金属芯盒的设计与优化

芯盒优劣直接影响砂芯质量及制芯生产率。木芯盒、菱苦土及塑料芯盒一般不必专门设计。本节只介绍金属芯盒的设计。

1.芯盒的类型和材质

依制芯方法分普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒。普通芯盒应用广，有代表性。几种常用结构如图3-80所示。中小芯盒多用铝合金铸造。铝芯盒轻巧、易加工、表面光洁、不生锈。但强度、硬度低，不耐磨。在经常受摩擦的表面上镶装钢板——耐磨片，可延长寿命；大芯盒多用铸铁制造。铸铁芯盒强度、硬度高，耐磨，但沉重易锈；铜合金及钢材，多用于制作芯盒中的镶块和活块，满足高耐磨性的要求。

图3-80 普通金属芯盒的结构

a）单面敞形式 b）单面脱落式 c）垂直对开式 d）、 e）有开口的水平对开式 f）无开口的水平对开式

2.芯盒结构设计

芯盒本体的结构包括壁厚、加强肋、边缘、活块、镶块等。外围结构包括定位、夹紧装置、手柄、吊轴、同造芯机连结的耳子等。附件有气孔针、通气板和填砂板等。(www.xing528.com)

（1）壁厚、加强肋和边缘 可参照有关设计手册选取壁厚、肋和边缘尺寸。肋可加强芯盒强度和刚度，增加芯盒高度，以便安放手柄，还利用肋使芯盒在工作台上放置平稳。铝芯盒边缘上应镶装厚3～4mm的钢板——防磨片，用沉头螺钉固定。

（2）活块、镶块 妨碍砂芯取出的部分应制成活块。活块同芯盒本体之间可用定位销、榫及燕尾槽定位。应使活块重心落入芯盒窝座之内，以保持稳定。一般先加工窝座，然后钳工用涂色法修配活块，使之松紧适度。为加工方便，常将芯盒内某些局部——镶块分开加工，然后镶装在本体上，故叫镶块。

（3）定位、夹紧结构 对开芯盒都有定位结构，常用定位销、铰链及止口。定位销是标准件，精度高、应用广。销子、销套用工具钢制造，工作部分淬火，硬度为40～45HRC，销子直径一般为8mm、10mm、12mm，以适应芯盒大小。

手工造芯的简单芯盒的夹紧可用钢丝制成的弓形夹。成批生产的芯盒应有操作方便的、由标准元件构成的夹紧结构，如蝶形螺母、活节螺栓（图3-81）、快速螺杆、螺母装置等。结构应简单、紧凑、操作、修理应方便。

图3-81 垂直对开芯盒的定位、夹紧结构

（4）手柄、吊轴 小芯盒可利用突耳当作手柄。为了搬运、翻转方便，中、大芯盒上应有手柄或吊轴。手柄、吊轴可采用铸接式或整铸式、装配式，位置应使芯盒搬运时保持平衡。