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射芯机射砂紧实原理及设计经验

长期与射芯机和射芯模打交道,在实践中不断思考和分析射砂成型的原理,今得到了一些理性认识,同时也积累了一些设计经验,现总结如下,以供同行们参考。

1、射芯机原理

不同的铸件,就有不同的砂芯形状,也就有不同的模具型腔与结构,但万变不离其宗:射砂过程就是所射“砂”的动能在型腔内衰减的过程。也就是说,如砂芯某一处没射足或没射致密,我们可以理解为:当“砂”到达该处前动能已衰减至零。

2、认识

根据动能P=1/2mv2的原理,可得出以下各点认识:

1 射芯机宜小不宜大

在射砂压力确定以后,“砂”的动能由m和v的决定,但由于v是平方关系,所以,“砂”的速度(v)相对“砂”的质量(m)来说更重要。通常的射口为φ8、φ10、φ12,极少有φ12以上的。2 把合模间隙(无论是冷态时还是热态时)控制在0.2mm以下,是射砂成型良好的关键。

2  我们理解,“砂”是被“气”裹挟着充型的,“砂”的速度决定于裹挟它的“气”的压力,所以,避免射砂后,“气”快速泄漏是关键所在。当然充型完之后,保持型腔适当排气也是不可少的。实践证明,只有把射芯模左右(或上下)模具合模间隙控制在0.2mm以下,才能确保射制出良好的砂芯。不仅如此,对于大型腔,笔者提醒注意:靠近射口附近型腔的“排气能力”不宜太好,即不放排气塞,少放顶杆等。

3 在离射口最远的远端要有充分的排气

通常的情况是“头痛医头,脚痛医脚”,在型腔的中部往往也有局部不致密的情况,这肯定是由于:此处窝“气”,而不是此处“砂”无动能。解决这种现象的方法:首选增加远端排气能力,其次才是在“窝气”处适当加装“排气塞”(如型腔中间部分的孔、封闭腔)。更多的情况是,当远端排气能力增加后,此处的“窝气”就不见了。草率地在窝气处加装“排气塞”或“排气槽”,有可能会出现远端射不好的风险(中间动能衰减太大)。

现实中,人们往往在型腔的中间部位加装“排气塞”和“排气槽”,而且非常普遍和随意。型腔的排气塞、排气槽是星罗棋布的。笔者认为,型腔内除了适当加装顶杆外(也有排气功能),所有的排气都应放在远离射口的远端,而且是越多越好(以不喷砂为原则),这样既不影响射“砂”过程中的动能损耗,又解决了射“砂”后的排气问题。

4射芯机缩短射“砂”行程、多射口、射口设置在阻挡“物”少的位置等都有利于降低射“砂”动能的衰减,这些都有助于射制出良好的砂芯。


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