[實用新型]一種砂芯的芯軸結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420808150.0
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN204353425U
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 眭懷明;徐永峰;王永剛;賀從波;陳冬梅
• 申請（專利權）人: 揚州峰明金屬制品有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 任利國

技術領域

本實用新型涉及一種砂芯的芯軸結構，屬于金屬砂型鑄造技術領域。

背景技術

在金屬鑄造領域，直徑超過0.5m、高度超過1.5m以上的結構件稱為大型結構件。對于大型的多內腔回轉體結構件，傳統(tǒng)制造方法為先按內腔的制作難度進行分段，再分別完成各段的鑄造、加工，最后采用螺栓連接的方案實現(xiàn)整體結構件的裝配。為保證螺栓連接處有足夠強度，一般連接法蘭盤厚度是回轉體壁厚的倍數(shù)，導致結構方案遷就了工藝狀況，增加了零件重量。

隨著產(chǎn)品的不斷升級，對結構件越來越提出了更高的輕量化要求，部分結構件甚至采用高強鎂合金替代高強鋁合金。大型多內腔回轉體結構件采用傳統(tǒng)螺栓連接的工藝方案已難以滿足新型產(chǎn)品的要求，采用整體一次鑄造成形的工藝方案已成為新型產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中必須解決的工藝問題之一。

用外模制造鑄型型腔以形成鑄件的外表面稱為造型，用芯盒制造型芯以形成鑄件的內表面稱為造芯。無論是高強鋁合金，還是高強鎂合金材料，在大型多段回轉體鑄件制定鑄造工藝方案過程中，中間型芯的工藝方案是決定整體一次鑄造成形能否實現(xiàn)的重要因素。

分體鑄造內腔結構尺寸完全由中間芯盒的尺寸精度保證，而整體鑄造內腔結構尺寸由多套芯盒和組芯共同保證，整體鑄造單個鑄件內腔尺寸工藝控制點是分體鑄造單個鑄件的幾倍，甚至十幾倍，其內腔尺寸的控制難度增幅較大。分體砂型鑄造再多段組裝成產(chǎn)品的方案，由于芯盒模型首先存在一定的誤差，從芯盒模型到砂型又存在一定的誤差，從砂型到澆鑄再形成一定的誤差，最后由砂型形成的凹凸結構進行裝配仍然存在一定的誤差，因此砂型鑄造的精度一般只能達到《GB/T6414?-1999國標鑄件公差標準》中CT11等級的要求，如果達到CT9等級的要求即為優(yōu)等。在鑄造領域CT9等級以上的精度稱為高精度，高精度結構件的鑄造必須采用精密鑄造工藝，傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝已無法滿足。

此外，分體鑄造中間芯的高寬比一般在合理范圍內，而整體鑄造中間芯的高寬比接近甚至超過三倍，如何保證中間芯的垂直度是整體鑄造必須解決的問題。另外，在鑄件澆注、成形過程中，底部中間芯由于受到整體中間芯軸向的重力作用，其在徑向產(chǎn)生向外的應力應變，這將嚴重影響底部中間芯的徑向退讓性，容易導致鑄件相對位置徑向尺寸超差或產(chǎn)生裂紋。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種砂芯的芯軸結構，可以承載大型砂芯的重量并將上方砂芯的重量傳遞至砂芯底座上。

為解決以上技術問題，本實用新型的一種砂芯的芯軸結構，包括位于砂芯軸線上的芯軸主桿，所述芯軸主桿為管狀結構，所述芯軸主桿的上端設有主桿上導套，所述芯軸主桿的下端設有主桿下導套，所述主桿上導套上連接有芯軸凹端，所述主桿下導套上連接有芯軸凸端，所述芯軸凹端和芯軸凸端分別與所述芯軸主桿過盈配合；所述芯軸凹端的上端面中心設有向下凹陷的芯軸凹端錐形孔，所述芯軸凸端的下端設有芯軸凸端錐形頭，所述芯軸凸端錐形頭可以與所述芯軸凹端錐形孔過盈配合。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型取得了以下有益效果：由芯軸主桿、芯軸凹端和芯軸凸端組合而成的芯軸沿軸線貫穿各砂芯，上方砂芯的芯軸凸端錐形頭插接在下方砂芯的芯軸凹端錐形孔中，且兩者過盈配合，可以保證對接砂芯之間的同軸度。各段芯軸既可以承受各自砂芯的重量，并且可以將上方砂芯的重量通過芯軸向砂芯底座傳遞，避免下方芯砂承受上方砂芯的重量在徑向產(chǎn)生向外的應力應變，使底部砂芯、中間砂芯和頂部砂芯的徑向退讓性都很好，多段砂芯之間通過芯軸形成剛性連接，避免鑄件相對位置徑向尺寸超差或產(chǎn)生裂紋。

作為本實用新型的改進，所述芯軸主桿的中部兩側沿高度方向對稱且均勻設有多道芯骨卡槽，各所述芯骨卡槽相互平行且沿水平方向延伸，各所述芯骨卡槽中分別插接有主芯骨且為間隙配合，每層主芯骨的上方分別搭接有與主芯骨相垂直的副芯骨，所述副芯骨對稱位于所述芯軸主桿的軸線兩側。芯軸主桿上的芯骨卡槽對主芯骨提供軸向支撐，主芯骨對副芯骨提供軸向支撐，主芯骨和副芯骨共同承托芯砂的重量，使砂芯具有足夠的強度和剛度,防止產(chǎn)生變形和斷裂；芯骨卡槽與主芯骨間隙配合保證了清砂過程中將芯軸和主芯骨從鑄件內部取出的可操作性。