芯盒本体

      对于芯盒本体的设计制作，笔者曾亲眼目睹了两个不成功的典例：其一为6R气缸盖水套芯热芯盒；其二为6R气缸体水套芯热芯盒。前者主要因结构厚薄不合理且加热管布置不当以及本体未加工毛面与加工面的应力不平衡等因素而致使芯盒本体变形量过大，不能正常制作相应砂芯而报废；后者主要因为其左、右盒体结构尺寸设计过小（左、右盒体本体厚度尺寸仅70～80mm），其盒体的高度也未优化到其砂芯尺寸的上、下极限的合理值，以及其它一些不合理因素，而致使该水套芯热芯盒，多次往返于用户与供应商之间的不良状况。

      对于在GSR2上制作气缸体水套砂芯的四开盒热芯盒，其芯盒本体的优化设计技术关键主要体现在其左、右盒体上。其优化设计原则虽尚未有定量的研究成果，但优化设计的定性原则大致可归纳以下三条：其一，结构及分盒面应尽可能简化；其二，砂芯高度结构应尽可能多地用左、右盒体形成；其三，左、右盒体的结构尺寸既应有适宜大小尺寸的高度，又应有适宜大小尺寸的厚度。而对于芯盒本体适宜大小尺寸的优化设计，其可遵循的原则应是：既要保证芯盒本体有适宜的“蓄热”量、适宜的刚性———即尽可能少的变形量；又要保证芯盒本体不能过重，而增加不必要的电（动）能消耗。

自动制芯系统的制芯过程

制作过程包括：①：制单个砂芯，其上预留有锁芯通道。②将砂芯采用专用的组芯夹具组合在一起。③将组合好的砂芯在制芯机上进行二次射砂，使砂芯之间连接在一起。

   自动锁芯系统具有以下优点：1）原材料供应：所需要的原材料与制芯材料相同，即相同的型砂和树脂。这样，可以省去了制备其他辅助材料所需要的生产环节。

2）采用自动锁芯系统技术对芯盒并无特殊要求，可以实现组芯过程生产自动化，避免了人为因素而造成的质量事故。夹具中的机械定位装置可以保证高的精度要求，其精度的准确性也容易被检测及实施。

3）单个芯组成整体芯后，可以始终保证整体尺寸精度的要求。

4）自动锁芯系统可以将制芯工艺过程进行流水化设计，从制芯、修芯、涂料、烘干和运送到下芯部位实现自动化。

5）自动锁芯系统的锁芯通道增强了型芯强度，有利于整体芯的机械化配送。

6）可以省去修芯环节。

7）自动锁芯系统对铸件加工的精度提供了有效保证，减少了加工量，加工余量可降低1.5mm以上，减少了加工刀具的磨损量。

8）自动锁芯系统能提高铸件质量，提高铸件销售的附加值。随着对铸件质量的要求不断提高，它将会更为广泛的采用

热芯盒射芯机制芯中常见问题及解决办法

  摘要：针对热芯盒射芯机制芯中芯盒跑砂和排气不畅至砂芯产生孔洞，疏松和射不满芯腔，造成砂芯质量差和废品的产生原因，结合作者多年在工作中的经验，提出对这些问题的有效的解决、处理方法。

  热芯盒射芯机在使用一段时间后，由于磨损，芯盒出现间隙，在射芯时芯砂在高压砂气流的作用下从间隙处喷出。至使砂芯在间隙相对的位置形成孔洞，造成砂芯修补困难，砂芯质量下降或砂芯报废。芯盒排气好坏与否影响砂芯紧实，排气不畅会造成砂芯疏松，射不满芯腔，造成砂芯质量问题和产生废品。

1.热芯盒跑砂产生孔洞的解决办法

1.1热芯盒射芯机制芯

硬化快，生产率高，砂芯强度高，尺寸准确，表面光洁溃散性好，工艺简单，便于自动化，适合批量生产。由于热芯盒制芯的这些优点，我厂WD615机体水套芯就选用热芯盒射芯机作为车间的主要设备。射芯机投产后，对铸件质量和产量的提高作出了很大贡献。但随着产量的提高，一些制约砂芯质量和产量的问题也开始出现。芯盒的高使用率，设备问题，芯砂质量和操作者的操作水平等。造成热芯盒制芯生产中一些问题比较突出。如：芯盒跑砂使维修芯盒频率增加，对制芯生产和砂芯质量造成影响。在生产任务较紧时，一旦送修模具，还可能会造成整条生产线的停产。如何才能解决呢？经过长期观察，我任为芯盒跑砂是由于射砂时芯盒合模不严和排气不畅所致。

