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【摘 要】 木模是铸造生产中最基本的工艺装备。它的质量好坏,直接影响铸件的形状和尺寸精度,为了保证铸件的质量,减少消耗降低成本,结合铸造实际生产情况,遵循以下原则。木模必须按零件图、铸件图或工艺图的要求制造,并且有足够的强度、刚度和必要的表面光洁度、尺寸精度。本文从木模制作、起模和木模强度等方面入手,阐述树脂砂生产用木模的制作工艺和存放时间对木模的影响。
【关键词】 木模强度;尺寸精度;制作工艺
树脂自硬砂用于铸造生产,较粘土砂造型来说有很多优点,使其成为当前铸造行业的主要生产工艺之一。但是由于是在型砂硬化状态下起模,在生产中经常会发生局部损坏、起不出木模等情况,严重时甚至会出现木模整体结构被破坏的问题。因此常规的传统木模结构已不适用于树脂砂造型的工艺要求。为此本文仅根据自己多年的工作实践经验,简单探讨一下用于自硬砂造型的木模结构特点及设计制作的一些工艺原则。
1 木模的结构特点
针对自硬树脂砂造型的工艺特点,因砂型在起模时,已具备一定的硬度,造成砂型退让性差,起模摩擦力大。因此木模必须具有良好的起模性,其主体强度应比常规木模要高。
1.1加强木模主体结构的强度
要保证模具尺寸精度,在造型制芯起模时不变形不损坏,必须选择合理的结构来保证木模的主体强度。树脂砂用木模,一般可用钢骨结构附加筋带结构和金属镶嵌结构等来增强模具强度。对于大批量生产的大型模具来说,一般主体骨架要采用角钢焊接。按铸件形状先制作一个简单的骨架,然后用标准螺丝钉固定木板,根据需要甚至可用螺栓固定。做出模具芯子即可。表面木板一般只要20mm至50mm厚度即可。这样即节约了时间又缩短了制造工期。对于一般小批量的木模,除了正常胶合并用螺钉连接外,还要在结合处用手枪钻沿不同倾斜方向转出适当数量和深度的孔,然后把螺钉带胶水一起拧人增加强度。对于薄板类木模、箱型木模以及多块组成的不规则类木模则可以用筋带来加强模具的强度,其具体方法是根据需要用一根或几根方木或槽钢在木模内部将分开的几个部分连接成一个整体,来增加强度。视情况需要还可以在模具外部增设附加筋带。但是这种筋带对填砂成型有害,起模后需将筋带形成的空穴堵死。为此在木模外部增设筋带的方法尽量少用。对于末特别困难和突出易损坏部位及小型木模起模时的敲击部位,可采用金属镶嵌结构。一般镶嵌金属吕条或铁条可以增加木模强度,也可以缓解局部起模困难。无论采用哪种方法或结构来制作木模,在木模的起模方向上都必须在合理的部位使用一定数量的金属螺栓来增加模具强度。具体方法是在合适部位钻出一定数量的垂直孔,然后穿入螺杆拧紧。模具表面的孔洞部分要填平钻孔数量根据当时情况定,每个螺孔间距不大于300至500mm,螺栓规格为M10至M16之间。
1.2解决起模困难的问题
1.2.1合理进行工艺设计
从工艺上说因为树脂砂用的木模与砂型硬化时间有关。如果树脂砂型硬化时间长,则砂型强度就高,起模也就困难。而砂型硬化时间短,则难以成型。所以只有控制好起模时间,才能确保型腔内的表面光洁度。为此在进行木模工艺设计时应尽可能避免分模。不分模的木模不受外砂箱的限制。可以在最适当的时间起模,从而避免因分模而使各砂箱不能单独起模而使先制作的砂型失去最佳起模时间,引起不必要的起模难度。另外模具上凸出部位在工艺设计上往往是采用活块方法来处理的,这样对树脂砂起模也是很不利的。因为木模活块与母模起模方向不一致,并且受到空间、起模器大小、形状等局限使活动块起模更加的困难,因此在工艺上也尽可能的避免。如果无法避免也应用燕尾销式劈摸的方法而不宜使用揷钉活块。
