CN111168013B

CN111168013B - 砂芯成型方法

Info

Publication number: CN111168013B
Application number: CN202010060092.8A
Authority: CN
Inventors: 纪福东; 彭德军; 陈凯
Original assignee: Sichuan Jianwei Hengyi Aluminium Industry Co ltd
Current assignee: Sichuan Jianwei Hengyi Aluminium Industry Co ltd
Priority date: 2020-01-19
Filing date: 2020-01-19
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2040-01-19
Also published as: CN111168013A

Abstract

本发明涉及型芯制造安装技术领域，公开了一种砂芯成型方法，包括：步骤一，制作砂芯模具，在砂芯模具的左模和右模内各设置一个可以合拢起来的成型腔；左模和右模上均设置有与成型腔连通的砂孔和气孔；步骤二，将砂芯模具合模；步骤三，将合模后的砂芯模具安装到热芯盒射芯机中；步骤四，启动热芯盒射芯机的加热部件，将砂芯模具加热到240‑260℃；步骤五，喷涂脱模剂；步骤六，将成型腔内的压力调整到0.4‑0.6MPa；步骤七，将砂砾通过砂孔填充到合拢的成型腔中；步骤八，对成型腔砂砾进行固化，形成砂芯；步骤九，从砂芯模具中取出已经成型的砂芯。本发明效解决了通用砂芯成型方法会带来的产品缺陷问题。

Description

砂芯成型方法

技术领域

本发明涉及型芯制造安装技术领域，具体涉及一种砂芯成型方法。

背景技术

砂芯是型芯的一种，用砂砾在高温高压下成型而成。在砂芯的成型加工中，首先需要用来容纳砂砾，并使砂砾填充成型的成型腔，然后需要有为成型腔提供温度和压力的加工设备。

为砂砾提供成型腔的为砂芯模具，不同的砂芯其对应的砂芯模具不同。而用来为成型腔提供温度和压力的加工设备，通用的有热芯盒射芯机。将砂芯模具放置在热芯盒射芯机中，启动热芯盒射芯机的加热和压力部件，就能为成型腔提供温度和压力用来完成砂芯成型。

而在砂芯成型中，砂砾的选用、固化时间的长短、压力的大小都与制备出来的砂芯质量息息相关。

而现在，需要制作出一款专用砂芯，需要提供与之配套的砂芯成型方法，来解决通用砂芯成型方法会带来的产品缺陷。

发明内容

本发明提供一种砂芯成型方法，用来解决通用砂芯成型方法会带来的产品缺陷。

本发明的砂芯成型方法，包括以下步骤：

步骤一，制作砂芯模具，在砂芯模具的左模和右模内各设置一个可以合拢起来的成型腔；左模和右模上均设置有与成型腔连通的砂孔和气孔；

步骤二，通过与左模左侧向左依次连接的第一连接杆、第一压板、第一推杆和第一推板，推动左模向右移动；通过与右模右侧向右依次连接的第二连接杆、第二压板、第二推杆和第二推板推动右模向左移动；将砂芯模具合模，此时两个成型腔合拢；

步骤三，将合模后的砂芯模具安装到热芯盒射芯机中，将热芯盒射芯机中的射砂部件分别与成型腔上的砂孔连通，将热芯盒射芯机的压力部件分别与成型腔上的气孔连通，将热芯盒射芯机的加热部件包围砂芯模具；

步骤四，启动热芯盒射芯机的加热部件，将砂芯模具加热到240-260℃后，通过第一推板、第一推杆、第一压板和第一连接杆拉动左模向左移动，通过第二推板、第二推杆、第二压板和第二连接杆拉动右模向右移动，打开成型腔；

步骤五，调配脱模剂，并将脱模剂均匀喷涂到打开的成型腔中；喷涂完毕后，依次通过第一推板、第一推杆、第一压板、第一连接杆向右推动左模，依次通过第二推板、第二推杆、第二压板、第二连接杆向左推动右模，直到左模右模合模，成型腔合拢关闭；

