覆膜砂射芯機(jī)/射砂成型機(jī)理是什么?
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?隨著對(duì)中小鑄件的質(zhì)量要求不斷提高,覆膜砂制芯工藝得到越來(lái)越廣泛地運(yùn)用。筆者長(zhǎng)期與射芯機(jī)和射芯模打交道,在實(shí)踐中不斷思考和分析射砂成型的機(jī)理,今拙筆總結(jié),以供同行們參考。
不同的鑄件,就有不同的砂芯形狀,也就有不同的模具型腔與結(jié)構(gòu),但萬(wàn)變不離其宗:射砂過(guò)程就是所射“砂”的動(dòng)能在型腔內(nèi)衰減的過(guò)程!也就是說(shuō),砂芯某一處沒(méi)射足或沒(méi)射致密,我們可以理解為:當(dāng)“砂”到達(dá)該處前動(dòng)能已衰減至零!
根據(jù)動(dòng)能P=1/2mv2的原理,我們得出以下結(jié)論:
1、射口宜小不宜大。
在射砂壓力確定以后,“砂”的動(dòng)能由m和v的決定,但由于V是平方關(guān)系,所以,“砂”的速度(V)相對(duì)“砂”的質(zhì)量(m)來(lái)說(shuō)更重要(就像橡膠水管一樣,把口捏得越小,水柱噴得越遠(yuǎn))。通常的射口為φ8、φ10、φ12,極少有φ12以上的。
2、把合模間隙(無(wú)論是冷態(tài)時(shí)還是熱態(tài)時(shí))控制在0.2mm以下,是射砂成型良好的關(guān)鍵。
我們理解,“砂”是被“氣”裹挾著充型的,“砂”的速度決定于裹挾它的“氣”的壓力,所以,避免射砂后,“氣”快速泄漏是關(guān)鍵所在。當(dāng)然充型完之后,保持型腔適當(dāng)排氣也是不可少的。實(shí)踐證明,只有把射芯模左右(或上下)模具合模間隙控制在0.2mm以下,才能確保射制出良好的砂芯。不僅如此,對(duì)于大型腔,我們提醒注意:靠近射口附近型腔的“排氣能力”不要太好,即不放排氣塞,少放頂桿等。
3、在離射口最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端要有充分的排氣。
通常的情況是“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”,在型腔的中部往往也有局部不致密的情況,這肯定的原因:不是此處“砂”無(wú)動(dòng)能,而是此處窩“氣”。解決這種現(xiàn)象的方法:首選增加遠(yuǎn)端排氣,其次才是此處適當(dāng)加裝“排氣塞”(象型腔中間部分的孔、封閉腔)。更多的情況是,當(dāng)遠(yuǎn)端排氣能力增加后,此處的“窩氣”就不見(jiàn)了,草率在窩氣處加裝“排氣塞”或“排氣槽”,有可能增加遠(yuǎn)端射不好的風(fēng)險(xiǎn)(中間動(dòng)能衰減太大)。
現(xiàn)實(shí)中,人們往往隨意在型腔的中間部位加裝“排氣塞”和“排氣槽”,非常普遍和隨意。型腔的排氣塞、排氣槽是星羅棋布。我們認(rèn)為,型腔內(nèi)除了適當(dāng)加裝頂桿外(也有排氣功能),所有的排氣都應(yīng)放在遠(yuǎn)離射口的遠(yuǎn)端,而且是越多越好(以不噴砂為原則)——既不影響射“砂”過(guò)程中的動(dòng)能,又解決了射“砂”后的排氣。
4、縮短射“砂”行程、多射口、射口設(shè)置在阻擋“物”少的位置等都利于降低射“砂”動(dòng)能衰減速度、射制出良好砂芯。