1.2.2关于拔模斜度的取值
树脂砂的型芯在起模时,已经具有一定的硬化强度几乎没有退让性,起模时摩擦力较大。一般不能用敲击模样与芯盒框的方法松动模样来起模。因此有种说法是要依靠适当增大拔模斜度的方法来保证外观质量,以便于起模。而拔模斜度的取值不应一概而论,要具体情况具体分析。虽然树脂砂没有退让性,起模时摩擦力较大,但是由于其强度高,不易损坏,拔模斜度的取值并不需要刻意的加大来保证砂型的外观质量以便起模。只有小型模样及筋板的拔模斜度要适当增大。而大中小模样因为起模时都是用行车起模的,所以只要有好的脱模剂就可以了,不用刻意加大拔模斜度的取值。另外对于木模高度较大,尺寸精准和外观较光滑的铸件更加不能采用加大拔模斜度取值的方法。而应采用组芯造型、劈摸造型等方法来解决问题。如工艺上未注明的木模拔模斜度按下表制作:(表1)
表1 自硬砂造型时,摸样外表面的起模斜度[1]
测量高度h
mm 起模斜度≤
金屬摸样、塑料摸样 木模样
a a〈mm〉 a a〈mm〉
≤10 3°00' 0.6 4°00'0° 0.8
>10~40 1°50' 1.4 2°05' 1.6
>40~100 0°50' 1.6 0°55' 1.6
>100~160 0°35' 1.6 0°40'' 2.0
>160~250 0°30' 2.2 0°35' 2.6
>250~400 0°30' 3.6 0°35' 4.2
>400~630 0°25' 4.6 0°30' 5.6
>630~1000 0°20' 5.8 0°25' 7.4
>1000~1600 - - 0°25' 11.6
>1600~2500 - - 0°25' 18.2
>2500 - - 0°25' -
注:(1)当凹处过深时,可用活块或芯子形成;
(2)自硬砂造型时,摸样凹处内表面的起模斜度值允许按其外表面的斜度值增加50%; (3)对于起模困难的摸样,允许采用较大的起模斜度,但不超过表面中数值一倍;
(4)芯盒的起模斜度可参照此表;
(5)当造型机工作比压在700kpa以上,允许将本表的起模斜度增加,但不得超过50%
(6)铸件结构本身在起模方向上有足够的斜度时不再增加起模斜度;
(7)同一铸件,上下两个起模斜度应取在分型面上同一点。
1.2.3木模结构和排料
木模结构和排料的好坏也是影响起模的一个重要因素。其主要原则是应尽量避免在起模面上出现木材横向端头。沿起模方向尽量采用顺纹理木板的结构。采用顺纹理木板结构可以明显减少模具起模时的摩擦力,同时也避免了因木料收缩引起的表面不平整。如果两者处于同一表面时,该表面会明显的出现不平整的现象。同理圆形木模应尽量采用圈圆筒的结构以便于起模。尽量避免采用叠辋结构,如果要用叠辋结构时,最后在木模表面加贴一层三合板。而对于铸件数量较少的圆筒结构的木模,可以在保证木模主体强度的基础上,不贴筒板条,而直接贴五合板。这样即可以减少了工作量、节约木材又能保证铸件生产时的起模方便。对于方形模具和箱形木模来说也是如此,尽量把木材的横向端头放在上下分型面上。
1.2.4合理设置起模装置
