如何设计水平和垂直芯头？

芯头是指芯子中伸出铸件，且不与铸件相接处的部分。芯头的作用是定位并固定芯子，承受芯子本身重力及浇注时液体金属对芯子的浮力，排除浇注时芯子所产生的气体。芯头设计的内容包括：芯头结构、芯头长度、芯心斜度、芯头间隙、补砂档等。

1.芯头结构

芯头的定位结构是指芯头在铸型中固定砂芯时所具有的特定结构，砂芯的定位和固定主要是由芯头通过上述定位结构来实现的，其他固定芯头的方式包括芯撑和特殊固定方式。芯头根据砂芯的放置位置分为水平芯头和垂直芯头。典型的芯头结构如图3⁃14所示。水平芯头的定位结构见表3⁃1，垂直芯头的定位结构见表3⁃2。

图3⁃14 典型的芯头结构

a）水平芯头 b）垂直芯头

表3⁃1 水平芯头的定位结构

（续）

表3⁃2 垂直芯头的定位结构

2.芯头长度或高度

芯头的长度或高度是指砂芯伸入铸型芯座内，起到固定或定位砂芯作用的那部分砂芯的长度或高度。芯头除了上述作用外，还要求砂芯能够承受自身的重力或金属液的浮力。

（1）水平芯头 其芯头长度由表3⁃3查得。水平芯头中的悬臂芯如图3⁃15所示，其芯头长度可由表3⁃4查得。

表3⁃3 水平芯头的长度l （单位：mm）

注：1.芯头长度如果受砂箱尺寸的限制，可按表中的数值减小20%～25%，同时采取措施增加芯座相应部位的强度，以提高芯座的抗压能力。

2.多支点芯头的长度可适当减少。

图3⁃15 悬臂芯

a）直芯悬臂芯 b）L形悬臂芯 c）L形顶面为分型面的悬壁芯 d）立芯附带的悬壁芯

表3⁃4 悬臂芯的芯头长度l （单位：mm）

（2）垂直芯头 其芯头高度由表3⁃5查得，其中h₁由表3⁃6查得。

表3⁃5 垂直芯头的高度h （单位：mm）(www.xing528.com)

（续）

注：1.一般情况下，上下芯头的高度取同值，尤其是大批量生产时。

2.如果采用上下芯不同值，可由h查h₁，见表3⁃6。

3.对于大且高度不大的砂芯，可不用上芯头，这时下芯头可适当加高。

4.如果芯头的高度与直径之比大于2.5，可加大芯头的直径。

表3⁃6 由h查h₁ （单位：mm）

3.芯头斜度

芯头斜度是为了利于下芯、合型及便于起模和脱芯，在芯头和芯座部位做出的斜度，可分为水平芯头的芯头斜度和垂直芯头的芯头斜度。一般情况下，上芯头的芯头斜度要比下芯头的芯头斜度要大一些。水平芯头的芯头斜度由表3⁃7查得，垂直芯头的芯头斜度由表3⁃8查得。

表3⁃7 水平芯头的间隙与芯头斜度 （单位：mm）

注：表中符号见表3⁃3中的图。

表3⁃8 垂直芯头的芯头斜度

4.芯头间隙

芯头间隙是指为了利于下芯，在芯头与芯座之间留出的配合间隙，水平芯头的芯头间隙以及芯头斜度可由表3⁃7查得。垂直芯头的芯头间隙可由表3⁃9查得。需要注意的是表中所给定的芯头间隙，是一个参考值，在实际生产中，还要结合现有的生产条件来调整和修改。影响芯头间隙大小的因素有：芯盒的材质、芯盒活板的紧固方式和舂砂的方向及紧实度等。

表3⁃9 垂直芯头的芯头间隙 （单位：mm）

5.补砂档

对于较大的水平芯头，为了利于下芯，在制芯过程中由于膨胀和变形，使得芯头的尺寸变化较大，需要较大的空间来调整砂芯在铸型中的位置，在芯座的端部留出的超出芯头长度的这段空腔就是补砂档，如图3⁃16所示。补砂档的长度b要远大于芯头间隙，一般为100～200mm。补砂档一般在合型时，在相应的砂芯下芯后，用背砂或干砂充填。

图3⁃16 补砂档