压气机壳低压铸造模具的制作方法

本发明涉及低压铸造模具技术领域，尤其是一种压气机壳低压铸造模具。

背景技术：

增压器用的压气机壳用于支撑转子轴、密封和轴承及润滑系统，常采用铸造生产。带多槽(例如三槽)的压气机壳，如图14所示，由于其进气管位置的槽结构比较薄且比较深，只能采用砂芯成型。铸造生产时，砂芯下芯的方向都是自上而下放置砂芯。由于低压铸造模具都是上面顶出取件，因此低压模具的上模不允许贯通，导致进气管砂芯无法下芯。因此现有技术中，进气管位置带三槽的压壳铸件只能采用重力铸造工艺生产。重力铸造工艺存在的缺点如下：首先，模具通常是“一模一腔”的结构只能生产一个铸件，效率低，且需要两个员工配合才能生产，一个负责放置砂芯，另一个负责舀取铝液浇注。其次，因为浇口杯的高度必须比铸件高度高40-60mm，需要有一定压力才能在重力作用下对铸件进行补缩，导致重力铸造工艺出品率较低，一般在50％-60％。再次，重力铸造工艺中浇口杯位于上部，铝液从上向下充型，铝液流动不平稳，向下冲击的过程中容易形成氧化渣及氧化皮，导致铸件质量差，铸件报废率在8％-10％。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种压气机壳低压铸造模具，以解决重力铸造工艺生产铸件出品率低、报废率高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种压气机壳低压铸造模具，包括上模、下模，所述上模内设有镶块，所述镶块伸入至所述上模的容纳腔中，所述容纳腔内壁与所述镶块外壁之间形成间隙，所述间隙用于容纳从所述上模的底部塞入、与所述镶块套接的进气管砂芯；所述镶块的外壁上设有至少一个第一锁紧部，所述进气管砂芯上设有至少一个第二锁紧部，所述第一锁紧部、第二锁紧部配合锁紧，使所述进气管砂芯与所述镶块固定套接。

其进一步技术方案为：

所述镶块伸入到所述上模内的部分为柱状体，所述至少一个第一锁紧部为沿圆周分布在所述柱状体外壁上的凸起结构；所述进气管砂芯呈中空筒状，所述至少一个第二锁紧部为沿圆周分布在所述进气管砂芯外壁上的耳槽。

所述耳槽包括沿圆周延伸的圆周段，当所述进气管砂芯从上模的底部塞入所述间隙并套接在所述柱状体上之后，转动所述进气管砂芯，使所述凸起结构沿所述圆周段转动到底后锁紧到位。

所述圆周段一端向所述进气管砂芯的顶部延伸有开口段。

所述上模顶面上位于所述镶块一侧设有内凹槽道，其底面低于所述凸起结构所在位置，从而使所述凸起结构和对应耳槽的配合位置裸露出来，便于观察所述进气管砂芯与所述镶块是否锁紧到位。

所述进气管砂芯外壁上沿圆周设有定位挡圈，所述容纳腔内壁上设有与所述定位挡圈对应配合的限位台阶。

所述定位挡圈上设有检验凹槽一，所述限位台阶上设有检验凹槽二，当所述进气管砂芯与所述镶块锁紧到位后，所述检验凹槽一与所述检验凹槽二对应成一体。

至少两个凸起结构沿圆周对称分布，对应地，与所述至少两个凸起结构对应的两个耳槽沿圆周对称分布。

所述柱状体顶部设有尺寸增大的端部，所述端部用于和所述上模卡接。

所述进气管砂芯底部设有与待成型压气机壳的进气管内部结构匹配的成型槽；所述上模、下模合模后，在模具内部形成主型腔，所述容纳腔与所述主型腔一体式连通，同时，进气管砂芯和镶块构成的腔体与所述主型腔一体式连通，所述下模底部设有入浇口，所述入浇口通过浇注流道与所述主型腔连通。

本发明的有益效果如下：

本发明实现了进气管砂芯从上模底部上料、与镶块套接固定锁紧的目的，使得采用低压铸造工艺铸造压气机壳成为可能，从而利用低压铸造工艺的优势提高压气机壳的成品率降低报废率。具体地本发明具有如下优点：

本发明的凸起结构和耳槽，在进气管砂芯相对于镶块转动的过程中完成自定位和锁紧，从而使得进气管砂芯从上模底部上料并完成套接固定成为可能。

本发明上模顶部设置的内凹槽道，起到“透视窗口”作用，便于观察凸起结构以及凸起结构和耳槽配合是否到位，操作便捷。

本发明设计了检验凹槽一和检验凹槽二，具有检验错型的功能，通过观察铸件上相应的检验凸台的结构，进一步验证进气管砂芯的装配是否到位，以判断铸件是否合格，提高了品控管理的质量。

