CN103978163A - 一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺，它包括：覆膜砂射芯机所带的射砂头即为主射砂头，相对主射砂头设计与射砂口的数量相同的二级射砂头，射砂口的数量与砂芯具有分枝数量相同，射砂口之间距离与射砂头排列距离相等，射砂口通过射砂流道与模腔分枝相连通，射砂流道的入砂口为射砂口；射砂流道截面积尺寸为需要填充部位中最小截面积的90％‐95％；多射砂口低压力同时射砂。本发明完美解决了复杂砂芯中砂子无法通过单一射砂口达到砂芯弯曲分枝位置，同时解决了成型不良、憋气、表面疏松问题。制造工艺简单，生产成本低，操作方便，在铸造行业实际生产中具有很好的运用价值，易于工业化推广应用。

Description

一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺

技术领域

本发明涉及一种复杂砂芯的覆膜砂芯的制造工艺，具体为一种多分枝复杂砂芯多射砂口低气压慢堆积覆膜砂芯的制造工艺。

背景技术

随着汽车发动机众多新技术发展，发动机相关配件的设计也越来越复杂，而这些多分枝复杂的配件单靠金属模具无法成型，更多需要使用到内部砂芯。这就对砂芯制造工艺提出了更高要求，随着砂芯复杂程度加大，砂芯成型和排气就成了制作砂芯最大问题，砂芯制作有问题将会直接导致配件不符合要求，进而使得发动机无法满足设计要求，导致性能大打折扣甚至不合格。

目前，使用单一射砂口加大射砂压力将砂子压射到各个需要填充部位。此方法易造成多分枝复杂砂芯成型困难、排气不良、表面疏松不致密问题，并且由于压力提高大大降低了模具及相关设备配件的使用寿命,增加了生产成本。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术不足之处，提供一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺。

本发明目的通过下述技术方案实现：

为实现上述低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺，本发明技术方案如下：

一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺，其特征在于，它包括：

(1)模具射砂口和射砂流道设计：

首先以开模方便取出砂芯为原则，确定分模面和模腔在模具上的分布位置，然后根据砂芯具有的分枝数量确定模具射砂口的数量，射砂口的数量与砂芯具有分枝数量相同，射砂口之间距离与射砂头排列距离相同，射砂口通过射砂流道与模腔分枝相连通，射砂流道的入砂口为射砂口；

(2)射砂分流结构设计

射砂分流结构包括射砂分流腔和多个二级射砂头，二级射砂头的数量与模具射砂口的数量相同；覆膜砂射芯机所带的射砂头即为主射砂头，主射砂头射砂后覆膜砂进入射砂分流结构的分流腔，分流后进入多个二级射砂头，再由二级射砂头对应模具射砂口进入模具；

(3)模具射砂流道截面积设计：

射砂流道截面积尺寸为需要填充部位中最小截面积的90％-95％；

(4)低气压慢堆积工艺：

多射砂口在低压下同时射砂，实现堆积式充型的主要参数为：

射砂压力设定范围为0.25-0.35MPa，

砂芯模具温度设定范围为130-180℃。

所述二级射砂头的分布和距离与模具射砂口之间的分布与距离相同。

本发明与现有技术相比具有如下突出优点及显著效果：

1、本发明多射砂口和流道的设计，可以完美解决现有技术多分枝复杂砂芯中，砂子无法通过单一射砂口达到砂芯弯曲分枝位置；同时解决了成型不良、憋气、表面疏松问题。多射砂口在低压下同时射砂，实现了堆积式充型，解决了表面疏松不致密问题。射砂口截面积尺寸小于需要填充部位中最小部位的砂芯截面积时，便于排气。

2、本发明降低了覆膜砂流动充型的温度，由普通砂芯的200-250℃调整至130-180℃，较低的温度保证砂子具有更好流动性及更长填充时间并且非常利于模具型腔内气体的排出。

3、本发明降低射砂压力，由0.5-0.6MPa调整至0.25-0.35MPa，不仅保证了砂子能从砂筒里均匀不间断流出，而且与采用单射砂口所需0.5-0.6MPa射砂压力相比有了大幅度降低。射砂压力降低，砂子流动速度也相应变慢，不仅有效避免了高压对砂子产生飞射，而且不易产生憋气。压力降低使得多射砂口同时涌进时砂流之间撞击力小，可以实现堆积式充型，极大地减缓了砂粒对模具磨损和设备损耗问题。

4、本发明降低了射砂压力和模具温度，可使模具及设备相关配件的使用寿命大幅度延长，制造工艺简单，降低生产成本，操作方便，易于工业化推广应用。

附图说明

图1为带多分枝发动机配件砂芯三维图；

图2为模具射砂口的平面分布位置图；

图3为带多分枝射砂分流结构及发动机配件砂芯成型模具的模腔示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明进一步说明，但本发明低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺实施方式不仅限于此。

