熱芯盒和殼芯盒設計

1、教育訓練熱芯盒設計一.熱芯盒設計熱芯盒是熱芯盒射芯機上的專用芯盒，制芯時芯盒被加熱到200250的高溫且受到芯砂的沖刷。因此，對芯盒的要求較高，芯盒的構造也較復雜。熱芯盒主要由芯盒本體、定位機構、鑲塊、射砂口以及排氣、加熱和出芯等結構組成。是單工位射芯機上用的頂桿出芯的熱芯盒基本結構圖。熱芯盒設計內容主要包括：選擇芯盒材料；確定分盒面、設計芯盒本體結構；確定射口的形式和位置；確定芯盒的定位方式和出芯方式等。二.熱芯盒材料熱芯盒材料應具有：耐熱，導熱性好，比熱大，熱膨脹系數(shù)小，強度高，耐磨、耐腐蝕。同時還要求來源廣泛，價格便宜，加工制造容易。熱芯盒各部分常用材料如下表所示：鑄鐵是最常用的芯盒本體

2、材料，若表面鍍鉻可增加耐磨性，防止生銹，提高使第 頁 共 7 頁用壽命。三.芯盒本體結構設計1分型面的選擇 芯盒分型面是指兩半芯盒互相接觸的平面。熱芯盒的分型 面式根據(jù)使用射芯機的型式不同，有垂直分盒、水平分盒和多向分型等幾種。垂直分型主要應用在小砂芯上，水平分型和多向分型主要應用在中、大砂芯上。 熱芯盒的分盒面型可以是平面、曲面和階梯面，主要取決于砂芯的形狀。為了加工制造方便應盡量選擇平的分型面。在選擇分型面時應設法使砂芯留在動芯盒中，以便用出芯機構將砂芯脫出。為此可采取以下措施：增大動芯盒對砂芯的包容面法。1）形狀簡單、對稱的砂芯：分型面從砂芯中心向無頂桿一面偏移0.3-1毫米，使有頂桿的

3、動芯盒包容面增大，開盒時砂芯留在動芯盒內。2）形狀復雜的砂芯：可將復雜面和深凹面放在動芯盒一邊。3）動芯取較小的出芯斜度。采用輔助機構。1）在靜芯盒一邊設置輔助頂桿，開盒時使砂芯留在動芯盒2）在動芯盒頭上設置“抓卡”機構，見圖2。在開盒時“抓卡”將砂芯抓在動芯盒一邊。采用操作措施。1）兩半芯盒采用不同的加熱溫度。有出芯機構的芯盒（一般稱動芯盒）加熱溫度高些。2）噴涂不同數(shù)量的脫模劑，有出芯機構的芯盒少涂些脫模劑。2芯盒壁厚和形狀 熱芯盒本體在制芯時起著熱量儲存器的作用，因此壁厚不應太薄，以免射芯時盒溫度波動太大，加熱不均和芯盒變形，影響砂芯質量。熱芯盒多采用實體結構，其最小壁厚為2030毫米（

4、不包括加熱板）。從理論上說，為了使芯盒對砂芯中熱均勻，芯盒壁厚應當均勻，但在實際生產中第 頁 共 7 頁為了便于制造，減少散熱面和增加熱容量，通常將單工位垂直分型的熱芯盒做成立方體或長方體的實體。3熱芯盒的內腔尺寸 芯盒內腔尺寸是指加工后，芯盒內腔的工作尺寸，也就是砂芯的尺寸。決定芯盒內腔尺寸應考慮以下三個因素：1） 鑄件的尺寸和鑄件的收縮率；2） 熱芯盒加熱后的膨脹；3） 砂芯出盒后冷卻到室溫的收縮；熱芯盒在工作溫度下，其內腔尺寸有一定脹大。而砂芯從芯盒中頂出并冷卻到室溫后，其尺寸又略有收縮。一般收縮量不能完全抵消芯盒的尺寸增大。因此，砂芯的尺寸稍有增大。但在實際生產中，要準確地反映其變化是

5、比較復雜的。因此，為了方便起見，對小砂芯可粗略地認為這兩者是相等的，在設計熱芯盒時，芯盒內腔尺寸可不考慮因加熱而引起的尺寸變化。但對于尺寸較大的砂芯及薄壁鑄件的砂芯，則必須予以注意。為了補償砂芯的尺寸增大，建議在設計中取鑄件內孔的收縮率小于模樣的收縮率。如模樣的鑄造收縮率取1%，則芯盒可取0.80.9%。精確地確定砂芯尺寸的變化，應通過試驗的方法進行測定。4熱芯盒射砂口 射砂口是砂流進入芯盒的通道。要求射砂口使進入芯盒的砂 流暢通無阻，便于排氣。單工位垂直分型熱芯盒射口位置一般選在芯頭處，最好放在砂芯大端或具有平面的部位。射口設在芯頭處的優(yōu)點是砂芯無需修補.若芯頭部分要求定位，應將芯頭封閉，另

6、開射口。射砂口的尺寸，要保證射出的砂流有足夠的動能，也不致發(fā)生砂流的回彈現(xiàn)象，所以射砂口的面積不可大于射砂方向上芯盒內腔的最小斷面積。在這個前題下射口盡量選取大些，以便縮短射吵時間。但過大的射砂口將降低砂流速度，使砂芯緊實度下降，影響砂第 頁 共 7 頁芯質量，見圖4。較小的芯盒，射口一般不采用襯套。但對于兩工位的較大芯盒，為了防止射砂口磨損可在射砂口處鑲裝襯套。5熱芯盒的加工要求 熱芯盒本體多用鑄坯加工制造。這種方法，加工余量大， 周期長，成本高，但芯盒尺寸精度高。對熱芯盒的要求是：芯盒工作表面的光潔度不低于 6，工作尺寸精度不大于-0.2毫米。芯盒的合模間隙一般不大于0.1毫米，大芯盒也不