本发明根据低压铸造的工艺特点，模具可以设计成一模两腔，利用低压机自动完成浇注，极大地提升了生产效率，降低了人工降低。

本发明采用低压铸造工艺利用低压炉内压力的作用下充型凝固，不需要浇口杯，工艺出品率达到70％-80％；铝液从下模底部向上依次充型，铝液流动平稳，因此氧化渣及氧化皮少，铸件质量更高，铸件报废率下降至5％-6％。

附图说明

图1为本发明一种具体实施形式的结构示意图。

图2为本发明的安装镶块的上模的结构示意图。

图3为本发明未安装进气管砂芯时上、下模合模后结构的俯视图。

图4为图3中a-a截面剖视图。

图5为本发明镶块的结构示意图。

图6为本发明进气管砂芯的结构示意图。

图7为本发明进气管砂芯与镶块套接锁紧前结构示意图。

图8为本发明进气管砂芯与镶块套接锁紧后结构示意图。

图9为本发明上模的结构示意图。

图10为在图2所示结构上安装进气管砂芯后的结构示意图。

图11为在图3所示结构上安装进气管砂芯后的结构示意图(俯视图)。

图12为图11中b-b截面剖视图。

图13为利用本发明铸造生产的铸件(压气机壳)结构示意图。

图14为图13的剖视图。

图中：1、上连接板；2、顶出机构；3、内凹槽道；4、上模；5、镶块；6、进气管砂芯；7、流道砂芯；8、下模；9、底板；41、容纳腔；42、限位台阶；43、检验凹槽二；51、凸起结构；52、柱状体；53、端部；61、耳槽；62、定位挡圈；63、检验凹槽一；64、成型槽；611、圆周段；612、开口段；81、入浇口；82、浇注流道。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的压气机壳低压铸造模具，包括上模4、下模8，如图2-图6所示，上模4内设有镶块5，镶块5伸入至上模4的容纳腔41中，容纳腔41内壁与镶块5外壁之间形成间隙，镶块5的外壁上设有至少一个第一锁紧部，如图11和图12所示，上述间隙用于填充从上模4的底部塞入、与所述镶块5套接的进气管砂芯6，进气管砂芯6上设有至少一个第二锁紧部，第一锁紧部、第二锁紧部配合锁紧，使进气管砂芯6与镶块5固定套接。

上述实施例中，如图4所示，镶块5伸入到上模4内部的部分为柱状体52，如图5和图6所示，至少一个第一锁紧部为沿圆周分布在柱状体52外壁上的凸起结构51；进气管砂芯6呈中空筒状，至少一个第二锁紧部为沿圆周分布在进气管砂芯6外壁上的耳槽61。

如图6所示，耳槽61包括沿圆周延伸的圆周段611，如图7、图8所示，当进气管砂芯6从上模4的底部塞入到间隙并套接在柱状体52上之后，转动进气管砂芯6，使凸起结构51沿圆周段611转动到底后锁紧到位。

作为一种具体实施形式，圆周段611对应的圆心角为15-35°。

作为一种具体实施形式，圆周段611一端向进气管砂芯6的顶部延伸有开口段612，以增加让位空间，便于进气管砂芯6与柱状体52的套接配合。

如图2和图10所示，上模4顶面上位于镶块5一侧设有内凹槽道3，其底面低于凸起结构51所在位置，从而使凸起结构51和对应耳槽61的配合位置裸露出来，便于观察进气管砂芯6与镶块5是否锁紧到位。

为进一步增加进气管砂芯6与容纳腔41的配合度，进气管砂芯6外壁上沿圆周设有定位挡圈62，如图9所示，容纳腔41内壁上设有与定位挡圈62对应配合的限位台阶42。

为了便于质检，如图6所示，定位挡圈62上设有检验凹槽一63，如图9所示，限位台阶42上设有检验凹槽二43，如图10-图12所示，当进气管砂芯6与镶块5锁紧到位后，检验凹槽一63与检验凹槽二43对应成一体，检验凹槽在成型后的铸件上形成对应的检验凸台，通过检查凸台是否有错型，如果有错型，说明进气管砂芯6是否放置不到位，铸件报废。如图13所示，成型后的压气机壳上形成了相应的检验凸台，该凸台结构能够与检验凹槽一63、检验凹槽二43构成的一体式凹槽的形状匹配，说明进气管砂芯6放置到位，铸件质量过关。后续可通过铣加工将铸件上的检验凸台去除即可。