本实施例如图1所示是一种带5个分枝的发动机配件砂芯三维图，该产品具有空间弯曲多分枝，结构复杂，采用多分枝复杂砂芯多射砂口低气压慢堆积覆膜砂制造工艺。

根据通常开模可以取出砂芯的原则确定分模面和模腔在模具上的分布位置后设计射砂口和射砂流道，该产品结构具有5个弯曲分支如图1中所示，仅通过分枝1设置射砂入口，砂子无法充分达到，不能完整填充模腔分支部分，需在分枝2、3、4、5处增设4处射砂入口，5个射砂口的同时射砂充型实现紧密充填。5个射砂口位置分布如图2、图3所示，射砂口15到射砂口14之间距离L1为32.86mm，射砂口21到射砂口15之间距离L2为52.07mm，射砂口22到射砂口21之间距离L3为64.24mm，射砂口23到射砂口22之间距离L4为57.31mm，5个射砂口分别通过五个射砂流道16、17、18、19、20与模腔分枝相连通，箭头方向为射砂方向。

射砂流道截面积的尺寸设计为需要填充部位中最小截面积的90％-95％，射砂流道16的截面积为：314mm²，射砂流道17的截面积为78mm²，射砂流道18的截面积为226mm²，射砂流道19的截面积为132mm²，射砂流道20的截面积为153mm²，便于排气。

如图3中所示，覆膜砂射芯机所带的射砂头即为主射砂头9，射砂分流结构包括射砂分流腔12和5个二级射砂头6、7、8、10、11，射砂分流腔12是由射砂分流腔上板24和射砂分流腔下板13构成，主射砂头9射砂后覆膜砂进入射砂分流结构的分流腔12，覆膜砂在分流腔分流后进入5个二级射砂头6、7、8、10、11，再由5个二级射砂头对应模具的5个射砂口14、15、21、22、23进入模具的射砂流道16、17、18、19、20，再进入模具型腔。射砂流道的入砂口为射砂口，射砂口通过射砂流道与模腔分枝相连通。二级射砂头的分布和距离与模具射砂口之间的分布与距离相同。

多分枝复杂砂芯成型工艺过程：将制造好的多分枝复杂砂芯成型模具安装在垂直式覆膜砂射芯机的工作台上，覆膜砂射芯机在操作前各运动零部件处于原始位置，动模板在开模位置，砂筒在升起位置和返回位置，射砂在关闭位置；将准备好的原砂加入射砂机；砂芯模具温度设定范围为130-180℃，本实施例模具温度设定为160℃，温度的降低保证砂子具有更好的流动性及更充分的填充时间。射砂压力设定范围为0.25-0.35MPa，本实施例射砂压力设定为0.3MPA，压力较现有技术降低，避免高压产生的砂子飞射，不易产生憋气，压力的降低也大大缓解了砂粒对模具的磨损和设备的损耗。合模缸进给模具合模，砂筒缸同时进给，压紧缸进给将射砂头压紧在模具的射砂口上，主射砂头射砂后覆膜砂进入分流腔分流后再进入二级射砂头，5个二级射砂头同时射砂，砂经过模具射砂口、流道后进入模具型腔，覆膜砂在模具型腔中逐渐堆积直至充满整个模具型腔，覆膜砂固化成型。射砂压力设定较低，砂流速度较慢，砂慢堆积较慢，砂流之间的撞击力小，可实现堆积式充型，解决了表面疏松不致密问题。最后，压紧缸后退，射头松开，砂筒缸后退，开模将成型的砂芯从模具中取出，清理，用锯片切掉射砂口，完成砂芯制作。

Claims (2)

1.一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺，其特征在于，它包括：

(1)模具射砂口和射砂流道设计：

首先以开模方便取出砂芯为原则，确定分模面和模腔在模具上的分布位置，然后根据砂芯具有的分枝数量确定模具射砂口的数量，射砂口的数量与砂芯具有分枝数量相同，射砂口之间距离与射砂头排列距离相同，射砂口通过射砂流道与模腔分枝相连通，射砂流道的入砂口为射砂口；

(2)射砂分流结构设计

射砂分流结构包括射砂分流腔和多个二级射砂头，二级射砂头的数量与模具射砂口的数量相同；覆膜砂射芯机所带的射砂头即为主射砂头，主射砂头射砂后覆膜砂进入射砂分流结构的分流腔，分流后进入多个二级射砂头，再由二级射砂头对应模具射砂口进入模具；

(3)模具射砂流道截面积设计：

射砂流道截面积尺寸为需要填充部位中最小截面积的90％-95％；

(4)低气压慢堆积工艺：

多射砂口在低压下同时射砂，实现堆积式充型的主要参数为：

射砂压力设定范围为0.25-0.35MPa，

砂芯模具温度设定范围为130-180℃。

2.根据权利要求1所述的一种低气压慢堆积覆膜砂多分枝复杂砂芯的制造工艺，其特征在于：所述二级射砂头的分布和距离与模具射砂口之间的分布与距离相同。