芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

周同和，陳寶玉（寧波全力機(jī)械模具有限公司，浙江寧波 315712）

芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

周同和，陳寶玉
（寧波全力機(jī)械模具有限公司，浙江寧波 315712）

介紹一種芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)闡述了此結(jié)構(gòu)在模具中的實(shí)施方式及優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐證明采用此種芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，有效克服了制芯機(jī)同步頂桿過長(zhǎng)而造成生產(chǎn)經(jīng)常中斷的問題。

芯盒同步頂桿；自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)

隨著我國鑄造業(yè)的大力發(fā)展，對(duì)鑄件的外觀、質(zhì)量等要求越來越高。制芯是鑄件形成過程中的關(guān)鍵工序之一，為了保證質(zhì)量、提高效率、減少勞動(dòng)強(qiáng)度，自動(dòng)制芯機(jī)被廣泛應(yīng)用于鑄造企業(yè)中，我們?cè)趯?duì)與之配套的芯盒模具的設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)同步頂桿的長(zhǎng)度始終是一個(gè)難題。在設(shè)計(jì)時(shí)，以往對(duì)于上芯盒高度過大的模具，在設(shè)計(jì)上往往不得不在上頂出同步頂桿加長(zhǎng)，或者不得不在下芯盒的對(duì)應(yīng)部位安裝接長(zhǎng)桿。使用時(shí)，前者容易造成上頂板來回切換工位時(shí)撞到下方的其它機(jī)構(gòu)，后者容易造成上芯盒來回切換工位時(shí)撞到接長(zhǎng)桿，或撞到取芯叉。不論上述任何情況發(fā)生，都會(huì)使生產(chǎn)線中斷，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而本文設(shè)計(jì)的同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)在許多模具設(shè)計(jì)中得到驗(yàn)證，效果良好。

1　常用芯盒同步頂桿結(jié)構(gòu)工藝分析

通常在冷、熱芯盒設(shè)計(jì)中要使砂芯留在下芯盒中，便于在下芯盒頂出取芯，或者直接留在上芯盒，通過上頂板頂出到取芯叉取芯。而許多模具上芯盒都比較高，這樣同步頂桿也要求加長(zhǎng)，但由于設(shè)備限制不能太長(zhǎng)，所以一般采用在下芯盒的對(duì)應(yīng)部位安裝接長(zhǎng)桿結(jié)構(gòu)，如圖1所示為熱芯機(jī)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。為了使同步頂桿（圖1.a）在上頂板移動(dòng)丁芯工位不與上芯盒或射板干涉，所以設(shè)計(jì)接長(zhǎng)桿（圖1.a）配合同步頂桿，保證砂芯平穩(wěn)頂出上芯盒。

2　芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)工藝分析

2.1模具、機(jī)構(gòu)配件的選用材料

采用制芯機(jī)制芯的產(chǎn)品產(chǎn)量都比較大，鑄造工藝都已比較成熟，所以在單臺(tái)冷芯機(jī)制芯的芯盒模具通常采用HT250材料，而熱芯機(jī)制芯的芯盒模具通常采用HT250材料但要熱處理，或者模具型腔用P20/H13鋼材并且熱處理至30～38 HRC，模框用HT250材料制作。模具零配件都優(yōu)先選用45#或T10A鋼并且進(jìn)行熱處理，彈簧等外購件一般選用耐高溫的材料制作。

2.2芯盒模具同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，包括上下相對(duì)的上頂機(jī)構(gòu)和下頂機(jī)構(gòu)，在上頂機(jī)構(gòu)和下頂機(jī)構(gòu)之間設(shè)置能上下壓合的上芯盒和下芯盒，上頂機(jī)構(gòu)上固定設(shè)置豎直的同步頂桿，上芯盒內(nèi)則開通一個(gè)與同步頂桿同軸的補(bǔ)償桿孔，而補(bǔ)償桿孔內(nèi)設(shè)置上下移動(dòng)的補(bǔ)償桿。當(dāng)上芯盒和下芯盒壓合時(shí)，同步頂桿頂住補(bǔ)償桿頂部，補(bǔ)償桿底部頂住下芯盒。補(bǔ)償桿孔的下端設(shè)置阻止補(bǔ)償桿上端脫離的限位臺(tái)階（在補(bǔ)償桿孔的下端設(shè)置擋塊與補(bǔ)償桿孔內(nèi)壁配合形成限位臺(tái)階），又在限位臺(tái)階和補(bǔ)償桿的上端之間設(shè)置復(fù)位彈簧，而補(bǔ)償桿孔的上端設(shè)置導(dǎo)正同步頂桿垂直運(yùn)動(dòng)方向的導(dǎo)正銷套，這樣補(bǔ)償桿被導(dǎo)正銷套限制在補(bǔ)償桿孔內(nèi)。

圖1　熱芯機(jī)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.3芯盒模具同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

（1）在上芯盒內(nèi)設(shè)置補(bǔ)償桿，使同步頂桿長(zhǎng)度不再受上芯盒厚度的限制，避免了上頂機(jī)構(gòu)來回切換工位時(shí)撞到下方的其它機(jī)構(gòu)，同時(shí)也不用在下芯盒安裝接長(zhǎng)桿；

（2）限位臺(tái)階有效防止了補(bǔ)償桿脫出上芯盒；

（3）復(fù)位彈簧保證補(bǔ)償桿處于上芯盒內(nèi)部，使下芯盒下方空間完全自由，最大限度地留出了取芯叉活動(dòng)空間；

（4）導(dǎo)正銷套有效地導(dǎo)正同步頂桿運(yùn)動(dòng)方向的同時(shí)，還將補(bǔ)償桿限制在補(bǔ)償桿孔內(nèi)。

圖2　芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)

