砂芯模具及制备砂芯模具的铸造模具的制作方法

本发明属于模具设备技术领域，更具体地说，是涉及一种砂芯模具及制备该砂芯模具的铸造模具。

背景技术：

盐芯是由盐溶液经冷却成型而成，盐芯具有溶于水，在油道或水道中不易残留等诸多优点，是制备铸件的油道或水道的首选。

然而，在铝合金零部件铸造过程中常常采用砂芯成型以制备铸件的油道或水道。然而，砂芯的常温抗折强度范围仅为3mpa-8mpa，导致细长成型砂芯易产生折断损耗；而且，铸件的油道或水道内容易砂残留，由于砂粒钢性大，易从铸件上脱落流入至油道或水道中，砂粒对活动部件的磨损大，影响产品质量；必要时还需增加喷砂操作以去除粘砂，因此对落砂工艺要求高，操作复杂。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种砂芯模具，以解决现有技术中存在的利用砂芯制备铸件的油道或水道时，砂芯的折断损耗大，且油道或水道内易产生砂残留的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种砂芯模具，包括：

基座；

凸台，安装于所述基座上；

浇注口，开设于所述凸台上，用于供盐溶液注入；

成型槽，开设于所述凸台上并与所述浇注口连通，用于供由所述浇注口注入的盐溶液流入并冷却成型为盐芯；

冷却通道，分别贯穿所述基座与所述凸台设置，用于对所述成型槽中的盐溶液进行冷却。

进一步地，所述冷却通道具有进液口与出液口，所述进液口开设于所述基座上，所述出液口开设于所述凸台上，且所述进液口的数量少于所述出液口的数量，所述进液口的直径大于所述出液口的直径。

本发明的另一个目的在于提供一种制备上述砂芯模具的铸造模具，包括：

支撑架；

定模，安装于所述支撑架上；

动模，与所述定模围合成用于制备上述砂芯模具的型腔；

浇注组件，安装于所述动模上，用于向所述型腔中注砂。

进一步地，所述定模包括下模仁和支撑所述下模仁两端的下固定板，各所述下固定板安装于所述支撑架上；所述动模包括与所述下模仁配合形成所述型腔的上模仁和支撑所述上模仁两端的上固定板，所述浇注组件安装于所述上模仁中。

进一步地，所述上模仁上安装有若干上定位块，所述下模仁上对应安装有与各所述上定位块配合定位的下定位块。

进一步地，所述定模还包括安装于所述下模仁上的若干下顶杆和支撑各所述下顶杆的下支撑板；各所述下顶杆的一端穿过所述下模仁并伸入所述型腔中，所述下支撑板安装于两个所述下固定板之间。

进一步地，所述动模还包括安装于所述上模仁上的若干上顶杆和支撑各所述上顶杆的上支撑板；各所述上顶杆的一端穿过所述上模仁并伸入所述型腔中，所述上支撑板安装于两个所述上固定板之间。

进一步地，所述动模还包括一端安装于所述上支撑板上、另一端伸入所述上模仁中的导向杆和套设于所述导向杆上的弹簧，所述弹簧位于所述上支撑板与所述上模仁之间。

进一步地，所述上支撑板面向所述下支撑板的侧面上安装有上限位块，所述下支撑板上对应安装有与所述上限位块配合限位的下限位块。

进一步地，所述动模还包括用于抵挡所述上支撑板的若干上挡块，若干所述上挡块分成两组，各组所述上挡块安装于对应所述上固定板上；所述定模还包括用于抵挡所述下支撑板的若干下挡块，若干所述下挡块分成两组，各组所述下挡块安装于对应所述下固定板上。

本发明提供的砂芯模具及制备该砂芯模具的铸造模具的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过铸造模具可制备砂芯模具，再通过砂芯模具可制备盐芯，相较于砂芯成型以制备铸件的油道或水道的传统方式，通过该砂芯模具制备的盐芯的常温抗折强度范围为12mpa-30mpa，因此，通过盐芯成型以制备铸件的油道或水道时，在细长成型芯中，盐芯的折断损耗小；而且，经盐芯成型的铸件仅需用水将盐芯冲掉即可，盐芯可溶解于水中，铸件内不存在盐残留，产品质量高；取消去砂工艺步骤，操作方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例提供的砂芯模具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的结构示意图；

