拔模斜度

用于树脂砂造型的木模结构设计及制作工艺

兰州石油化工机器总厂(甘肃省兰州市　730050)　田　鑫

摘要:从木模起模和木模强度等方面入手,阐述了树脂砂木模结构的设计、木模结构简化的方法。提出了木模的选材及制作工艺。

关键词:木模结构　木模选材　制作工艺

The W ood Pa ttern Con struction D esign and Pa ttern M anufactur i ng

Techn ique for the Resi n-sand M old i ng

T ian X in

(L anzhou Petro leum and Chem icalM ach inery W o rk s)

Abstract:Starting from p attern draw ing and p attern strength analysis ect,th is p ap er fo rm uates the design and si m p licity of the resin2sand w ood p attern con structi on.It also p resen ts m aterical selecti on and p attern m anufactu ring techn ique fo r p attern.

Key words:W ood p attern con structi on　M aterical selecti on　Pattern m anufactu ring techn ique

1　前言

树脂砂的铸件质量好,是铸造生产的发展方向。但在实际生产中,使用常规木模造型起模时,经常出现木模开胶或局部断裂。严重时,发生起不出木模或木模整体破坏等严重问题。因此,常规木模结构已经不适应树脂砂造型的工艺要求。为此,我们对树脂砂使用的木模结构进行了重新设计,并取得了一些经验。

表1　木模用材材质选用范围

T ab.1　M aterical selecti on fo r wood patterns

木材缺陷计算方法

允许限度

一级二级三级活　节

与

死　节

最大的一个节子尺寸不得超过材面宽度的数值

任意材长一米中节子个数不得超过的个数(节子

尺寸不足10mm的不计个数)

20%40%50%

4个7个10个腐朽腐朽面积不得超过材面的数值不许有5%10%裂纹长度不得超过材长的数值5%10%20%虫眼任意材长一米中,虫眼个数不得超过的数值不许有510弯曲顺弯、横弯不得超过的数值1%2%3%钝棱

钝棱最严重部分的缺角尺寸,不得超过板宽的数

值

5%10%20%

2　树脂砂木模用材要求

树脂砂造型对木模总的要求是:尺寸精确、表面光滑平直、沿起模方向的上、下面不能有弧线和曲面。这就要求木模用材应当具有变形较小,含水率符合本地区含水率要求,加工后,表面应光滑。表面不得有蜂窝孔、缺肉、朽木、裂纹、翘曲变形等大面积明显缺陷。在木材使用上,应不低于GB153—84《针叶树锯材分等》中的二等材标准。推荐树脂砂木模选材范围,见表1。

3　树脂砂用木模结构设计

由于树脂砂型在起模时,已具有一定的硬化强度,无退让性,起模时摩擦力较大。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高。同时,树脂砂硬化后修型困难,一般情况下,不允许在砂型面及芯头面处进行修磨,铸件尺寸精度主要靠木模尺寸来保证,这就要求木模制作精确。同时,铸造工艺中注明的浇口、冒口、冒口补贴以及铸件内、外圆角等,均要按图纸尺寸,在木模上做出。

3.1　解决树脂砂起模问题

在起模问题上,我们认为解决的办法是:(1)在铸件尺寸精度和外观造型许可的情况下,木模拔模斜度尽可能放大,以便使木模从砂型中能顺利地起出。有分型面的木模,拔模斜度取值应按高的一段木模施放,矮的一段应与之在分模面处取齐。筋板的拔模斜度一般可大于外模斜度值。但为了不致使铸件重量增加,对于大于15mm厚度的筋板,一般采用正负斜度。对拔模斜度的取值可参考表2标准,各厂可结合本厂的实际情况应用。(2)木模结构的排料,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木板结构(见图1)。也可采用多层胶合板作为

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1

—《铸造技术》1 1997

a .不合理,起模方向出现

b .合理,采用顺纹板结构

木材横向端头

图1　木模木纹结构

F ig .1　Pattern wood grain constructi on

表2　模型板模斜度值

T ab .2　T he draft value of the resin 2sand patterns

侧面高度取斜方法

L mm Α度

非加工加工面≤501.5～22°17′正稍正稍>50～1502～32°17′～1°26′正稍正稍>150～2503～412°6′～0°48′正稍正稍>250～4004～50°48′～0°38′正负稍正稍>400～6005～60°38′～0°31′正负稍正负稍>600～1000