步骤六，启动热芯盒射芯机的压力部件，将成型腔内的压力调整到0.4-0.6MPa；

步骤七，启动热芯盒射芯机的射砂部件，将砂砾通过砂孔填充到合拢的成型腔中；

步骤八，通过热芯盒射芯机的加热部件，将成型腔中保持在恒定温度下350-370秒，对成型腔砂砾进行固化，形成砂芯；

步骤九，从砂芯模具中取出已经成型的砂芯。

本方案的优点在于：

在这样的温度和压力条件下，通过砂芯模具的成型腔，使制备出来的砂芯能够克服通用制备方法带来的毛刺、划痕等瑕疵。

本发明有效解决了通用砂芯成型方法会带来的产品缺陷问题。

进一步，砂孔和气孔均分别设置在左模和右模的前侧以及后侧，在步骤三中，热芯盒射芯机的压力部件和射砂部件分别通过管道与气孔和砂孔连通。

热芯盒射芯机的压力部件通过管道分别与左模和右模前侧及后侧的气孔连通，通过对气孔的抽气，能够使成型腔保持在一定的压力条件中。热芯盒射芯机的射砂部件通过管道分别与左模和右模前侧及后侧的砂孔连通，通过对砂孔射砂，能够使成型腔中被填充满沙砾。

进一步，左模上的砂孔和右模上的砂孔均与热芯盒射芯机的射砂部件连通，左模上的气孔和右模上的气孔均与热芯盒射芯机的压力部件连通。

左模和右模均连通射砂部件和压力部件，使无论是在填充砂砾还是在抽气的时候，都能两边同时进行，避免因为一边填充或者抽气而造成砂芯瑕疵。

进一步，所述第一推杆和第一连接杆均为四个，分别设置在第一推板和第一压板靠近四个角落的位置；所述第二推杆和第二连接杆均为四个，分别设置在第二推板和第二压板靠近四个角落的位置。

这样能够均匀受力。

进一步，左模上的砂孔和气孔均分别设置在左模左侧与第一连接杆的连接处，右模上的砂孔和气孔分别设置在与第二连接杆的连接处；所述第一连接杆、第二连接杆、第一推杆和第二推杆均为中空结构；所述第一推杆和第一连接杆分别贯穿第一推板和第一压板连通；所述第二推杆和第二连接杆分别贯穿第二推板和第二压板连通；在步骤三中，热芯盒射芯机的压力部件和射砂部件分别与第一推杆和第二推杆连接。

通过这样的结构设置，能够节约连接的管道。

进一步，左模上的四个第一推杆中，一个对角线上的两个第一推杆用来与热芯盒射芯机的射砂部件连通，另一个对角线上的两个第一推杆用来与热芯盒射芯机的压力部件连通；右模上的四个第二推杆中，一个对角线上的两个第二推杆用来与热芯盒射芯机的射砂部件连通，另一个对角线上的两个第二推杆用来与热芯盒射芯机的压力部件连通。

这样可以充分保证成型腔内的压力恒定，保证成型腔中填充砂砾的均匀度更好。

进一步，步骤五中的脱模剂为5份二甲基硅油和95份煤油或柴油搅匀制成。

该脱模剂，制作简单且脱模效果好。

进一步，步骤七中的射砂时间为9秒以上。

在该时间范围内，能够将成型腔填满。

步骤四中，将砂芯模具加热到250℃。

此温度是最佳的预热温度。

步骤六中，砂砾在0.5MPa压力下填充到成型腔中。

该压力最适合砂芯的填充。

进一步，步骤八中，成型腔在260℃下对砂砾进行固化形成砂芯。

该温度下嘴有利于砂芯的快速固化成型。

进一步，步骤八中，砂砾固化时间为360秒。

在此时间下固化效果最好。

附图说明

图1为本发明实施例一制造出的壳体砂芯的结构示意图。

图2为本发明实施例一制造出的壳体砂芯的又一结构示意图。

图3为本发明实施例三制造出的壳体砂芯的结构示意图。

图4为本发明实施例三制造出的壳体砂芯的又一结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一推板1、第一推杆2、第一压板3、左模4、右模5、第二压板6、第二推杆7、第二推板8、回收板9。

实施例一

实施例基本如附图1和附图2所示，本实施例中使用的砂芯成型模具，包括左右安装的左模4和右模5，其中左模4和右模5彼此靠近的一面上均开有可以一起合拢的成型腔。

左模4的左侧依次向左连接有用来推动左模4移动的第一压板3和第一推板1，在左模4和第一压板3之间连接有第一连接杆，在第一压板3和第一推板1之间连接有第一推杆2；通过移动第一推板1，使第一推杆2推动第一压板3，使第一压板3推动第一连接杆，使第一连接杆推动左模4移动。为了受力更加均匀，第一连接杆和第一推杆2都包括上下左右均安装的四根。

