模底板与砂箱之问采用一组定位销和一组定位套的定位装置。为了防止砂箱在造型或合箱时被卡死(即定位销和定位套不能合进去或不能分开),因而一端用圆形定位销和圆形定位套相配作为定位端,另一端则用扁定位销与扁定位套相配,起到宽度方向定位和长度方向导向的作用,所以常把扁销称为导向销,扁套称为导向套,导向销有时也用圆形的。普通机械造型机的上下模底板均安装定位销,而上下砂箱均装定位销。合箱时再借助于合箱销进行合箱。但自动化造型线则是下砂箱安装定位套,而上砂箱安装定位销,因此造型时,下模板安装定位销而上模扳安装定位套,有些造型线,每循环一周,砂箱要调一次头,所以上砂箱的两个定位销必须用同一种扁销。当圆弧面与圆套相配合时起定位作用。当扁面与扁套相配时起定向作用。 因为扁定位销和扁定位套在宽度方向起着定位作用,所以扁定位销和扁定位套在制造时对两扁面的平行度和对称度要求较高,一般为0.025mm,同时在安装时要求扁面必须与两定位孔中心连残相平行。 定位销的工作部分,分为定位和导向两部分。销和套的有效定位长度以10~20mm为宜。导向部分的斜度应小于或等于模样的起模斜度,一般情况下取1—3。
一、导向部分的长度分两种情况:
①在以吊车或手工起模时,导向部分应高出模样lOmm。②自动线机械起模和机械合箱时,因设备有较准确的定位,导向部分大于30mm即可。 定位销和定位套(含扁销扁套)之间的配合性质为动配合,其问隙太小影响着铸件精度。但是一般机械造型借助合箱销合型,并可辅以手工调整,其配合性质建议选用H9/d9,而造型自动线是全自动合型,建议选用H8/d8,也可选用H8/d8。 模底板与砂箱定位方式见表 一、一次性定位 1、模底板的定位销与砂箱的销套直接起定位作用,定位结构简单,误差小,主要应用于普通单面模板 2、模底板置于模板框内,井与框定位(定位要求不高)。模底板与砂箱另用定位销和销套定位,比1型复杂。用于需加热的快换模板 3、下模板框安装定位销,下砂箱和下模板定位套用定位销的同一段工作面定位。上砂箱安装定位销,上模扳与上模板框用过渡套定位,过度套与模板定位精确而与上模底框定位间隙较大。用于需加热的造型自动线快换模板
二、二次性定位
1、模板与砂箱不直接定位,摸板四周与铸造模具模板框内的周边定位,定位误差较大,用于普通快换模板
2、模底板与模板框用小销子定位(精度要求高)。模板框再与砂箱定位,形成二次定位。由于多一次定位,误差要累积,所以定位要求高,结构复杂。主要用于组合快换模板,也可用于其他快换模板 脱箱造型用双面模板的定位销是安装在下箱上,而模板和上箱两端应安装销套。销套有圆形和三角形两种。 造型自动线下横板用定位销的结构形式之一 造型自动线上模板与模板框之间的过渡圆套及扁套典型结构见图。 定位销与销套配合精度见表。 高压铸造模具造型模板、模板框及辅助工艺装备 压实力≥0.7MPa均属高压造型铸造模具。垂直分型无箱挤压造型铸造模具也属高压造型铸造模具的范畴。本节对习惯上称为高压造型的水平分型的铸造模具设计作简要介绍。 高压造型铸造模具用模板一般采用快换模板结构方式,即由模板和模板框两部分组装使用。 1、高压造型铸造模具模板的设计 高压造型铸造模具的上、下模板是分开绘制的。由于模板尺寸较大、结构比较复杂,很少采用整体模板。模板一般由模底板、模样(含芯头)、部分浇冒口系统、部分排气系统和起型导柱等零部件组装而成。 (1)模底板材料选择及结构设计 模底板本体材料选择见表。目前最常用的材料是HT200和HT250。高压造型对模底板的强度和刚度要求较高。所以模底板均采用 背面“挖空”辅以加强肋的结构形式。模底板平面的厚度一般为20~35mm。