CN104907497A - 斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的型外组芯铸造方法将复杂的铸件内腔砂芯结构分为1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯，在制作砂芯时预留砂芯螺杆和砂芯装配孔，选择1#支撑砂芯作为支撑砂芯，将2#砂芯、3#砂芯预先与该支撑砂芯组芯，通过支撑砂芯来对其进行锁定定位，再将4#砂芯、5#砂芯也在型外组芯，然后先将1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯组芯后的砂芯结构与砂型外模装配，再将4#砂芯、5#砂芯组芯后的砂芯结构与砂型外模装配，如此设计，避免了按顺序装配砂芯时产生的尺寸累积误差及砂芯相互干涉误差，提高铸件尺寸精度，在铁液浇注时，避免砂芯因铁液的冲力和浮力作用下发生晃动或漂浮，造成砂芯出气孔错位，发生呛火等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂型铸造中的组芯方法，尤其涉及一种斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法。
背景技术
树脂砂造型铸造中，利用芯头定位进行型芯组合，砂芯之间利用芯撑等形成空腔，铁水注入型腔后形成铸件。
斜立柱类铸件在铸造过程中内腔结构主要由1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯组成，行业内生产该铸件的型芯装配方法一般为芯内组芯，即向型腔内依次按4#砂芯—5#砂芯—2#砂芯—3#砂芯—1#支撑砂芯的顺序装配砂芯，并在砂芯之间放置芯撑。但是采用这种砂芯装配方法，当铸件砂芯尺寸非常大时，尤其是4#和5#砂芯高度较大时，浇注时，在高温铁水的冲击力作用下，一方面由于砂芯芯头定位不稳定可能产生晃动，另一方面如果芯撑的定位不稳或强度过低都会使4#和5#砂芯产生晃动，导致铸件内腔尺寸偏差或者芯头出气孔密封失效，砂芯中产生的气体不能从上型箱的出气冒口处排出，致使铸件产生尺寸偏差、呛火、气孔等缺陷。
发明内容
有必要提出一种能够避免在铁液浇注时导致砂芯晃动的斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法。
一种斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，包括以下步骤：
(1)按照铸件形状制作外模与芯盒，并在芯盒中标识标芯位置；
(2)按照外模制成外模砂型；
(3)按照芯盒制作1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯：首先依据芯盒中标识的标芯位置分别在1#支撑砂芯、4#砂芯的芯盒中预埋砂芯螺杆，在2#砂芯、3#砂芯、5#砂芯的芯盒中预留与砂芯螺杆匹配的砂芯装配孔，然后依据芯盒分别制成1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯；
(4)将1#支撑砂芯与2#砂芯、3#砂芯进行组芯，将2#砂芯和3#砂芯的砂芯装配孔沿着1#支撑砂芯的砂芯螺杆对正装配，同时用卡板测量此处铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在2#砂芯和3#砂芯与1#支撑砂芯之间，然后在砂芯装配孔内放置垫片并用螺帽拧紧，然后填砂、刮平；
(5)将4#砂芯、5#砂芯进行组芯，按照5#砂芯预留的砂芯装配孔沿着4#砂芯的砂芯螺杆和镶铸砂芯螺杆对正装配，同时用卡板测量铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在4#砂芯和5#砂芯与1#支撑砂芯之间，然后在5#砂芯的砂芯装配孔内放置标准件垫片后用螺帽拧紧，然后填砂、刮平；
(6)将1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯组芯后形成的组芯结构和4#砂芯、5#砂芯组芯后形成的组芯结构刷涂耐火涂料；
(7)型芯装配: 将1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯形成的组芯结构沿着1#支撑砂芯的下定位芯头与下型箱对应位置装配在一起；将4#砂芯、5#砂芯形成的组芯结构沿着4#砂芯的下芯面和5#砂芯的下芯面与下型箱对应支撑位置用芯撑支撑后与下型箱装配在一起，然后将外模砂型的上型箱与组芯后的砂芯结构合箱，完成型芯装配，形成铸型；