7、超出0.3毫米。熱芯盒一般不留分盒負數(shù)。但對很大的砂芯考慮到涂料、脹砂等影響，要留分盒負數(shù)，一般留1毫米即每半盒留0.5毫米。芯盒毛坯都需進行人工時效算是消除內應力，防止變形。四.熱芯盒的定位為了保證砂芯尺寸和形狀的準確，無論水平分盒或垂直分盒的芯盒，兩半芯盒必須有準確的定位。一般是在靜芯盒上裝定位銷，在動芯盒上裝定位套。定位銷、套的尺寸根據(jù)芯盒的大小而不同，目前多采用16-22、16-30、22-40兩種。由于熱芯盒工作時兩半芯盒溫度有波動，所以對定位銷的要求與一般芯盒稍有不同。定位銷固定端的配合要緊，定位端要松，可與銷套留有0.15-0.25mm的間隙。且定位端長度不宜過長。這樣可避免因芯

8、盒受熱不均而造成銷子與銷套咬死。為了防止銷套松動可采用壓板螺絲將銷套固定。定位銷數(shù)量：一般小芯盒用兩個，一個采用圓銷套；另一個采用長圓形。芯盒平均外輪廓尺寸大于450毫米的，可用3-4個定位銷，銷套全為長圓形定位銷。定位銷中心應布置在芯盒接近最大輪廓的尺寸上，以保證定位精度。五.熱芯盒排氣熱芯盒排氣的作用有兩方面：（一）是保證射砂時芯盒內空氣能夠順利及時排出。（二）是引導射入砂流的充填方向。正確的設計排氣裝置對獲得緊實度均勻，第 頁 共 7 頁表面光潔的砂芯是很重要的。芯盒排氣位置應選擇在：芯盒蹩氣的死角、芯盒最后充填部分、芯盒轉角或砂流不易達到的狹長通道處、分型面處、多射孔的芯盒中砂流干擾處

9、等。根據(jù)生產經驗，芯盒的總排氣面積至少應等于射砂孔總面積的0.10.2倍。在生產中往往根據(jù)上述原則預先確定排氣位置，經試射后，根據(jù)砂芯各部緊實度再予以調整。熱芯盒的排氣方式有：排氣塞排氣、排氣槽排氣和活塊排氣。1.排氣塞排氣：是利用尺寸大小不同的排氣塞，裝在芯盒內表面處，其后連通排氣孔，使氣體排除。排氣塞目前有三種結構。一般排氣塞可以用銅或鋼經切削加工而成，也可用銅合金、鋁合金等壓鑄而成，這種排氣塞主要缺點是容易堵塞，不易清理。網篩排氣塞是用不銹鋼絲或鎳鉻絲制成篩網。因為網篩有彈性，因此效果較好不易堵塞?？p隙式排氣塞是用0.30.4毫米的不銹鋼板，經光刻或腐蝕加工出0.30.4毫米的縫隙，具有

10、良好的效果。 用排氣塞的優(yōu)點是：排氣面積大，安裝靈活。2.排氣槽排氣：利用分型面、射砂面、鑲塊以及底板等結合面開設排氣槽 進行排氣。排氣槽的深度應根據(jù)使用芯砂的粒度而定。以排氣不跑砂為原則。一般靠近芯子表面槽深，出口端可擴大為1毫米。槽寬根據(jù)需要決定，常用1015毫米。也可與總通氣槽相通，使氣體排到外面。但是應注意：對于多腔芯盒，各腔的排氣槽不應串通，以免兩腔串氣互相影響，造成緊實度不均或不成型。3.間隙排氣：在芯盒本體與活塊、頂桿間的配合面上制做間隙（約為0.1- 0.3毫米）進行排氣。采用活塊與芯盒本體結合的間隙進行排氣。為了使氣體順利排除，須在活塊背后的芯盒壁上鉆出排氣孔。排氣間隙制造容

11、易，應用可第 頁 共 7 頁靠，也是經常采用的一種排氣方法。六.單工位垂直分盒熱芯盒的出芯方法砂芯在熱芯盒內固化到一定程度后即可出芯。出芯主要靠射芯機上的開盒機構和專門的頂出機構來實現(xiàn)。出芯方法主要有：移動托板出芯法，頂桿出芯法和旋轉出芯法。本公司主要用頂桿出芯法。頂桿出芯法是指當開盒時用頂桿將砂芯和芯盒分開。頂桿出芯機構見圖1。開盒時，當動芯盒移動到靠近終點時，機器上的擋塊推動芯盒上的蓋板和固定板，帶動頂芯桿將砂芯頂出；當閉盒時，裝在同一蓋板和固定板上的回位導桿，使頂桿退回原位。落下的小圓棒砂芯常自動漏到工作臺下面的貯存箱內，因此也稱其為漏芯法。頂桿出芯法生產效率高。布置頂桿時應考慮到砂芯的形狀，對形狀復雜、薄壁的砂芯應采用數(shù)量較多、直徑較小的頂桿，布置要力求均勻對稱，以防止頂出砂芯時由于力的不均而折斷。為保證頂桿和回位導桿在芯盒加熱后能順利的工作，它們在固定板內的裝配關系應設計成浮動的，在一定尺寸范圍內可以調整。頂