作为一种具体实施形式，如图5、图6所示，至少两个凸起结构51沿圆周对称分布，对应地，与至少两个凸起结构51对应的两个耳槽61沿圆周对称分布。以增加凸起结构51和耳槽61的接触面积，提高连接强度。

作为一种具体实施形式，柱状体52顶部设有尺寸增大的端部53，端部53用于和上模4卡接。从而防止转动，尤其是防止进气管砂芯6套在柱状体52外部并相对于其转动的过程中镶块5的转动。

作为一种具体实施形式，进气管砂芯6底部设有与待成型压气机壳的进气管内部结构匹配的成型槽64。

上模4、下模8合模后，在模具内部形成主型腔，如图4、图12所示，容纳腔41被进气管砂芯6填充后，与主型腔连通，同时进气管砂芯6与柱状体52也构成了与所述主型腔连通的腔体，所述下模8底部设有入浇口81，所述入浇口81通过浇注流道82与所述主型腔连通。

需要说明的是，容纳腔41为上模4中大体上沿竖直方向延伸的不规则腔体，在镶块5安装进上模4后，柱状体52外壁与容纳腔41内壁(如图4所示即上模4内壁)之间形成了一定的间隙，该间隙被进气管砂芯6部分填充后，其余空间则和主型腔连通为一体。

需要说明的是，如图7和图8所示，进气管砂芯6与柱状体52长度不一样，因此两者套接并固定锁紧后，在进气管砂芯6内部，形成了以为柱状体52底面为顶面，以进气管砂芯6内壁为侧面的腔体，该腔体和主型腔连通，构成完整的型腔。由于进气管砂芯6与柱状体52的具体尺寸以细节构造等根据铸件本身的结构特点进行设计，不载赘述。

如图1所示，实施例的压气机壳低压铸造模具，可采用“一模两腔”或“一模多腔”结构，即每套模具设置至少两组上、下模，每次可出产至少两套铸件，从而提高生产效率。

需要说明的是，如图3、图4所示为未安装进气管砂芯6状态下模具结构示意图，该结构为了和安装进气管砂芯6后如图12所示的状态对比，以说明进气管砂芯6的安装位置，而非实际加工过程中工作状态的结构示意。

利用本实施例的压气机壳低压铸造模具铸造如图14所示的具有三槽结构压气机壳的方法如下：

首先，下模8底部连接底板9，将如图1所示的流道砂芯7放置在下模8相应的腔体内；

然后，对上模4进行装配，将镶块5从所述上模4顶面塞入上模4的容纳腔41中，利用端部53和上模4顶部相应的台阶配合卡接，端部53上设有与上模4配合的卡接结(例如凹槽、凸台等配合结构)以防止镶块5转动，同时通过内凹槽道3观察凸起结构51的位置，为了便于观察，设计时镶块5装配到位时凸起结构51可通过内凹槽道3观察到，镶块5与上模4固定连接好如图2-图4所示；之后，将进气管砂芯6从上模4底部塞入，套接在镶块5的柱状体52外部，如图7所示，然后转动进气管砂芯6(如图所示，顺时针转动约25°)使凸起结构51沿耳槽61的圆周段611移动到底卡住后锁紧，如图8所示起到固定进气管砂芯6的作用。如图10所示，进气管砂芯6装配好之后，可通过内凹槽道3观察到，凸起结构51与耳槽61配合到位，方便确认进气管砂芯6是否旋转到位，保证砂芯位置符合要求；

再次，上下模合模，合模后结构如图1所示，上模4顶部连接顶出机构2，顶出机构2通过连接件与上连接板1连接，连接到机床的驱动机构。开始浇注，铝水从下模8入浇口81注入，经浇注流道82流入主型腔，最终完成铸造。

如图12所示，当进气管砂芯6与镶块5锁紧到位后，检验凹槽一63与检验凹槽二43对应成一体，检验凹槽在成型后的铸件上形成对应的检验凸台，通过检查凸台是否有错型，如果有错型，说明进气管砂芯6是否放置不到位，铸件报废。如图13所示，成型后的压气机壳上形成了相应的检验凸台，具体地，检验凸台成型于铸件的进气管柄部，高2mm、宽5mm。该凸台能够与检验凹槽一63、检验凹槽二43构成的一体式凹槽的形状匹配，说明进气管砂芯6放置到位，铸件质量过关。后续可通过铣加工将铸件上的检验凸台去除即可。