（8）对铸型进行浇注、打箱，形成铸件。
本发明采用的型外组芯铸造方法，将复杂的铸件内腔砂芯结构分为1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯，在制作砂芯时预留砂芯螺杆和砂芯装配孔，选择1#支撑砂芯作为支撑砂芯，将不能通过芯头与外模砂型定位的2#砂芯、3#砂芯预先与该支撑砂芯按照预埋的砂芯螺杆和砂芯装配孔组芯，通过支撑砂芯来对其进行锁定定位，再将4#砂芯、5#砂芯也在型外按照预埋的砂芯螺杆和砂芯装配孔组芯，然后先将1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯组芯后的砂芯结构与砂型外模装配，再将4#砂芯、5#砂芯组芯后的砂芯结构与砂型外模装配，如此设计，避免了按顺序装配砂芯时产生的尺寸累积误差及砂芯相互干涉误差，提高铸件尺寸精度，在铁液浇注时，砂芯与外模砂芯之间相对固定，砂芯之间通过砂芯螺杆实现相对锁定定位，避免砂芯因铁液的冲力和浮力作用下发生晃动或漂浮，造成砂芯出气孔错位，发生呛火等缺陷。
附图说明
图1为斜立柱类铸件的砂芯的结构示意图。
图2为1#支撑砂芯的结构示意图。
图3为2#砂芯、3#砂芯的结构示意图。
图4为4#支撑砂芯的结构示意图。
图5为5#支撑砂芯的结构示意图。
图6为4#砂芯和5#砂芯组芯后的结构示意图。
图7为斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法的流程图。
图中：1#支撑砂芯1、1#砂芯螺杆11、1#砂芯螺杆12、上定位芯头13、下定位芯头14、1#砂芯出气孔15、2#砂芯2、2#砂芯装配孔21、2#砂芯芯头22、3#砂芯3、3#砂芯装配孔31、3#砂芯芯头32、4#砂芯4、4#镶铸砂芯螺杆41、4#砂芯螺杆42、4#砂芯下芯面43、4#砂芯方门44、5#砂芯5、5#砂芯装配孔51、5#砂芯装配孔52、5#砂芯下芯面53、5#砂芯方门54、出气孔55、斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法步骤S600～S607。
具体实施方式
本发明提供的斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，在多个砂芯中预先设置砂芯螺杆或砂芯装配孔，并将砂芯按照砂芯螺杆和砂芯装配孔在型外组芯，再将组芯后的组芯结构与外模砂型装配、合箱、浇注、打箱，从而完成铸件的铸造。
以下结合附图详细说明本发明的实施步骤，请同时参看图1至图7。
步骤S600，按照铸件形状制作外模与芯盒，并在芯盒中标识标芯位置。标芯位置作为砂芯中预埋砂芯螺杆和预留砂芯装配孔的标记，在制作砂芯的过程中，依据此标芯位置，可以方便的找到砂芯螺杆和砂芯装配孔的位置，以完成砂芯制作。
步骤S601，按照外模制成外模砂型。
步骤S602，按照芯盒制作1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3、4#砂芯4、5#砂芯5：首先依据芯盒中标识的标芯位置分别在1#支撑砂芯1、4#砂芯4的芯盒中预埋砂芯螺杆，在2#砂芯2、3#砂芯3、5#砂芯5的芯盒中预留与砂芯螺杆匹配的砂芯装配孔，然后依据芯盒分别制成1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3、4#砂芯4、5#砂芯5。在此步骤中，在1#支撑砂芯1中预埋1#砂芯螺杆11、1#砂芯螺杆12，在2#砂芯2中预留与1#支撑砂芯1中预埋的1#砂芯螺杆11匹配的2#砂芯装配孔21，在3#砂芯3中预留与1#支撑砂芯1中预埋的1#砂芯螺杆12匹配的3#砂芯装配孔31，在4#砂芯4中预埋4#镶铸砂芯螺杆41、4#砂芯螺杆42，在5#砂芯5中预留与4#砂芯4中预埋的4#镶铸砂芯螺杆41、4#砂芯螺杆42匹配的5#砂芯装配孔51、5#砂芯装配孔52；为了保证4#镶铸砂芯螺杆41在铁液浇注时能完全融化，预先对4#镶铸砂芯螺杆41用酒精清洗干净。
