一种砂芯铸造设备的制作方法

1.本实用新型涉及砂芯铸造模具领域中的一种砂芯铸造设备。


背景技术：

2.砂芯是铸造生产中的一种铸造模具，其由原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合并经铸造而成。原砂是铸造生产中造型用的最基本的材料，其中应用最广泛的是石英砂，俗称硅砂。在砂型铸造中，原砂是混合料中的骨料和主要成分，所占的质量分数依所用黏结剂的不同，在80％～99％之间。这种芯砂混合物按所用粘结剂不同可分为粘土芯砂、水玻璃芯砂、油芯砂、合脂芯砂、树脂芯砂等。在铸型加工过程中，高温的金属液倒入铸造模具中以待成型，铸造模具负责铸造成品的外形，而砂芯则插入高温金属液中，负责铸造成品的内部腔体。由于砂芯在铸造过程中被高温的金属液所包围，其支撑定位部分的尺寸又较小，因此砂芯不仅要求具有耐热性和刚度，还要求具有较高的强度、透气性、退让性和溃散性。其中透气性指的是气体对砂芯内部结构的渗透性，从而能更快地排出铸造过程中产生的气体；退让性指的是铸件在冷凝时体积发生收缩，而砂芯与其一同被压缩的能力，防止铸件产生内应力而开裂；溃散性指的是铸件浇注并凝固后，砂型、砂芯被打碎的难、易程度，也叫除砂性。
3.当采用树脂作为砂芯粘合剂时，铸造过程中高温的金属液会使砂芯内部的树脂高温分解成气体和杂质，恢复流动性而便于清理，因而树脂粘合剂被广泛使用。但是产生的气体需要及时排出，否则容易导致铸件外漏，或铸件表面形成凹坑，产品表面凹凸不平。
4.目前，针对砂芯的排气方法包括以下几种：(1)依靠砂芯定位与铸造模具的间隙排气；(2)在铸造模具上气体容易汇聚的地方增设排气孔。但是砂芯与铸造模具的间隙往往无法确切定位，排气方向存在不可控的因素；对于铸造模具上气体汇聚区域的具体位置不好掌握。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种砂芯铸造设备，能够生产具有自排气功能的砂芯。
6.根据本实用新型实施例，提供一种砂芯铸造设备，包括：
7.砂芯模，其内设有腔体，所述腔体用于容置芯砂混合液并加工出砂芯；
8.抽芯，其包括抽芯本体和伸出件，所述抽芯本体与所述砂芯模滑动连接，所述抽芯本体能够插入所述腔体，所述抽芯本体内设有通道，所述通道设有朝向所述腔体内部的出口，所述伸出件在所述通道中滑动并能够从所述出口伸出。
9.根据本实用新型实施例，进一步地，所述抽芯本体呈圆柱形，其侧面设有拔模斜度。
10.根据本实用新型实施例，进一步地，所述出口设置在所述抽芯本体的侧面。
11.根据本实用新型实施例，进一步地，所述伸出件具体为钢索。
12.根据本实用新型实施例，进一步地，所述通道的截面形状呈“l”形。
13.根据本实用新型实施例，进一步地，所述通道的拐角处具有弧度。
14.根据本实用新型实施例，进一步地，所述钢索的端部焊接为一体。
15.根据本实用新型实施例，进一步地，所述抽芯还包括芯铁，所述抽芯本体内设有滑动管道，所述芯铁在所述滑动管道中滑动，所述滑动管道的一端与所述通道连通，所述钢索与所述芯铁连接，所述芯铁用于驱动所述钢索滑动。
16.根据本实用新型实施例，进一步地，所述砂芯铸造设备还包括驱动装置，所述驱动装置包括安装板和导杆，所述安装板与所述导杆滑动连接，所述抽芯本体安装在所述安装板上。
17.根据本实用新型实施例，进一步地，所述驱动装置还包括气缸，所述气缸安装在所述安装板上，所述气缸的输出端与所述芯铁连接。
18.本实用新型实施例的有益效果至少包括：本实用新型通过抽芯插入砂芯，使得成型后的砂芯内部产生空腔，而且通过伸出件的伸出以延伸空腔的深度，从而使得铸造时树脂产生的气体能从该空腔中排出，提升排气性能。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
20.图1是本实用新型实施例在铸造过程中的示意图；
