетом теплопередачи соответствует целенаправленно охлаждаемой составляющей длине полости цилиндра.Moreover, due to the shaping of the foundry chill mold, the expansion of the zone by means of which purposefully accelerated heat removal should be carried out is easily established by means of the design of the chill mold. If, for example, when casting a block of engine cylinders, the casting material surrounding the cylinder cavity formed in the cylinder block of the engine, in order to form a crystalline casting structure, which is especially able to withstand loads, is cooled purposefully and massively along a specific component of the length of the cylinder cavity, then for this casting the rod forming the corresponding cylinder cavity is equipped with an annular cooling chill, the height of which, taking into account the heat transfer, corresponds to targeted cooling giving the length of the cylinder component.
Наряду с предлагаемой в изобретении возможностью осуществлять локальное, узко ограниченное охлаждение в зоне внутренних поверхностей полости, образованной в отливаемой детали, другое, важное для практики преимущество изобретения состоит в том, что используемый в соответствии с изобретением охлаждающий кокиль перед своим применением не должен подвергаться ни особенной обработке наружной поверхности и не должен предварительно нагреваться. Так обнаружилось, что при подходящем выборе материала и формообразовании охлаждающий кокиль может быть простым образом вынут из окончательно отвержденной литой детали. Кроме того, используемый в соответствии с изобретением кокиль обеспечивает в зоне приходящего с ним в контакт литейного материала такое хорошее качество наружной поверхности, что кокиль может применяться в литейной форме без нанесения формовочной краски. Соответственно этому у соответствующей изобретению литейной формы литейный материал приходит в непосредственный контакт с кокилем, так что наступает особенно быстрый теплоотвод, не задерживаемый промежуточным слоем, действующим как изолятор.In addition to the possibility of local, narrowly limited cooling in the area of the internal surfaces of the cavity formed in the molded part, another important practical advantage of the invention is that the cooling chill used in accordance with the invention should not be subjected to any particular surface finish and should not be preheated. Thus, it was found that with a suitable material choice and shaping, the cooling chill can be easily removed from the finally cured cast part. In addition, the chill mold used in accordance with the invention provides such a good quality of the outer surface in the area of the casting material coming into contact with it that the chill mold can be used in the mold without applying molding paint. Accordingly, in the mold according to the invention, the casting material comes into direct contact with the chill mold, so that a particularly rapid heat dissipation occurs, not delayed by the intermediate layer acting as an insulator.
В результате благодаря изобретению становится возможным, не требующее больших затрат, изготовление литых деталей, у которых в зоне соответственно образуемой в отливаемой детали полости имеются в наличии локальные, узко ограниченные зоны с кристаллической структурой литья, созданной посредством ускоренного охлаждения.As a result, thanks to the invention, it is possible, without requiring large expenditures, to manufacture cast parts in which local, narrowly limited zones with a crystalline casting structure created by accelerated cooling are available in the region of the cavity correspondingly formed in the cast part.
Свойства, достигнутые благодаря соответствующей изобретению форме осуществления, обеспечивают пригодность соответствующих изобретению литейных форм особенно для получаемых большими сериями отливок блоков цилиндров двигателей для двигателей внутреннего сгорания, причем их преимущества проявляются, в частности, при отливании подобных деталей двигателей из легкого металла или сплавов легкого металла, в частности из алюминия или литейных алюминиевых сплавов. Именно при отливке блоков цилиндров двигателей особенно благоприятно сказывается получаемая благодаря изобретению возможность целенаправленного и массированного охлаждения в узко ограниченной составляющей зоне соответствующей полости цилиндра. Это становится особенно заметным, если при целенаправленно охлаждаемой зоне блока цилиндров двигателя речь идет о зоне, в которой соответствующая полость цилиндра переходит в монтажную плоскость, на которой монтируется головка блока цилиндров двигателя. С помощью изобретения именно там возможно литейный материал при его отверждении целенаправленно охлаждать таким образом, что там имеются оптимальные свойства материала, всегда удовлетворяющие требованиям, возникающим при практическом применении.The properties achieved by the embodiment according to the invention ensure the suitability of the foundry molds especially for large series of castings of engine blocks for internal combustion engines, and their advantages are manifested, in particular, when such parts of engines are made of light metal or light metal alloys, in particular from aluminum or cast aluminum alloys. It is during the casting of engine blocks that are particularly beneficial for the invention obtained by the invention of the possibility of targeted and massive cooling in a narrowly limited component area of the corresponding cylinder cavity. This becomes especially noticeable if, with the purposefully cooled zone of the engine block, we are talking about the zone in which the corresponding cylinder cavity passes into the mounting plane on which the cylinder head of the engine block is mounted. With the help of the invention, it is there that it is possible to purposefully cast the casting material during its curing in such a way that there are optimum material properties that always satisfy the requirements arising from practical application.
