CN108515144A - 降低砂铁比的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种降低砂铁比的工艺方法，适用于铸造工艺技术领域，用于解决通用砂箱生产非大体方形铸件使砂铁比大的问题，所述降低砂铁比的工艺方法是在砂箱与砂型模具间没有铸件型腔的区域内，根据最小吃砂量设置空腔结构，所述空腔结构通过设置在砂型模具上的空腔模具实现，由空腔结构代替原有的实体砂型，从而节约了原材料的使用量，也即降低了砂铁比，使得单件铸件的生产成本得到有效的降低。

Description

降低砂铁比的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种铸造工艺方法，特别涉及一种降低砂铁比的工艺方法。

背景技术

砂铁比是砂子与铸件重量的比值，包括两层含义：一是，砂型与铸件的重量比；二是，砂处理能力与铸件产量之比。砂铁比是砂处理***设计的重要参数。铸造生产，用砂量越多，树脂固化剂的用量也就越多，砂层厚度也就越厚，散热透气就会变差，大量的型芯砂在浇注过程中未溃散，给砂处理造成了巨大负荷。现有技术采用随形砂箱、活动箱带、填砂块或其它填充物等方法来降低砂铁比，以便降低铸件生产成本、提升砂处理***效率,但是现有技术需要制作大量的随形砂箱、活动箱带得不断拆卸组装，回收运输砂块或其它填充物大幅度增加了人力物力成本，使现有技术应用受到大幅度限制。

发明内容

有鉴于以上问题，有必要提出一种降低砂铁比的工艺方法，以解决砂型铸造中砂铁比大造成的铸造成本高、工序操作量大的问题，实现了砂型或砂芯在有足够吃砂量、能够承受金属液动压和静压及金属液石墨析出的膨胀力。

所述降低砂铁比的工艺方法是在砂型或砂芯非铸件型腔的实体区域设置空腔，所述空腔就可以节省砂的用量，从而也可以节省树脂、固化剂的用量，从而降低铸造生产成本，且由于所述空腔通过出气冒口与外界大气相通，从而使得所述砂芯或砂型的散热效果也得到提升。

在砂芯或砂型中设置空腔的方法为：

1）在铸造工艺设计和模具设计时，根据砂箱的大小确定铸件除底部外其余各方位的最小吃砂量，在最小吃砂量以外设置空腔；

2）空腔的大小根据砂型或砂芯的强度确定。

所述空腔可以设置为长方体、棱台、圆台等基本几何形状，以方便空腔模具的制作，及使用的通用性，以降低空腔的制作成本。

所述空腔模具可以是在制芯或者造型过程中放入的独立模具，也可以是与砂芯模具或者砂型模具配合的可拆卸的通用模具。

更优地，为了方便地将空腔模具安置在砂芯模具或者砂型模具上，在砂芯模具或者砂型模具设计时,在距离砂芯或砂型工作表面一定距离上，设置空腔模具的定位结构，所述空腔模具上设有3-4度的拔模斜度，从而方便在制芯和造型结束后，将空腔模具取出，形成空腔。

更优地，为了使所述空腔能够起到加速型芯散热的功效，使所述空腔与出气冒口相连，从而可以将进入空腔的金属热量能够及时地有空腔转移到出气冒口，从而排至大气中，以加速型芯的散热，利于铸型的冷却凝固；同时避免了密闭空间在大量气体聚集后可能发生的***震动。

更优地，为了使砂芯和砂型上相互配合的空腔能够配合紧密，不会造成砂芯或砂型在金属液膨胀力作用下发生变形造成铸件尺寸偏差超标，在砂芯和砂型上空腔的配合面上设有封型泥条，以提升空腔周沿的结合力，提升空腔壁抵抗金属液动压力和静压力的能力。同时，所述封型泥条还可以起到防止金属液进入空腔的作用。

本发明的有益效果：通过采用本发明所述的降低砂铁比的工艺方法，使得在使用通用砂箱造型、制芯的砂型和砂芯能够有最小的砂铁比，从而有效的降低了生产原材料的使用量，降低了铸造生产成本。通过设置独立的空腔模具，在满足吃砂量和砂型或砂芯强度的情况下，可以方便的将空腔设置在任何位置；通过设置于砂芯模具或砂型模具相互配合的空腔模具，使得空腔的位置能够方便的设置在平面结构或者非平面结构处，有效的提升了空腔的可使用率。

