CN107598093A - 一种保温冒口砂芯结构及砂芯制造方法 - Google Patents

一种保温冒口砂芯结构及砂芯制造方法 Download PDF

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唐松
李小静
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Abstract

本发明公开一种保温冒口砂芯结构，包括设置有出气腔的砂芯和顶端设置有出气孔的冒口套，冒口套设置在砂芯内部且位于出气腔的下方，冒口套的出气孔与砂芯的出气腔连通，出气腔为阶梯孔，阶梯孔的下孔直径大于或等于冒口套的内壁直径，且阶梯孔的下孔直径小于冒口套的外壁直径，阶梯孔的下孔中心线与冒口套的中心线重合。本发明可以解决由于冒口套出气孔对不准砂芯出气孔而导致铸件排气不畅的问题。

Description

一种保温冒口砂芯结构及砂芯制造方法
技术领域
本发明涉及铸造工艺领域，具体涉及一种保温冒口砂芯结构及砂芯制造方法。
背景技术
冒口是指为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分，冒口的型腔是存放液态金属的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用，冒口的主要作用是补缩，功能不同的冒口，其形式、大小和开设位置均不相同。保温冒口是用保温材料做的冒口，保温冒口中的金属液比普通冒口凝固时间长，可以有效节省金属。
随着科技的不断发展，3D打印在铸造领域中得到了应用，目前的3D打印铸造工艺中，在放置保温冒口时，由于没有出气绳，很难将冒口套的出气孔与砂芯的出气孔对准，另外，由于受铁水影响，冒口套容易发生转动，使冒口套的出气孔位置发生进一步偏移，从而导致铸件排气不畅，造成铸件报废。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种保温冒口砂芯结构，其通过在砂芯中设置阶梯孔式的出气腔，可以解决由于冒口套出气孔对不准砂芯出气孔而导致排气不畅的问题，本发明通过以下方案实现：
一种保温冒口砂芯结构，包括设置有出气腔的砂芯和顶端设置有出气孔的冒口套；
所述冒口套设置在砂芯内部且位于砂芯的出气腔的下方；
所述冒口套的出气孔与砂芯的出气腔连通；
所述出气腔为阶梯孔，阶梯孔的下孔直径大于或等于冒口套的内壁直径，且阶梯孔的下孔直径小于冒口套的外壁直径，阶梯孔的下孔中心线与冒口套的中心线重合。
进一步的，所述阶梯孔的下孔高度为5—10mm。
进一步的，所述阶梯孔的下孔直径大于上孔直径。
进一步的，所述阶梯孔的上孔中心线和下孔中心线重合。
进一步的，所述砂芯为组芯，组芯包括上砂芯和下砂芯，上砂芯的下表面与下砂芯的上表面贴合，贴合面为分型面。
进一步的，所述出气腔位于上砂芯内。
进一步的，所述分型面高于冒口套的下端面。
一种砂芯制造方法，包括以下步骤：
步骤1：运用三维建模软件建立铸件产品模型；
步骤2：运用三维建模软件建立砂坯模型；
步骤3：运用三维建模软件，根据铸件产品模型和砂坯模型建立初步砂芯模型；
步骤4：运用三维建模软件建立阶梯圆台模型；
步骤5：运用三维建模软件，根据初步砂芯模型和阶梯圆台模型采用求差方式得到具有阶梯孔的砂芯模型；
步骤6：在砂芯模型中设置冒口套预埋空间，冒口套预埋空间设置在阶梯孔下方且与阶梯孔连通，冒口套预埋空间的中心线与阶梯孔的下孔中心线重合；
步骤7：根据步骤6得到的设置有冒口套预埋空间的砂芯模型3D打印出砂芯。
进一步地，步骤6还包括：将设置有冒口套预埋空间的砂芯模型切分为上砂芯模型和下砂芯模型，切分面经过冒口套预埋空间。
本发明提供一种保温冒口砂芯结构，通过在砂芯中设置阶梯孔式的出气腔，并且通过设置合适的下孔直径，即阶梯孔的下孔直径大于或等于冒口套的内壁直径，阶梯孔的下孔直径小于冒口套的外壁直径，同时让阶梯孔的下孔中心线与冒口套的中心线重合，从而让冒口套的出气孔始终位于阶梯孔的下孔范围内，这样就无需在放置冒口套时专门调整出气孔的位置，即使冒口套因为受铁水影响发生转动也不会存在排气不畅的问题，可以有效提高铸件质量，减少返工和不必要的浪费，其次，采用组芯的形式，便于下芯，也便于检查砂芯内的型腔尺寸，还有利于放置冒口套，另外，让分型面高于冒口套的下端面可以加强组芯的整体性，强度好，有利于保证铸件精度。
附图说明
图1为本发明提供的一种保温冒口砂芯结构的剖面图。
附图标记：1—出气腔，2—分型面，3—冒口套，4—上砂芯，5—下砂芯，6—铸件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种保温冒口砂芯结构，包括设置有出气腔1的砂芯和顶端设置有出气孔的冒口套3，冒口套3设置在砂芯内部且位于出气腔1的下方，冒口套3的出气孔与砂芯的出气腔1连通，出气腔1为阶梯孔，阶梯孔的下孔直径大于或等于冒口套3的内壁直径，且阶梯孔的下孔直径小于冒口套3的外壁直径，阶梯孔的下孔中心线与冒口套3的中心线重合。本实施例中，阶梯孔的下孔直径大于或等于冒口套3的内壁直径，阶梯孔的下孔直径小于冒口套3的外壁直径，同时阶梯孔的下孔中心线与冒口套3的中心线重合，因此，冒口套3的出气孔始终位于阶梯孔的下孔范围内，在放置冒口套3时不用刻意对准出气孔，即使在浇注过程中冒口套3受铁水影响发生转动也不会出现排气不畅的问题。
