铸造工艺学------03第三章.ppt

铸造工艺及工装设计
第三章 砂芯设计及铸造工艺设计参数
§ 3-1 砂芯设计
砂芯的功用
形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位
砂型局部要求特殊性能的部分,有时也用砂芯
砂芯应满足以下要求
具有足够的强度和刚度
在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外
铸件收缩时阻力小,容易清砂
一、确定砂芯形状(分块)几分盒面选择的基本原则
总原则
使造芯到下芯的整个过程方便
铸件内腔尺寸精确
不致造成气孔等缺陷
使芯盒结构简单
(一)保证铸件内腔尺寸精确
凡是铸件内腔尺寸要求较严的部分应由同一半砂芯形成,避免被分盒面所分割,更不宜化分为几个砂芯。但手工造型中大的砂芯,为保证某一部位精度,有时需将砂芯分块。
为保证铸件精度而将砂芯分块的实例
左图中,要求500mm×400mm方孔四周壁厚均匀
(二)保证操作方便
复杂的大砂芯、细而长的砂芯可分为几个小而简单砂芯。细而长的砂芯易变形,应分成数段,并设法使芯盒通用。在划分砂芯时要防止液体金属钻入砂芯分割面的缝隙,堵塞砂芯通气道。
为操作方便将砂芯分块的实例
右图为空气压缩机大活塞的砂芯。为了便于操作将砂芯分为3块。这样可以简化造芯和芯盒结构
(三)保证铸件壁厚均匀
使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度大小、方向一致,保证铸件壁厚均匀
保证铸件壁厚均匀
a) 不合理 b) 合理
(四)应尽量减少砂芯数目
用砂胎(自带砂芯)或吊砂可减少砂芯,右图为12VB柴油机曲轴定位套的机器造型方案。
砂胎
在手工造型时,遇到难于出模的地方,一般尽量用模样“活块”,即用“活块”取代砂芯。这样虽然增加了造型工时,但却节省了芯盒、制芯工时及费用
活块
(五)填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面
为此,需要进炉烘干的大砂芯,常被沿最大截面切分为两半制作。
烘干砂芯的几种方法
用平板烘干
砂胎支撑烘干
用成型烘干器烘干
平面烘干板结构简单
通气性好且价格低廉
砂胎烘干法不精确
也不方便
烘干器虽精确、简便,
但结构复杂、昂贵且维
修量大
(六)砂芯形状适应造型、制芯方法
高速造型线限制下芯时间,对一型多铸的小铸件,不允许逐个下芯,因此,划分砂芯形状时,常把几个到十几个小砂芯连成一个大砂芯,以便节约下芯、制芯时间,以适应机器造型节拍的要求。
对壳芯、热芯和冷芯盒砂芯要从便于射紧砂芯方面来考虑改进砂芯形状。
除上述的原则外,还应使没块砂芯有足够的断面,保证有一定的强度和刚度,并能顺利排出砂芯中的气体;使芯盒结构简单,便于制造和使用等。
二、芯头设计
芯头
伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。
对芯头的要求
定位和固定砂芯,使砂芯在铸造中有准确的位置,并能承受砂芯重力及浇注时液体金属对砂芯的浮力,使之不破坏
芯头应能及时排出浇注后砂芯所产生的气体至型外
上下芯头及芯号容易识别,不致下错方向或芯号
下芯、合型方便,芯头应有适当斜度和间隙
芯头可分为垂直芯头和水平芯头
(包括悬臂式芯头)两大类
(一)芯头的组成
典型的芯头的结构如右图所示。
包括:芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构
典型的芯头结构
a)水平芯头 b)垂直芯头