步骤S603，将1#支撑砂芯1与2#砂芯2、3#砂芯3进行组芯，将2#砂芯2和3#砂芯3的砂芯装配孔沿着1#支撑砂芯1的砂芯螺杆对正装配，同时用卡板测量此处铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在2#砂芯2和3#砂芯3与1#支撑砂芯1之间，然后在砂芯装配孔内放置垫片并用螺帽拧紧，然后填砂、刮平。在此步骤中，将2#砂芯2的2#砂芯装配孔21沿着1#支撑砂芯1的1#砂芯螺杆11对正装配，将3#砂芯3的3#砂芯装配孔31沿着1#支撑砂芯1的1#砂芯螺杆12对正装配，同时用卡板测量此处铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的多个芯撑支垫在2#砂芯2和3#砂芯3与1#支撑砂芯1之间、以及2#砂芯2和3#砂芯3之间，然后在2#砂芯装配孔21和3#砂芯装配孔31内放置垫片并用螺帽拧紧，然后填砂、刮平。
步骤S604，将4#砂芯4、5#砂芯5进行组芯，按照5#砂芯5预留的砂芯装配孔沿着4#砂芯4的砂芯螺杆和镶铸砂芯螺杆对正装配，同时用卡板测量铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在4#砂芯4和5#砂芯5与1#支撑砂芯1之间，然后在5#砂芯5的砂芯装配孔内放置标准件垫片后用螺帽拧紧，然后填砂、刮平。在此步骤中，将5#砂芯5预留的5#砂芯装配孔51和5#砂芯装配孔52沿着4#砂芯4的4#镶铸砂芯螺杆41和4#砂芯螺杆42对正装配，同时用卡板测量此处铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在4#砂芯4和5#砂芯5之间，然后在5#砂芯装配孔51和5#砂芯装配孔52内放置件垫片并用螺帽拧紧，然后填砂、刮平。
步骤S605，将1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3组芯后形成的组芯结构和4#砂芯4、5#砂芯5形成的组芯结构刷涂耐火涂料。
步骤S606，型芯装配: 将1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3形成的组芯结构沿着1#支撑砂芯1的下定位芯头与下型箱对应位置装配在一起；将4#砂芯4、5#砂芯5形成的组芯结构沿着4#砂芯4的下芯面和5#砂芯5的下芯面与下型箱对应支撑位置用芯撑支撑后与下型箱装配在一起，型芯装配完毕。型芯装配步骤中：将1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3形成的组芯结构沿着1#支撑砂芯1的下定位芯头14与下型箱对应位置装配在一起；将4#砂芯4、5#砂芯5形成的组芯结构沿着4#砂芯下芯面43和5#砂芯下芯面53与下型箱对应位置用芯撑支撑后与下型箱装配在一起，在4#砂芯4、5#砂芯5形成的组芯结构与1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3形成的组芯结构之间用芯撑支撑，然后将外模砂型的上型箱与组芯后的砂芯结构合箱，完成型芯装配，形成铸型。
步骤S607，对铸型进行浇注、打箱，形成铸件。
合箱后，1#支撑砂芯1的下定位芯头14与下型箱对应位置装配在一起，上定位芯头13与上型箱的对应位置装配在一起，由于1#支撑砂芯1内部无间隔，还具有面积较大的上定位芯头13和下定位芯头14，而且1#支撑砂芯1的高度相对于其他砂芯较低，宽度相对于其他砂芯较宽，上定位芯头13和下定位芯头14与外模砂型充分接触，使得1#支撑砂芯1与外模砂型相对固定的同时，可以作为其他砂芯的支撑部件或承重部件，在浇注时，1#支撑砂芯1通过上定位芯头13和下定位芯头14被外模砂型固定定位，而2#砂芯2和3#砂芯3通过预埋螺杆及芯撑固定到1#支撑砂芯1上，如此，在1#支撑砂芯稳定定位的基础上，1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3之间相对锁定定位，防止2#砂芯2和3#砂芯3因定位不稳定而受到铁水的浮抬力时造成的砂芯晃动，导致铸件内腔尺寸偏差。4#砂芯4的4#砂芯下芯面43和5#砂芯5的5#砂芯下芯面53与下型箱对应位置用芯撑支撑后与下型箱装配在一起，4#砂芯方门44和5#砂芯方门54与上型箱对应位置装配在一起，如此4#砂芯4和5#砂芯5相对于外模砂型被固定，在4#砂芯4和5#砂芯5之间预先在型外采用预埋螺杆及芯撑相对固定，并且在4#砂芯4、5#砂芯5形成的组芯结构与1#支撑砂芯1、2#砂芯2、3#砂芯3形成的组芯结构之间用芯撑支撑，如此4#砂芯4和5#砂芯5被外模砂型、1#支撑砂芯可靠限位，而且4#砂芯4和5#砂芯5之间也相对锁定定位，铁液进入型腔后，砂芯不会因为铁水浮力而被移动或抬起。该方法中涉及的外模、芯盒、砂芯使用的均是自硬砂。
