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      射芯机种类的选择

      1 热芯盒和冷芯盒的选择

       射芯机是采用覆膜砂制芯，适用于热芯盒和冷芯盒两种。射芯机的特点是应用两根导柱，开合模垂直分型，同时安装两副不同的模具，中间固定架可以双面安装定模，左右开合模（相当于双模架）。射芯机广泛应用于铸造行业中，用射芯机制造的型芯尺寸精1确，表面光洁。射芯机工作原理是将以液态或固态热固性树脂为粘结剂的芯砂混合料射入加热后的芯盒内，砂芯在芯盒内预热很快硬化到一定厚度（约为5～10 mm) 将之取出，形成表面光滑、尺寸精1确的优质砂芯成品。

       热芯盒射砂机利用机体空腔做贮气包，应用了一种由气缸推动的射砂阀，多工位射芯机厂，能使射砂阀快速动作，达到射砂筒快速进气的要求。主柱和机架都是空心结构，目的在于增大贮气包的容积和保证机体的刚性。机体的刚性必须高，以避免射砂时射砂机构受力变形上抬，造成芯盒密封不严而产生喷砂现象。但热芯盒射砂机主要用于制造质不**过12kg，芯盒截面积不**过400mm×400mm的实心的或中空的热固性砂芯。

       冷芯盒射砂机大多采用气体硬化法，亦即用树脂砂射芯后，通以气体（三乙胺，SO2，CO2）使砂芯硬化，这是射芯机基本上可以应用通常的射砂机构。由于采用了具有上述结构的三乙胺冷芯盒射芯机，其合模精度很高，运动平稳，生产效率高，节省成本，延长模具寿命，使得砂芯尺寸精1确，降低铸件废品率等

根据本设计所要造型的芯的质量较大，精度要求不高，较高的生产率等特点，选用冷芯盒射砂机

       2垂直水平分型造型机的确定

       常用的有垂直分型无箱射压造型机和水平分型脱箱射压造型机。垂直分型无箱射压造型机造型不用砂箱，多工位射芯机，型砂直接射入带有模板的造型室，所造砂型尺寸精度高，砂箱两面都有型腔，生产率高，但下芯困难，对型砂质量要求严格。水平分型脱箱射压造型机利用砂箱进行造型，砂型造好后合型脱箱，下芯方便，生产率高。

       垂直分型无箱射压造型机的特点，射压方法紧实砂型，所得型块紧实度高而均匀，型块的两面都有型腔铸型由两个型块间的型腔组成，分型面是垂直的，连续造出的型块互相推合，形成一个很长的行列。一个型块即相当一个铸型，而射和压都是快速造型方法，具有生产率高、生产出的铸件尺寸精1确，用砂节省、自动化程度高等许多优点，特别适用于无芯或少芯的中小铸件生产。

       水平分型脱箱射压造型机的造型特点，由于上，下型都采用射砂造型，而且射砂方向垂直于模板，没有模样阴影区，所以砂型的紧实度比较均匀，而且下芯在机外进行，方便安全，因而具有一定的优越性，但它的射砂筒与压实液压缸的结构比较复杂，射砂耗气量大。

       通过对本次设计的综合考虑，选用水平分型脱箱造型

铁型覆膜砂铸造的热交换特点  

      液态金属浇入铁型覆膜砂铸型以后，“铸件——覆膜砂层——铁型”是一个不稳定的热交换系统。为了使问题简化，假设铸件是半元限的；并假设系统中各组元的温度场按直线规律分布的。图1表示系统的一部分，显然，同样的比热流q通过了系统中各个组元： 令分别表示铸件与覆膜砂 层、铁型与覆膜砂层之间热交换强度的两个传热准则。k1是铸件热阻与覆膜砂层热阻之比；k2是铁型的热阻与覆膜砂层热阻之比。将k1和k2结合起来考虑，随着覆膜砂层厚度的变化，有以下三种实际上可能发生的“铸件——覆膜砂层——铁型”间不同的传热情况：  