21.图2是本实用新型实施例完成铸造后的示意图。
具体实施方式
22.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
25.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
26.本实用新型实施例提供了一种砂芯铸造设备，其在通过砂芯模对砂芯外表面进行成型的基础上，采用抽芯结构对砂芯内部进行处理，使得砂芯内成型出空腔，从而砂芯在铸造过程中受热产生的气体能够从该空腔中直接排出，减少气体在铸件表面聚集而影响铸件表面质量。更进一步地，在抽芯中还设有伸出件，能够通过控制该伸出件的伸缩来提升空腔在砂芯中的深度，而且也利于在形状结构复杂的砂芯中完成空腔的拐弯操作，提升对不同形状砂芯结构的适应性。
27.说明书附图1展示了本砂芯铸造设备在铸造砂芯过程中的示意图。本砂芯铸造设备包括用于成型砂芯外表面的砂芯模1、用于成型砂芯内腔的抽芯2以及驱动抽芯2进行滑动位移的驱动装置3。具体地，砂芯模1中设有用于容置芯砂混合液并进行砂芯铸造的腔体11，在腔体11的侧面设有多个芯砂混合液注入口，以实现芯砂混合液在不同位置同时注入砂芯模1，加快芯砂注入效率，减少加工所需时间。
28.抽芯2包括抽芯本体21、伸出件和芯铁23，抽芯本体21能够伸入砂芯模1的腔体11，从而在砂芯铸造成型过程中填充砂芯内部，当砂芯冷却后将抽芯本体21脱模，即可获得砂芯相应的内腔结构。为进一步延长砂芯内腔的深度，在抽芯本体21内设有通道211，通道211的尽头设有出口2111，伸出件能够在通道211内滑动并从出口2111中伸出。出口2111可以设置在抽芯本体21的侧面，从而当砂芯形状复杂且设有拐角时，伸出件能够从抽芯本体21的侧面伸出以适应砂芯形状。在本实施例中，伸出件为钢索22，其一端与芯铁23连接，芯铁23能够在抽芯本体21内部滑动，从而控制钢索22的伸缩。
29.驱动装置3包括安装板31、导杆32和气缸33。安装板31与抽芯本体21连接，并通过导杆32进行滑动方向的导向，从而控制抽芯本体21的伸入距离。气缸33安装在安装板31上，其输出端与芯铁23连接，从而驱动芯铁23在抽芯本体21内的滑动，进而控制钢索22的伸缩距离。
30.说明书附图2展示了本砂芯铸造设备在铸造完成后的示意图。当高温的芯砂混合液开始冷却，砂芯逐渐成型后，可将钢索22缩回至抽芯本体21中，并将抽芯本体21从砂芯模1中抽出，此时砂芯内腔已成型，完全冷却后即可将砂芯从砂芯模1中分离，完成砂芯的铸造加工。
31.参照图1～图2，本实用新型实施例中的砂芯铸造设备，其包括砂芯模1和抽芯2。砂芯模1内设有腔体11，其形状设计为砂芯成品的外形形状，从而当高温的芯砂混合液冷却后，成品芯砂的外形即为腔体11的内部造型。
32.抽芯2包括抽芯本体21和伸出件，抽芯本体21与砂芯模1滑动连接，抽芯本体21能够插入腔体11，从而使成型的砂芯内部产生内腔。当使用砂芯对金属铸件进行铸造时，砂芯插入高温的金属液，高温使得砂芯内部的树脂反应并产生气体，气体即可从内腔中排出并减少气体在金属液中聚集时所产生的气泡。为了进一步延伸砂芯内腔的深度，在抽芯本体21内设有通道211，且通道211的尽头设有出口2111，该出口2111朝向腔体11的内部，伸出件能够在通道211中滑动并从出口2111中伸出。从而，通过伸出件的进一步伸长，能够延长成品砂芯的内腔深度，而且通过改变出口2111的朝向，能够适应复杂结构砂芯的内部构造，实现拐弯伸入的效果。
33.进一步地，抽芯本体21呈圆柱状，且其侧面设有拔模斜度，使得抽芯本体21的伸入端更小，便于将抽芯本体21从砂芯内部抽离出来。
34.进一步地，出口2111设置在抽芯本体21的侧面，从而伸出件能够从抽芯本体21的侧面伸出，便于在砂芯拐角处继续延伸内腔。