6～70°31′～0°24′正负稍正负稍>1000

(1:150)(0°22′)正负稍正负稍说 明

　1.铸件本身有大于或等于表列斜度值者,不另加斜度。

　2.加工面取正负斜度者,最少加工余量不能低于规定值的80%

　3.拨模斜度应尽可能取最大值。

　4.有特殊要求(如空刀、凸台、活块)的部位,工艺要注明。

木模外表面面料。(3)对于高度较高,以及尺寸和外观

要求较高的铸件。不能采用增大拔模斜度的办法,应采用组芯造型、劈模造型等相应办法来解决。(4)妥善设置起模装置,提高起模的可靠性。通常,起模装置应放在整个木模的底部,保证能在起模过程中不发生断裂。3.2　加强木模主体结构的强度由于树脂砂用木模起模时,砂型已固化,虽有弹性也很微弱,木模和砂型之间摩擦力很大。木模结构如果不合理,主体模型部分强度低,在起模时,很容易造成

木模散架、局部断裂等问题。因此,树脂砂用的木模主

体部分一定要有足够的强度。国内有些厂家主体模型

部分采用钢架结构,效果比较理想。采用木制主体结构

的厂家也十分普通。采用木制主体结构时,对于批量较大的产品,可以采用图2所示结构。对于数量较少的产品铸件,可以采用常规木模结构方法制作。但不管采用哪种结构,都必须使用一定数量的金属螺杆增加强度。方法是在木模上、下表面,用电钻垂直钻出适当数量的孔,然后将螺杆穿入,并用螺母拧紧。孔洞部分一般用环氧树脂塑料抹平。钻孔数量视具体情况而定。一般

情况采用的范围是每300mm ×300mm 钻孔,螺杆规

格一般为M 10～M 16

。图2　木模主体木结构示意图

F ig .2　T he schem e of m ainbody of the wood pattern constructi on

3.3　利用树脂砂造型特性,简化木模局部结构

在保证木模主体结构强度的基础上,可以利用树脂砂模型不受捣砂冲击的特点,对于数量要求少的铸件,木模在局部上,可以进行简化。首先,是木模上、下表面板、及四侧面板、圆桶桶板、芯盒邦、堵板、底板,在厚度上可以比常规模型减薄。同时,可以直接用三、五

合板制做圆体结构外型、芯盒桶板、外型曲面形状的曲

面板、

芯盒装料弧面板等多种类型。这样既节约了大量木材,又减少模型制作中的车、

铣、手工刨、铲削等工作量。简化方法视产品形状,可局部简化或整体简化等。方法多种多样,举一反三,可灵活应用。4　木模工艺结构制定原则

4.1　圆体模结构对于直径小于300mm ,高度低于200mm 的圆体木模,结构可采用常规制作方法,木模横竖叠料。对于

直径大于300mm ,高度高于200mm 的圆体模,结构

可尽量采用圈圆桶结构,便于起模。桶板厚度最薄一般

为15

～30mm 之间,视具体情况而定。在制定中,可参考表3桶板结构表。

尽量少采用辋圈结构,这是因为辋圈结构受潮变形后,易出现里出外进缺陷,虽然很小,但起模时非常困难,很容易起坏木模。如采用辋圈结构,最好木模表面再贴一层三合板。对于铸件数量较少的圆桶结构二、三级木模,可在保证木模主体强度的基础上,不贴桶板条,可直接贴五合板。既减轻工作量,节

约木材,又能保证铸件生产。

表3　树脂砂木模桶板结构表

T ab .3　Barrel constructi on of the resin 2sand wood patterns

外径Σmm 等分n 最薄厚度∆mm 车削量a mm

300～40012153401～700

16204701～1000242541001～1500323051500～2000

48

30

5

简图

4.2　方形模结构

此类模型制作的原则,就是在保证主体强度的基

础上,尽可能采用顺纹板结构,便于起模。同时,侧面板及上、下表面板因不受捣砂的冲击,厚度可相应的减薄,节省木材。同时,为了增强主体模型,必须在木模表面紧固一定数量的螺杆,有木制型板的木模,必须用—

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