一种浇注过程中提高砂芯排气的装置的制作方法

本发明涉及一种砂芯排气方法及装置，尤其涉及一种浇注过程中提高砂芯排气的装置，属于铸造领域。

背景技术：

铸造离不开模具的设计和制作，砂芯是用在模具制作过程中形成铸件内腔、孔以及铸件外形不易出砂的部位。砂芯在高温金属液的作用下，由于水分蒸发及有机物的挥发、分解和燃烧，在浇注后很短时间内会产生大量气体。当砂芯排气不良时，这些气体会侵入到金属液中，使铸件产生气孔缺陷。因此，砂芯的结构设计和制造方式，以及在下芯、合型操作中都要采取必要的措施使浇注时在砂芯中产生的气体顺利地通过芯头及时排出。为此，在制芯方法上应采用透气性好的芯砂制作砂芯，砂芯中应开设排气通道，砂芯的芯头尺寸要足够大，以利于气体的排出。在下芯时，应注意不要堵塞芯头的出气孔，在铸型中与芯头出气孔对应的位置应开设排气通道，以便将砂芯中产生的气体引出型外。对于一些砂芯多而复杂的薄壁箱体类铸件，更要改善砂芯的排气条件。对于形状复杂的大砂芯，应开设纵横交叉的排气道，排气道必须通至芯头端面，不得与砂芯工作面相通，以免金属液钻入。

现有的砂型排气方式都是通过上述的排气通道设计，自然排气的方式将气体导出到型外，排气通道一般的设计都不大，以避免使砂芯的重量过小，在浇注过程中砂芯自重无法承受金属液对砂芯的浮力而出现漂芯的现象；同时避免砂芯开设排气通道而影响砂芯的强度。这种自然排气方式在浇注过程中由于排气通道较小，在浇注过程中产生的大量气体不容易快速排出，而导致在排气通道里堆积，导致排气通道的效果大幅度下降甚至不产生作用。从而影响到铸件的成型质量。

技术实现要素：

本发明的目的是为了可以在浇注过程中使砂型排气通道中的气体快速排出到型外而提供一种浇注过程中提高砂芯排气的装置。

本发明的目的是这样实现的：包括下砂型、上砂型、设置在下砂型和上砂型之间的中空砂芯、排气管、抽气机，所述上砂型设置有至少两根与中空砂芯的中空部分相通的排气管道，上砂型上端还设置有阶梯槽，排气管的数量、阶梯槽的数量均与排气管道的数量相同，每个阶梯槽包括圆形凹槽和设置在圆形凹槽下端的锥形槽，每个排气管包括耐高温陶瓷管和胶皮软管，且耐高温陶瓷管包括与锥形槽配合锥形管、与圆形凹槽下端面连接的法兰和设置在法兰上的圆柱管，圆柱管、圆锥管与对应的排气管道相通，橡皮软管的一端与圆柱管连接、另一端与安装在抽气机抽气口上的六通管连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.锥形槽与圆锥管的锥度均是5°。

2.橡皮软管通过卡箍与六通管连接。

3.所述排气管道有两根，且两根排气管道对称设置在上砂型上，对应的排气管和阶梯槽也均有两个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过真空抽气机与砂型的配合实现在浇注过程中进行抽气，这能够将浇注时型腔中聚集的气体和砂型在高温下产生的气体快速排出砂型的排气通道，避免了由于气体在排气通道中聚集而导致型腔中气体无法排出和砂型产生的气体进入型腔。更好地提高了排气通道的作用，使得铸件出现气孔缺陷的可能性大大降低，提高了铸件的质量和合格率。2、本发明操作简单，方便拆卸。

附图说明

图1为本发明的整体连接图；

图2为本发明的砂型凹槽图；

图3为本发明的排气管图；

图4为本发明排气管与砂型连接图；

其中：1-下砂型；2-上砂型；3-中空砂芯；4-排气通道；5-阶梯槽；6-耐高温陶瓷管；7-过滤网；8-胶皮软管；9-金属六通管；10-真空抽气机；11-喉箍。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1-4，本发明的装置的制作方法包括以下步骤：