Преимущественный вариант изобретения, именно в отношении массового производства, предусматривает, что охлаждающий кокиль изготовлен из литейного чугуна. Охлаждающие кокили, состоящие из литейного чугуна, удается изготавливать без больших затрат и в отношении преследуемой здесь цели обработки они имеют благоприятную теплопроводность.An advantageous embodiment of the invention, namely in relation to mass production, provides that the cooling chill is made of cast iron. It is possible to produce cooling chillies, consisting of foundry cast iron, without large expenditures, and with respect to the processing purpose pursued here, they have favorable thermal conductivity.
Таким образом, соответствующая изобретению литейная форма пригодна, в частности, для изготовления таких отливаемых деталей, у которых в зоне перехода между полостью, создаваемой в отливаемой детали, и монтажной плоскостью должна быть создана кристаллическая структура, удовлетворяющая нагрузкам, возникающим там при эксплуатации. Важная для практики форма осуществления изобретения предусматривает поэтому, что, по меньшей мере, одна из формующих деталей соответствующей изобретению литейной формы образует на отливаемой детали монтажную плоскость, на которую на отливаемой детали после ее отверждения может монтироваться присоединяемая деталь, и к этой формующей детали прилегает формующий стержень, в частности, с охлаждающим кокилем. Для того чтобы надежно осуществлять желаемое локальное ограниченное, ускоренное охлаждение, теплопроводность охлаждающего кокиля должна быть также во много раз выше, чем теплопроводность формующей детали, образующей монтажную плоскость.Thus, the mold according to the invention is suitable, in particular, for the manufacture of such molded parts in which a crystalline structure must be created in the transition zone between the cavity created in the molded part and the mounting plane, which satisfies the loads that arise during operation. An important practice form of the invention therefore provides that at least one of the molding parts of the mold according to the invention forms a mounting plane on the molded part, on which a joining part can be mounted on the molded part after curing, and the forming part is adjacent to this molding part rod, in particular, with a cooling chill mold. In order to reliably carry out the desired local limited, accelerated cooling, the thermal conductivity of the cooling chill mold should also be many times higher than the thermal conductivity of the forming part forming the mounting plane.
Правильная ориентация взаимного расположения охлаждающего кокиля и остального фрагмента литейного стержня, образующего полость в отливаемой детали, может быть обеспечена при простом обращении с ними благодаря тому, что на охлаждающем кокиле и остальном фрагменте литейного стержня образуются формующие элементы, посредством которых охлаждающий кокиль и остальной фрагмент литейного стержня соединяются друг с другом с геометрическим замыканием.Correct orientation of the relative position of the cooling chill mold and the rest of the foundry core fragment forming a cavity in the molded part can be ensured by simple handling due to the fact that forming elements are formed on the cooling chill mold and the rest of the foundry mold fragment, by means of which the cooling chill mold and the rest of the foundry mold the rods are connected to each other with a geometric closure.
Если охлаждающий кокиль вставляется так, что он охлаждает переходящую в монтажную плоскость зону создаваемой отливаемой детали, то это является благоприятным для случая, если на охлаждающем кокиле образован, по меньшей мере, один формующий элемент, захваченный с геометрическим замыканием соответственно конструктивно оформленной выборкой формовочной детали.If the chill mold is inserted so that it cools the zone of the created cast part that passes into the mounting plane, this is favorable for the case when at least one forming element is formed on the chill mold, which is gripped with a geometrical closure corresponding to a structurally designed sample of the molding part.