树脂砂用木模是在几乎没有退让性和砂型强度随时间不断增加的砂型中起模的。因此除了木模结构合理外,还要设置牢固的起模装置。对于结构简单的小型实心木模一般可以不用特别设置起模装置。结构复杂的小型木模,应在木模的底部重心位置上装起模铁板。并在相应的位置上转出贯穿的孔洞。起模时用螺杆穿过木模拧在位于木模底部的起模铁板上就可以起模了。中等木模一般都是空心的。中间部位应该设置加强筋加固。这样起模装置安排在筋带部位底部,并做出起模孔。对于起模要求高的中形木模则要安装专门的起模钩。在承受起模钩的部位应加固其与木模整体的结合。视情况加方木或角钢对其进行加固。安装位置应基本对称以保持起模平衡。对于大型木模来说起模钩应尽量安装在木模骨架主体上,在连接上要用螺丝或螺栓进行加固。总之起模装置的设置的部位,应遵循牢固,有利于起模平衡的原则来进行设置,并且该部位的起模受力方向应与木模整体结构结合的方向相同,这样才可以避免该部位起模受力后与木模整体分离。
1.3利用树脂砂造型的特性合理简化局部结构
由于自硬性树脂砂造型的特性,可以考虑在适当的情况下局部简化木模结构以达到节约木料减少工作量的目的。例如可以利用自制砂模型不受捣砂冲击的特点,对于数量较少的铸件木模结构在局部上就可以进行简化。首先是模具上下底平面、四面的侧面板、圆筒的筒子板、芯盒的堵板、底板等部位的木板厚度可以比常规用料要薄,甚至可以用合板来加工。同时对于圆筒体结果的外型芯盒的筒板、外型曲面形状的曲面板、芯盒弧面板等按模型大小情况直接用合板制作木模。简化木模的方法视产品形状可局部简化或整体简化。另外常规木模中使用的木板制作放入自硬砂木模中是不使用的,该方法是无法保证砂型尺寸精度的。芯盒的制作也应尽可能的避免使用刮板。除非有足够的加工余量,否则以上两种制作方法如果使用在自硬砂用木模的制作中会有得不偿失的感觉
2 树脂砂用木模工艺结构制作原则
2.1圆形木模结构
对于直径小于300mm高度低于200mm的圆形木模,其结构可以采用常规制作方法,木模横竖叠料。对于直径大于300mm高度高于200mm的圆形木模,结构应采用圈圆筒结构以便起模,筒板厚度可在15mm至30mm之间,视具体情况而定。避免采用辋圈结构,这是因为辋圈结构的木模受潮后会出现里出外进的缺陷,给起模带来很大困难,更容易损坏模具和型腔。一旦无法避免该结构,应在模具表面复上合板。对于数量较少铸件的圆筒结构模具,在保证模具主体强度的基础上可以不用贴筒板条而直接复合板。这样即减轻了工作量有节约了木料,还可以保证铸件的光洁度。
2.2方形木模结构
对此类木模制作的原则就是在保证模具主体强度的基础上尽可能的采用顺纹板结构,便于起模。同时则面板上下面因不受捣砂的冲击厚度相应的减薄以节省木材。同时为了增加主体的强度必须在木模表面加固一定数量的螺杆。有木制型板的模具必须用螺杆把模具与型板一起固定。
2.3芯盒的结构
对于直径小于300mm的小型圆形对开芯盒,可用常规芯盒结构,叠料在铣床上直接铣出对于大于300mm的圆体对开芯盒,主体用圈筒结构不粘筒板木条,直接粘三合板五合板,对于大于一定尺寸的除了以上的做法,还要在芯盒外部加装角铁,以确保强度和吊运方便,还可以分段制作。方型芯盒结构大都采用脱落芯盒,这里则要注意定位装置的强度避免固定位置的移损带来的尺寸精度上的不精确。除此还应避免砂芯为过大的实体,对于这种情况应考虑把砂芯做成壳体,以节约芯砂易于落砂和清理,还可以减小发气量,提高砂芯的溃教性.