      ①当k≤1，k2≤1时，覆膜砂层在正常的厚度之内，铸件的冷却速度随着覆膜砂层厚度的减少而增大。  

      ②当覆膜砂层的厚度**过某一厚度以后，铁型对铸件冷却已不产生影响，多工位射芯机工厂，这时就相当于普通的砂型铸造或树脂砂铸造。由于覆膜砂层的导热系数比铁型的导热系数小得多，所以铸件冷却缓慢。  

      ③当k≧1，k2≧1时，覆膜砂层厚度太薄，这时就相当于金属型铸造了。   以上热交换特点已为实验所证实，当曲轴（CTЦ-14）铁型覆膜砂铸造的覆膜砂层厚度从4～32mm逐渐变化时，曲轴组织中的渗碳体量不断减少，珠光体量和铁素体量不断增加。而当覆膜砂层厚度小于4mm时，多工位射芯机厂家，铸件的冷却强度与金属型（厚涂料）相近；覆膜砂层大于32mm时，则其冷却强度相当于普通树脂砂铸造了。   当铁型覆膜砂铸造用于各种不同铸件的生产时，就是通过试验或经验类比，以确定不同的覆膜砂层厚度和铁型厚度来控制铸件的凝固速度。例如在490Q球铁曲轴铁型覆膜砂铸造工艺设计中，取覆膜砂层厚度为，铁型壁厚为20～30mm，生产出了优质的无冒口铸态球铁，其主要原因：  

      ①覆膜砂层有效地调节了铸件的冷却速度，一方面使铸件不易出现白口，另一方面又使冷却速度大于砂型铸造。如图2所示，当铁水浇入铁型覆膜砂铸型后，经8min铸件温度降到930℃左右，而砂型要降到同样温度，就需要24min，冷却速度提高了3倍左右，其结果使铸件的机械性能显著提高。  

      ②铁型无退让性，但很薄的覆膜砂层却能适当减少铸型的收缩阻力；而铁型所具有的刚性，又有效地利用了球铁在凝固过程中的石墨化膨胀，实现了无冒口铸造；由于覆膜砂层薄，型腔不易变形，铸件精度比砂型大为提高。   1-铁型覆膜砂2-砂型  图2球铁浇注后的冷却曲线   3铁型覆膜砂铸件的冷却速度   影响铁型覆膜砂铸件冷却速度的因素有铸件壁厚、铸件材质、浇注温度、覆膜砂层厚度、覆膜砂层的材料、铁型厚度、铁型材质和铸型温度等因素。在此，仅讨论铸件壁厚（bc）、覆膜砂层厚度（bm）及铁型厚度(bi)的影响。   3.1 bc、bm和bi对铸件冷却的影响   图3是在下列实验条件下做出的不同铸件壁厚（分别是10mm、20mm、40mm、80mm）、不同覆膜砂层厚度（分别是4mm和32mm）以及不同铁型壁厚（分别是32mm和8mm）对铁型覆膜砂铸件冷却速度的影响情况：铸件化学成分3.52%C、2.46%Si、0.80%Mn、0.18%P、0.031%S，覆膜砂层化学成分为：石英砂90%，粘土8%，煤粉2%，水分3%。   图3铸件壁厚、覆膜砂层厚度、铁型壁厚对冷却速度的影响   从图3可见：①铸件壁厚、覆膜砂层厚度和铁型壁厚共同影响铸件的冷却速度。因此，在实际生产中，应根据不同的铸件壁厚来选择合适的铁型厚度和覆膜砂层厚度，以得到所需的冷却速度。②不同厚度的铸件可以通过选择合适的覆膜砂层厚度和铁型壁厚得到相同的冷却速度，例如图3中的Ⅰ区表示厚度为10mm和20mm、Ⅱ区表示20mm和40mm、Ⅲ区表示40mm和80mm铸件冷却范围之间的重叠。

      ③虽然可以改变bm和bi使不同厚度的铸件获得相同的冷却速度，但并非任何厚度的铸件都可获相同的冷却速度，在本实验条件下，厚度为10mm和厚度为40mm的铸件就不能获得完全一样的冷却速度（曲线没有重叠部分）。