Этот формующий элемент выполняется при этом предпочтительно в виде выступа, захваченного формующей деталью. Охлаждающий кокиль, захваченный таким образом упомянутой формующей деталью, в этом случае возвышается над монтажной плоскостью, создаваемой на отливаемой детали, так что надежно предотвращается возникновение наплывов или сопоставимых погрешностей геометрической формы в зоне проема соответствующей полости цилиндра. Так как внутренняя поверхность выступа скошена относительно продольной оси охлаждающего кокиля таким образом, что диаметр проема литейного стержня расширяется в направлении формующей детали, то при этом дополнительно может быть облегчено вынимание охлаждающего кокиля из готовой отлитой детали.This forming element is preferably carried out in this case in the form of a protrusion captured by the forming part. The cooling chill mold captured in this way by the forming part in this case rises above the mounting plane created on the molded part, so that the occurrence of sagging or comparable geometric errors in the opening area of the corresponding cylinder cavity is reliably prevented. Since the inner surface of the protrusion is beveled relative to the longitudinal axis of the cooling chill so that the diameter of the opening of the casting rod expands in the direction of the forming part, removing the cooling chill from the finished cast part can be further facilitated.
В частности, при крупномасштабном применении соответствующей изобретению литейной формы предпочтительно, если литейный стержень с охлаждающим кокилем удерживается штоком, проходящим в литейный стержень. Этот шток может использоваться, во-первых, для точно позиционированного удержания литейного стержня. Более того, такой шток допускает, если он состыкован с соответствующим установочным устройством, даже автоматический монтаж литейного стержня.In particular, in the large-scale use of the mold according to the invention, it is preferable if the casting core with a cooling chill is held by a rod extending into the casting core. This rod can be used, firstly, for precisely positioned holding of the foundry core. Moreover, such a rod allows, if it is docked with the corresponding installation device, even automatic mounting of the casting rod.
Из-за высоких изнашивающих нагрузок, возникающих в зоне рабочих поверхностей полостей цилиндров двигателя внутреннего сгорания, неоднократно требуется заливать в блоке цилиндров двигателя так называемый «вкладыш». Под таким вкладышем подразумеваются, к примеру, трубообразные конструктивные элементы, изготовленные из серого литейного чугуна, внутренний диаметр которых соответствует внутреннему диаметру полости цилиндра, образуемой в блоке цилиндров двигателя, и внутренние поверхности которых образуют рабочие поверхности в готовом блоке цилиндров двигателя, вдоль которых в процессе эксплуатации движутся поршни двигателя внутреннего сгорания. И в соответствующей изобретению литейной форме удается отливать вкладыш в выпускаемой отливаемой детали при одновременном использовании преимуществ изобретения тогда, когда литейный стержень на своей наружной поверхности несет один вкладыш, заливаемый в отливаемую деталь.Due to the high wear-out loads arising in the area of the working surfaces of the cylinder cavities of the internal combustion engine, it is repeatedly required to fill the so-called “liner” in the engine block. By such a liner are meant, for example, tube-shaped structural elements made of gray cast iron, the inner diameter of which corresponds to the inner diameter of the cylinder cavity formed in the engine block, and the inner surfaces of which form working surfaces in the finished engine block, along which during operating pistons of an internal combustion engine move. And in the mold according to the invention, it is possible to cast the liner in the manufactured casting part while taking advantage of the invention when the casting bar carries one liner on its outer surface poured into the molded part.
Ниже изобретение подробнее поясняется с помощью одного чертежа, представляющего один пример осуществления изобретения.Below the invention is explained in more detail using one drawing, representing one example embodiment of the invention.
Единственный чертеж показывает схематически одну литейную форму G для отливки одного блока цилиндров двигателя для рядного четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.A single drawing schematically shows one mold G for casting one engine block for an in-line four-cylinder internal combustion engine.