右模5的右侧依次向右连接有用来推动右模5移动的第二压板6和第二推板8，在右模5和第二压板6之间连接有第二连接杆，在第二压板6和第二推板8之间连接有第二推杆7；通过移动第二推板8，使第二推杆7推动第二压板6，使第二压板6推动第二连接杆，使第二连接杆推动右模5移动。为了受力更加均匀，第二连接杆和第二推杆7都包括上下左右均安装的四根。

在左模4和右模5上均开有多个供砂砾通入成型腔的砂孔，通过砂孔，使砂砾能够被射入到成型腔内填充成型腔。同时，在左模4和右模5上均开有多个供气体抽出成型腔的气孔，通过气孔使成型腔内的气体能够被外接设备(例如真空泵)抽出，保证砂芯成型过程中成型腔的真空环境。

本实施例中，左模4和右模5的外形结构均为长方体结构，左模4和右模5分别与第一连接柱和第二连接柱连接的一面称之为连接面，也是左模4的左侧面和右模5的右侧面。本实施例中的两个砂孔和两个气孔都安装在左模4和右模5的前侧面和后侧面上，这样避开连接面，能够在不影响左模4右模5合模开模的情况下，完成对成型腔的砂砾填充和抽真空。

此外，左模4的左侧和右模5的右侧上分别安装有限位块。

本实施例中的砂芯成型方法，包括以下步骤：

S1，模具制作、安装与调试。

本实施例中采用ZC9407热芯盒射芯机，和以上砂芯模具进行砂芯制造。ZC9407热芯盒射芯机为现在市场上售卖设备。

左模4板上的成型腔和右模5板上的成型腔各自为壳体砂芯沿竖直平面平分后的一半，合拢后的成型腔包括彼此连通的第一主体腔和第二主体腔，所述第一主体腔竖直设置，所述第二主体腔水平设置；所述第一主体腔上垂直连通有向外伸出第一定位柱腔；所述第二主体腔的两端分别连通有向外伸出的第二定位柱腔和连接有向内凹进去的安装槽凸起；所述第二定位柱腔向外伸出的方向与第一定位柱腔向外伸出的方向相同。

第一主体腔和第二主体腔的连接处设置有向外凹陷的连接圈腔。连接圈腔位于第二主体腔的中部。第一主体腔和第二主体腔均为圆柱体结构。连接圈腔上连通有第三定位柱腔以及第四定位柱腔和第五定位柱腔；第四定位柱腔和第五定位柱腔位于连接圈腔的同侧，第三定位柱腔位于连接圈腔的另一侧。第四定位柱腔、第五定位柱腔和第三定位柱腔处于同一竖直平面上，且砂芯磨具的左模4和右模5的合拢线也位于该竖直平面上。砂芯模具的左模4和右模5通过该竖直平面完成成型腔的分割和合拢，方便成型腔的制造，避免死角存在。第一定位柱腔为圆台结构，第一定位柱腔的直径从与第一主体腔的连通处向外依次减小。

S2，安装模具。

通过第一推板1、第一压板3以及第二推板8、第二压板6将砂芯模具的左模4右模5合拢，使成型腔合拢，在第一推板1和第二推板8的上端面分别旋入左右模5吊耳，通过现有吊装设备(可以采用普通滑轮结构)整体把砂芯模具吊到热芯盒射芯机模具安装位上方(靠近热芯盒射芯机定模背板侧)，缓降高度，当砂芯模具限位块接近(挂到)设备定模背板上端面时，安装完成。

启动热芯盒射芯机，推动热芯盒射芯机动模背板合拢，直至左右模5限位块均挂到热芯盒射芯机背板上端面。再挂上热芯盒射芯机与砂芯模具连接螺栓、紧固连接螺母。在安装好砂芯模具后，调整热芯盒射芯机顶针板推杆的高度，确保砂芯能够被顺利顶出。

将热芯盒射芯机用来射砂的部件通过管道与左模4和右模5上的砂孔连通，将热芯盒射芯机抽真空的部件通过管道与左模4和右模5上的气孔连通，使热芯盒射芯机的电加热管包围砂芯模具。

