砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。砂型局部要求特殊性能的部分,有时也用砂芯。
砂芯的分类
1)按砂芯复杂程度分类。可分为5级,详见表1.37。
2)按干湿程度分类。可分为湿芯、干芯、表干芯等。湿芯,一般用于中、小薄壁件;干芯,大、中、小件均可应用;表面干芯,用于中小件。对于某些不重要的大件,也可代替干芯使用。
3)按粘结剂分类。可分为粘土砂芯,水玻璃砂芯,水泥砂芯,油脂砂芯,树脂砂芯等。
4)按制芯工艺分类。可分为常规砂芯,自硬砂芯,热芯盒砂芯,冷芯盒砂芯,壳芯。
5)按尺寸大小分类。可分为小砂芯、中等砂芯、大砂芯等。小砂芯,体积小于5×10~m。;中等砂芯,体积为5×10一~5×10~m。;大砂芯,体积大于5×10_。m。。
1-37砂芯复杂程度级别
砂芯级别 | 特 点 | 应 用 |
I级砂芯 | 形状复杂,断面细薄,浇注后大部分被液体 金属包围,在铸件内构成不加工内腔和各种小 通道。排气困难。要求砂芯的干强度高(并 有一定的韧性),流动性和溃散性好,发气量 少。而对砂芯湿强度要求可低一些。其粘结 剂主要是用油脂、树脂类 | 构成重要的不加工内腔,例如飞机、汽车和 拖拉机的内燃机缸盖、缸体中的水套砂芯;各 种阀类的油道砂芯以及其他类似砂芯 |
Ⅱ级砂芯 | 形状较复杂,主体部分断面稍厚,但有较细 的凸缘、棱角或肋片。砂芯大部分被金属包 围,但芯头稍大,构成重要的不加工或部分不 加工表面。要求砂芯的干强度较高,流动性和 溃散性好,而对砂芯湿强度要求可低一些。其 粘结剂中可适当用一些粘土 | 构成重要的不加工或部分不加工表面,例 如:汽轮机汽缸砂芯、内燃机的进排气管砂芯、 汽车气缸体的侧面气门室砂芯、变量液压泵泵 体砂芯、散热器片砂芯等 |
Ⅲ级砂芯 | 一般复杂程度,没有特殊细薄面,用来形成 重要的不加工表面的各种砂芯。要求砂芯的 千强度、流动性和溃散性比I、Ⅱ级砂芯低些, 而对砂芯湿强度要求则比I、Ⅱ级砂芯高,以 保证砂芯在烘干前不会因自重而发生变形。 其粘结剂中可适当用一些粘土 | 构成重要的不加工面,例如:水冷和空冷内 燃机机体砂芯、变速器砂芯、汽车气缸体曲轴 箱砂芯、车床溜板砂芯等 |
Ⅳ级砂芯 | 一般复杂程度和不复杂的外廓砂芯,构成机 械加工的内腔,同时对表面粗糙度要求不高的 砂芯 对砂芯要求其湿强度高,退让性好,具有一 定的干强度和透气性 | 构成需要加工的内腔,或者虽构成不加工但 对内表面无特殊要求的内腔。例如车床和牛 头刨床床身中的砂芯、汽车前后轮毂砂芯、后 桥砂芯等 |
V级砂芯 | 大型砂芯,构成大型铸件的内腔,对砂芯的 要求同Ⅳ级砂芯 | 例如:大型机床的底座砂芯 |
砂芯应满足的要求:砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求,具有足够的强度和刚度,在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外,铸件收缩时阻力小和容易清砂。
砂芯设置的基本原则
1.尽量减少砂芯数量对于不太复杂的铸件,应尽量减少砂芯数量。例如:用砂胎形成铸件内腔;采用模样活块,可以不用砂芯;用合并砂芯减少砂芯数量,提高铸件尺寸精度。
2.为保证操作方便可将复杂砂芯分块制造 复杂的大砂芯、细而很长的砂芯可分为几个小而简单的砂芯。图l—ll为空气压缩机大活塞的砂芯。为了操作方便将砂芯分为3块。细而很长的砂芯易变形,应分成数段,并设法使芯盒通用。在划分砂芯时要防止液体金属钻人砂芯分割面的缝隙,堵塞砂芯通气道。3.保证铸件内腔尺寸精度凡铸件内腔尺寸要求较严的部分应由同一半砂芯形成,避免为分盒面所分割,更不宜划分为几个砂芯。但手工造型中大的砂芯,为保证某一部位精度,如图l一12所示,要求500mm×400mm方孔四周壁厚均匀,为了下芯准确,操作方便而分块制造。
4.保证铸件壁厚均匀使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度大小、方向一致,保证铸件壁厚均匀。
5.填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面需要进炉烘干的大砂芯,常被沿最大截面切分为两半制作。
普通粘土砂芯、油砂芯及合脂砂芯。平面烘干板结构简单,通气性好且价廉砂胎支撑烘干法不精确也不方便。用成型烘干器虽精确、简便,但结构复杂、昂贵且维修量大。
6.砂芯形状适应造型、制芯方法 高速造型线限制下芯时间,对一型多铸的小铸件,常不允许逐一下芯。因此,划分砂芯形状时,常把几个到十几个小砂芯连成一个大砂芯,以便节约下芯、制芯时间,以适应机器造型节拍的要求。对壳芯、热芯盒和冷芯盒砂芯要从便于射紧砂芯方面来考虑改进砂芯形状。
7.使同层砂芯组合后的上面为平面沿高度方向的分层砂芯选择砂芯的划分面时,应力求使同层砂芯组合后的上面为平面,以利于测量组装后的砂芯尺寸。