2.4木模油漆
木模制作完成后为了避免带来铸造缺陷,木模工作表面应光滑平整。为了便于起模,模必须油漆。木模上漆前先用腻子填补缺陷,然后油漆。木模涂漆必须均匀、平滑,不能有杂质、气泡流挂等明显缺陷。涂漆对木模的变形也起到一定的保护作用。木模的各部分应涂色标记,标记要完全明确,外模和芯盒上均应标明型号、件号、名称、活块数量、泥芯部位及编号等。具体规定如下表:(表2)
3 木模的存放及安全措施
制作完成木模后应把模具存放在干燥的室内,防止日晒雨淋。木模应放置平稳,且放置在高于地面200mm左右,不能在上面放置重物。木模仓库应空气流通,严禁烟火,并且配備足够的防火设施。
4 木模的存放时间与变形
4.1木模变形原因
表2 木模涂色标记[2]
木模涂色部分的名称 涂色标记 黑色金属件木模底色 黄色
有色金属件木模底色 红色
加工表面 黑色圆点,涂色面积不少于总面积的10%
芯头 黑色
活动部分(活块) 用黑色修边
模样及芯盒的加强筋 黑色斜线条
安方冷铁部位 全部白色
4.1.1模具管理原因——可控
4.1.2气候条件原因——不可控
4.2木模变形比例与存放时间关系(表3)
表3 木模模具存放时间与变形比例的关系[3]
木模模具存放時间(月) 木模模具变形比例(%)
3 2.3
6 5.1
9 8.6
12 13.7
16 21.9
18 41.8
上面模具变形比例与存放时间关系图示分析,随着存放时间的增加,模具变形的比例逐渐升高,且存放时间越久,变形比例增加的越快。
4.3木模变形量与存放时间关系(表4)
表4 木模模具存放时间与变形量的关系[3]
木模模具存放时间(月) 木模模具变形比例(%)
3 2mm
6 5mm
9 8mm
12 10mm
16 11mm
18 11.5mm
以上模具变形量与存放时间关系图示分析,随着存放时间的增加,模具变形的比例逐渐升高,且存放时间越久,变形比例增加的越快。
5 结论
综上所诉树脂砂用木模结构,木模工艺要适应自硬砂的特点,才能充分体现自硬砂工艺的优点。常规的木模结构已不完全适用于自硬砂工艺,采用新的木模结构,将有利于提高砂型能力,延长木模使用寿命,最终提高铸件质量和尺寸精度。自硬砂用木模在注意本身的表面光洁度,尺寸精度和合理结构的不同,还要注意木模涂漆的选用。自硬砂工艺结构较常规木模要更加注重其主体结构的强度和起模难度,这两个方面选用高质量的脱模剂,控制好起模时间对于改善起模难度也有一定的作用。
参考文献:
[1]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册:第5卷(铸造工艺).北京:机械工业出版社第二版.2003.
[2] JB/T5106《铸件模样型芯头基本尺寸标准》
[3] GB/T11350《铸件机械加工余量标准》
【关键词】 木模强度;尺寸精度;制作工艺
树脂自硬砂用于铸造生产,较粘土砂造型来说有很多优点,使其成为当前铸造行业的主要生产工艺之一。但是由于是在型砂硬化状态下起模,在生产中经常会发生局部损坏、起不出木模等情况,严重时甚至会出现木模整体结构被破坏的问题。因此常规的传统木模结构已不适用于树脂砂造型的工艺要求。为此本文仅根据自己多年的工作实践经验,简单探讨一下用于自硬砂造型的木模结构特点及设计制作的一些工艺原则。
1 木模的结构特点
针对自硬树脂砂造型的工艺特点,因砂型在起模时,已具备一定的硬度,造成砂型退让性差,起模摩擦力大。因此木模必须具有良好的起模性,其主体强度应比常规木模要高。
1.1加强木模主体结构的强度