Литейная форма G собрана из различных, изготовленных соответственно из формовочного песка формующих деталей 1, 2, 3 и литейных стержней 4, 5, 6, 7, образованных из соответственно одного заготовленного из формовочного песка фрагмента 8 и одного охлаждающего кокиля 9.The mold G is assembled from various molding parts 1, 2, 3, respectively made of foundry sand, and casting rods 4, 5, 6, 7, formed from, respectively, one fragment 8 prepared from foundry sand and one chill mold 9.
У формующей детали 1, изображенной сверху на чертеже, речь идет о так называемом «подошвенном литейном стержне», образующем на отливаемом блоке цилиндров двигателя монтажную плоскость 10, названную также «плоскость топ-дека», на которой в ходе сборки двигателя внутреннего сгорания устанавливается головка блока цилиндров, здесь не показанная. Формующая деталь 2, расположенная напротив формующей детали 1, представляет так называемый «литейный стержень кривошипной камеры», образующий на отливаемом блоке цилиндров двигателя кривошипную камеру.The forming part 1, shown at the top of the drawing, refers to the so-called “planting foundry core” forming an assembly plane 10 on the engine block being cast, also called the “top deck plane”, on which the head is mounted during the assembly of the internal combustion engine cylinder block not shown here. The forming part 2, located opposite the forming part 1, represents the so-called "casting rod of the crank chamber" forming a crank chamber on the engine block being cast.
Литейные стержни 4, 5, 6, 7 удерживаются соответственно одним из штоков 11, 12, 13, 14. Штоки 11-14 состыкованы с установочным устройством, здесь не показанным, которое передвигает их из положения монтажа, в котором литейные стержни 4, 5, 6, 7 монтируются на них, в положение, показанное на чертеже. Передний фрагмент 15 штоков 11-14, входящий в соответствующий литейный стержень 4-7, выполнен при этом конически сужающимся по всей высоте литейных стержней 4-7 в направлении незакрепленного конца штока с тем, чтобы иметь возможность беспрепятственно вытягивать штоки 11-14 из литейных стержней 4-7 после завершения технологического процесса литья.The foundry rods 4, 5, 6, 7 are held respectively by one of the rods 11, 12, 13, 14. The rods 11-14 are docked with a mounting device, not shown here, which moves them from the mounting position, in which the foundry rods 4, 5, 6, 7 are mounted on them, in the position shown in the drawing. The front fragment 15 of the rods 11-14, included in the corresponding casting rod 4-7, is made conically tapering along the entire height of the casting rods 4-7 in the direction of the loose end of the rod so as to be able to freely pull the rods 11-14 from the casting rods 4-7 after completion of the casting process.
Изготовленный из формовочного песка фрагмент 8 литейных стержней 4-7 имеет стаканообразную форму, причем охватываемое им внутреннее пространство таким образом приспособлено к форме переднего фрагмента 15 штоков 11-14, что упомянутый фрагмент 15 располагается во внутреннем пространстве с геометрическим замыканием. На переднем незакрепленном конце фрагмента 8 при этом сформован расположенный соответственно центрально на торцевой стороне литейного стержня 4-7 выступ 16, захваченный ответно сообщающейся, сформованной выборкой 17 формующей детали 3 и сидящий в ней точно так же с геометрическим замыканием.Fragment 8 of foundry rods 4-7 made of foundry sand has a glass-like shape, and the inner space covered by it is thus adapted to the shape of the front fragment 15 of rods 11-14, so that said fragment 15 is located in the internal space with a geometric closure. At the front loose end of fragment 8, a protrusion 16 located accordingly centrally on the end side of the casting rod 4-7 is formed, which is captured by a reciprocating communicating, molded sample 17 of the forming part 3 and sitting in it in the same way with a geometric closure.