35.进一步地，在一些实施例中，伸出件为金属块，其能够在抽芯本体21内滑动，或者是其他能承受高温的固态结构；在本实施例中，伸出件为钢索22，其能够沿通道211滑动并从出口2111伸出。由于钢索22具有柔韧性，减少了对通道211的形状限制。
36.应注意的是，由于钢索22会受重力影响而发生弯曲，钢索22从抽芯本体21中伸出的距离不应过长，伸出距离80～100mm为宜。而且钢索22端部的高低差应控制在10mm以内，防止钢索22弯曲过大而导致内腔变形过大。当钢索22到达使用寿命，其刚性无法达到使用要求时，应及时对其进行更换。
37.进一步地，通道211的截面形状呈“l”形，从而能够导引钢索22进行换向，并将钢索22引导到出口2111处。
38.进一步地，通道211的拐角处具有弧度，减少钢索22在通道211中的滑动阻力，便于驱动钢索22进行滑动。
39.具体地，为在抽芯本体21中加工出通道211，可以将抽芯本体21的端部从中切开，再在其中挖出空槽，将切开的部分重新焊接后即可获得由两边空槽共同构成的通道211。
40.进一步地，钢索22由多股钢丝绳缠绕而成，钢索22的端部焊接为一体，防止钢索22的端部分叉而导致砂芯的内腔产生过多缝隙，而且也能降低钢索22插入芯砂混合液时的阻力。
41.进一步地，抽芯2还包括芯铁23，抽芯本体21内设有滑动管道212，芯铁23在该滑动管道212内滑动。滑动管道212的一端设有开孔并与通道211连通，钢索22与芯铁23连接，从而当芯铁23滑动时，能够驱动钢索22在通道211中运动，实现对钢索22伸缩的控制。
42.为便于后期对钢索22进行更换，钢索22与芯铁23为可拆卸连接，具体采用顶丝结构实现钢索22与芯铁23的固定。芯铁23中设有一个安装孔，安装孔的一侧设有顶丝孔，顶丝孔与顶丝通过螺纹连接，顶丝孔的数量可根据实际需求进行增加，从而增大对钢索22的连接强度。钢索22的一端能够插入该安装孔内，再通过顶丝从顶丝孔中拧入，顶丝的端部与钢索22的侧面抵接，继续拧入顶丝即可将钢索22与芯铁23牢牢固定。拆卸时将顶丝拧出即可抽出钢索22，拆装都非常方便。
43.进一步地，本砂芯铸造设备还包括驱动装置3，其包括安装板31和导杆32。导杆32的一端与砂芯模1连接，安装板31与导杆32滑动连接，且滑动方向平行于抽芯2的移动方向。安装板31与抽芯本体21连接，从而当安装板31移动时能够带动抽芯本体21进行移动。实际使用时，安装板31与动力装置连接，动力装置可使用液压机或电机，或者其他能够对安装板31施加动力的设备，从而使得安装板31沿导杆32滑动。
44.进一步地，驱动装置3还包括气缸33，气缸33安装在安装板31上，其设有一个可以伸缩的输出端，该输出端与芯铁23连接，从而气缸33能够随着安装板31一同运动，且可以通过其输出端的伸缩控制芯铁23的运动，进而控制钢索22的伸缩。
45.接下来，介绍本实用新型实施例的具体使用方法：
46.s1.将芯砂与树脂搅拌均匀，获得芯砂混合液；
47.s2.将芯砂混合液倒入砂芯模1中的腔体11，使芯砂混合液充分填充腔体11；
48.s3.启动加热部件，透过砂芯模1对芯砂混合液进行加热，温度升至350℃；
49.s4.启动驱动装置3，驱动安装板31沿导杆32滑动，从而带动抽芯本体21插入腔体11中；
50.s5.启动气缸33，驱动芯铁23向砂芯模1内部移动，进而驱动钢索22在通道211中滑动，并最终从出口2111中伸出；
51.s6.静置砂芯铸造设备，通过其自然冷却或采用冷却设备对其进行降温；
52.s7.待砂芯冷却完毕后，启动气缸33并驱动芯铁23回退，钢索22缩回通道211中；
53.s8.启动驱动装置3，驱动安装板31回退，带动抽芯本体21离开腔体11，完成抽芯本体21的脱模；
54.s9.打开砂芯模1，将成品砂芯从砂芯模1中取出；
55.s10.对成品砂芯进行外表面处理，清理表面毛刺，完成砂芯的铸造加工。
56.以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。