CN111761030A - 一种铸造造型用水平式砂芯及其浇注方法 - Google Patents

Abstract

一种铸造造型用水平式砂芯及其浇注方法，包括砂芯主体，所述砂芯主体包括底座和型块，所述底座的表面设有矩形阵列分布的型块，所述底座和型块为一体浇注而成，所述型块设有偶数个；所述型块为半圆结构；所述型块包括成型柱和芯头，所述芯头包括配合柱和挡环；本发明导流接头能够对导气通道进行封堵，使得导气通道内的气体完全导出至出气孔，从而防止气体窜流至铸件模板的铸件型腔内，避免铸件内有气孔；利用挡环能够与铸件模板配合形成阶梯阻挡结构，从而避免熔融液流出至出气孔处，保证芯头与铸件模板的配合密封性；同时也可防止气体溢出。

Description

一种铸造造型用水平式砂芯及其浇注方法

技术领域

本发明属于铸造砂芯技术领域，特别涉及一种铸造造型用水平式砂芯及其浇注方法。

背景技术

砂芯是铸件的重要组成部分，砂芯用以形成铸件的内腔及孔，浇注时，几乎全部或者大部分被高温金属液包围着，工作条件恶劣，因此，砂芯必须满足特殊的性能要求，才能保证铸件的质量；

芯头是伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分，用以来定位和固定砂芯，避免砂芯位移，同时排出浇注中砂芯所产生的气体；

目前的砂芯只有单一排气通道与铸件模板的排气通道连通，一旦铸件上下模板存在装配误差或砂芯存在装配误差，很容易造成芯头与铸件模板之间存在间隙，进而导致砂芯内排出的气体会溢出至型腔内，使得成型件中存在气孔，铸件不合格。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种铸造造型用水平式砂芯及其浇注方法，具体技术方案如下：

一种铸造造型用水平式砂芯，包括砂芯主体，所述砂芯主体包括底座和型块，所述底座的表面设有矩形阵列分布的型块，所述底座和型块为一体浇注而成，所述型块设有偶数个；所述型块为半圆结构；

所述型块包括成型柱和芯头，所述成型柱与芯头同轴设置，所述芯头设于成型柱的外端；所述砂芯的中心处开设有导气通道，所述导气通道贯穿成型柱、芯头；所述导气通道的外端部嵌入有密封接头，所述导流接头用以将导气通道内的气体导流至铸件模板的出气孔内；

所述芯头包括配合柱和挡环，所述配合柱的一端连接成型柱、另一端连接挡环，所述挡环的内径大于所述配合柱，所述挡环用以阻挡熔融液。

进一步的，所述配合柱的外壁为锥面结构，所述配合柱靠近所述成型柱的端面内径小于远离成型柱的端面内径，所述挡环的内径大于所述配合柱的最大内径。

进一步的，所述导流接头包括密封滑管、弹簧、密封环、止挡环以及出气管，所述导气通道的外端开设有外扩槽，所述外扩槽的内径大于所述导气通道的内径，所述密封滑管滑动嵌入于所述外扩槽内，所述密封滑管的外壁卡装有密封环，所述密封环置于所述密封滑管、外扩槽之间，所述密封滑管的内端连接弹簧的一端，所述弹簧的另一端抵触于所述外扩槽的内端面，所述密封滑管、出气管为一体结构，所述密封滑管的外端连通同心的出气管，所述出气管为弹头状，所述外扩槽的内部外端螺纹连接止挡环，所述止挡环置于所述密封滑管的外端面，所述止挡环用以阻止密封滑管向外运动。

一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，所述浇注方法包括以下步骤：

S1、将出气孔成型杆固定在砂芯上模板内，出气孔成型杆会穿过砂芯型腔和砂芯型腔内部的外扩槽成型头；

S2、升降部件驱动砂芯上模板向下运动并与砂芯下模板装配；

S3、将熔融的球墨铸铁液倒入至砂芯上模板、下模板所围的型腔内；

S4、冷却成型，熔融液在砂芯下模板的下型腔内形成底座；熔融液在砂芯型腔中的成型柱型腔内形成成型柱；熔融液在砂芯型腔中的芯头型腔内形成芯头，并且芯头的由锥面的配合柱和挡环组成；出气孔成型杆使得砂芯主体的中部隔离出导气通道，出气孔成型杆外壁的外扩槽成型头在导气通道端部隔离出外扩槽，并在外扩槽端部开出内螺纹槽；