S3，模具加热升温。

在加热升温之前，检查模具电发热管线是否脱落、接线是否遗漏，检查无误后，启动热芯盒射芯机的电发热管，将沙新模具加热到240-260℃(最佳为250℃)，5分钟后再检查电发热管是否工作，如果电发热管不正常工作，排除故障；电发热管工作正常的情况下检测系统压力，若液压站压力5-7MPa(最佳为6MPa)、射砂压力0.4-0.6MPa(最佳为0.5MPa)、控制系统压力0.4-0.6MPa(最佳为0.5MPa)且设备声音无异常则可进行下面操作。

S4，装砂。

本实施例中使用的是HYYS-01树脂覆膜砂。

在装砂之前，首先清理热芯盒射芯机射砂板上的射砂孔，即清理钢丝筛筛眼上杂物，然后把钢丝筛装回到热芯盒射芯机的盛砂箱内。再把砂加到钢丝筛内，砂经筛过滤后，进入到盛砂箱内。盛砂箱装满后，即打开热芯盒射芯机的送砂气阀，送砂到热芯盒射芯机顶部的储砂罐。如此循环装砂、送砂，直至储砂罐盛满。

S5，模具喷涂处理。

在砂芯模具温度保持在240℃-260℃(最佳为250℃)时，切断电热管电源。通过分别与第一推板1和第二推板8连接的动力机构(气缸或者电动机)向左右分别拉开左模4和右模5，打开砂芯模具，清理模具污垢、残留物(尤其成型腔死角)、排气通道。清通热芯盒射芯机射砂板上射砂孔，清理密封垫接触平面。

然后将5份二甲基硅油/95份煤(柴)油搅匀制成脱模剂，均匀喷涂在成型腔内，这样可以有效解决局部不易脱模的问题。

喷涂完毕后，再次启动第一推板1和第二推板8，分别通过第一推杆2、第一压板3、第一连接杆以及第二推杆7、第二压板6和第二连接杆推动左模4和右模5彼此靠近，合拢砂芯模具，并启动热芯盒射芯机。

S6，砂芯制作。

将储砂罐中存储的砂砾，通过射砂板上的射砂孔经过热芯盒射芯机和砂芯模具上连接的管道射向合拢的砂芯磨具中，持续射砂9秒钟以上(最佳为10秒)，使砂砾将成型腔填满，同时，通过热芯盒射芯机与砂芯模具之间连接的抽真空的管道，使成型腔内的压力保持在0.4-0.6MPa(最佳为0.5MPa)中，然后将热芯盒射芯机的电热管温度向上提升5-10℃，即245-270℃(最佳温度260℃)，持续加热350-370秒(最佳为360秒)，进行壳体砂芯固化。

固化完成后，通过热芯盒射芯机的顶针板推杆将成型腔中已经成型的壳体砂芯从砂芯模具的顶端开口推出。

S7，自检砂芯

检查推出的壳体砂芯，看外观是否饱满，是否无断裂和拉挂；看颜色是否为黄褐色。

如果壳体砂芯不合格，则需要针对性地调整、处理。

S8，后续处理壳体砂芯。

清理壳体砂芯内部未固化的砂，再次回到盛砂箱内。去除壳体砂芯的飞边、毛刺。严禁伤及壳体砂芯上的各个定位结构(例如第一定位柱、第二定位柱、第三定位柱和第四定位柱)。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，第一推杆2、第二推杆7、第一连接杆和第二连接杆均为中空结构，第一推板1和第一压板3，第二推板8和第二压板6之间对应开有用来使第一推杆2和第一连接杆了连通，用来使第二推杆7和第二连接杆连通的通孔。

根据第一推杆2和第二推杆7的数量，分别在左模4的左侧形成四个连通成型腔的通道，同时，分别在右模5的右侧形成四个连通成型腔的通道。左模4和右模5上的通道可以任选两个作为射砂通道和抽真空通道，这样能够简化砂芯模具和热芯盒射芯机之间连接的管道，使整个安装更加简洁方便。同时，因为第一推杆2、第一连接杆都是直接以中空连接的方式分别与第一推板1、第一压板3和左模4连通，不会影响第一推杆2、第一连接杆对左模4的推动作用。同理，第二推杆7和第二连接杆的中空结构也不会影响对右模5的推动作用。

