探究包砂形体在大型机床中的运用

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1床身包砂形体排气芯撑的设计和应用

(1)设计排气芯撑要满足的要求：①芯撑内孔要满足砂芯排气的要求。②要容易密封，浇注时铁水不会灌入，这是铸件成败的关键因素之一，因此，排气芯撑的外部形状取决各自的密封能力。③所设计排气芯撑要便于埋砂和引气操作。④排气芯撑在铸件中相当于内冷铁，因此要尽量减少其激冷能力，使其较好地与铸件熔和在一起，并减小出气芯撑周围的白口区域，减少在排气芯撑周围产生裂纹的可能性。

(2)排气芯撑的选用和定位：δ为铸件壁厚，材料应选用与铸件同牌号的材料，表面糙度为Ra12.5μm，排气芯撑须无油、无锈；25mm端埋在砂芯中，主要是防止排气芯撑与砂芯结合不好而漏气；上端2mm深V型槽用于放泥条以便于封住气体，不至于气体串到铸型内。经生产实践，排气芯撑结构尺寸参数较适合。排气芯撑的定位准确与否，是铸件成败的关键。所以排气芯撑在砂芯上的位置必须定位准确。砂芯中排气芯撑的定位如图2所示。制芯时将一适当大小的圆钢插入芯撑定位块的中心孔内，直到砂芯中部的焦炭块或旧砂块位置即造出砂芯的排气道。待砂芯制好后将排气芯撑镶入该位置，并填满砂，刷涂料即可，同时在外模上同样定出排气芯撑位置。形体时在该位置摆放出气棒作为排气通道，有利于排气芯撑将砂芯中因受热而产生的气体顺畅排到砂型外。排气芯撑的排气孔在铸件清理时应妥善处理，当该处为加工面时应按有关塞堵要求塞补，当该处为毛坯面时，用铁棒镶入焊好磨平即可。

(3)包砂砂芯表面一定要刷涂料。包砂砂芯表面刷涂料才能保证砂芯中的气体定向排出，若不刷涂料，砂芯中气体在砂芯孔隙中乱窜，不能保证获得健全的铸件。

(4)为防止砂芯漂移，设计专用的抗浮力芯撑。在浇注过程中，被封砂芯既要受到浮力，同时还受到铁液上升的浮力及推动力作用，要确保泥芯不漂移，除在砂芯上放排气芯撑外，还要使用足够的铸铁抗浮力芯撑。抗浮力芯撑的设计，与普通抗浮力芯撑一样，要充分考虑在高温条件下芯撑有足够的强度，即抗压强度。抗浮力芯撑的使用数量，要充分考虑金属液的密度、包砂型芯的体积、砂芯的高温抗压强度、砂芯的面积和安全系数，一般安全系数取1.2～1.5。抗浮力砂芯结构图见图3。生产实践证明，抗浮力芯撑的使用数量和抗浮力铸铁芯撑结构尺寸。

2包砂形体铸件内应力的改善

在包砂形体工艺中，砂芯不清除，因此，应使砂芯在冷却过程中体积有所减小，才能保证机械阻碍应力的减小，以至消失。影响砂芯体积变化的主要因素为砂芯的紧实度、强度和烧损率。树脂砂有高强度和高温溃散性好的特点，在制芯过程中树脂砂芯的工作面应有适当的紧实度、强度，但在中心部位紧实度、强度应降低，心部砂芯中的焦炭块或旧砂块心部溃散内缩、形成一定量的中空形式，内缩后总体积有所减少，从而保证砂芯受热内缩而不阻碍铸件的收缩，尽量减少铸造应力。包砂铸件保温时间的确定包砂被高温铁液加热后，由于无散热通道，其降温速度较慢，铸件的冷却速度比一般铸件冷却慢，所以，浇注后期保温时间也应相应延长。

作者：刘勇单位：内江职业技术学院