S4、取下出气孔成型杆；

S5、升降部件带动砂芯上模板向上运动，实现脱模，工人便可取下一体成型的砂芯；

S6、将导流接头安装于外扩槽内。

进一步的，所述配合柱的一端连接成型柱、另一端连接挡环，所述挡环用以阻挡熔融液；所述配合柱的外壁为锥面结构，所述配合柱靠近所述成型柱的端面内径小于远离成型柱的端面内径，所述挡环的内径大于所述配合柱的最大内径。

进一步的，所述外扩槽成型头垂直固定于芯头型腔内侧壁，所述外扩槽成型头的外壁外端分布由凸起的外螺纹结构。

进一步的，所述出气孔成型杆的外端端部套装有螺母，所述螺母用以将出气孔成型杆固定在砂芯上模板内。

进一步的，所述下型腔为扁平长方体结构，所述下型腔的顶部分布有矩形阵列设置的砂芯型腔，所述砂芯型腔为偶数个。

进一步的，所述导流接头安装于外扩槽内具体的为：所述导流接头包括密封滑管、弹簧、密封环、止挡环以及出气管，所述密封滑管、出气管为一体结构；将弹簧嵌入到外扩槽内，弹簧抵触在外扩槽的内端面；在密封滑管的外壁套装密封环，然后将密封滑管嵌入到外扩槽内，密封滑管滑动抵触在弹簧的外端；最后将止挡环旋装在外扩槽的内部外端，止挡环从外端止挡密封滑管，此时，出气管贯穿止挡环并外伸于芯头。

本发明的有益效果是：

1、导流接头能够对导气通道进行封堵，使得导气通道内的气体完全导出至出气孔，从而防止气体窜流至铸件模板的铸件型腔内，避免铸件内有气孔；

2、利用挡环能够与铸件模板配合形成阶梯阻挡结构，从而避免熔融液流出至出气孔处，保证芯头与铸件模板的配合密封性；同时也可防止气体溢出；

3、通过一体浇注的底座和型块，可实现后续浇注工件时，铸件模板直接与底座配合即可，无需下模板，同时偶数的型块能够实现一次性浇注多个半圆壳体结构的铸件，有效的提高了加工效率。

附图说明

图1示出了本发明的铸造造型用水平式砂芯的结构示意图；

图2示出了图1的A处放大结构示意图；

图3示出了本发明的砂芯制作模具结构示意图；

图4示出了本发明的砂芯使用状态结构示意图；

图5示出了图4的B处放大结构示意图；

图中所示：1、砂芯主体；11、成型柱；12、芯头；121、配合柱；122、挡环；13、导气通道；131、外扩槽；14、导流接头；141、密封滑管；142、弹簧；143、密封环；144、止挡环；145、出气管；2、出气孔成型杆；3、砂芯上模板；31、成型柱型腔；32、芯头型腔；321、外扩槽成型头；4、砂芯下模板；41、下型腔；5、铸件模板；51、铸件型腔；52、芯头配合槽； 53、出气孔；6、底座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种铸造造型用水平式砂芯，包括砂芯主体1，所述砂芯主体1包括底座6和型块，所述底座6的表面设有矩形阵列分布的型块，所述底座6和型块为一体浇注而成，所述型块设有偶数个；所述型块为半圆结构；通过一体浇注的底座和型块，可实现后续浇注工件时，铸件模板5 直接与底座配合即可，无需下模板，同时偶数的型块能够实现一次性浇注多个半圆壳体结构的铸件，有效的提高了加工效率；

所述型块包括成型柱11和芯头12，所述成型柱11与芯头12同轴设置，所述芯头12设于成型柱11的外端；所述砂芯主体1的中心处开设有导气通道13，所述导气通道13贯穿成型柱11、芯头12；所述导气通道13的外端部嵌入有密封接头，所述导流接头14用以将导气通道13内的气体导流至铸件模板5的出气孔53内；导流接头14能够对导气通道13进行封堵，使得导气通道13内的气体完全导出至出气孔53，从而防止气体窜流至铸件模板5的铸件型腔51内，避免铸件内有气孔；

