第九章铸造工艺装备设计

第九章铸造工艺装备设计

铸造工艺装备是造型、造芯及合箱过程中所使用的模具和装置的总称。包括模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘干板(器)、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、套箱、压铁等。此外，芯盒及烘干器的钻模和修整标准也属于铸造工艺装备。1§9-1模样及模板—、模样1．材质的选择(1)木模具有轻便，容易加工，来源广，价格低廉的优点。但强度低，易吸潮而变形，精度低，寿命短。适用于单件、小批生产的各种铸件。常用木种有红松、落叶松、白松、黄松、杉木、柏木、桂木、银杏、柚木等。2(2)金属模样表面光洁，尺寸精确，强度高，刚性大，使用寿命长。但难加工，生产周期长，成本高。适用于大量、成批生产的各种铸件。(3)塑料模大多为环氧树脂玻璃钢结构。制造、修理简便，表面光洁，不吸潮，变形小，轻巧耐磨，寿命长，成本为金属模的20％一50％。但导热性差，不能加热，不宜在型砂周转快、砂温高的流水线上应用，硬化剂有毒性，多用于成批生产的中小模样。(4)聚苯乙烯泡沫塑料模(消失模)由聚苯乙烯经渗发泡剂后称可发性聚苯乙烯，可直接发泡制成模样或板材。造型后不取出模样，直接浇注。32．金属模的结构设计原则是在满足铸造工艺要求的前提下，便于加工制造。特别复杂、难于加工的模样，可采用陶瓷型铸造法、电铸法等。一般金属模应尽量采用机床加工，减少钳工量。(1)模样本体结构类型45(2)壁厚及加强肋应尽量减轻模样质量，除了薄小模样以外，都应制成空心结构。平均轮廓尺寸大于150mm的模样，内部设加强肋。依模样大小和使用要求来布置加强肋，肋距150～400mm，厚度为0．8—1．0倍的模样壁厚。高压造型用模样壁厚应比右图所给的加大50％～100％。6(3)固定和定位孔依0.8～1.0倍模样壁厚尺寸选用螺栓直径，按中等精度配合设计螺栓孔尺寸。螺栓孔位置应尽量靠近模样四周，并均匀分布，还要顾及勿和模板底部的肋条相碰。73．模样(芯盒)的尺寸标注模样(芯盒)的尺寸有两类：一类是与铸件有关的尺寸；另一类为非关联尺寸。与铸件有关的尺寸，都应把铸件尺寸按铸造收缩率加以放大。并准确到0．1mm。非关联尺寸按铸造工艺图上的尺寸标注，不加放铸造收缩率。二、模板一般模板由模底板、模样、浇冒系统模、加热元件、定位元件等组成。在组合快换模板系统中，还包括有模板框及其定位、固定元件。81．对模板的要求模板尺寸应符合造型机的要求，模底板和砂箱、各模样之间应有准确的定位，模板应有足够的强度、刚度和耐磨性，制作容易，使用方便，尽量标准化。2．模板种类9103．模底板结构模底板上应有与砂箱定位用的定位销、同造型机连接用的突耳、供运输用的吊轴或手把、顶杆起模用的通道等。翻转式造型机用的模板上还应有固定砂箱用的机构或突耳等。4．模板和砂箱的定位直接定位法：定位销(套)直接安装在模底板上；间接定位法：定位销(套)装在模板框上。11§9－2砂箱砂箱的设计内容有：选择类型和材质，确定砂箱尺寸。结构设计，定位及紧固等。一、设计和选用砂箱的基本原则1)满足铸造工艺要求。2)尺寸和结构应符合造型机、起重设备、烘干设备要求。3)有足够的强度和刚度，使用中保证不断裂或发生过大变形。4)对型砂有足够的附着力，使用中不掉砂或塌箱，但又要便于落砂。5)经久耐用，便于制造。6)应尽可能标准化、系列化和通用化。12二、类型的选择13三、砂箱结构1．砂箱名义尺寸砂箱名义尺寸是指分型面上砂箱内框尺寸(长度X宽度)乘砂箱高度2．箱壁143．箱带(箱档、箱肋)箱带增加对型砂的附着面积和附着力，提高砂型总体强度和刚性，防止塌箱和掉砂，延长砂箱使用期限。4．砂箱定位上下箱间的定位方法有多种：泥号、楔榫、箱垛、箱锥、止口及定位销等。机器造型时只用定位销定位。155．搬运、翻箱结构手把用于小型砂箱，吊轴广泛用于各种中大砂箱，吊环主要用于重型砂箱。6．砂箱的紧固为防止胀箱、跑火等缺陷，上下箱间应紧固。紧固方式有：上箱自重法、压铁法、手工夹紧(箱卡)法和自动卡紧法等。16§9－3芯盒金属芯盒的设计步骤为：确定类型、材质，选取分盒面，芯盒结构设计和工作尺寸计算等。一、芯盒的类型和材质依制芯方法分普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒。中小芯盒多用铝合金铸造，在经常受摩擦的表面上镶装钢板——耐磨片，可延长寿命。铜合金及钢材，多用于制作芯盒中的镶块和活块，满足高耐磨性的要求。17二、芯盒结构设计普通金属芯盒结构的实例芯盒本体的结构包括壁厚、加强肋、边缘、活块、镶块等。外围结构包括定位、夹紧装置、手柄、吊轴、同造芯机连结的耳子等。附件有气孔针、通气板和填砂板等。1．壁厚、加强肋和边缘铝芯盒边缘上应镶装厚3～4mm的钢板——防磨片，用沉头螺钉固定182．活块、镶块妨碍砂芯取出的部分应制成活块。活块同芯盒本体之间可用定位销、榫及燕尾槽定位。应使活块重心落入芯盒窝座之内，以保持稳定。为加工方便，常将芯盒内某些局部——镶块分开加工，然后镶装在本体上，故叫镶块。3．定位、夹紧结构对开芯盒都有定位结构，常用定位销、铰链及止口。定位销是标准件，精度高，应用广。手工造芯的简单芯盒，其夹紧可用