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砂箱结构设计及优化方案

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:它主要根据砂箱的工作条件、内腔尺寸、高度和材质来确定。其作用不同,内凸边的主要作用是防止砂型塌落,外凸边的作用是提高砂箱的强度和刚度。加强肋厚度取砂箱壁厚度的80%~100%。用泥号定位的大型砂箱,箱壁上应设有划泥号的搭子。

砂箱结构设计及优化方案

构成铸型的一部分,能容纳和支撑砂型的刚性框称为砂箱。它包括内腔尺寸、箱壁、箱带、箱肋和出气孔等。

1.砂箱内腔尺寸

砂箱的内腔尺寸一般用砂箱内轮廓的长度A、宽度B和高度H来表示。确定砂箱内轮廓尺寸时,首先根据模样、浇注系统、冒口、冷铁的尺寸和布置情况,在四周留有适当的吃砂量,初步计算出砂箱内轮廓尺寸。若为标准砂箱,则将尺寸取为系列尺寸间距,尾数取为0或5。

2.箱壁结构

箱壁的断面形状和尺寸是砂箱强度和刚度的决定因素。它主要根据砂箱的工作条件、内腔尺寸、高度和材质来确定。图2-31所示为砂箱常用的截面形状。铸钢车间用的砂箱,由于工作条件恶劣,因此其箱壁可厚一些。

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图2-31 砂箱截面形状

a)适用于小型砂箱 b)适用于中型砂箱 c)适用于大型砂箱 d)适用于中大型砂箱

箱壁上下和内外都做出凸边。其作用不同,内凸边的主要作用是防止砂型塌落,外凸边的作用是提高砂箱的强度和刚度。干型用砂箱填砂面一般不设内凸边,大型砂箱上下都应设内凸边。除了小砂箱外,一般砂箱都设有外凸边,大型砂箱的外凸边最好采用图2-31d所示的台阶形式,以减少分箱面的机械加工量。

为了增加箱壁的强度和刚度,可以在箱壁外面设纵向和横向加强肋。加强肋厚度取砂箱壁厚度的80%~100%。加强肋的布置和数量视箱壁具体结构而定。

砂箱四角是应力集中处,一般采用倒角及圆角过渡形式,如图2-32所示。倒角过渡常用于手工造型用的简易砂箱;圆角过渡常用于中、大型砂箱和机器造型用砂箱。倒角尺寸B=2.5δδ为箱壁厚度),圆角半径R可视砂箱尺寸而定。

为了使砂型在烘干和浇注过程中产生的气体能通畅地排出,中、大型砂箱的箱壁上都做有圆形或椭圆形的排气孔。排气孔为内小外大的锥形孔,以便于制造。排气孔应交错排列,如图2-33所示。

用泥号定位的大型砂箱,箱壁上应设有划泥号的搭子。

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图2-32 砂箱四角过渡形式(www.xing528.com)

a)倒角过渡 b)圆角过渡

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图2-33 砂箱排气孔

3.箱带结构

箱带(箱挡)的作用是加强砂型的强度和砂箱的刚度,并连接砂箱边框。它一般为梯形截面的肋条。肋条多时相互交叉,其高度随型腔高度变化而变化。设计箱带时,应考虑下面一些问题:

1)为了便于紧实和落砂,减轻砂箱重量,内腔尺寸在500mm×400mm以下的手工造型用砂箱、机器造型用砂箱可不设箱带。

2)布置箱带时,应不妨碍浇注系统和冒口的设置及铸件的收缩,不妨碍紧实型砂,且保证砂型在运输和翻型时不塌落。

3)箱带与模样之间应留有一定的吃砂量。通用砂箱吃砂量应大一些,以适应不同尺寸的模样;专用砂箱吃砂量可小一些,箱带高度随模样而定。

4)箱带厚度取箱壁厚度的75%~100%。箱带应均匀交错排列,避免造成铸造应力。对于大型砂箱,为了使箱带适应热膨胀,可在箱带上留2~4处断口。对于高箱带,为了减轻重量,可在箱带上开窗口。箱带与箱壁连接处用圆弧过度。

箱带的布置和结构如图2-34所示。

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图2-34 箱带的布置和结构

a)箱带的结构 b)箱带的布置

1—普通箱带 2—锯齿形箱带 3—开窗口箱带 4—井字形箱带 5—交叉布置 6—带有断口箱带

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