所述芯头12包括配合柱121和挡环122，所述配合柱121的一端连接成型柱11、另一端连接挡环122，所述挡环122的内径大于所述配合柱121，所述挡环122用以阻挡熔融液；利用挡环122能够与铸件模板5配合形成阶梯阻挡结构，从而避免熔融液流出至出气孔53处，保证芯头12与铸件模板5的配合密封性。

作为上述技术方案的改进，所述配合柱121的外壁为锥面结构，所述配合柱121靠近所述成型柱11的端面内径小于远离成型柱11的端面内径，所述挡环122的内径大于所述配合柱121的最大内径；锥面结构的配合柱 121能够延长芯头12与铸件模板5的配合面，从而提高密封性，并且配合柱121倾斜向上的设置能够增加熔融液的外渗流动难度，提高挡环122的阻挡效果。

如图2所示，所述导流接头14包括密封滑管141、弹簧142、密封环 143、止挡环144以及出气管145，所述导气通道13的外端开设有外扩槽 131，所述外扩槽131的内径大于所述导气通道13的内径，外扩槽131用以作为导流接头14的安装区域；

所述密封滑管141滑动嵌入于所述外扩槽131内，密封滑管141可滑动移动，能够实现导流接头14整体的伸缩运动；

所述密封滑管141的外壁卡装有密封环143，所述密封环143置于所述密封滑管141、外扩槽131之间，密封环143能够增加密封滑管141、外扩槽131之间的连接密封性，保证气体不会外泄；

所述密封滑管141的内端连接弹簧142的一端，所述弹簧142的另一端抵触于所述外扩槽131的内端面，所述密封滑管141、出气管145为一体结构，所述密封滑管141的外端连通同心的出气管145，所述出气管145为弹头状；弹头状的出气管145能够实现铸件模板5向下装配时，铸件模板5 能够向顺畅的内挤压出气管145，使得密封滑管141向内运动并压缩弹簧 142，当铸件模板5与底座6配合时，在弹簧142的驱动下，出气管145嵌入到出气孔53内，弹头状的出气管145在此时也能够更紧密的与出气管145 插接配合；

所述外扩槽131的内部外端螺纹连接止挡环144，所述止挡环144置于所述密封滑管141的外端面，所述止挡环144用以阻止密封滑管141向外运动；螺纹连接可使得止挡环144快速装配，止挡环144能够从外部止挡密封滑管141，使得密封滑管141只可向内运动压缩弹簧142，不会向外脱离。

如图3所示，一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，所述浇注方法包括以下步骤：

S1、将出气孔成型杆2固定在砂芯上模板3内，出气孔成型杆2会穿过砂芯型腔和砂芯型腔内部的外扩槽成型头321；外扩槽成型头321用以方便熔融料在成型工序中隔离出外扩槽131，出气孔成型杆2用以方便熔融料在成型工序中隔离出导气通道13；上述步骤具体的为：将出气孔成型杆2 从外端依次穿过砂芯上模板3，出气孔成型杆2会穿过砂芯型腔，当贯穿完毕后，在出气孔成型杆2的两端外伸部分拧上螺母，使得出气孔成型杆2 固定在砂芯上模板3内；

S2、升降部件驱动砂芯上模板3向下运动并与砂芯下模板4装配；升降部件示例性的采用液压杆，此步骤用以将砂芯浇注的上下模板闭合，以便后续浇注成型；

S3、将熔融的球墨铸铁液倒入至砂芯上模板3、砂芯下模板4所围的型腔内；在上述浇注的过程中，熔融的球墨铸铁会填充下型腔41、各个成型柱型腔31、各个芯头型腔32；

S4、冷却成型，熔融液在砂芯下模板4的下型腔41内形成底座6；熔融液在砂芯型腔中的成型柱型腔31内形成成型柱11；熔融液在砂芯型腔中的芯头型腔32内形成芯头12，并且芯头12的由锥面的配合柱121和挡环 122组成；出气孔成型杆2使得砂芯主体1的中部隔离出导气通道13，出气孔成型杆2外壁的外扩槽成型头321在导气通道13端部隔离出外扩槽131，并在外扩槽131端部开出内螺纹槽；此步骤用以一次性浇注出砂芯，使得底座各个型块一体成型，有效的保证了砂芯的结构强度和密封性，提高了加工效率，同时导气通道13也可在此步骤一体成型，保证了砂芯的排气效果；

