2023學年完整公開課版砂芯設(shè)計

鑄造工藝及工裝設(shè)計 砂芯設(shè)計及鑄造工藝設(shè)計參數(shù)

砂芯設(shè)計砂芯的功用

形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位

砂型局部要求特殊性能的部分，有時也用砂芯砂芯應滿足以下要求

具有足夠的強度和剛度

在鑄件形成過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時排出型外

鑄件收縮時阻力小，容易清砂一、確定砂芯形狀（分塊）幾分盒面選擇的基本原則總原則使造芯到下芯的整個過程方便鑄件內(nèi)腔尺寸精確不致造成氣孔等缺陷使芯盒結(jié)構(gòu)簡單（一）保證鑄件內(nèi)腔尺寸精確

凡是鑄件內(nèi)腔尺寸要求較嚴的部分應由同一半砂芯形成，避免被分盒面所分割，更不宜化分為幾個砂芯。但手工造型中大的砂芯，為保證某一部位精度，有時需將砂芯分塊。為保證鑄件精度而將砂芯分塊的實例左圖中，要求500mm×400mm方孔四周壁厚均勻（二）保證操作方便

復雜的大砂芯、細而長的砂芯可分為幾個小而簡單砂芯。細而長的砂芯易變形，應分成數(shù)段，并設(shè)法使芯盒通用。在劃分砂芯時要防止液體金屬鉆入砂芯分割面的縫隙，堵塞砂芯通氣道。為操作方便將砂芯分塊的實例

右圖為空氣壓縮機大活塞的砂芯。為了便于操作將砂芯分為3塊。這樣可以簡化造芯和芯盒結(jié)構(gòu)（三）保證鑄件壁厚均勻

使砂芯的起模斜度和模樣的起模斜度大小、方向一致，保證鑄件壁厚均勻

保證鑄件壁厚均勻a)不合理b)合理（四）應盡量減少砂芯數(shù)目

用砂胎（自帶砂芯）或吊砂可減少砂芯，右圖為12VB柴油機曲軸定位套的機器造型方案。砂胎

在手工造型時，遇到難于出模的地方，一般盡量用模樣“活塊”，即用“活塊”取代砂芯。這樣雖然增加了造型工時，但卻節(jié)省了芯盒、制芯工時及費用活塊（五）填砂面應寬敞，烘干支撐面是平面

為此，需要進爐烘干的大砂芯，常被沿最大截面切分為兩半制作。烘干砂芯的幾種方法用平板烘干砂胎支撐烘干用成型烘干器烘干平面烘干板結(jié)構(gòu)簡單通氣性好且價格低廉砂胎烘干法不精確也不方便烘干器雖精確、簡便，但結(jié)構(gòu)復雜、昂貴且維修量大（六）砂芯形狀適應造型、制芯方法

高速造型線限制下芯時間，對一型多鑄的小鑄件，不允許逐個下芯，因此，劃分砂芯形狀時，常把幾個到十幾個小砂芯連成一個大砂芯，以便節(jié)約下芯、制芯時間，以適應機器造型節(jié)拍的要求。對殼芯、熱芯和冷芯盒砂芯要從便于射緊砂芯方面來考慮改進砂芯形狀。

除上述的原則外，還應使沒塊砂芯有足夠的斷面，保證有一定的強度和剛度，并能順利排出砂芯中的氣體；使芯盒結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和使用等。二、芯頭設(shè)計芯頭伸出鑄件以外不與金屬接觸的砂芯部分。

對芯頭的要求

定位和固定砂芯，使砂芯在鑄造中有準確的位置，并能承受砂芯重力及澆注時液體金屬對砂芯的浮力，使之不破壞

芯頭應能及時排出澆注后砂芯所產(chǎn)生的氣體至型外

上下芯頭及芯號容易識別，不致下錯方向或芯號

下芯、合型方便，芯頭應有適當斜度和間隙芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭（包括懸臂式芯頭）兩大類（一）芯頭的組成典型的芯頭的結(jié)構(gòu)如右圖所示。包括：芯頭長度、斜度、間隙、壓環(huán)、防壓環(huán)和積砂槽等結(jié)構(gòu)

典型的芯頭結(jié)構(gòu)a）水平芯頭b）垂直芯頭1、芯頭長度砂芯伸入鑄型部分的長度h1h擴大下芯頭的垂直芯頭2、芯頭斜度對垂直芯頭，上、下芯頭都應設(shè)有斜度擴大下芯頭的垂直芯頭h1hαh1h3、芯頭間隙

為了下芯方便，通常在芯頭和信座之間留有間隙ss1s2α4、壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽

典型的芯頭結(jié)構(gòu)a）水平芯頭b）垂直芯頭壓環(huán)的作用

合箱后它能把砂芯壓緊，避免金屬液沿間隙鉆入芯頭防壓環(huán)的作用

下芯、合箱時，它可防止此處砂型被壓塌，因而可以防止掉砂集砂槽的作用

用來存放個別的散落砂粒，這樣就可以加快下芯速度（二）芯頭承壓面積的核算

由于砂芯的強度通常都大于鑄型的強度，故只核算鑄型的許用壓應力即可。芯頭的承壓面積S應滿足下式[]壓芯skFS3F芯計算的最大浮芯力k安全系數(shù)，k=1.3~1.5[σ壓]

鑄型的許用壓應力

如果實際承壓面積不能滿足上式要求，則說明芯頭尺寸過小，應適當放大芯頭。若受砂箱等條件限制，不能增加芯頭尺寸，可采用提高芯座抗壓強度（許用壓應力）的方法，如在芯座部分附加砂芯、鐵片、耐火磚等。在許可的情況下，附加芯撐，也等于增加了承壓面積。（三）特殊定位芯頭

特殊定位芯頭a)、b)垂直芯頭c)、d)水平芯頭

有的砂芯有特殊的定位要求，如防止砂芯在型內(nèi)繞軸線轉(zhuǎn)動，不許可軸向位移偏差過大或下芯時搞錯方位，這時就應采用特殊定位芯頭。鑄造工藝及工裝設(shè)計砂芯設(shè)計及鑄造工藝設(shè)計參數(shù)