图3为图2的爆炸示意图；

图4为本发明实施例提供的动模的爆炸示意图；

图5为本发明实施例提供的定模的爆炸示意图；

图6为本发明实施例提供的支撑架的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-砂芯模具；11-基座；12-浇注口；13-成型槽；14-凸台；15-冷却通道；151-进液口；152-出液口；16-定位柱；17-台阶部；18-排水槽；

2-定模；21-下模仁；210-安装槽；211-下定位块；212-凸部；22-下固定板；23-下顶杆；24-下支撑板；25-下限位块；26-下挡块；27-定位条；

3-动模；31-上模仁；310-容置槽；311-上定位块；312-凹部；32-上固定板；33-上顶杆；34-上支撑板；35-导向杆；36-弹簧；37-上限位块；38-上挡块；

4-支撑架；41-导向板；411-第一段；412-第二段。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1，现对本发明实施例提供的砂芯模具进行说明。该砂芯模具1包括基座11、安装于基座11上的凸台14、开设于凸台14上的浇注口12与成型槽13，成型槽13与浇注口12连通；还包括用于对成型槽13中的盐溶液进行冷却的冷却通道15，该冷却通道15分别贯穿基座11与凸台14设置。当向浇注口12中灌入盐溶液时，盐溶液顺着成型槽13的轨迹注满整个成型槽13，待盐溶液冷却后，将成型后的盐芯从砂芯模具1中取出，盐芯可用于制备铝合金零部件铸件的油道或水道。

可选地，成型槽13的横截面与盐芯的横截面一致。此结构，当盐溶液注满整个成型槽13时，成型槽13中的盐溶液经冷凝后形成盐芯。因此盐芯的形状尺寸、构造等均与成型槽13形成对应，以确保砂芯模具1制得的盐芯达到标准。当然，盐芯与成型槽13的尺寸大小、构造等都可以根据实际需要进行调节，在此不作唯一限定。

可选地，该砂芯模具1的基座11的同一侧面上设置有若干定位柱16，便于砂芯模具1的精确加工制作成型。定位柱16的数量可选为三个，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图1，作为本发明实施例提供的砂芯模具的一种具体实施方式，冷却通道15具有进液口151与出液口152，进液口151开设于基座11上，出液口152开设于凸台14上，且进液口151的数量少于出液口152的数量，进液口151的直径大于出液口152的直径。此结构，冷却通道15中可注入冷却水，冷却水从位于低位的进液口151进入冷却通道15中，冷却水流入设置于凸台14中的冷却通道15中，可对成型槽13中的盐溶液进行冷却成型，冷却水随后经若干出液口152排出。进液口151的直径大于出液口152的直径，可实现宽进窄出，提高对成型槽13的冷却效率。

可选地，凸台14中冷却通道的长度大于基座11中冷却通道的长度，可有效延长对成型槽13的冷却长度。进液口151的数量可为一个，凸台14的四周侧面上均可设置有出液口152，提高冷却水的循环效率，在此不作唯一限定。

可选地，凸台14与基座11之间形成台阶部17，在该台阶部17上设置有一圈排水槽18，排水槽18可存储若干出液口152排出的冷却水，基座11上开设有与排水槽18连通的排水口(图未示)，通过排水口将冷却水排出并收集，便于重复使用。

请一并参阅图2至图6，现对本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具进行说明。该铸造模具包括支撑架4、安装于该支撑架4上的定模2、与定模2围合成用于制备上述砂芯模具1的型腔的动模3和安装于动模3上并用于向型腔中注砂的浇注组件(图未示)。定模2与动模3组成的型腔尺寸与砂芯模具1的尺寸相适配，型腔中具有分别形成砂芯模具中浇注口12、成型槽13、定位柱16和冷却通道15的镶件。此结构，当通过浇注组件向定模2与动模3围合成的型腔中注砂时，型腔中的砂经固化成型后形成上述砂芯模具1。