S4、取下出气孔成型杆2；此步骤用以取下出气孔成型杆2，以便后续的脱模能够正常进行，具体的，拧下两端的螺母，便可直接抽出出气孔成型杆2；

S5、升降部件带动砂芯上模板3向上运动，实现脱模，工人便可取下一体成型的砂芯；此步骤用以实现脱模、取件；

S6、将导流接头14安装于外扩槽131内：所述导流接头14安装于外扩槽内具体的为：所述导流接头14包括密封滑管141、弹簧142、密封环 143、止挡环144以及出气管145，所述密封滑管141、出气管145为一体结构；将弹簧142嵌入到外扩槽131内，弹簧142抵触在外扩槽131的内端面；在密封滑管141的外壁套装密封环143，然后将密封滑管141嵌入到外扩槽131内，密封滑管141滑动抵触在弹簧142的外端；最后将止挡环 144旋装在外扩槽131的内部外端，止挡环144从外端止挡密封滑管141，此时，出气管145贯穿止挡环144并外伸于芯头12；此步骤用以安装导流接头14，从而有效的避免加工时气体外泄。

作为上述技术方案的改进，所述配合柱121的一端连接成型柱11、另一端连接挡环122，所述挡环122用以阻挡熔融液；所述配合柱121的外壁为锥面结构，所述配合柱121靠近所述成型柱11的端面内径小于远离成型柱11的端面内径，所述挡环122的内径大于所述配合柱121的最大内径；锥面结构的配合柱121能够延长芯头12与铸件模板5的配合面，从而提高密封性，并且配合柱121倾斜向上的设置能够增加熔融液的外渗流动难度，提高挡环122的阻挡效果。

作为上述技术方案的改进，所述外扩槽成型头321垂直固定于芯头型腔32内侧壁，所述外扩槽成型头321的外壁外端分布由凸起的外螺纹结构；外扩槽成型头321与预固定在芯头型腔32内，使得外扩槽成型头321能够分隔出外扩槽，凸起的外螺纹结构能够在外扩槽的内部端部加工出内螺纹结构。

作为上述技术方案的改进，所述出气孔成型杆2的外端端部套装有螺母，所述螺母用以将出气孔成型杆2固定在砂芯上模板3内；螺母固定的方式能够方便出气孔成型杆2的安装和拆卸。

作为上述技术方案的改进，所述下型腔41为扁平长方体结构，所述下型腔41的顶部分布有矩形阵列设置的砂芯型腔，所述砂芯型腔为偶数个；通过设置多个砂芯型腔，能够实现一体浇注出一个底座上有多个型块，提高工件的加工效率。

上述实施例所制作的砂芯在使用时，其具体实施过程如图4和图5所示：

在砂芯水平放置，驱动铸件模板5向下运动，在向下运动的过程中，铸件模板5抵触出气管145，出气管145受到挤压力向内收缩，进而带动密封滑管141沿着外扩槽131向内滑动并压缩弹簧142，出气管145收入到外扩槽内；当铸件模板5与底座6精准配合后，出气孔53与导气通道13相对设置，在弹簧的作用下，密封滑管141向外滑动，使得出气管145嵌入到出气孔53内；

在铸件模板5与底座6配合时，芯头配合槽52与芯头紧密贴合，铸件型腔51相对置于成型柱11的外部；

当装配完毕后，将高温的熔融料倒入铸件型腔51内，在高温作用下砂芯内部的水、化学物质会分解为气体，气体通过导气通道13、密封滑管141、出气管145、出气孔53排出；配合柱121能够与芯头配合槽52贴合，形成倾斜向上的接触面，使得熔融料不易流出，挡环122与芯头配合槽52配合，形成更高的阻拦结构，进一步防止熔融料、气体窜流。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铸造造型用水平式砂芯，其特征在于：包括砂芯主体，所述砂芯主体包括底座和型块，所述底座的表面设有矩形阵列分布的型块，所述底座和型块为一体浇注而成，所述型块设有偶数个；所述型块为半圆结构；