附图说明

图1是Y型立柱三维结构示意图；

图2是带空腔的型芯装配示意图；

图3是下砂型模具结构示意图；

图4是上砂型模具结构示意图；

图5是下砂型结构示意图；

图6是上砂型结构示意图；

图中，1-空腔；1A-空腔一；1B-空腔二；1C-空腔三；2-铸件型腔；3-封型泥条；4-出气冒口；5-上砂型；7-下砂型模具；8-上砂型模具；9-空腔模具一；10-空腔模具二；11-空腔模具三；12-空腔模具四；13-空腔模具五；14-空腔模具六；15-下砂型；16-上砂箱；17-下砂箱。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的典型实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本实施例表述的是由上砂型5和下砂型15组型形成可浇注的铸型——机床用Y型立柱，所示Y型立柱的长*宽*高为1740mm*1640mm*695mm，总重量为1340kg，主要壁厚为20mm。采用通用砂箱造型，其中下砂箱17的尺寸为2650mm*2000mm*400mm，上砂箱16的尺寸为2650mm*2000mm*300mm，此种情况下，所示Y型立柱的最大吃砂量达到750mm，使得砂铁比高达7.5:1，严重造成生产原材料的浪费，也在浇注完成后打箱工序中，由于吃砂量大，会形成大量未溃散的大砂块，给清砂和后续砂回收带来了较大的难度和多余的工作量。

在使用上述通用砂箱的情况下，采用本发明技术方案生产所述Y型立柱，具体是在Y型立柱两侧吃砂量大的区域内设置空腔，也即在Y型立柱的Y主干两侧吃砂量大的区域设置空腔，所述空腔的设置原则如表1所示。

表1 砂箱尺寸与吃砂量对比表

(砂箱长+砂箱宽）/2（mm）	型、芯型腔四周最小吃砂量（mm）
		≤500	40~50
501~1000	50~80
		1001~2000	80~100
2001~3000	100~120
		3001~4000	120~150
＞4000	150~200

所述下砂箱17的尺寸为2650mm*2000mm*400mm，则二分之一砂箱长宽为2325mm，则型、芯型腔四周最小吃砂量为100mm-120mm，可以在如图2所示的下砂型模具7上设置空腔模具一9、空腔模具二10和空腔模具三11；所述上砂箱16的尺寸为2650mm*2000mm*300mm，则二分之一砂箱长宽为2325mm，则型、芯型腔四周最小吃砂量为100mm-120mm，可以在如图3所示的上砂型模具8上设置空腔模具四12、空腔模具五13和空腔模具六14。六个所述空腔模具分布在所述Y型立柱的Y主干的两侧，且上砂型5上的空腔1与下砂型15上的空腔1一一对应，从而形成完整的空腔1，上砂型5上的空腔1还与出气冒口4相连，从而实现整体空腔1与大气的连通，以实现金属液热量能够通过空腔1导出到大气中，加速铸型的冷却。通过设置空腔模具一9、空腔模具二10、空腔模具三11、空腔模具四12、空腔模具五13和空腔模具六14，使得所述Y型立柱的生产砂铁比下降至6.3:1，且打箱后大砂块的数量大幅度减少，使得打箱落砂工序的更快捷，且提升了砂回收处理的效率；同时节省了制作和维护保管专用砂箱的成本。

具体地说，在制作下砂型模具7时，在形成Y型立柱型腔之外与下砂箱17内壁之间的区域，设置空腔模具一9、空腔模具二10和空腔模具三11的定位结构，所述定位结构可以是凹台，所述凹台可以容纳空腔模具的大端面，从而使空腔模具的拔模斜度与下砂型模具7的拔模斜度为相同的方向，从而方便整个下砂型15的起型。所述凹台如图2所示的空腔模具的形状，可以为长方形或者正方形凹台，所述凹台的深度可以为20mm-50mm，如所述空腔模具一9的凹台型定位结构的深度为25mm，所述空腔模具二10和空腔模具三11的凹台型定位结构的深度为40mm，所述凹台的深度需要保证空腔模具置入后，在流砂制芯或者造型过程中，所述空腔模具不会被流砂的冲击力移位，导致空腔位置发生变化，从而影响砂芯或者砂型的强度或者铸件型腔的尺寸精度。