3　芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)工作原理

芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的工作原理描述，見圖2所示。

3.1同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)描述

如圖2所示，本芯盒同步頂桿動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)主要包括上頂機(jī)構(gòu)和下頂機(jī)構(gòu)，二者上下相對(duì)設(shè)置。

上頂機(jī)構(gòu)和下頂機(jī)構(gòu)之間為上芯盒和下芯盒，而在上頂機(jī)構(gòu)的下表面固定設(shè)置垂直的同步頂桿，上芯盒上與同步頂桿同軸處設(shè)置一個(gè)補(bǔ)償桿孔，這樣同步頂桿能隨著上頂機(jī)構(gòu)的下移而插入補(bǔ)償桿孔內(nèi)。

在補(bǔ)償桿孔內(nèi)設(shè)置能上下移動(dòng)的補(bǔ)償桿，補(bǔ)償桿的上端部直徑大于桿身，再在補(bǔ)償桿孔的下端設(shè)置擋塊，擋塊與補(bǔ)償桿孔內(nèi)壁配合形成限位臺(tái)階，補(bǔ)償桿的上端與限位臺(tái)階配合阻止補(bǔ)償桿脫離補(bǔ)償桿孔。同樣在補(bǔ)償桿的上端與限位臺(tái)階之間設(shè)置復(fù)位彈簧，在復(fù)位彈簧作用下，補(bǔ)償桿在自由狀態(tài)下始終縮進(jìn)補(bǔ)償桿孔內(nèi)。補(bǔ)償桿孔的上端設(shè)置有導(dǎo)正銷套，同步頂桿與導(dǎo)正銷套導(dǎo)正配合，以限制其與上芯盒準(zhǔn)確對(duì)中，補(bǔ)償桿被導(dǎo)正銷套限制在補(bǔ)償桿孔內(nèi)。

3.2同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)工作原理

工作時(shí)，在頂出前，通過導(dǎo)正銷套使同步頂桿與上芯盒準(zhǔn)確對(duì)中，然后通過補(bǔ)償桿頂住下芯盒。

在開模時(shí)，上頂機(jī)構(gòu)對(duì)下芯盒保持相對(duì)不動(dòng)，而上芯盒開模并上行，使砂芯從上芯盒內(nèi)部頂出，然后上頂機(jī)構(gòu)上行，同步頂桿與補(bǔ)償桿脫離，復(fù)位彈簧使補(bǔ)償桿退回到上芯盒的內(nèi)部，使上芯盒底面下方空間自由暢通。而復(fù)位彈簧以及補(bǔ)償桿在擋塊作用下限定，使其在上芯盒內(nèi)部，不會(huì)從上芯盒內(nèi)部脫出。

通過以上介紹，我們知道補(bǔ)償桿與同步頂桿的作用就是相互配合使頂芯桿能夠有效地頂出砂芯，并且因?yàn)樵O(shè)備的問題而在生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)各種故障。

3.3同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

由于濰柴股份公司及重汽集團(tuán)大多使用先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)的制芯中心生產(chǎn)線，他們對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求特別高?；谒麄児镜纳a(chǎn)要求，我們?yōu)槠湓O(shè)計(jì)的缸體、缸蓋芯盒模具均采用了先進(jìn)的同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，經(jīng)過不斷的生產(chǎn)檢驗(yàn)均取得了良好的效果。同時(shí)機(jī)械手重力澆鑄鋁合金缸蓋，產(chǎn)量高、效率快，我們把該先進(jìn)的同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用到鋁合金缸蓋重力澆鑄模具制作中，生產(chǎn)時(shí)也取得非常顯著的效果。

4　結(jié)論

（1）隨著我國自動(dòng)化鑄造水平及產(chǎn)量的提高，對(duì)制芯的要求也大大提高，因此模具的設(shè)計(jì)也必須盡力保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，盡可能減少各種人為的失誤，所以必須盡量使用更可靠的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。采用此種芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其有效克服了制芯機(jī)同步頂桿過長(zhǎng)而造成生產(chǎn)經(jīng)常中斷的問題。

（2）通過與一些頂出機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析比較，此種同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)完全滿足鑄造企業(yè)進(jìn)行大批量生產(chǎn)各種復(fù)雜鑄件中冷、熱芯盒模具設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。

（3）應(yīng)用此種同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，在制芯過程中更加平穩(wěn)、可靠，從而大大提高了模具的使用壽命，同時(shí)提升產(chǎn)品的質(zhì)量及尺寸精度。

［1］ 陳寶玉，陳行全.一種芯盒同步頂桿自動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)：中國，專利號(hào)：201320299248.3［P］.2013-09-24.

［2］ 程可飛，姚紅.冷芯盒射芯機(jī)射砂系統(tǒng)的改進(jìn)和應(yīng)用［J］.中國鑄造裝備與技術(shù)，2012（4）.

Core Boxes Synchronization Plunger Automatic Compensation Structure

ZHOU TongHe，CHEN BaoYu
（Ningbo Full Mechanical Mould Co.， LTD.， Ningbo 315712， Zhejiang， China）

In order to guarantee good quality and effi ciency a type of synchronization return pin with self feeding structure is introduced ，as well as its advantage and method to implement it . Practice proved this structure overcome the frequently occurred problem that the production was breakdown by the broken of the return pin due to its overlong length.

Core box；Synchronization plunger； Automatic compensation structure

TG231.6+6;

A；

1006－9658（2015）02-0043-03

10.3969/j.issn.1006—9658.2015.02.013

2014-10-10

稿件編號(hào)：1410-678

周同和（1974—），男，從事汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤，制動(dòng)系統(tǒng)鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具開發(fā).