[发明专利]砂芯及其冷芯盒射芯通用模具以及制造方法

说明书

本发明公开了一种砂芯包括砂芯本体以及固定在砂芯本体上的冷铁，所述砂芯本体包括母体砂芯和子砂芯，所述子砂芯镶嵌在母体砂芯上；所述冷铁固定在子砂芯上。还提供了一种制作该砂芯的模具和方法。

技术领域

本发明涉及一种铸造用砂芯及制作砂芯的冷芯盒射芯模具，以及利用该模具来制造砂芯的方法。

背景技术

砂芯是一种固定在砂模内部用于成型铸件中腔体的模具。砂芯本身也需要利用模具来制作。砂芯的制作包括传统冷芯盒射芯制芯和3D打印制作砂芯。

传统冷芯盒射芯制芯的过程中，冷铁运用通常是设置摆放在下模，上模无法或不易设置安放冷铁，即使要使用也只能在砂芯在设计时预留冷铁放置空间，待砂型射芯完后再安放粘贴上去，但往往由于射芯制作的砂芯存在拔模斜度，铸造冷铁的拔模斜度、尺寸偏差和飞边等问题，导致冷铁与砂芯预留空间不吻合，在安放过程中需要打磨砂型或填塞间隙填充物，影响砂芯质量和生产效率。并且在传统的冷芯盒射芯模具制造中，每种砂芯均单独制作模具，甚至每个不同的砂芯均需要单独制作或组合制作一套模具；冷芯盒模具结构复杂，包括上冷芯盒、下冷芯盒、射砂板、射砂咀、上顶模板、下顶模板，上冷芯盒开设有多个射砂孔、设定位孔，下冷芯盒设有与上冷芯盒定位孔对接的定位销。冷芯盒射芯金属模具比手工造型用模具(木模、塑料模、金属模)结构复杂，生产制造成本高1-3倍，模具设计、制作周期长2-3倍；模具成本占整个铸件生产成本的比例较高，随着铸件种类的增多，铸件模具也相应增多，大幅增加了模具库存成本。严重制约冷芯盒射芯技术的发展，造成铸造制芯生产效率的瓶颈问题；阻碍冷芯盒射芯生产产业化的发展。

采用3D打印制作砂芯过程中，无法安放冷铁，需要冷铁时，砂芯在设计时需预留冷铁放置空间，待砂型打印完后再粘贴上去，铸造冷铁的拔模斜度、尺寸偏差和飞边等问题，导致冷铁与砂芯预留空间不吻合，在安放过程中同样需要打磨砂型或填塞间隙填充物，影响砂芯质量和生产效率。

同时，对于整个冷铁的粘置过程，由于冷铁质量的浮动，拔模斜度原因，冷铁规格的多样，而且在粘置过程中由于间隙较大，间隙内的型砂强度难以保证，增加了铸件夹砂风险；如过多使用粘结剂，增加了砂型的发气量，极易造成气孔等铸造缺陷。

综上所述，现有的制芯方法具有以下问题：1)冷芯盒射芯生产的机体砂芯的上模冷铁粘贴后，冷铁周边的间隙2-5mm，需要手工填砂或填充大量的粘结剂，极大地影响砂芯的质量；2)3D打印的砂芯需要使用冷铁的，同样由于铸造冷铁的拔模斜度、尺寸偏差和飞边等问题，导致冷铁与砂芯预留空间不吻合，在安放过程中同样需要打磨砂型或填塞间隙填充物，影响砂芯质量和生产效率；甚至使用加工冷铁的方式来保证冷铁的质量，增加了冷铁成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种砂芯及其模具以及制造方法，解决了3D 打印或射芯等快速成型砂芯冷铁设计使用的操作问题和高尺寸精度限制问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种砂芯，包括砂芯本体以及固定在砂芯本体上的冷铁，所述砂芯本体包括母体砂芯和子砂芯，所述子砂芯镶嵌在母体砂芯上；所述冷铁固定在子砂芯上。

作为一种改进，所述子砂芯与母体砂芯之间的间隙为0.5-1mm。

作为一种优选，所述子砂芯为砂芯本体上与冷铁周围接触的厚度为 5-30mm的砂体。

作为一种优选，所述子砂芯为砂芯本体上与冷铁周围接触的厚度为 5-40mm的砂体。

本发明还提供一种用于制作上述子砂芯的冷芯盒射芯通用模具，包括母模和子模；所述母模包括上母模和下母模，所述子模包括上子模和下子模；母模上有用于容纳子模的空腔以及用于与子模匹配连接的连接孔；所述子模上射嘴和排气孔与母模对应，并设置有与连接孔配合连接的法兰；冷铁放置在下子模上。

作为一种改进，所述上子模和下子模沿砂芯的使用面随型分模而成。