На своем противоположном краю, сопряженном с охлаждающим кокилем 9, изготовленным в виде монолитного блока из серого литейного чугуна, фрагмент 8 литейных стержней 4-7 имеет соответственно один огибающий уступ 18, в который захватывается кольцеобразно огибающий выступ 19 торцевого края охлаждающего кокиля 9, сформованный сопряженным с фрагментом 8. Таким образом охлаждающие кокили 9 литейных стержней 4-7 состыкованы с геометрическим замыканием с изготовленным из формовочного песка фрагментом 8 соответствующих литейных стержней 4-7.At its opposite edge, paired with a cooling chill mold 9, made in the form of a monolithic block of gray cast iron, the fragment 8 of the casting rods 4-7 has respectively one envelope ledge 18, into which an enveloping protrusion 19 of the end edge of the end edge of the cooling chill mold 9 is formed, formed with fragment 8. Thus, the cooling molds 9 of the casting rods 4-7 are geometrically connected to the fragment 8 of the corresponding casting rods 4-7 made of foundry sand.
Охлаждающие кокили 9 при этом сами имеют кольцеобразное конструктивное оформление. Охваченное ими внутреннее пространство при этом приспособлено к форме, которую имеет передний, с ними соответственно сопряженный фрагмент 15 штоков 11-14, так что охлаждающие кокили 9 точно так же удерживаются с геометрическим замыканием и, по существу, без зазоров на соответственно сопряженном с ними штоке 11-14.The cooling chill molds 9 in this case themselves have an annular design. The inner space covered by them is here adapted to the shape that the front, respectively mating, fragment 15 of the rods 11-14 has, so that the cooling molds 9 are likewise held with a geometric closure and essentially without gaps on the correspondingly mating rod 11-14.
На их верхнем конце, сопряженном с формующей деталью 1, на охлаждающих кокилях 9 также сформован соответственно один огибающий выступ 20, наружная боковая поверхность которого, как и у выступа 19, переходит без зазора в боковую поверхность 21 основного фрагмента соответствующего охлаждающего кокиля 9.At their upper end, coupled with the forming part 1, one envelope protrusion 20 is also formed on the cooling chills 9, the outer side surface of which, like that of the protrusion 19, passes without a gap into the side surface 21 of the main fragment of the corresponding cooling chill 9.
Охлаждающие кокили 9 при этом имеют слегка коническую форму, сужающуюся в направлении незакрепленного конца их выступа 19. Для этого общая боковая поверхность 21 охлаждающих кокилей 9 наклонена под углом, по меньшей мере, 2° относительно их продольной оси L, совпадающей с продольной осью штоков 11-14. Соответствующим образом наклонена и внутренняя поверхность охлаждающих кокилей 9. Коническая наружная форма охлаждающих кокилей 9 облегчает вынимание охлаждающих кокилей 9 из вкладыша 22, удерживаемого с геометрическим замыканием соответствующим литейным стержнем 4-7 и остающегося после завершения отверждения в блоке цилиндров двигателя, отливаемого в литейной форме G. В отливаемом блоке цилиндров вкладыши 22 окружают полости цилиндров, которые образуются от литейных стержней 4-7 в блоке цилиндров двигателя.In this case, the cooling chillies 9 have a slightly conical shape, tapering in the direction of the loose end of their protrusion 19. For this, the common side surface 21 of the chill molds 9 is inclined at an angle of at least 2 ° relative to their longitudinal axis L, which coincides with the longitudinal axis of the rods 11 -fourteen. The inner surface of the chill molds is also tilted in a corresponding way. The conical outer shape of the chill molds 9 facilitates the removal of the chill molds 9 from the insert 22, held with a geometrical closure by the corresponding casting rod 4-7 and remaining after curing in the engine block of the cast mold G In the molded cylinder block, the liners 22 surround the cylinder cavities that are formed from the casting rods 4-7 in the engine block.
Высота выступов 20 охлаждающих кокилей 9 имеет такой размер, что они, при окончательно позиционированных в литейной форме G литейных стержнях 4-7 и формующих деталях 1-3, соответственно над монтажной плоскостью 10 захватываются сформованной соответственно отвечающей им выборкой 23 формующей детали 1. Таким образом надежно предотвращается образование наплыва в зоне проема полости цилиндра отливаемого блока цилиндров двигателя.The height of the protrusions 20 of the cooling chill molds 9 is such that they, when the casting rods 4-7 and the forming parts 1-3 are finally positioned in the mold G, respectively above the mounting plane 10, are captured by the correspondingly formed sample 23 of the forming part 1. Thus reliably prevents the formation of an influx in the area of the opening of the cylinder cavity of the molded engine block.