要保证模具尺寸精度,在造型制芯起模时不变形不损坏,必须选择合理的结构来保证木模的主体强度。树脂砂用木模,一般可用钢骨结构附加筋带结构和金属镶嵌结构等来增强模具强度。对于大批量生产的大型模具来说,一般主体骨架要采用角钢焊接。按铸件形状先制作一个简单的骨架,然后用标准螺丝钉固定木板,根据需要甚至可用螺栓固定。做出模具芯子即可。表面木板一般只要20mm至50mm厚度即可。这样即节约了时间又缩短了制造工期。对于一般小批量的木模,除了正常胶合并用螺钉连接外,还要在结合处用手枪钻沿不同倾斜方向转出适当数量和深度的孔,然后把螺钉带胶水一起拧人增加强度。对于薄板类木模、箱型木模以及多块组成的不规则类木模则可以用筋带来加强模具的强度,其具体方法是根据需要用一根或几根方木或槽钢在木模内部将分开的几个部分连接成一个整体,来增加强度。视情况需要还可以在模具外部增设附加筋带。但是这种筋带对填砂成型有害,起模后需将筋带形成的空穴堵死。为此在木模外部增设筋带的方法尽量少用。对于末特别困难和突出易损坏部位及小型木模起模时的敲击部位,可采用金属镶嵌结构。一般镶嵌金属吕条或铁条可以增加木模强度,也可以缓解局部起模困难。无论采用哪种方法或结构来制作木模,在木模的起模方向上都必须在合理的部位使用一定数量的金属螺栓来增加模具强度。具体方法是在合适部位钻出一定数量的垂直孔,然后穿入螺杆拧紧。模具表面的孔洞部分要填平钻孔数量根据当时情况定,每个螺孔间距不大于300至500mm,螺栓规格为M10至M16之间。
1.2解决起模困难的问题
1.2.1合理进行工艺设计
从工艺上说因为树脂砂用的木模与砂型硬化时间有关。如果树脂砂型硬化时间长,则砂型强度就高,起模也就困难。而砂型硬化时间短,则难以成型。所以只有控制好起模时间,才能确保型腔内的表面光洁度。为此在进行木模工艺设计时应尽可能避免分模。不分模的木模不受外砂箱的限制。可以在最适当的时间起模,从而避免因分模而使各砂箱不能单独起模而使先制作的砂型失去最佳起模时间,引起不必要的起模难度。另外模具上凸出部位在工艺设计上往往是采用活块方法来处理的,这样对树脂砂起模也是很不利的。因为木模活块与母模起模方向不一致,并且受到空间、起模器大小、形状等局限使活动块起模更加的困难,因此在工艺上也尽可能的避免。如果无法避免也应用燕尾销式劈摸的方法而不宜使用揷钉活块。
1.2.2关于拔模斜度的取值
树脂砂的型芯在起模时,已经具有一定的硬化强度几乎没有退让性,起模时摩擦力较大。一般不能用敲击模样与芯盒框的方法松动模样来起模。因此有种说法是要依靠适当增大拔模斜度的方法来保证外观质量,以便于起模。而拔模斜度的取值不应一概而论,要具体情况具体分析。虽然树脂砂没有退让性,起模时摩擦力较大,但是由于其强度高,不易损坏,拔模斜度的取值并不需要刻意的加大来保证砂型的外观质量以便起模。只有小型模样及筋板的拔模斜度要适当增大。而大中小模样因为起模时都是用行车起模的,所以只要有好的脱模剂就可以了,不用刻意加大拔模斜度的取值。另外对于木模高度较大,尺寸精准和外观较光滑的铸件更加不能采用加大拔模斜度取值的方法。而应采用组芯造型、劈摸造型等方法来解决问题。如工艺上未注明的木模拔模斜度按下表制作:(表1)
表1 自硬砂造型时,摸样外表面的起模斜度[1]
测量高度h
mm 起模斜度≤
金屬摸样、塑料摸样 木模样
a a〈mm〉 a a〈mm〉
≤10 3°00' 0.6 4°00'0° 0.8
>10~40 1°50' 1.4 2°05' 1.6
>40~100 0°50' 1.6 0°55' 1.6
>100~160 0°35' 1.6 0°40'' 2.0
>160~250 0°30' 2.2 0°35' 2.6
>250~400 0°30' 3.6 0°35' 4.2
>400~630 0°25' 4.6 0°30' 5.6
>630~1000 0°20' 5.8 0°25' 7.4
>1000~1600 - - 0°25' 11.6
>1600~2500 - - 0°25' 18.2
>2500 - - 0°25' -
注:(1)当凹处过深时,可用活块或芯子形成;
(2)自硬砂造型时,摸样凹处内表面的起模斜度值允许按其外表面的斜度值增加50%; (3)对于起模困难的摸样,允许采用较大的起模斜度,但不超过表面中数值一倍;
(4)芯盒的起模斜度可参照此表;
(5)当造型机工作比压在700kpa以上,允许将本表的起模斜度增加,但不得超过50%
(6)铸件结构本身在起模方向上有足够的斜度时不再增加起模斜度;
(7)同一铸件,上下两个起模斜度应取在分型面上同一点。
1.2.3木模结构和排料
