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垂直分型无箱射压造型的工艺优化

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)对型砂的要求为了减少砂型的反弹性变形,并使之容易拔模和落砂,保证铸件质量,对无箱射压造型型砂,国内外提出如表1-2所示的要求。比压过高,会出现反弹性变形等问题。表1-3垂直分型无箱造型的吃砂量单位:mm模样高度应受以下两种情况的限制:模样高度应在反压模板起模摆动曲线范围之内。在一型多件的情况下,可把单个砂芯芯头互相连接,变为较大砂芯。

垂直分型无箱射压造型的工艺优化

(一)对型砂的要求

为了减少砂型的反弹性变形,并使之容易拔模和落砂,保证铸件质量,对无箱射压造型型砂,国内外提出如表1-2所示的要求。

表1-2 无箱射压造型用砂的要求

(二)射砂压力和比压的选择

小尺寸砂型的DISA机,采用一次射砂,射砂压力为0.2~0.3MPa。砂型较大的DISA机,为了使砂型紧实度更均匀,采用两次射砂,用两个射阀,开启时间间隔0.1~0.2s。第一次射砂时间为0.2s,第二次射砂时间为1~1.5s,射砂压力为0.4MPa。射砂后硬度可达70左右。

最早的DISA机,合型时砂型系列的移动,全靠正压板的推动力,因此要求砂型能承受很大的压力。除要求型砂有很高的抗压强度外,还要求采用较高的比压,故最高比压为2.9MPa。比压过高,会出现反弹性变形等问题。较新式的机器,都采用了自动铸型输送机,它能承担起砂型系列向前移动所需力的90%,主机压实缸推出正压模板向前移动推动砂型并合型时,只需承担砂型系列总移动力的10%。这样,对型砂抗压强度的要求也有所降低,新机型的比压可在1.0~1.6MPa范围内选择。

(三)模板利用率和铸型最低抗压强度之间的关系

模板利用率U的定义(L、H的意义见图1-44)是:

式中 A(图中斜线部分)——模样、浇注系统等在分型面上的投影面积。

图1-44 模板利用率示意图

为了防止推裂砂型,必须对模板利用率加以限制。型砂抗压强度高,则模板利用率可以提高。模板利用率过高或型砂湿压强度过低,会导致第一块砂型被压碎或砂型系列推不动。简单的DISA造型线的模板利用率为40%~50%;当采用自动铸型输送系统时,模板利用率扩大到50%~60%。

(四)模板布置原则和模板高度限制

(1)要尽量提高模板利用率,同时要保证砂型抗压强度。

(2)造型室底板的磨损会造成正压模板起模的困难,故形状比较复杂、拔模斜度小或砂胎较高的模样,应布置在反压模板上。

(3)为了获得必要的砂型紧实度和抵抗浇注时金属液的作用力,模样必须有合理的吃砂量。合理的吃砂量与模样的高度有关,可按表1-3中的经验数据选用。

表1-3 垂直分型无箱造型的吃砂量 单位:mm

模样高度应受以下两种情况的限制:

(1)模样高度应在反压模板起模摆动曲线范围之内。不同型号造型机的反压模板,起模后有不同的摆动曲线,如图1-45所示。如果模样过高,处于摆动曲线之外,则模样必然碰撞造型室上部边缘,会把模样或机器撞坏。

(2)模样顶部不能对着射砂孔。否则影响射砂效果,而且严重磨损模样。所以射砂孔下方位置的模样高度不能只略低于摆动曲线。

因此推荐:当采用标准模板厚度(20mm)时,反压模板厚度与模样高度之和应小于E(见图1-45中E尺寸);对2011型E为115mm;对2013型E为135mm。

图1-45 反压模板摆动曲线形成过程(www.xing528.com)

1—反压板;2—射砂孔;3—正压板

(五)芯头结构和下芯方法

下芯时用手工将砂芯放在下芯机(摆动式或平移式)的下芯框中,下芯框的每个芯头座钻有1~2个小孔,它与真空泵相通吸住砂芯,然后下芯框摆动90°或平移至造型机台面进行下芯。此时,下芯框通以压缩空气,促使砂芯与铸型结合并离开下芯框。为了确保砂芯能呈直立状态稳固地留在砂型内,而不致掉落下来,要求每个砂芯的上芯头做出挂钩结构,如图1-46所示。挂钩芯头的结构形式和尺寸参见图1-47。

由于造型节拍很短,因此要求下芯迅速。在一型多件的情况下,可把单个砂芯芯头互相连接,变为较大砂芯。每型的下芯数目一般不多于6个。

注意:挂钩芯头一定要布置在正压模板一侧,因为砂芯只能下在正压模板所形成的型腔内。

(六)加强砂型的通气

为了避免铸件产生气孔等铸造缺陷,应在铸型分型面上、芯头处及型腔四周做出通气道,从型的侧面上部或顶面接通大气。通气道一般宽5~10mm,深4~6mm。

图1-46 芯头挂钩的结构

图1-47 挂钩芯头的形式、尺寸及公差

(a)圆锥形挂钩(d=0.75D,H=1.5D);(b)梯形挂钩

(七)造型室深度

造型室深度是正压模板与反压模板工作面之间的距离,即图1-48中的尺寸L。

造型室深度的确定原则是:防止正压模板和反压模板上模样相撞,保证紧实后型块两面型腔之间的距离不小于70mm。因此,当模样总高度增大时,造型室深度也应增加。造型室深度L按式(1-4)计算:

图1-48 造型室深度与模样高度的关系

式中 l m——两半模样总高度;

P、Q——两半模样高度;

N——压实后两面型腔之间的最小距离,要求大于、等于70mm;

K——砂型的压缩率,计算时K值取25%;

T——砂型厚度。

造型室深度决定于砂型厚度,其大小在使用中还要根据砂铁比(砂型重量/铁水重量)加以调整。砂铁比太小,型砂温度将升高。

机器的最大造型室深度C,对不同型号的机器各不相同,可参考有关机器说明书。

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