4.1 如圖所示:當(dāng)L較大(>400)時(shí),圖a射砂方式不如圖b射砂方式利于射砂成型。“砂”在型腔中的行程越短,充滿型時(shí)的動(dòng)能衰減越小。
?4.2圖b三個(gè)射口(根據(jù)需要,也可以選擇四個(gè)或五個(gè)射口),較圖a二個(gè)射口,可縮短射砂時(shí)間,有利于快速成型。
4.3射口要設(shè)置在阻擋小的位置,即射口正對(duì)的型腔通道上盡量少阻擋“物”,以減小動(dòng)能損失,尤其是靠近射口處的阻擋“物”,對(duì)剛射入型腔內(nèi)的“砂”動(dòng)能損失更大。對(duì)于殼型模具,我們往往會(huì)在型腔中人為增設(shè)射砂通道,既利于成型又增加了殼型的剛性。
順便與大家分享一些經(jīng)驗(yàn)和看法:
* 射砂壓力控制在0.25~0.45Mpa為好
良好的型腔遠(yuǎn)端排氣,可有效降低射砂壓力,減小模具型腔的磨損,有利于提高模具壽命。
* 熱態(tài)“碰?!焙苤匾?br />
對(duì)于一些曲面分型的模具,冷態(tài)合模良好,但模具加熱后,由于動(dòng)定模具膨脹不一致,合模銷、套卡死從而合模不到位,從而影響射砂成型。這時(shí)候,應(yīng)該請(qǐng)模具鉗工在模具加熱到200℃左右時(shí)繼續(xù)“碰?!?,直至合模間隙≤0.2mm。
* 盡量減小分型面的接觸面積
建議在型腔四周留30mm寬的接觸面,其余部分(除復(fù)位桿等需要外)都加工至平面下3~5mm,以減少射砂后,因砂粒等粘在分型面上,而合模不到位的可能性。
* 測(cè)溫點(diǎn)的位置應(yīng)遠(yuǎn)離加熱管(距加熱孔邊緣≥40mm)
通電后,加熱管四周很快升溫,如測(cè)溫點(diǎn)靠加熱管太近,則溫控儀測(cè)的溫度很快就到達(dá)設(shè)定溫度(220~250℃),交流接觸器就會(huì)斷開(kāi),但斷開(kāi)后不久,測(cè)溫點(diǎn)溫度馬上降低到設(shè)定溫度之下,交流接觸器迅即通電,但通電后不久又?jǐn)嚯?,斷電后不久再通電,如此反?fù),不僅使電器元件易于損壞,而且模具溫度上升很慢,熱損失加大,生產(chǎn)效率很低。
* 開(kāi)合模平行度≤0.2mm
曾遇到設(shè)備動(dòng)、定模板平行度達(dá)2mm的情況,模具合上后,或上或下或前或后有≥0.2(有的甚至大于1mm以上)的縫隙,射“砂”時(shí)局部噴砂,砂芯射不完整和致密。根本原因是設(shè)備動(dòng)、定模板平行度超標(biāo),亦或是模具左右(或上下)底面間的平行度超標(biāo)造成的。
* 模具加熱后頂板運(yùn)動(dòng)要自如
頂板通常由二塊組成,一塊底板,一塊夾板,通常要求:夾板壓緊底板后,頂桿不能被夾死,要能轉(zhuǎn)動(dòng)自如(隨形頂桿需防轉(zhuǎn)除外),同時(shí),當(dāng)模體加熱膨脹后,頂桿在頂板內(nèi)有左右膨脹位移的空間(將底板上頂桿孔銑成腰形)而不至發(fā)生因模體內(nèi)頂桿隨模體膨脹、頂板內(nèi)頂桿沒(méi)有隨頂板膨脹(或膨脹不夠)、又沒(méi)有位移空間而造成頂桿傾斜、憋死、活動(dòng)不自如的現(xiàn)象。一旦頂桿傾斜、憋死、活動(dòng)不自如,則合模就難以合好,射砂則會(huì)出現(xiàn)噴砂、泄氣等,就難以射出良好的砂芯。
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