当盐芯用作铝合金零部件铸造成型油道或水道时，操作流程如下：

s1、通过上述铸造模具制备砂芯模具1；

s2、通过砂芯模具1制备盐芯；

s3、通过铝合金零部件铸造模具与盐芯结合制备铝合金零部件。

其中，在步骤s1过程中，具体步骤如下：

s11、将定模2与动模3合模，并将定模2与动模3围合成的型腔加热至220℃-280℃。

s12、通过浇注组件向型腔中注砂。可选地，为提高注砂效率，可利用射芯机向型腔中注砂，射芯机的压力可为0.4mpa，射芯机注砂持续时长约为3s。

s13、翻转该铸造模具，以实现振砂操作，使砂完全将型腔填充，型腔各个部分填充的砂均匀一致，保证砂芯模具1的质量。可选地，翻转铸造模具的时间约为10s。

s14、固化成型。型腔中注满砂后，冷凝固化成型，固化时间约为10s。

s15、将定模2与动模3开模，将固化成型后的砂芯模具1顶出。

其中，在步骤s2过程中，具体步骤如下：

s21、将含有na、k、mg的盐剂按照一定比例混合形成盐溶液，并在坩埚炉中进行高温熔解，熔解的温度控制在780℃-900℃。可选地，盐溶液中的na离子由氯化钠(化学分子式为nacl)和碳酸钠(化学分子式为na2co3)提供；盐溶液中的k离子由氯化钾(化学分子式为kcl)提供；盐溶液中的mg离子由氯化镁(化学分子式为mgcl)提供。在盐溶液中，氯化钠的含量为70％，碳酸钠的含量为10％，氯化钾的含量为5％-10％，氯化镁的含量为2.5％，经与水搅拌混匀后形成盐溶液。在其它实施例中，盐溶液也可以由其它组成成分构成，各组分之间的比例关系也可以根据实际需要进行调节，在此不作唯一限定。

s22、将高温盐溶液借助外部设备通过砂芯模具1的浇注口12倒入至成型槽13中，此过程持续时间约为10s。

s23、成型槽13中的盐溶液经凝固形成盐芯后取出，经打磨修边后，防潮装箱存储。盐溶液的凝固持续时间约为30s-50s。

其中，在步骤s3过程中，具体步骤如下：

s31、将铝合金零部件铸造模具开模，将盐芯放入该铸造模具的模腔后合模。

s32、向模腔中注入盐溶液，经冷却凝固后，开模将铝合金铸件顶出。

s33、将铝合金铸件中的盐芯震碎，以加快盐芯的熔解。

s34、通过高压清水将铝合金铸件中的盐芯熔解除去。其中，清水的温度范围为50℃-60℃，冲水的压力范围为0.2mpa-0.6mpa，在此不作唯一限定。

本发明实施例提供的砂芯模具及制备砂芯模具的铸造模具，与现有技术相比，本发明通过铸造模具可制备砂芯模具1，再通过砂芯模具1可制备盐芯，相较于砂芯成型以制备铸件油道或水道的传统方式，盐芯的常温抗折强度范围为12mpa-30mpa，因此将盐芯成型以制备铸件油道或水道时，盐芯在细长成型芯折断损耗小；而且，经盐芯成型的铸件仅需用水将盐芯冲掉即可，盐芯可溶解于水中，铸件内不存在盐残留，产品质量高；取消去砂工艺步骤，操作方便快捷。

本发明通过盐芯成型以制备铝合金零部件油道或水道，具有高强高工、高品质等优点，可实现铝合金铸件油道或水道的高效率及高品质，满足变速箱等精密部件对高精度、高清洁度等方面的高要求。

进一步地，请一并参阅图3，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，定模2包括下模仁21和支撑下模仁21两端的下固定板22，各下固定板22安装于支撑架4上；动模3包括与下模仁21配合形成型腔的上模仁31和支撑上模仁31两端的上固定板32，浇注组件安装于上模仁31中。此结构，通过下固定板22可有效将下模仁21支撑固定，通过上固定板32可有效将上模仁31支撑固定，从而可实现定模2与动模3的有效开合模，精度高。可选地，该铸造模具还包括用于对型腔进行冷却的冷却组件，提高对铝合金铸件的冷却速率。