В литейной форме G образованы известным образом питатели и питающие каналы, не показанные здесь, по которым залитый в литейную форму G алюминиевый расплав протекает в полость 24 формы, окруженную литейной формой G. Расплав, попадающий при этом в зоны 25 полости 24 формы, смежные с охлаждающими кокилями 9, ускоренно лишается тепла посредством вкладышей 22 и соответствующего кокиля 9, так что он отверждается быстрее, чем расплав, имеющийся в других зонах полости 24 формы. Соответственно этому в зонах 25 отливаемого блока цилиндров двигателя возникает направленная, мелкозернистая кристаллическая структура, так что примыкающий к монтажной плоскости 10 фрагмент блока цилиндров двигателя, особенно нагруженный в этой зоне, надежно выдерживает термические и механические нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации.In the mold G, feeders and feed channels are formed in a known manner, not shown here, through which the molten aluminum molded into the mold G flows into the mold cavity 24 surrounded by the mold G. The melt falls into zones 25 of the mold cavity 24 adjacent to by cooling chill molds 9, it rapidly loses heat through the inserts 22 and the corresponding chill mold 9, so that it cures faster than the melt present in other zones of the mold cavity 24. Accordingly, in areas 25 of the engine block being cast, a directional, fine-grained crystalline structure appears, so that a fragment of the engine block adjacent to the mounting plane 10, especially loaded in this zone, reliably withstands thermal and mechanical stresses that arise during operation.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102006053404A DE102006053404A1 (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Casting mold for casting a casting and use of such a casting mold |
| DE102006053404.2 | 2006-11-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009122220A RU2009122220A (en) | 2010-12-20 |
| RU2432223C2 true RU2432223C2 (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=39092937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009122220/02A RU2432223C2 (en) | 2006-11-10 | 2007-11-09 | Casting pattern and method its application |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100139884A1 (en) |
| EP (1) | EP2091678B1 (en) |
| JP (1) | JP2010509070A (en) |
| KR (1) | KR20090077949A (en) |
| CN (1) | CN101547760B (en) |
| DE (2) | DE102006053404A1 (en) |
| MX (1) | MX2009004733A (en) |
| PL (1) | PL2091678T3 (en) |
| RU (1) | RU2432223C2 (en) |
| WO (1) | WO2008055973A1 (en) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011079356A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | Mahle International Gmbh | Casting core of a casting mold for producing a cylinder |
| KR101224988B1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-22 | 현대제철 주식회사 | Mold for casting hot rolling roll |
| KR101224990B1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-01-22 | 현대제철 주식회사 | Manufacturing method of mold for casting hot rolling roll |
| CN102380581B (en) * | 2011-10-28 | 2013-04-24 | 刘天平 | Method for laminating multiple core assemblies of shell casting chaplet at intervals |
| CN102921897B (en) * | 2012-09-27 | 2015-01-07 | 贺秉祥 | Pouring production process used for automobile engine casting combined core |
| KR101340890B1 (en) * | 2013-07-02 | 2013-12-13 | (주) 캐스텍코리아 | Casting molds and casting method using the same |
| DE102014109598A1 (en) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Tenedora Nemak, S.A. De C.V. | Casting core, use of a foundry core and method of making a foundry core |
| CN104826986A (en) * | 2015-04-20 | 2015-08-12 | 鞍山千钢机械制造有限公司 | Method used for preventing sand adhesion of sand mould castings, and sand mould prefabricated components |
| DE102015225588A1 (en) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Casting and cooling insert for the production of a casting |
| CN108326264A (en) * | 2018-03-06 | 2018-07-27 | 溧阳市联华机械制造有限公司 | A kind of method that cold-box makes forming graphite chill |
