模样设计和模板排版优化方案

1.模样

（1）材质的选择

1）木模具有轻便，容易加工，来源广，价格低廉的优点。但强度底，易吸潮而变形，精度低，寿命短。适用于单件、小批生产的各种铸件。制模前木材应经干燥处理，要求水含量小于8%～12%（质量分数）。

2）我国常用木种有红松、落叶松、白松、黄松、杉木、柏木、桂木、银杏、柚木等。柚木、银杏木、桂木一般纹理平直，质地细，容易加工，不易变形，是优质木模材料。但价格贵，来源少。用于高级木模或制造木模上的一些精细部分；红松纹理平直，易加工，吸水性低、变形小，但质地松软，耐磨性差。盛产于东北地区，价格低廉，广泛用于普通木模；白松、黄松等，大都质地松软或易变形，多用于制作低级木模。

3）金属模样表面光洁，尺寸精确，强度高，刚性大，使用寿命长。但难加工，生产周期长，成本高。适用于大量、成批生产的各种铸件。制造前，应经过专门的设计。

4）塑料模大多为环氧树脂玻璃钢结构。制造、修理简便，表面光洁，不吸潮，变形小，轻巧耐磨，寿命长，成本为金属模的20%～50%。但导热性差，不能加热，不宜在型砂周转快、砂温高的流水线上应用。硬化剂有毒性。多用于成批生产的中小模样。

5）聚苯乙烯泡沫塑料模（气化模）造型后不取出模样，直接浇注。模样遇金属液气化烧去。要求模样气化迅速，烟尘和残留物少。密度小（为0.15～0.03g/cm³）。

（2）金属模的结构设计 原则是在满足铸造工艺要求的前提下，便于加工制造。特别复杂、难于加工的模样，可采用陶瓷型等精密铸造法铸出。一般金属模应尽量采用机床加工，减少钳工量。

1）模样本体结构类型平装式结构简单，容易加工，最常用。嵌入式在特殊条件下应用，如模样部分表面凹入分型面以下，如图3-73a所示；分型面以上模样过薄，加工、固定困难，如图3-73b所示；分型面通过模样圆角，如图3-73c所示。

2）壁厚及加强肋应尽量减轻模样重量，除了薄小模样（小于50mm×50mm或高度低于30mm）以外，都应制成空心结构。

3）固定和定位孔。模样向模底板上固定，可用螺钉或螺栓，用定位销定位。故模样上应设有定位销孔及固定用通孔或螺纹孔。

依0.8～1.0倍模样壁厚尺寸选用螺栓直径，按中等精度配合设计螺栓孔尺

图3-73 嵌入式模样

1—模样 2—底板

寸。螺栓孔位置应尽量靠近模样四周，并均匀分布，还要顾及勿和模板底部的肋条相碰。

模样上钻通孔，螺钉穿过模样与模底板固定，称为上固定法，如图3-74所示。优点有：便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便。缺点是：破坏模样的工作表面。紧固后需用塑料或铝等填平模样表面上的螺钉孔坑：模底板上钻通孔，模样上攻螺纹孔的固定方法称下固定法。优点是模样工作表面不受损害。缺点是确定螺孔位置要躲开模底板底部的肋条，还要让出搬手空间，安装不甚方便。下固定法用于模样高大且四周没有低矮的突边可利用的条件下。

定位销孔的位置应选在模样上矮而平的部位，两孔间距尽量远。每块模样上至少应设2个，至多不超过4个（大模样）销孔。定位销用于防止模样在使用中位置移动。一般在安装完毕或试生产后证明模样位置准确后才配钻、配铰销孔。最后打入定位销。

（3）模样（芯盒）的尺寸标注 模样（芯盒）的尺寸有两类：一类是与铸件有关的尺寸；另一类为非关联尺寸，如芯头长度等。凡与铸件有关的尺寸，都应把铸件尺寸按造收缩率加以放大。可依下式计算，并准确到0.1mm。

L_模=（L_件±L_艺）（1+K）

式中 L_模——与铸件有关的模样尺寸；

L_件——零件尺寸；

L_艺——铸造工艺尺寸，如加工余量、起模斜度、工艺补正量等之和。

“+”号用于凸体尺寸，“-”号用于凹体尺寸；

K——铸件的线收缩率（缩尺）。

非关联尺寸按铸造工艺图上的尺寸标注，不加放收缩率。(www.xing528.com)

图3-74 模样的固定和定位

a）上固定法 b）下固定法

1—模样 2—模底板 3—螺钉 4—定位销

2.模板

一般模板由模底板、模样、浇冒系统模、加热元件、定位元件等组成。在组合快换模板系统中，还包括有模板框及其定位、固定元件。

（1）对模板的要求 模板尺寸应符合造型机的要求，模底板和砂箱、各模样之间应有准确的定位，模板应有足够的强度、刚度和耐磨性，制作容易，使用方便，尽量标准化。

（2）模板种类 常用模板种类见表3-11。实例如图3-75所示。

表3-11 模板结构的分类

（续）

（3）模底板结构 模底板上应有与砂箱定位用的定位销，同造型机连接用的突耳，供运输用的吊轴或手把，顶杆起模用的通道等。翻转式造型机用的模板上还应有固定砂箱用的机构或突耳等。

通常模底板外廓和砂箱一致。模底板的高度、壁厚和肋的有关尺寸可参见表3-12。

表3-12 普通单面模底板的高度、壁厚及筋尺寸报（单位：mm）

模底板高度和模板框的高度，还应满足造型机的工艺要求。例如：Z148B造型机要求：490mm<（砂箱高+模底板高+压头体高+浇口杯模高）<750mm，造型机工作台到压头体座底面之最小距离为490mm，最大距离为760mm。

（4）模板和砂箱的定位 如图3-76所示。

1）直接定位法：定位销（套）直接安装在模底板上。

2）间接定位法：定位销（套）装在模板框上。模板和模板框之间另有定位。显然间接定位法多了一次定位误差。为防止铸件尺寸超差，模底板和模板框之间的定位精度要严。

图3-76 模板和砂箱间的定位

a）直接定位 b）间接定位

1—砂箱 2—定位销 3—销套 4—模底板 5—模板框 6—模标定位销 7—加热元件