弧形套筒类铸件熔模精密铸造的模具设计

贵州安吉精铸公司（贵州安顺  561003） 聂胜华

 

[摘要]该铸件涉及一种弧形套筒类的结构形式，具有圆弧形且仅呈一端开口的铸件。对采用熔模精密铸造以蜡模成型的方式设计模具具有一定的挑战性，因模具活块仅能从一端拔出，而且必须按圆弧的轨迹移动，同时必须保证铸件的壁厚公差和芯子在出模时在型腔内形成的负压（排气问题），以获得完整、不变形的蜡模。对模具设计提出了极高的要求。
 关键词：熔模精密铸件  模具设计  壁厚公差  型腔负压  变形

 

在前期模具设计时，分析出了多种方案，如在内腔出一个整体型芯，沿圆弧中心线X拔出，同时用型芯的端面（如下图的M面）通过圆柱销与外模定位，并在型芯的M面上增设了一个拔模用排气装置。模具制造完成经试压后，发现整体型芯型芯在拔出时因包紧力及负压的影响作用太大，其排气装置根本起不到排气的作用。蜡模是我公司精密铸件成型的先决条件：没有高尺寸精度的蜡模，就无法获得高质量的精密铸件。所以经多次论证，最终设计出了如下图2的模具结构。

1．铸件描述：如下图1所示，铸件外形尺寸为295ⅹ150ⅹ145、典型壁厚2mm，属于偏薄的铸件，一端带法兰边， 由于A、B（如下图1）为一固定值、不许带任何出模斜度，内腔很深且必须严格保证壁厚H的公差值（±0.01）。
 2．模具结构分析：从铸件结构看，重点在于保证H=2mm的铸件壁厚及保证完整的蜡模成型。为了达到上述要求，靠整体抽芯虽然能使铸件壁厚得以较好的保证，但易导致蜡模破碎，即受包紧力及负压的影响太大而难以出模。
在实际生产中，因是整体抽芯机构，在拔模时往往会导致蜡模破裂，且壁厚难以保证（芯头端面上的圆柱销定位难以保证尺寸精度,使型芯偏移）。对于A、B值为50以下且型腔深度小于120的铸件勉强适用，而尺寸大铸件无法获
得完整、尺寸精度好的蜡模：一是虽然为整体型芯，但因型腔深而呈悬臂状，
 

当芯头端面上的圆柱销插入时制造误差等原因促使型芯偏移且无法检测模具型腔壁厚；二是整体的型芯结构，使蜡模对型芯的包紧力极大，虽然设置了一个拔模用排气装置， 但也只能在型芯的端面（M面）上开设，型芯的另四个面全部被蜡模包紧，空气无法进入，最终导致蜡模被破坏。
3．模具结构设计：要解决的问题是如何实现顺畅取模和严格保证铸件壁厚。为解决上述技术问题，本弧形套筒类铸件模具结构形式是（图2）：1。将型芯一分为二，在型芯I（件3）上使R3与R1、R2的圆心不同心，通过a,b尺寸的控制使R1与R3间形成在固定段（即插销端）的尺寸大于型芯端面（M面）。这样就形成了在圆弧上的拔模斜度，即固定端尺寸大于M端。在取模时，首先拔出型芯1（3），然后拔出型芯II（4），之后再打开模具取出其他的活块。从二获得完整的蜡模。2。因悬型芯臂长且被分成两块后，因定位更加困难，使铸件的壁厚更难以保证。办法是在上下左右4个活块（如5、7）上按活块出模增加￠10的圆台，用圆台顶住2个型芯（件3、件4）且圆台高出活块型面的高度就是铸件壁厚的厚度，同时使圆台与型芯的接触面为局部球面，以保证型芯的顺畅拔出。
 

4．结束语：通过将型芯一分为二和改变圆心位置形成了在圆弧上的拔模斜度，很好的保证了蜡模的完整，未出现破损现象；利用圆台定位较好的保证了铸件的壁厚且使铸件的壁厚首次实现了在模具上的轻松测量。
5．参考文献
[1]  章舟.熔模精密铸造技术问答。北京：化学工业出版社，2007
[2]  冯炳尧.模具设计与制造简明手册。上海：上海科技出版社，1985
[3]  模具制造手册编写组，模具制造手册。北京：中国农业机械出版社，1982