为了使本实施例的结构得到进一步优化，强度得到进一步提高并且不影响冒口保温效果，实施者可以将阶梯孔的下孔高度控制在5—10mm之间，同时让阶梯孔的下孔直径大于上孔直径。
为了使排气更加通畅，排气路径最优，使阶梯孔的上孔中心线和下孔中心线重合。
另外，为了便于放置冒口套，也为了在铸造过程中方便下芯，砂芯采用组芯结构，组芯包括上砂芯4和下砂芯5，上砂芯4的下表面与下砂芯5的上表面贴合，贴合面为分型面2，出气腔1位于上砂芯4内，分型面2高于冒口套3的下端面。采用组芯的方式还有利于工作人员检查砂芯内的型腔尺寸，保证铸件精度。分型面高于冒口套的下端面可以加强本实施例的整体性，强度好，可靠性高。
本实施例再提供一种砂芯制造方法，包括以下步骤：
步骤1：运用三维建模软件建立铸件产品模型；
步骤2：运用三维建模软件建立砂坯模型；
步骤3：运用三维建模软件，根据铸件产品模型和砂坯模型建立初步砂芯模型；
步骤4：运用三维建模软件建立阶梯圆台模型；
步骤5：运用三维建模软件，根据初步砂芯模型和阶梯圆台模型采用求差方式得到具有阶梯孔的砂芯模型；
步骤6：在砂芯模型中设置冒口套预埋空间，冒口套预埋空间设置在阶梯孔下方且与阶梯孔连通，冒口套预埋空间的中心线与阶梯孔的下孔中心线重合；
步骤7：根据步骤6得到的设置有冒口套预埋空间的砂芯模型3D打印出砂芯。
进一步地，步骤6还包括：将设置有冒口套预埋空间的砂芯模型切分为上砂芯模型和下砂芯模型，切分面经过冒口套预埋空间。
实施本实施例时，砂芯可以是设置有冒口套预埋空间整块砂芯，也可以是分块的组合砂芯，本实施例给出的是包括上砂芯4和下砂芯5的组芯方式，放置冒口套3时，先将冒口套3的下端放入下砂芯5的冒口套预埋空间内，再用上砂芯4盖住冒口套3，使冒口套3的上端部分位于上砂芯4的冒口套预埋空间内，整个过程不需要调整冒口套3的角度，冒口套3的出气孔始终位于阶梯孔的下孔范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，包括设置有出气腔(1)的砂芯和顶端设置有出气孔的冒口套(3)；
所述冒口套(3)设置在砂芯内部且位于砂芯的出气腔(1)的下方；
所述冒口套(3)的出气孔与砂芯的出气腔(1)连通；
所述出气腔(1)为阶梯孔，阶梯孔的下孔直径大于或等于冒口套(3)的内壁直径，且阶梯孔的下孔直径小于冒口套(3)的外壁直径，阶梯孔的下孔中心线与冒口套(3)的中心线重合。
2.根据权利要求1所述的一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，所述阶梯孔的下孔高度为5—10mm。
3.根据权利要求1所述的一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，所述阶梯孔的下孔直径大于上孔直径。
4.根据权利要求1所述的一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，所述阶梯孔的上孔中心线和下孔中心线重合。
5.根据权利要求1所述的一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，所述砂芯为组芯，组芯包括上砂芯(4)和下砂芯(5)，上砂芯(4)的下表面与下砂芯(5)的上表面贴合，贴合面为分型面(2)。
6.根据权利要求5所述的一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，所述出气腔(1)位于上砂芯(4)内。
7.根据权利要求6所述的一种保温冒口砂芯结构，其特征在于，所述分型面(2)高于冒口套(3)的下端面。
8.一种如权利要求1所述的砂芯制造方法，包括以下步骤：
步骤1：运用三维建模软件建立铸件产品模型；
步骤2：运用三维建模软件建立砂坯模型；
步骤3：运用三维建模软件，根据铸件产品模型和砂坯模型建立初步砂芯模型；
步骤4：运用三维建模软件建立阶梯圆台模型；
步骤5：运用三维建模软件，根据初步砂芯模型和阶梯圆台模型采用求差方式得到具有阶梯孔的砂芯模型；
步骤6：在砂芯模型中设置冒口套预埋空间，冒口套预埋空间设置在阶梯孔下方且与阶梯孔连通，冒口套预埋空间的中心线与阶梯孔的下孔中心线重合；
步骤7：根据步骤6得到的设置有冒口套预埋空间的砂芯模型3D打印出砂芯。
9.根据权利要求8所述的一种砂芯制造方法，其特征在于，步骤6还包括：将设置有冒口套预埋空间的砂芯模型切分为上砂芯模型和下砂芯模型，切分面经过冒口套预埋空间。
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