1.砂型和中空砂芯的制作；

2.耐高温陶瓷管的安放与真空抽气机的组装；

3.浇注时真空抽气。

上述步骤1包括以下步骤：

1.1.设计浇注系统；

1.2.设计砂型以及中空砂芯并制作；

1.3.组装砂型和砂芯。

其中步骤1.2中砂型的设计要考虑到中空砂芯3的排气，需要在砂型中芯头放置处开设排气通道4，排气通道4开口位置应与砂芯3中空部分相匹配，以保证中空砂芯3排气的顺畅。在上砂型2排气通道4处，开设阶梯槽5，阶梯槽由圆形凹槽和锥形槽组成，圆形凹槽直径为140mm高为80mm，圆形凹槽底部中心有向砂型延伸的锥形槽，锥形槽大圆直径为60mm锥度为5°，高度为40mm。圆形凹槽底部开设有四个Ф8螺孔，邻近螺孔成90°排列。在下砂型1、上砂型2和中空砂芯3制作完成后，需要用风枪对砂型的排气通道4和中空砂芯3的中空位置吹砂，保证其内部清洁没有浮砂。

上述步骤2包括以下步骤：

2.1.排气管的制作；

2.2.排气管与砂型的连接与固定；

2.3.排气管与真空抽气机的连接与固定。

步骤2.1的具体实现方式是排气管包括耐高温陶瓷管6和胶皮软管8；耐高温陶瓷管是一个一端为圆柱管，另一端为圆锥管，中间由带四个螺孔的法兰圈形成的特殊形状管。圆柱管内径为60mm，厚度为5mm，长度为200mm；法兰圈直径为140mm，厚度为10mm，4个Ф8螺孔成90°对称排列在法兰圈上；圆锥管大圆内径为60mm，锥度为5°，厚5mm，长度为40mm。其中，圆柱管一端连接内径为63mm，厚度为2mm，长为3000-10000mm的胶皮软管8，并由喉箍11紧固。并在圆柱管和胶皮软管8连接处放置圆形过滤网7，圆形过滤网7直径为63mm，目数为80-500。用喉箍11将过滤网7紧固在圆柱管末端处的胶皮软管8内。

步骤2.2的具体实现方式是：将排气管中法兰圈和圆锥管部分放入砂型阶梯槽5中，法兰圈中的四个螺孔与砂型阶梯槽5中的螺孔位置对应。使用Ф8螺钉将耐高温陶瓷管6与砂型连接紧固，并在紧固后用散沙将阶梯槽5填满并压实。

步骤2.3的具体实现方式是：在抽气机抽气口10装有金属六通管9，将排气管的胶皮软管8连接在金属六通管9上，并用喉箍11紧固，不连接排气管的六通管9的管口用盖子盖上并用密封圈密封，保证在真空抽气机10抽气时不会在通管9处漏气。

上述步骤3的具体实施方式是：将组装好的下砂型1、上砂型2、中空砂芯3、排气管与真空抽气机10放置在浇注平台上。根据砂型的尺寸大小、用砂种类和排气通道4的尺寸来估算可能产生的排气量，然后根据估算的排气量制定真空抽气机10的工作功率。在浇注时通过抽气将下砂型1、上砂型2和中空砂芯3释放的气体排除到砂型外。

本发明的步骤1中空砂芯3的中空部分直径应小于砂型中排气通道4的直径，这样可以更有利于铸型中产生的气体和中空砂芯3产生的气体进入排气通道4。阶梯槽5的设计能有效的为排气管提供定位，并能在定位后保证排气管与砂型之间的气密性。吹砂可以将制作完成后的砂芯和砂型中的浮砂去除，降低了在抽气过程中浮砂被抽入真空抽气机10中，造成对机器的破坏。

本发明的步骤2排气管中的耐高温陶瓷管6是为了保证在浇注过程中排气管与砂型连接部分在温度较高的情况下不发生变形。胶皮软管8可以很好的连接耐高温陶瓷管6和抽气机10，在耐高温陶瓷管6和胶皮软管8连接部分放置的过滤网7可以将抽气过程中抽出的砂子挡在过滤网7外而不进入抽气机10，从而保证抽气机10的安全。利用喉箍11将三者固定，可以简单有效的拆分和进行替换。六通管9能提供多个抽气通道，对于拥有数量不同排气通道4的砂型可以同时进行抽气。在砂型和耐高温陶瓷管6连接部分，连接后用散沙将砂型阶梯槽5填满并压实，可以保证连接处的气密性，使抽气工作可以良好的进行。

在浇注前开始抽气，将排气管和砂芯的中空部分抽至0.1-0.4MPa的负压，然后再开始浇注。

当中空砂芯较多铸型复杂时，排气通道数量可能大于5个，因此在六通管9处再连接其他形式的通管，使得通管口数量与砂型排气通道数量一致。