在S2中，安装砂芯模具的时候，直接将热芯盒射芯机的射砂部件和抽真空部件分别通过第一推板1和第二推板8上的通孔，与左模4和右模5中的成型腔连通。

实施例三

如图3和图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，左模4和右模5成型腔的顶端和底端均为开口状态，但在顶端开口和底端开口中都有用来防止砂砾在自然掉落的网孔板。只有当砂砾在压力条件下，才可能有多余的砂砾从网孔板中挤出。在左模4和右模5的下方安装有回收板9，能够在安装砂芯模具的时候起到限位作用，同时也能够接住从成型腔中漏出的多余的砂砾进行回收。

以上说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.砂芯成型方法，其特征在于，使用的砂芯成型模具，包括左右安装的左模和右模，其中左模和右模彼此靠近的一面上均开有可以一起合拢的成型腔；左模的左侧依次向左连接有用来推动左模移动的第一压板和第一推板，在左模和第一压板之间连接有第一连接杆，在第一压板和第一推板之间连接有第一推杆；通过移动第一推板，使第一推杆推动第一压板，使第一压板推动第一连接杆，使第一连接杆推动左模移动；第一连接杆和第一推杆都包括上下左右均安装的四根；右模的右侧依次向右连接有用来推动右模移动的第二压板和第二推板，在右模和第二压板之间连接有第二连接杆，在第二压板和第二推板之间连接有第二推杆；通过移动第二推板，使第二推杆推动第二压板，使第二压板推动第二连接杆，使第二连接杆推动右模移动；第二连接杆和第二推杆都包括上下左右均安装的四根；在左模和右模上均开有多个供砂砾通入成型腔的砂孔，通过砂孔，使砂砾被射入到成型腔内填充成型腔；同时，在左模和右模上均开有多个供气体抽出成型腔的气孔；左模和右模成型腔的顶端和底端均为开口状态，但在顶端开口和底端开口中都有用来防止砂砾在自然掉落的网孔板；只有当砂砾在压力条件下，才可能有多余的砂砾从网孔板中挤出；包括以下步骤：

步骤六，启动热芯盒射芯机的压力部件，将成型腔内的压力调整到0.4-0.6 MPa；

步骤九，从砂芯模具中取出已经成型的砂芯。

2.根据权利要求1所述的砂芯成型方法，其特征在于，砂孔和气孔均分别设置在左模和右模的前侧以及后侧，在步骤三中，热芯盒射芯机的压力部件和射砂部件分别通过管道与气孔和砂孔连通。

3.根据权利要求1所述的砂芯成型方法，其特征在于，左模上的砂孔和右模上的砂孔均与热芯盒射芯机的射砂部件连通，左模上的气孔和右模上的气孔均与热芯盒射芯机的压力部件连通。

4.根据权利要求3所述的砂芯成型方法，其特征在于，所述第一推杆和第一连接杆均为四个，分别设置在第一推板和第一压板靠近四个角落的位置；所述第二推杆和第二连接杆均为四个，分别设置在第二推板和第二压板靠近四个角落的位置。

5.根据权利要求4所述的砂芯成型方法，其特征在于，左模上的砂孔和气孔均分别设置在左模左侧与第一连接杆的连接处，右模上的砂孔和气孔分别设置在与第二连接杆的连接处；所述第一连接杆、第二连接杆、第一推杆和第二推杆均为中空结构；所述第一推杆和第一连接杆分别贯穿第一推板和第一压板连通；所述第二推杆和第二连接杆分别贯穿第二推板和第二压板连通；在步骤三中，热芯盒射芯机的压力部件和射砂部件分别与第一推杆和第二推杆连接。

6.根据权利要求5所述的砂芯成型方法，其特征在于，左模上的四个第一推杆中，一个对角线上的两个第一推杆用来与热芯盒射芯机的射砂部件连通，另一个对角线上的两个第一推杆用来与热芯盒射芯机的压力部件连通；右模上的四个第二推杆中，一个对角线上的两个第二推杆用来与热芯盒射芯机的射砂部件连通，另一个对角线上的两个第二推杆用来与热芯盒射芯机的压力部件连通。

7.根据权利要求1所述的砂芯成型方法，其特征在于，步骤五中的脱模剂为5份二甲基硅油和95份煤油或柴油搅匀制成。

8.根据权利要求1所述的砂芯成型方法，其特征在于，步骤七中的射砂时间为9秒以上。

9.根据权利要求1所述的砂芯成型方法，其特征在于，步骤八中，成型腔在260℃下对砂砾进行固化形成砂芯。

10.根据权利要求1所述的砂芯成型方法，其特征在于，步骤八中，砂砾固化时间为360秒。