| CN108262449A (en) * | 2018-03-06 | 2018-07-10 | 溧阳市联华机械制造有限公司 | A kind of method that hot box makes forming graphite chill |
| DE102019110580A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | Nemak, S.A.B. De C.V. | Device and method for removing at least one cooling element from an at least partially demolded casting, method for introducing at least one cooling element into a mold core of a casting mold, cooling element and casting |
| US11654476B2 (en) * | 2020-09-28 | 2023-05-23 | GM Global Technology Operations LLC | Hybrid core for manufacturing of castings |
| US11554413B2 (en) * | 2021-02-01 | 2023-01-17 | GM Global Technology Operations LLC | Hybrid cam bore sand core with metal chills for cast aluminum block |
| US20220241847A1 (en) * | 2021-02-01 | 2022-08-04 | GM Global Technology Operations LLC | Profile chill for forming a cast device |
| KR102609755B1 (en) | 2023-02-06 | 2023-12-05 | 주식회사 한국귀금속보석 | Casting frame with adjustable weight |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2208817A (en) * | 1987-08-21 | 1989-04-19 | Honda Motor Co Ltd | Low-pressure casting of light metal alloy |
| EP0646429A1 (en) * | 1993-09-02 | 1995-04-05 | Mazda Motor Corporation | Method of and apparatus for low-pressure casting |
| DE19533529A1 (en) * | 1995-09-11 | 1997-03-13 | Vaw Alucast Gmbh | Casting of aluminium@ engine block |
| EP0872295A1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-10-21 | Wärtsilä NSD Schweiz AG | Casting mould and method for the production of hollow castings and hollow castings |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1833128A (en) * | 1928-11-19 | 1931-11-24 | Walten B Robe | Chill for sand molds |
| US1999511A (en) * | 1931-05-28 | 1935-04-30 | Continental Motors Corp | Method and apparatus for casting engine blocks |
| US2831225A (en) * | 1954-10-04 | 1958-04-22 | Gen Motors Corp | Method of making cylinder blocks |
| JPS50136228A (en) * | 1974-04-18 | 1975-10-29 | ||
| JPS57193266A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Metallic mold for casting |
| JPS6254546A (en) * | 1985-09-02 | 1987-03-10 | Mazda Motor Corp | Production of cam shaft |
| US4981168A (en) * | 1989-07-11 | 1991-01-01 | Farley, Inc. | Mandrel holds expendable core in casting die |
| CA2095600C (en) * | 1990-11-05 | 2006-01-03 | Rodney A. Legge | Casting of metal objects |
| GB9216558D0 (en) * | 1992-08-04 | 1992-09-16 | British Bio Technology | Modified proteases |
| JPH06114540A (en) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Hitachi Metals Ltd | Casting method using sand core |
| DE4313336C2 (en) * | 1993-04-23 | 1995-07-06 | Heinz Bieler | Process for the production of gray cast iron cylinder heads and cooling element for carrying out the process |
| DE19531551A1 (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-06 | Bruehl Eisenwerk | Process for producing castings from light metal and lost mold based on sand therefor |
| US5704412A (en) * | 1996-02-05 | 1998-01-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Self-aligning sand mold insert assembly |
| JPH09248653A (en) * | 1996-03-18 | 1997-09-22 | Toyota Motor Corp | Casting method using resin core |
| DE10014591C1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-08-02 | Actech Gmbh Adv Casting Tech | Process for increasing pouring in sand molds with directional solidification of castings |
| JP3768778B2 (en) * | 2000-05-19 | 2006-04-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for producing thick spheroidal graphite cast iron product |
| JP4711374B2 (en) * | 2001-06-11 | 2011-06-29 | 本田技研工業株式会社 | Sand core for casting |
| US6615901B2 (en) * | 2001-06-11 | 2003-09-09 | General Motors Corporation | Casting of engine blocks |
| DE10242559A1 (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Cooling body used as an insert for sand molds is made from a material which has a change in density during the production of the body so the whole material is penetrated by hollow chambers within the body |
-
2006