加强肋最小处的宽度一般为15~20mm。组合式模板的组合形式见图。模底板与模板框的定位方式见表。 高压造型机的摸底板一般被列为企业标准件。上模底板虽不设计较深的砂胎,但必须有足够的刚度,因此上模底板高度基本尺寸一般为80~100mm。下模底板一般较高,其基本尺寸根据该铸造模具造型线铸件砂胎所需最大高度而定。当不需在下模底板上做较深的砂胎时,下模底板可与上模底板等高,但必须在模底板与下模板框之间垫一个适当高度的垫框。 (2)浇冒口系统 一条特定的高压铸造模具造型线,一般对浇口杯的位置都有特定的要求。若采用铣浇口杯法,同时不用压铁锁紧铸型时,浇口杯位置不受限制。直浇道、横浇道、阻流浇道、直浇道窝座和滤网座、内浇口、冒口等,一般安装在模底板或模样上。其形状、尺寸、位置应符合工艺要求;材料选择、制造技术要求,以及安装方法,由工艺装备设计者确定。为便于装拆和更换一般采用螺钉正 面固定法。但有些阻流浇口窝座因结构复杂,往往采用背面固定法。直浇口棒一般为带有螺杆的结构形式,固定方法见图。 (3)排气系统 1)造型时铸型的排气 某些铸型有较深的砂胎,或者模样较高,某些砂胎或模样根部不易紧实,往往需要在这些部位安装适当数量的通气塞以提高预紧能力和减少起模时负压带来的起模难度,这对射压造型是非常必要的。尤其是静压造型,为了提高砂型的预紧实度,均在模板或模板框平面的周边部位和砂型不易紧实的砂胎和其他部位安装尽可能多的通气塞。这也是静压造型与多触头高压造型铸造模具设计的主要区别点。 静压造型铸造模具通气塞布置示意图见图。 2)浇注时铸型的排气 高压造型砂箱侧壁上是不设排气孔的。浇注时砂芯和砂型产生的气体、金属液析出的气体以及型腔的气体主要靠分型面和上砂型排出型外。为了实现及时、迅速、有效的排气,通常采用的排气装置有通气针、通气片和通气针与通气片结合为一体的综合排气装置,以及排气冒口、压边冒口(大排气片)等等。 从分型面上直接排出气体时,一般用金属板(厚度约2~5mm)贴合在芯头处上模板或下模板的平面上,用螺钉或铆钉从正面固定。此种结构应设计可靠的“封火”装置,以避免金属液沿芯击间隙流出而造成损害。因此,一般不让气体从分型面直接排出,而是采用把气体从分型面引导到适当的位置后用较大的通气针从上型顶面排出型外的结构。 从上型顶面排气是应用最多和最有效的排气方法。有芯头时,一般都在芯头上设置通气针。为了避免金属液沿芯头流出来堵塞排气孔,一般采用封火槽、封火泥条、石棉绳和专用石棉垫圈等进行封火。此时应根据封火特点正确设计芯头间隙的大小。与型腔(铸件)直接相连通的部位的排气,一般是设置在气体最易集结和金属液最后到达的部位,例如高处的凸台,肋条和边角部位,这里的排气装置都兼有排气和排冷铁水的双重功能。为便于清理,此处的通气针不宜太粗,一般为6~16mm,通气片宽度一般为6~10mm,以容易清铲而“不带肉”为原则。这种排气装置的根部,即与铸件连接处容易出现气缩孔。所以,若为加工面则应多留些加工余量;若为非加工面,应该允许焊补或采用其他修补措施。这种与型腔相连的排气装置一般为暗排气,即不把砂型扎通。以防散落物(砂)掉入型腔。通气片和通气针在模板上的固定方式见图。但只有排气功能的通气针,一般是要把砂型打通的。要打通排气孔,通常采用从型腔内部往砂型顶面扎通的方法。此时扎针按不同零件所需要的相应位置安装在扎针板上。扎针板分为整体式和组合式,均可固定在设备的扎针机构上,所有扎通孔一次完成,快捷可靠。扎通气孔的缺点是最容易出现有害的砂型“掀顶”现象。所谓“掀顶”,就是扎针将上型顶部的一块砂型顶起来,甚至几个扎针将一大片上型顶部的砂型顶起来,当上砂型翻转时,被顶起来的砂块与砂型脱离井掉下去。浇注时,溢流铁水(金属液)常常流人这些排气孔。