所述型块包括成型柱和芯头，所述成型柱与芯头同轴设置，所述芯头设于成型柱的外端；所述砂芯的中心处开设有导气通道，所述导气通道贯穿成型柱、芯头；所述导气通道的外端部嵌入有密封接头，所述导流接头用以将导气通道内的气体导流至铸件模板的出气孔内；

所述芯头包括配合柱和挡环，所述配合柱的一端连接成型柱、另一端连接挡环，所述挡环的内径大于所述配合柱，所述挡环用以阻挡熔融液。

2.根据权利要求1所述的一种铸造造型用水平式砂芯，其特征在于：所述配合柱的外壁为锥面结构，所述配合柱靠近所述成型柱的端面内径小于远离成型柱的端面内径，所述挡环的内径大于所述配合柱的最大内径。

3.根据权利要求1所述的一种铸造造型用水平式砂芯，其特征在于：所述导流接头包括密封滑管、弹簧、密封环、止挡环以及出气管，所述导气通道的外端开设有外扩槽，所述外扩槽的内径大于所述导气通道的内径，所述密封滑管滑动嵌入于所述外扩槽内，所述密封滑管的外壁卡装有密封环，所述密封环置于所述密封滑管、外扩槽之间，所述密封滑管的内端连接弹簧的一端，所述弹簧的另一端抵触于所述外扩槽的内端面，所述密封滑管、出气管为一体结构，所述密封滑管的外端连通同心的出气管，所述出气管为弹头状，所述外扩槽的内部外端螺纹连接止挡环，所述止挡环置于所述密封滑管的外端面，所述止挡环用以阻止密封滑管向外运动。

4.一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，其特征在于：所述浇注方法包括以下步骤：

S1、将出气孔成型杆固定在砂芯上模板内，出气孔成型杆会穿过砂芯型腔和砂芯型腔内部的外扩槽成型头；

S2、升降部件驱动砂芯上模板向下运动并与砂芯下模板装配；

S3、将熔融的球墨铸铁液倒入至砂芯上模板、下模板所围的型腔内；

S4、冷却成型，熔融液在砂芯下模板的下型腔内形成底座；熔融液在砂芯型腔中的成型柱型腔内形成成型柱；熔融液在砂芯型腔中的芯头型腔内形成芯头，并且芯头的由锥面的配合柱和挡环组成；出气孔成型杆使得砂芯主体的中部隔离出导气通道，出气孔成型杆外壁的外扩槽成型头在导气通道端部隔离出外扩槽，并在外扩槽端部开出内螺纹槽；

S4、取下出气孔成型杆；

S5、升降部件带动砂芯上模板向上运动，实现脱模，工人便可取下一体成型的砂芯；

S6、将导流接头安装于外扩槽内。

5.根据权利要求1所述的一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，其特征在于：所述配合柱的一端连接成型柱、另一端连接挡环，所述挡环用以阻挡熔融液；所述配合柱的外壁为锥面结构，所述配合柱靠近所述成型柱的端面内径小于远离成型柱的端面内径，所述挡环的内径大于所述配合柱的最大内径。

6.根据权利要求1所述的一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，其特征在于：所述外扩槽成型头垂直固定于芯头型腔内侧壁，所述外扩槽成型头的外壁外端分布由凸起的外螺纹结构。

7.根据权利要求5或6所述的一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，其特征在于：所述出气孔成型杆的外端端部套装有螺母，所述螺母用以将出气孔成型杆固定在砂芯上模板内。

8.根据权利要求1所述的一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，其特征在于：所述下型腔为扁平长方体结构，所述下型腔的顶部分布有矩形阵列设置的砂芯型腔，所述砂芯型腔为偶数个。

9.根据权利要求1所述的一种铸造造型用水平式砂芯的浇注方法，其特征在于：所述导流接头安装于外扩槽内具体的为：所述导流接头包括密封滑管、弹簧、密封环、止挡环以及出气管，所述密封滑管、出气管为一体结构；将弹簧嵌入到外扩槽内，弹簧抵触在外扩槽的内端面；在密封滑管的外壁套装密封环，然后将密封滑管嵌入到外扩槽内，密封滑管滑动抵触在弹簧的外端；最后将止挡环旋装在外扩槽的内部外端，止挡环从外端止挡密封滑管，此时，出气管贯穿止挡环并外伸于芯头。

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