- 2006-11-10 DE DE102006053404A patent/DE102006053404A1/en not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-11-09 RU RU2009122220/02A patent/RU2432223C2/en active
- 2007-11-09 WO PCT/EP2007/062131 patent/WO2008055973A1/en not_active Ceased
- 2007-11-09 MX MX2009004733A patent/MX2009004733A/en not_active Application Discontinuation
- 2007-11-09 KR KR1020097009573A patent/KR20090077949A/en not_active Ceased
- 2007-11-09 DE DE202007018797U patent/DE202007018797U1/en not_active Expired - Lifetime
- 2007-11-09 EP EP07857208.8A patent/EP2091678B1/en active Active
- 2007-11-09 PL PL07857208T patent/PL2091678T3/en unknown
- 2007-11-09 US US12/513,757 patent/US20100139884A1/en not_active Abandoned
- 2007-11-09 JP JP2009535740A patent/JP2010509070A/en active Pending
- 2007-11-09 CN CN2007800418754A patent/CN101547760B/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2208817A (en) * | 1987-08-21 | 1989-04-19 | Honda Motor Co Ltd | Low-pressure casting of light metal alloy |
| EP0646429A1 (en) * | 1993-09-02 | 1995-04-05 | Mazda Motor Corporation | Method of and apparatus for low-pressure casting |
| DE19533529A1 (en) * | 1995-09-11 | 1997-03-13 | Vaw Alucast Gmbh | Casting of aluminium@ engine block |
| EP0872295A1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-10-21 | Wärtsilä NSD Schweiz AG | Casting mould and method for the production of hollow castings and hollow castings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE202007018797U1 (en) | 2009-04-23 |
| RU2009122220A (en) | 2010-12-20 |
| EP2091678A1 (en) | 2009-08-26 |
| PL2091678T3 (en) | 2015-10-30 |
| CN101547760A (en) | 2009-09-30 |
| CN101547760B (en) | 2013-04-10 |
| MX2009004733A (en) | 2009-06-22 |
| EP2091678B1 (en) | 2015-05-13 |
| WO2008055973A1 (en) | 2008-05-15 |
| KR20090077949A (en) | 2009-07-16 |
| US20100139884A1 (en) | 2010-06-10 |
| DE102006053404A1 (en) | 2008-05-15 |
| JP2010509070A (en) | 2010-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2432223C2 (en) | Casting pattern and method its application | |
| KR101962525B1 (en) | Device for producing a cylinder crankcase using the low-pressure or gravity casting method | |
| US8662143B1 (en) | Mold having ceramic insert | |
| RU2584842C1 (en) | Method of casting part | |
| CN110842150B (en) | Assembled frog casting system and method | |
| KR100538284B1 (en) | Casting mould and a method for manufacturing metallic hollow castings and hollow castings | |
| KR101673157B1 (en) | A mold device for forming wheel and manufacture method | |
| CN109396345A (en) | A method of for investment casting formwork part Quench | |
| CN114799066B (en) | Alloy test bar manufacturing method and equipment | |
| JP6246954B2 (en) | Casting cores, methods of use and manufacturing thereof | |
| CN111468695A (en) | Inner chill process for improving shrinkage porosity of vermicular iron cylinder cover | |
| EP4237169A1 (en) | A hybrid casting mould for metal alloy castings and its method of manufacture | |
| CN212191148U (en) | Thin-wall shell mould casting sand box | |
| CN111390115B (en) | Wear-resistant part shell mold casting method | |
| CN109396357B (en) | Method for overcoming bolt shrinkage porosity defect of casting | |
| RU205483U1 (en) | CASTING SHAPE | |
| CN209424499U (en) | A kind of thin-section casting mold | |
| JP2010059881A (en) | Cylinder block manufacturing method | |
| RU2422243C2 (en) | Cooling component of mould casting material and use of said mould component | |
| EP1779943B1 (en) | Method and device for casting light metal crankcases in sand moulds | |
| RU2146183C1 (en) | Casting of internal combustion engine cylinder block and method for making it | |
| RU2741044C1 (en) | Method for production of small-section casting bars and device for implementation thereof | |
| CN216881594U (en) | Half mould of hollow sand core box of main valve body casting of ball valve | |
| RU2318126C1 (en) | Method of manufacture of piston for internal combustion engine | |
| KR20120032099A (en) | Device for testing crack at metal mold casting and testing method thereof |