型芯是鑄型的一個(gè)重要組成部分,型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙取模部分的外形以及鑄型中有特殊要求的部分。
型芯應(yīng)滿足以下要求:型芯的形狀、尺寸以及在鑄型中的位置應(yīng)符合鑄件要求,具有足夠的強(qiáng)度和剛度,在鑄件形成過程中型芯所產(chǎn)生的氣體能及時(shí)排出型外,鑄件收縮時(shí)阻力小,造芯、烘干、組合裝配和鑄件清理等工序操作簡(jiǎn)便、芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和造芯方便。
1.型芯的種類及其應(yīng)用
型芯依據(jù)制作的材料不同可分為以下幾類:
(1)砂芯:用硅砂等材料制成的型芯,稱為砂芯,砂芯制作容易、價(jià)格便宜,可以制出各種復(fù)雜的形狀,砂芯強(qiáng)度和剛度一般能滿足使用要求,鑄件收縮時(shí)阻力小,鑄件清理方便,在砂型鑄造中得到廣泛的應(yīng)用,在金屬型鑄造、低壓鑄造等鑄造工藝中,對(duì)于形狀復(fù)雜的內(nèi)腔孑L洞,也用砂芯來形成。
(2)金屬芯:在金屬型鑄造、壓力鑄造等工藝方法中,廣泛應(yīng)用金屬材料制作的型芯。金屬芯強(qiáng)度和剛度好,得到的鑄件尺寸精度高,但對(duì)鑄件收縮的阻力大,對(duì)于形狀復(fù)雜的孔腔則抽芯比較困難,選用時(shí)應(yīng)引起足夠重視。
(3)可溶性型芯:用水溶性鹽類制作型芯或作為粘結(jié)劑制作的型芯為水溶芯。此類型芯有較高的常溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度,低的發(fā)氣性,好的抗粘砂性,鑄件澆注后用水即可方便地溶失型芯。水溶芯在砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等工藝方法中都得到一定的應(yīng)用。
近代航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的空心葉片等鑄件用熔模鑄造方法制造時(shí),其空心內(nèi)腔常用陶瓷型芯。它是以礦物巖等無機(jī)物為原料、在混合及成型后,經(jīng)過一定的高溫焙燒而制成的質(zhì)地堅(jiān)硬的制品。鑄件清理后,陶瓷型芯用堿水煮等方法溶失掉。
2、確定砂芯的形狀及數(shù)量 砂芯設(shè)計(jì)的主要工作之一是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)和工藝方案確定砂芯如何分塊(即采用整體結(jié)構(gòu)還是分塊組合結(jié)構(gòu))和各個(gè)分塊砂芯的結(jié)構(gòu)形狀,確定時(shí)總的原則是:
1)、保證鑄件內(nèi)腔尺寸精度,便于下芯及檢查。凡鑄件內(nèi)腔尺寸要求較嚴(yán)的部分,應(yīng)由同一砂芯形成。在鑄件尺寸精度要求很高的地方,盡管結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,但仍采用整體砂芯。
2)、保證操作方便。復(fù)雜的大砂芯、細(xì)而長(zhǎng)的砂芯可分為幾個(gè)小而簡(jiǎn)單的砂芯。大而復(fù)雜的砂芯,分塊后芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便。細(xì)而長(zhǎng)的砂芯,應(yīng)分成數(shù)段,并設(shè)法使芯盒通用。砂芯上的細(xì)薄連接部分或懸臂凸出部分應(yīng)分塊制造,待烘干后再裝配粘結(jié)在一起。
3)、砂芯應(yīng)有較大的填砂平面和運(yùn)輸及烘干時(shí)的支撐面。
4)、在砂芯分塊數(shù)量較多時(shí),為便于砂芯組合、裝配和檢查,最好采用“基礎(chǔ)砂芯”(其本身不是成型部分或只起部分鑄型作用),在它的上面預(yù)先組合大部分或全部砂芯,然后再整體下芯。
除上述幾條原則外,還應(yīng)使每塊砂芯有足夠的斷面,保證有一定的強(qiáng)度和剛度,并能順利排出砂芯中的氣體;使芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于制造和使用等。
3.芯頭的設(shè)計(jì)芯頭是砂芯的定位、支撐和排氣結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮:如何保證定位準(zhǔn)確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用以及把澆注時(shí)在砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體引出鑄型等問題。