为避免出现大面积掀顶现象,常采用以下措施:
①用挡砂扳,挡板上扎针的相应位置均开设φ40mm左右的孔。挡砂板贴合在上型项面,扎针时托住砂型,扎针扎入孔中。 ②在触头块上安装一些与扎针位置相对应的触头针,造型后,其触头针孔与模板通气针孔之间约有10~30mm的一段砂型,扎针只需将此中间一段砂型扎通即可。 ③挡砂板上安装数十组独立的套筒弹簧组合件,将不平整的上型顶面分散式地压住。因为薄壁套筒与弹簧均不会影响扎针通过,所以扎通气针的位置和数量均不会受到限制。压紧套筒及弹簧直径为40~50mm。 扎通通气孔的方法,也可以采用从上砂型顶面向内扎的方法。但此时应该具备五个前提条件:①上砂型顶面为平面。②所有通气针(预留孔)顶面处于同一水平面,此面距离砂箱顶面约80~150mm。③砂型预留孔与扎针对位准确。此外要求扎入砂型的针细而短[约(φ4~φ8)mm×100~170mm]、刚度好。其余部分应粗大些。 打通排气孔的另一种方式是从砂型顶面向型内钻通排气孔。钻通方法有三: ①用电动组合钻来钻通排气孔,该装置结构比较复杂、笨重。 ②用气动组合钻来钻通排气孔,钻头容易被“咬死”,可靠性较差。 ③数控钻孔法,比较先进。 (4)起型导柱 起型导柱一般由圆钢车制而成,每一模板在其空档部位的模底板平面上安装3~4件,其导向段高度约低于砂箱100mm即可,直径一般为φ40~φ60mm,起模斜度0°30′~0°45′。下部带一段螺杆,在模板上的安装方法与直浇口棒的安装方法相同。 高压铸造模具造型模板框 高压造型的模板框一般是与造型设备同时设计的。使用厂家将其纳入厂用标准件的范畴。模板装配在模板框内,通过模板框来实现全部造型动作。 模板框的质量直接影响着造型的质量。一般说上模板框与下模板框是结构差别不多的一对部件。 高压造型模板框的材料选择与结构设计。 多触头高压造型模扳框结构见图。 高压铸造模具造型对模板框的材质要求较高,一般选用QT500—7或QT600-3。对该类模板框本体的强度和刚度要求也较高,所以壁较厚,加强肋也较密。 高压造型模板框一般应担负下述几项工作任务: 1)装有模板定位销或销套,参见表27.2-24。 2)设有模板固定螺孔(一般在框内底部或上部)。 3)做出模底板加强肋及边框的支承面。 4)安装模板电加热器:要求有安装位置、固定方法、电源接口等。 5)在框内底部边角的空档处铸出几个细φ30~φ40mm的通孔,以便清除框内积砂和排气。 6)安装与砂箱箱口直接接触的耐磨快换镶条(有的还增加橡胶密封条),如静压、气动造型。 7)在框壁上设置测温孔,以检控模板温度。 8)设计出顶升模板框和在设备上安装的初定位机构。 9)在模板框底面设计出与设备工作台定位的定位孔并安装定位套或定位销。 10)在框底设计出与设备工作台夹持固定的结构。 11)在框底面设计出起模振动撞击结构,如安装微振碰板。 12)用于双工位造型机的模板框,还需要在框底部设计出模板框推入工作台和双位“穿梭”所需让开夹紧机构的通道。 13)在模板框适当部位设计吊装用吊环螺钉。 14)在模板框显著部位设计出图号和圆销(套)的安装标识。 15)在上模板框的两端耳上安装砂箱定位套或模板定位过渡套。 16)在下模板框两端耳上安装砂箱(模板)定位销。 综上所述,高压铸造模具造型模板框的结构与造型设备有密切的关系,结构都比较复杂,制造成本较高,在选材和结构设计上应尽量设法提高其寿命。 更多产品信息请浏览
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