组成
图1所示为典型的芯头结构。它包括压环、防压环和集砂槽等。它适用于砂型铸造的金属模、塑料模和木模。芯头可分为垂直芯头和水平芯头(包括悬臂式芯头)两大类。
参数
芯头长度
芯头长度如图2中尺寸 l 所示。垂直芯头长度通常称为芯头高度,如下图3中的尺寸h、h1。芯头不应过长或过高。芯头过长会增加砂箱尺寸,增加填砂量;芯头过高不便于盖箱。对于水平芯头,应考虑砂芯所受金属液浮力的影响,砂芯越大,芯头长度也要随之增大,以使芯头和铸型之间有更大的成压面积;对于垂直芯头,砂。卷的重量或浮力由垂直芯头的底部面积来承受。对于直径小于160mm和长度小于1.0m的中、小型砂芯,水平芯头长度一般在20~100mm之间。
芯头高度
垂直芯头的高度根据砂芯的总高度和横截面积确定,一般取5~150mm。确定芯头高度时应注意以下几点:
1、对于细而高的砂芯,上下都应留有芯头,以免在液体金属的冲击下发生偏斜,而下芯头应该取高一些。
2、对于粗而矮的砂芯,可不用上芯头(高度为零),以使造型、合型方便。
3、对于等截面的或上下对称的砂芯,为了下芯方便,上、下芯头可用相同的高度和斜度。而对于需要区分上、下芯头的砂芯
4、一般应使下芯头高度大于上芯头高度。
芯头斜度
对于垂直芯头,上、下芯头都应有斜度,如上图3中的a和α所示。为合型方便,避免上、下芯头和铸型相碰,上芯头和上芯头座的斜度应做大一些。对于水平芯头,在制芯条件允许的情况下,芯头可不留斜度,但芯座必须留有斜度,至少在端面上要留有斜度,并且上型斜度比下型的大,以免合型时与砂芯相碰。
芯头间隙
为了下芯方便,芯头和芯头座之间应留有间隙,如图3和图2中的s、s1、s2所示。间隙的大小取决于铸型种类,砂芯的大小、精度,以及芯座本身的精度。n机械造型、制芯的间隙一般较小,而手工造型、制芯的间隙较大。芯头尺寸越大,间隙越大,一般为0.2~6mm。
压环、防压环和集砂槽
1、压环(压紧环):在上模样芯头上车削一道半圆凹沟(r=2~5mm),造型后在上芯头上凸起一道环型砂,合型后把砂芯压紧,避免液体金属沿间隙钻入芯头,堵塞通气道。
2、防压环:在水平芯头靠近模样的根部,设置高度为0.5~2mm,宽度为5~12mm的凸起圆环,称为防压环。造型后,相应部位形成下凹的环状缝隙,下芯、合型后,它可防止此处砂型被压塌,从而防止吊砂缺陷。
3、集砂槽:在芯座模样的边缘上设一道凸环,造型后砂型内形成环砂槽,称为集砂槽。一般集砂槽深度为2~5mm,宽度为3~6mm。
面积核算
芯头承压面积的核算
为了保证在金属的最大浮力作用下不超过铸型的许用压应力,要求芯头的承压面积应足够大。由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度,故只核算铸型的许用压应力即可。芯头的承压面积S应满足的关系为
s≥kF/[σ]
式中,F-计算的最大浮力;
k-安全系数,k=1.3~1.5;
[σ]-铸型的许用压应力。
对于一般湿型,铸型的许用压应力可取40~60kPa,活化膨润土砂型可取60~100kPa,干砂型可取0.6~0.8MPa。
如果实际S不满足上述要求,则芯头尺寸过小,应适当放大芯头。在许可的条件下,可附加芯撑,增加芯头的承压面积。
相关产品
特殊定位芯头n
有的砂芯有特殊的定位要求,如防止砂芯在型内绕轴线转动,不许轴向位移偏差过大或下芯时搞错方位,这时就应采用特殊定位芯头。图4所示为特殊定位的芯头。这些芯头结构都可防止砂芯转动和下错方向。图4中d)所示水平芯头兼有防止沿轴线移动的作用。