木模结构和排料的好坏也是影响起模的一个重要因素。其主要原则是应尽量避免在起模面上出现木材横向端头。沿起模方向尽量采用顺纹理木板的结构。采用顺纹理木板结构可以明显减少模具起模时的摩擦力,同时也避免了因木料收缩引起的表面不平整。如果两者处于同一表面时,该表面会明显的出现不平整的现象。同理圆形木模应尽量采用圈圆筒的结构以便于起模。尽量避免采用叠辋结构,如果要用叠辋结构时,最后在木模表面加贴一层三合板。而对于铸件数量较少的圆筒结构的木模,可以在保证木模主体强度的基础上,不贴筒板条,而直接贴五合板。这样即可以减少了工作量、节约木材又能保证铸件生产时的起模方便。对于方形模具和箱形木模来说也是如此,尽量把木材的横向端头放在上下分型面上。
1.2.4合理设置起模装置
树脂砂用木模是在几乎没有退让性和砂型强度随时间不断增加的砂型中起模的。因此除了木模结构合理外,还要设置牢固的起模装置。对于结构简单的小型实心木模一般可以不用特别设置起模装置。结构复杂的小型木模,应在木模的底部重心位置上装起模铁板。并在相应的位置上转出贯穿的孔洞。起模时用螺杆穿过木模拧在位于木模底部的起模铁板上就可以起模了。中等木模一般都是空心的。中间部位应该设置加强筋加固。这样起模装置安排在筋带部位底部,并做出起模孔。对于起模要求高的中形木模则要安装专门的起模钩。在承受起模钩的部位应加固其与木模整体的结合。视情况加方木或角钢对其进行加固。安装位置应基本对称以保持起模平衡。对于大型木模来说起模钩应尽量安装在木模骨架主体上,在连接上要用螺丝或螺栓进行加固。总之起模装置的设置的部位,应遵循牢固,有利于起模平衡的原则来进行设置,并且该部位的起模受力方向应与木模整体结构结合的方向相同,这样才可以避免该部位起模受力后与木模整体分离。
1.3利用树脂砂造型的特性合理简化局部结构
由于自硬性树脂砂造型的特性,可以考虑在适当的情况下局部简化木模结构以达到节约木料减少工作量的目的。例如可以利用自制砂模型不受捣砂冲击的特点,对于数量较少的铸件木模结构在局部上就可以进行简化。首先是模具上下底平面、四面的侧面板、圆筒的筒子板、芯盒的堵板、底板等部位的木板厚度可以比常规用料要薄,甚至可以用合板来加工。同时对于圆筒体结果的外型芯盒的筒板、外型曲面形状的曲面板、芯盒弧面板等按模型大小情况直接用合板制作木模。简化木模的方法视产品形状可局部简化或整体简化。另外常规木模中使用的木板制作放入自硬砂木模中是不使用的,该方法是无法保证砂型尺寸精度的。芯盒的制作也应尽可能的避免使用刮板。除非有足够的加工余量,否则以上两种制作方法如果使用在自硬砂用木模的制作中会有得不偿失的感觉
2 树脂砂用木模工艺结构制作原则
2.1圆形木模结构
对于直径小于300mm高度低于200mm的圆形木模,其结构可以采用常规制作方法,木模横竖叠料。对于直径大于300mm高度高于200mm的圆形木模,结构应采用圈圆筒结构以便起模,筒板厚度可在15mm至30mm之间,视具体情况而定。避免采用辋圈结构,这是因为辋圈结构的木模受潮后会出现里出外进的缺陷,给起模带来很大困难,更容易损坏模具和型腔。一旦无法避免该结构,应在模具表面复上合板。对于数量较少铸件的圆筒结构模具,在保证模具主体强度的基础上可以不用贴筒板条而直接复合板。这样即减轻了工作量有节约了木料,还可以保证铸件的光洁度。
2.2方形木模结构
对此类木模制作的原则就是在保证模具主体强度的基础上尽可能的采用顺纹板结构,便于起模。同时则面板上下面因不受捣砂的冲击厚度相应的减薄以节省木材。同时为了增加主体的强度必须在木模表面加固一定数量的螺杆。有木制型板的模具必须用螺杆把模具与型板一起固定。
2.3芯盒的结构
对于直径小于300mm的小型圆形对开芯盒,可用常规芯盒结构,叠料在铣床上直接铣出对于大于300mm的圆体对开芯盒,主体用圈筒结构不粘筒板木条,直接粘三合板五合板,对于大于一定尺寸的除了以上的做法,还要在芯盒外部加装角铁,以确保强度和吊运方便,还可以分段制作。方型芯盒结构大都采用脱落芯盒,这里则要注意定位装置的强度避免固定位置的移损带来的尺寸精度上的不精确。除此还应避免砂芯为过大的实体,对于这种情况应考虑把砂芯做成壳体,以节约芯砂易于落砂和清理,还可以减小发气量,提高砂芯的溃教性.
