一种铸造用砂芯芯头、芯座的工艺设计方法 【技术领域】
本发明涉及一种铸造用砂芯芯头、芯座的工艺设计方法，属于铸造工艺技术领域。
背景技术
中国机械工程学会铸造学会铸造名词术语委员会《铸造词典》砂芯芯头定义：“型芯端头的延伸部分。它不形成铸件轮廓，只是插入铸型的芯座内，用以定位和支承型芯和排出砂芯在浇注过程中产生的气体。”；芯座的定义：“为了准确安放和固定型芯头以及将砂芯浇注时产生的气体排出型外，在铸型上做出的与型芯芯头形状相对应的凹坑或配合座。”
在目前砂铸领域中，工艺技术人员都是按照《铸造词典》中砂芯芯头和芯座的概念来进行设计，但对于一些大、中型异形铸件在采用这样的方式设计出的砂芯存在几种严重的弊端，首先在下芯操作时，由于芯头部分被砂芯遮挡，操作者无法看到砂芯芯头和芯座，只能凭感觉下入，影响下芯的准确性；其次由于芯头是砂芯的延伸部分，砂芯芯盒的延伸出的高度不利于脱模的型芯设计增加了型芯和芯盒的轮廓尺寸，又不利于脱模。
【发明内容】
本技术方案提出一种铸造用砂芯芯头、芯座的工艺设计方法，本工艺设计方法可消除常规铸造大、中型工件中砂芯下芯不准确和不易脱模的缺陷，并能充分满足砂芯支承并防止钢水钻入砂芯内形成空腔。
一种铸造用砂芯芯头、芯座的工艺设计方法，本技术方案在砂芯内部形成空腔，在上型和下型做出与砂芯空腔形状相对应的凸台，把砂芯先套入下型的凸台，上型凸台再与砂芯空腔套接，凸台伸入砂芯的部分实现常规砂芯芯头的功用；砂芯的空腔起到常规砂芯芯座的功用；同时在砂芯与下型凸台的结合部位设计有集砂槽。
新的芯头能用以定位、支承型芯和排出砂芯在浇注过程中产生的气体，并能减轻砂芯的重量，改善砂芯的退让性，出砂性，宜干燥，便于操作者下芯观察，机器人抓取；新的芯座可准确安放和固定型芯头以及将砂芯浇注时产生的气体排出型外。
有益效果：因无型芯端头的延伸部分，能减少砂芯芯盒的高度，尤其适宜于砂芯机器制芯希望芯盒的高度低、利于脱模的型芯设计；可以通过在砂芯内部形成的空腔直接看到在铸型上的凸台芯座，便于操作者准确把砂芯下到芯座上；砂芯在存放时，因无型芯端头的延伸部分的凸出，更方便；由于在砂芯内部形成的空腔，减轻了砂芯的重量，空腔使砂芯退让有了空间，出砂有了空间，因此砂芯的退让性，出砂性得到改善；空腔能减小砂芯的厚度，改善了型砂的硬化，尤其适宜于酯硬化水玻璃砂的退让性、出砂性、硬化的改善。
【附图说明】
图1是常规工艺的芯头芯座结构示意图
图2是本发明工艺的芯头芯座结构
其中：1-上型、2-砂芯、3-下型、4-型腔
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步说明
如图1所示，常规工艺的砂芯2为整体实心结构，砂芯2的上下芯头与上型1和下型3凹陷部分对应构成芯头和芯座的结构形式，砂芯2与上型1和下型3形成的空腔为型腔4；图中h为芯头高度，s为芯头间隙，a为芯头斜度，A为砂芯2轮廓尺寸，R为集砂槽半径；其中h为20mm，S为1mm，a为5度，A为150mm，芯头与芯座之间的间隙为s/2，即0.5mm；芯座最宽处尺寸为A+S，即150+1＝151mm，R为5mm。
如图2所示，本发明工艺的砂芯2为空腔结构，在上型1和下型3上加工出与砂芯2凹陷部位对应的凸台形状与砂芯2配合，凸台伸入砂芯2的部分实现常规砂芯2芯头的功用，砂芯2的空腔起到常规砂芯芯座的功用；图中h为芯头高度，s为芯头间隙，a为芯头斜度，A为砂芯2轮廓尺寸，R为集砂槽半径，t为吃砂量；其中h为20mm，S为1mm，a为5度，A为150mm，芯头与芯座之间的间隙为s/2，即0.5mm，t为30mm；芯头内孔大端尺寸为A-2t-S，即150-60-1＝89mm，R为5mm。
经计算可得出通过本发明工艺铸造产品可减小上型和下型地厚度，因而能减少上型和下型的高度，达到改善出砂性和节约成本的目的。
本发明的工艺设计方法已经成功应用在转K2型、转K6型侧架的铸造生产中，砂芯成品率97％，铸造产品成品率98％，取得了良好的经济效益。