砂型鑄造模具設計及制造研究

陳湘忠

【摘 ?要】砂型鑄造廣泛運用于現代工業生產中，極大的提高了生產的效率。本文針對砂型鑄造的磨具設計工藝，制造等問題進行探究，為工業生產效率進一步提升提供助力。

【關鍵詞】砂型鑄造;磨具設計;制造

砂型鑄造是在鑄造中廣泛使用的一種方法，具有成本低廉，材料易得等特點。同時正因為砂型鑄造使用的廣泛性，砂型鑄造工藝中的技術創新對生產效率的發揮，成本降低以及生產質量的提升有著立竿見影的作用。

一，砂型鑄造

砂型鑄造是在在砂型中生產鑄造鑄件的一種方式，砂型鑄造對一些簡單的，需要大批量生產的鑄件具有非常大的優勢，也是鑄造的一種基本工藝[1]。砂型鑄造的材料廉價易得，一般采用硅砂添加作為粘結劑的型砂，這種材質具有耐高溫，易成型，不易變形等特點，非常適合與廉價以及大力量生產的鑄件。其缺點是精密度不高，鑄件容易產生砂孔等缺陷。根據以上特點，砂型鑄造中重要的一環在于磨具設計。磨具的設計，包含磨具材質挑選，磨具本身的設計對鑄件的質量以及量化生產有著決定性的作用。

二，砂型鑄造的磨具設計

現代砂型磨具的鑄造普遍采用計算器處理，這是利用現代計算器科學的發展，在傳統工藝基礎上的進步。計算器的使用也大大提升了磨具設計的精度以及磨具設計的智能化管理。目前，砂型鑄造的磨具設計主要有以下幾個環節。

2.1. 磨具圖紙設計

圖紙設計是砂型鑄造磨具的第一步[2]。當前的鑄件生產普遍采用CNC進行加工，很大程度上依賴于磨具的設計圖紙，圖紙設計是鑄件生產的來源與基礎。鑄件生產的精度以及準確度也依賴于圖紙設計。在砂型鑄造的磨具設計中，首先需要針對磨具建立全方位的視角圖形，主要包含俯視圖，主視圖以及左視圖（如下圖）

其次，在砂型鑄造的設計圖紙中，要體現鑄件詳細的立體特征以及具體的數據[3]。例如，在平面設計圖紙中需要有鑄件的長，寬，高，角度等數據信息。設計人員要使用樣品或者磨具對圖紙數據的準確性進行驗證，來保障后續鑄造生產的精度。同時，在進行平面圖紙設計時，還需要針對鑄件在實際生產工藝中可能存在的損耗以及偏差進行預設，這一部分內容需要經驗的累積并與現場生產人員進行確認，以提升圖紙數據的合理性和準確性。例如，在磨具的設計圖紙中，依據實際生產經驗，對長，寬，高，半徑，倒角分別保留3cm～5cm的變動空間，以利于提升砂型鑄造磨具的精確度。

2.2. 磨具數據模型

砂型鑄造磨具的第二步是建立磨具的數據模型。在平面設計圖的基礎上，需要進一步建立磨具的數據模型。建立數據模型是指結合實際生產需求以及以往的生產經驗，通過不同的公式，函數計算，確定磨具數據的變動范圍[4]。目前的砂型鑄造磨具一般都采用CNC進行處理，確立數據模型即確立磨具的CNC生產數據，對后期批量生產的質量至關重要。例如，在磨具設計的數據模型中，結合實際的生產經驗，通過函數進行運算，設定各個數據的變量范圍，同時分析數據的準確性，保障砂型磨具的準確性，提升精度。在過程中運算數據與實際數據不匹配的狀況下，需要仔細核對圖紙，反復確認，并多方征求意見，來確保磨具設計的準確。

2.3. 建立磨具的立體化處理

砂型鑄造磨具的第三個環節是建立磨具的立體化處理，這是與傳統工藝的不同之處。現代計算器技術的發展可以幫助我們提前實磨具的立體化組裝。磨具的立體化處理，即利用計算器的虛擬成像，預先在計算器中根據磨具的設計圖紙將磨具進行組裝，核準磨具設計的精度以及數據模型建立的準確性。磨具的立體化處理是砂型磨具設計的最終核準步驟，在立體化處理的過程中，出現不匹配，數值不準確等問題還可以針對圖紙進行調整，達到最佳的效果。

這一環節是充分利用現代計算器技術發展的結果，也是在傳統工藝的基礎上的巨大進步。充分利用計算器技術，可以進一步提升砂型磨具設計的智能化管理以及生產的直通率。

以上是砂型鑄造磨具設計的基本環節，在完成以上三個環節之后，還需要針對磨具設計圖形進行合理化的處理，最終將形成磨具的應用設計圖，這也是砂型鑄造磨具最終的生產圖紙以及后期確認生產鑄件準確性的依據。值得注意的是，雖然砂型鑄造磨具的設計在很大程度上仰賴于計算器的操作，但是還是需要提升設計人員的現場實物經驗，結合實際生產中能夠預見的問題，提前在設計時間進行規避，設計與生產相結合才能進一步提升磨具的精確度以及耐用性。

結論

綜上所述，砂型鑄造磨具的設計是磨具的基礎，同時也是關鍵。提升砂型鑄造磨具的精度與耐用性需充分的利用現代技術并不斷的結合實際生產經驗，并為社會生產的發展進步提供助力。

參考文獻：

[1]黃群. 砂型鑄造模具設計及制造[J]. 中國設備工程，2017（2）：127-128.

[2]紀漢成，湯葉衛. 淺談砂型鑄造排氣系統的設計[J]. 鑄造，2017，66（3）：263-268.

[3]蘇娟娟，呂莉華，李高進，等. 連續加砂型噴砂機的研究與應用[J]. 造船技術，2017（4）：65-67.

[4]邵星海，蔡安克，郭亞輝，等. 拖拉機復雜鑄件的快速砂型鑄造方法[J]. 鑄造，2017，66（10）：1049-1052.

（作者身份證號：41133019900613111X）