1.2具体解决办法。

工装合模不严时，调整工装或设备是完全能解决问题的。

射砂时，芯砂在高压砂气流作用下射进芯腔内，大部分气流从工装原有的排气塞或排气道内排出，一部分排出不及，必然从芯盒间隙大处排出，不久就使工装磨损。最直接的解决办法就是对磨损处进行焊补，但不能解决再次跑砂磨损芯盒。怎样才能彻底解决问题呢，于是我想到了加排气塞的办法。具体做法就是在靠近跑砂部位内平面加适量排气塞。如图A使易跑砂部位的余气全部排出。一次性修复改造，解决了芯盒跑砂问题，，减少了芯盒送修次数和维修成本。

2、热芯盒射芯机排气不畅造成砂芯疏松，射不满芯腔的解决办法

2.1射砂原理

射芯制芯是一种高效率的机械化制芯方式，它以压缩空气为动力将芯砂以高速射入芯盒并获得紧实。其射砂紧实原理为：将具有一定压力和容量的压缩空气，瞬时打开闸门，使压缩空气骤然冲入砂腔（储砂筒或储砂头），形成砂气混合流高速射入芯盒。靠芯砂所获得的动能和芯盒内砂层之间所形成的压力差（P1－P2）的作用，使芯砂在芯盒内得到紧实。

（1）影响动能大小的因素

①射砂压力，动能与速度V平方成正比，压力高，动能大，在一定范围内，压力越大，砂流速度越大，一般射砂压力为0.45-0.65MPa.

②射砂孔截面积，射砂孔截面积太小，砂流通过时阻力大影响砂流速度。截面积太大，砂流速度降低。

（2）影响压力差的主要因素

压力差P1－P2指砂层自由表面P1与排气处压力P2之间的压力差。这种压力差的大小与芯盒内形成的料层厚度成正比，它和气流方向相一致的作用在射入芯盒的砂粒上，起了紧实砂芯的作用。

①芯盒型腔深度，芯盒型腔越深，气流阻力越大，压力差越大。

②排气方式，芯盒下部排气，建立了P1－P2压差，上部紧砂面排气，气流从上部排掉，压力差损失掉。

③排气截面积，排气截面积与芯砂粘结剂种类有很大关系。对流动性很差的芯砂，排气截面积就要大。

在射砂紧实中，砂流动能和压力差是射砂紧实的两个主要因素，何种因素起主要作用，决定于芯盒的结构及排气系统的布置情况。

通过上述原理可知，芯盒的排气结构在射芯制芯中尤为重要。排气不畅会导致砂芯紧实度差，砂芯表面呈海绵状，强度较低，且铸件容易产生粘砂缺陷。或是射不满芯腔，砂芯报废。

2.2芯盒排气结构

热芯盒排气主要用间隙排气和底面局部深凸处用排气塞排气。如图B-a为分型面排气槽排气。其深度一般为0.2-0.3mm，其中热芯盒湿态砂用0.3mm，热芯盒干态砂用0.2mm，图B-b为顶芯杆与孔之间配合间隙来排气。为了扩大排气面，把顶杆做成多边形。图B-c为凸块和凸块座之间的间隙排气。

图B间隙排气

2.3我厂热芯盒排气方式及使用情况

顶芯杆间隙排气，因易磨损造成跑砂，使模具送修频率高而未采用，现在主要采用排气塞，排气槽排气。一般是在芯腔内设置排气塞，在上下模间设置排气道排气效果较好，但在局部位置设置较小排气塞时，排气塞易被堵塞，需经常清理，加大了清理的工作量，且易造成疏松。因排气不畅造成砂芯报废时有发生。成为此质量控制的一个难点。

2.4解决排气不畅的办法

由于水套芯壁薄，形状为圆弧形，芯盒内腔开设不了大的排气塞，而设置的Φ6排气塞排气效不好，易被堵塞，砂芯常因疏松或射不满芯腔而报废。如开设排气槽排气，一方面会产生跑砂现象，一方面是局部位置需开设排气的地方排气孔道无法引出芯盒外。而一直未解决排气不畅的问题，每次生产时废品都极高。经过一段时间对各种排气方式的比较后。我想到了一种方法，既可解决排气不畅问题又能防止跑砂现象。

方法是将排气槽和排气塞两种排气方法结合起来使用，如图C，在芯盒分槽面需要开设排气槽的地方开设排气槽。但排气槽不直接通出芯盒外，而是在排气槽内再开设排气塞。将进入排气槽内的气流通过排气塞或排气孔排出芯腔外。这样砂气流进入排气槽内后，在排气塞的作用下