同理，在制作上砂型模具8时，在形成Y型立柱型腔之外与上砂箱16内壁之间的区域，设置空腔模具四12、空腔模具五13和空腔模具六14，所述空腔模具四12、空腔模具五13和空腔模具六14的凹台型定位结构的深度为20mm。且所述空腔模具六14的小端面与空腔模具一9的小端面相同，从而实现上砂型5和下砂型15上空腔一1A的配合与密封，所述空腔1采用封型泥条3密封，从而保证空腔1的结合面具有一定的密封力，以防止金属液从空腔1的结合面进入空腔1中，造成铸型跑火。所述封型泥条3的直径可以为6mm-10mm，如空腔一1A采用8mm的封型泥条3，空腔二1B和空腔三1C采用6mm的封型泥条3。在上砂型5的制作过程中，在空腔模具四12、空腔模具五13和空腔模具六14的大端面上设置出气冒口4，也即在空腔模具四12、空腔模具五13和空腔模具六14的凹台型定位结构上放置出气冒口4，从而实现上砂型5上形成的一半空腔1通过出气冒口4与外界连通，实现浇注过程中高温金属液的热量可以通过空腔1直接排放到大气中，以加速铸型的冷却。

所述空腔模具一9和空腔模具六14形成空腔一1A，所述空腔模具二10和空腔模具四12形成空腔二1B，所述空腔模具三11和空腔模具五13形成空腔三1C。所述空腔一1A、空腔二1B和空腔三1C的结合面设置在铸件的分型面上，在铸型组型的过程直接可以完成上砂型5和下砂型15上空腔1的组合。

本发明所述降低砂铁比的工艺方法包括如下步骤：

第一步，在铸造工艺设计时，根据上砂箱16和/或下砂箱17的大小确定除铸件底部和顶部以外其余各方向的最小吃砂量，在最小吃砂量距离之外的实体区域内设置空腔1；

第二步，根据工艺设计空腔1的形状，并根据空腔1的形状设计空腔模具；

第三步，在砂型模具或砂芯模具上设置空腔模具的定位结构；

第四步，制作空腔模具，空腔模具四壁设有拔模斜度，形成空腔模具的大端面和小端面，大端面与定位结构相互配合；

第五步，将空腔模具安置在砂型模具或者砂芯模具上，开始流砂造型或制芯，以形成带有一半结构的空腔1的砂型或砂芯；

第六步，将制作的完成的砂型或砂芯进行组型或者型芯装配，以形成完整的空腔1。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种降低砂铁比的工艺方法，其特征在于：所述降低砂铁比的工艺方法是在砂芯或砂型非铸件型腔的实体区域设置空腔（1），空腔（1）的四壁距离砂箱和铸件型腔（2）的距离应满足最小吃砂量。

2.如权利要求1所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，空腔（1）的设置方法是，根据砂箱和铸件型腔的最小吃砂量确定型腔（1）的位置和大小。

3.如权利要求2所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，空腔（1）为长方体或棱台或圆台的基本几何形状。

4.如权利要求2所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，形成空腔（1）的空腔模具四壁的拔模斜度为3度到4度。

5.如权利要求4所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，形成空腔（1）的空腔模具是独立的，不与砂芯模具或砂型模具配合。

6.如权利要求1所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，空腔（1）的顶部设有出气冒口（4）。

7.如权利要求6所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，出口冒口（4）设置在一半结构空腔（1）所在的上砂型（5）的顶部。

8.如权利要求2-7任意一项所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，在空腔（1）的结合面上设有封型泥条（3）。

9.如权利要求8所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，空腔（1）的数量可以根据最小吃砂量外实体砂型或砂芯区域的大小设有若干。

10.如权利要求1所述的降低砂铁比的工艺方法，其特征在于，所述降低砂铁比的工艺方法包括如下步骤：

在铸造工艺设计时，根据砂箱的大小确定除铸件底部和顶部外其余各方向的最小吃砂量，在最小吃砂量距离之外设置空腔（1）；

根据工艺设计空腔（1）的形状；

根据空腔（1）的形状设计空腔模具；

在砂型模具或砂芯模具上设置空腔模具的定位结构；

将空腔模具安置在砂型模具或者砂芯模具上，开始流砂造型或制芯，以形成带有一半结构的空腔（1）的砂型或砂芯；

将制作完成的砂型或砂芯进行组型或者型芯装配，以形成完整的空腔（1）。