进一步的，在步骤S602中，在1#支撑芯1的上定位芯头13上预留1#砂芯出气口15，在4#砂芯方门44、5#砂芯方门54上也分别预留出气孔55，在1#砂芯出气口15和出气孔55的周围密封一圈泥条，在合箱时泥条与上型箱压实，如此可将1#砂芯出气口15和出气孔55密封，在浇注过程中，砂芯产生的气体从1#砂芯出气口15和出气孔55沿上型箱的出气冒口排出型外。2#砂芯2和3#砂芯3中的气体可沿着2#砂芯装配孔21与1#砂芯螺杆11和3#砂芯装配孔31与1#砂芯螺杆12之间的缝隙进入1#砂芯，进而从1#砂芯出气口15排出型外。
进一步的，上述方法中使用的芯撑的材质与铸件材质相同，芯撑结构为圆柱体，圆柱体的高度为铸件壁厚尺寸，外径为25mm，在距离两端面3mm处设置减重槽，减重槽深度为保留中间支柱直径在10～15mm，减重槽宽度为7mm，每相距2mm设置一道减重槽。
上述方法中使用的1#砂芯螺杆11、 1#砂芯螺杆12、4#镶铸砂芯螺杆41和4#砂芯螺杆42为两端带螺纹的铸铁材质的螺杆，直径为16mm，长度为400mm，两端150mm范围设置螺纹。
Claims (5)
1.一种斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按照铸件形状制作外模与芯盒，并在芯盒中标识标芯位置；
(2)按照外模制成外模砂型；
(3)按照芯盒制作1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯：首先依据芯盒中标识的标芯位置分别在1#支撑砂芯、4#砂芯的芯盒中预埋砂芯螺杆，在2#砂芯、3#砂芯、5#砂芯的芯盒中预留与砂芯螺杆匹配的砂芯装配孔，然后依据芯盒分别制成1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯、4#砂芯、5#砂芯；
(4)将1#支撑砂芯与2#砂芯、3#砂芯进行组芯，将2#砂芯和3#砂芯的砂芯装配孔沿着1#支撑砂芯的砂芯螺杆对正装配，同时用卡板测量此处铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在2#砂芯和3#砂芯与1#支撑砂芯之间，然后在砂芯装配孔内放置垫片并用螺帽拧紧，然后填砂、刮平；
(5)将4#砂芯、5#砂芯进行组芯，按照5#砂芯预留的砂芯装配孔沿着4#砂芯的砂芯螺杆和镶铸砂芯螺杆对正装配，同时用卡板测量铸件壁厚尺寸，使用与铸件壁厚尺寸一致的芯撑支垫在4#砂芯和5#砂芯与1#支撑砂芯之间，然后在5#砂芯的砂芯装配孔内放置标准件垫片后用螺帽拧紧，然后填砂、刮平；
(6)将1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯组芯后形成的组芯结构和4#砂芯、5#砂芯组芯后形成的组芯结构刷涂耐火涂料；
(7)型芯装配: 将1#支撑砂芯、2#砂芯、3#砂芯形成的组芯结构沿着1#支撑砂芯的下定位芯头与下型箱对应位置装配在一起；将4#砂芯、5#砂芯形成的组芯结构沿着4#砂芯的下芯面和5#砂芯的下芯面与下型箱对应支撑位置用芯撑支撑后与下型箱装配在一起，然后将外模砂型的上型箱与组芯后的砂芯结构合箱，完成型芯装配，形成铸型；
（8）对铸型进行浇注、打箱，形成铸件。
2.如权利要求1所述的斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，其特征在于：预先对步骤（5）所述的镶铸砂芯螺杆用酒精清洗干净，保证铁液浇注时，镶铸砂芯螺杆能完全融化。
3.如权利要求1所述的斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，其特征在于：在1#支撑芯的上定位芯头、4#砂芯的方门、5#砂芯的方门上预留出气孔，所述出气孔分别用密封泥条围一圈。
4.如权利要求1所述的斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，其特征在于：所述芯撑的材质与铸件材质相同。
5.如权利要求1所述的斜立柱类铸件的型外组芯铸造方法，其特征在于：所述芯撑为圆柱体，圆柱体的高度为铸件壁厚尺寸，外径为25mm，在距离两端面3mm处设置减重槽，减重槽深度为保留中间支柱直径在10～15mm，减重槽宽度为7mm，每相距2mm设置一道减重槽。
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