2.4木模油漆
木模制作完成后为了避免带来铸造缺陷,木模工作表面应光滑平整。为了便于起模,模必须油漆。木模上漆前先用腻子填补缺陷,然后油漆。木模涂漆必须均匀、平滑,不能有杂质、气泡流挂等明显缺陷。涂漆对木模的变形也起到一定的保护作用。木模的各部分应涂色标记,标记要完全明确,外模和芯盒上均应标明型号、件号、名称、活块数量、泥芯部位及编号等。具体规定如下表:(表2)
3 木模的存放及安全措施
制作完成木模后应把模具存放在干燥的室内,防止日晒雨淋。木模应放置平稳,且放置在高于地面200mm左右,不能在上面放置重物。木模仓库应空气流通,严禁烟火,并且配備足够的防火设施。
4 木模的存放时间与变形
4.1木模变形原因
表2 木模涂色标记[2]
木模涂色部分的名称 涂色标记 黑色金属件木模底色 黄色
有色金属件木模底色 红色
加工表面 黑色圆点,涂色面积不少于总面积的10%
芯头 黑色
活动部分(活块) 用黑色修边
模样及芯盒的加强筋 黑色斜线条
安方冷铁部位 全部白色
4.1.1模具管理原因——可控
4.1.2气候条件原因——不可控
4.2木模变形比例与存放时间关系(表3)
表3 木模模具存放时间与变形比例的关系[3]
木模模具存放時间(月) 木模模具变形比例(%)
3 2.3
6 5.1
9 8.6
12 13.7
16 21.9
18 41.8
上面模具变形比例与存放时间关系图示分析,随着存放时间的增加,模具变形的比例逐渐升高,且存放时间越久,变形比例增加的越快。
4.3木模变形量与存放时间关系(表4)
表4 木模模具存放时间与变形量的关系[3]
木模模具存放时间(月) 木模模具变形比例(%)
3 2mm
6 5mm
9 8mm
12 10mm
16 11mm
18 11.5mm
以上模具变形量与存放时间关系图示分析,随着存放时间的增加,模具变形的比例逐渐升高,且存放时间越久,变形比例增加的越快。
5 结论
综上所诉树脂砂用木模结构,木模工艺要适应自硬砂的特点,才能充分体现自硬砂工艺的优点。常规的木模结构已不完全适用于自硬砂工艺,采用新的木模结构,将有利于提高砂型能力,延长木模使用寿命,最终提高铸件质量和尺寸精度。自硬砂用木模在注意本身的表面光洁度,尺寸精度和合理结构的不同,还要注意木模涂漆的选用。自硬砂工艺结构较常规木模要更加注重其主体结构的强度和起模难度,这两个方面选用高质量的脱模剂,控制好起模时间对于改善起模难度也有一定的作用。
参考文献:
[1]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册:第5卷(铸造工艺).北京:机械工业出版社第二版.2003.
[2] JB/T5106《铸件模样型芯头基本尺寸标准》
[3] GB/T11350《铸件机械加工余量标准》