可选地，请一并参阅图6，支撑架4的底面上设置有若干导向板41，各导向板41包括竖直设置的第一段411和于第一段411的自由端沿倾斜于该第一段411的方向向外倾斜延伸的第二段412。各第一段411围合的空间可有效将两个下固定板22定位支撑，各倾斜设置的第二段412可供两个下固定板22伸入至各第一段411围合的空间中，起到一定的限位引导作用。

进一步地，请一并参阅图3至图5，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，上模仁31上安装有若干上定位块311，下模仁21上对应安装有与各上定位块311配合定位的下定位块211。此结构，通过各上定位块311与对应下定位块211的配合定位，可提高上模仁31与下模仁21的开合模的对位精度，进而提高铸造模具的精度。可选地，沿上模仁31的周边开设有若干容置各上定位块311的容置槽310，各上定位块311开设有开口朝下的凹部312；下模仁21的周边对应开设有若干容置各下定位块211的安装槽210，各下定位块211上凸设有伸入对应上定位块311之凹部312中的凸部212。通过各凸部212与对应凹部312的对位配合，进而提高上模仁31与下模仁21的对位精度。

进一步地，请一并参阅图5，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，定模2还包括安装于下模仁21上的若干下顶杆23和支撑各下顶杆23的下支撑板24；各下顶杆23的一端安装于下支撑板24上，各下顶杆23的另一端伸入下模仁21中，下支撑板24安装于两个下固定板22之间。此结构，通过将若干下顶杆23伸入型腔中，可根据制备的铝合金零部件铸件的构型调整各下顶杆23的位置以及长度，从而在型腔浇注充型时以满足对不同铝合金零部件铸件的尺寸需求。

进一步地，请一并参阅图4，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，动模3还包括安装于上模仁31上的若干上顶杆33和支撑各上顶杆33的上支撑板34；各上顶杆33的一端安装于上支撑板34上，各上顶杆33的另一端伸入上模仁31中，上支撑板34安装于两个上固定板32之间。此结构，通过将若干上顶杆33伸入型腔中，可根据制备的铝合金零部件铸件的构型调整各上顶杆33的位置以及长度，从而在型腔浇注充型时以满足对不同铝合金零部件铸件的尺寸需求；而且，在定模2与动模3开模后，各上顶杆33可将型腔中的铝合金零部件铸件顶出。

进一步地，请一并参阅图4，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，动模3还包括一端安装于上支撑板34上、另一端伸入上模仁31中的导向杆35和套设于导向杆35上的弹簧36，弹簧36位于上支撑板34与上模仁31之间。此结构，在各上顶杆33将铝合金零部件铸件顶出的过程中，导向杆35可起到一定的定位导向作用，弹簧36可起到一定的缓冲保护及复位作用。

进一步地，请一并参阅图3，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，上支撑板34面向下支撑板24的侧面上安装有上限位块37，下支撑板24上对应安装有与上限位块37配合限位的下限位块25。通过上限位块37与下限位块25之间的配合，可提高动模3与定模2之间的对位精度，也可起到一定的限位作用，提高铸造模具开合模的可靠性。

可选地，下限位块25的外侧面上间隔设置有若干定位条27，下模仁21的外侧面上也间隔设置有若干定位条27，若干定位条27围合形成容置上模仁31及上限位板的容置空间，各定位条27也可起到一定的定位作用。

进一步地，请一并参阅图4和图5，作为本发明实施例提供的制备砂芯模具的铸造模具的一种具体实施方式，动模3还包括用于抵挡上支撑板34的若干上挡块38，若干上挡块38分成两组，各组上挡块38安装于对应上固定板32上；定模2还包括用于抵挡下支撑板24的若干下挡块26，若干下挡块26分成两组，各组下挡块26安装于对应下固定板22上。此结构，当上支撑板34带动各上顶杆33复位的过程中，各上挡块38可将上支撑板34进行抵挡，避免上支撑板34超出行程；同理，当下支撑板24带动各下顶杆23复位的过程中，各下挡块26可将下支撑板24进行抵挡，避免下支撑板24超出行程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。