美标截止阀是世界石油行业广泛采用美国标准设计的磅级阀门之一。随着石油行业的日益发展,美标阀门需求量不断增大,口径1~6”的铸钢阀门都可以用精铸方法而获得铸件。但熔模精密铸造截止阀阀体芯棒模具抽芯设计方法,长期困绕着生产和模具厂家,该类产品特点:口径小体肚大,难以完成抽芯分模,而无法获得整体熔失模,在未解决模具抽芯之前,很多厂家曾采用以下方法.
(1)事先做好的尿素型芯,放置在无型芯模具中,注进模料后,取出带有尿素芯的蜡型,放在水中自然溶
解尿素型芯(10~20min),zui终获得整体模型,其特点尿素芯制作繁琐,成本高,内腔毛糙。
(2)分别开出两瓣模具,再将注出的两瓣蜡型对合焊接成整体蜡型,对合误差大,简称错位和修整后沟缝。
以上两种方法均存在效率低、精度差的缺点,批量生产受到严重制约。
为了改变现状,可在设计模具上采用新式抽芯方法。本文重点介绍截止阀体进口段设计,其余两段均为常规的开模抽芯结构(略)。
1模具总体要求
1.1材料
主体模和芯棒抽芯,铸铝L104。小于等于1.5”口径的芯棒抽芯也可选用钢质材料,其使用强度更好,但
不宜用成材熟铝。
1.2实用范围
美标2~8”(150Lb~600Lb)口径,如国标类也可套用,≤1.5其法失效。按步骤预先计算可行度,2”~
3用辅助模,即蜡型口径处加帖块,≥3”一般不用辅助模。辅助模,指另开简易小模,待辅模制出蜡型后,再将辅模蜡型装入主蜡型中。
1.3抽芯块
进口段抽芯块一般分割成6块,见图1b,简称①、②、③、④、⑤、⑥。加工方法:先将合适铸铝按设计尺寸线切割后,再整体胶合,定心在数控铣床上一起成形加工出,zui后分开胶合成图la、b抽芯块。经验取值,凭借多年设计模具所结累的数据,转为规律性参数,使得设计快捷,少走弯路。
2进口段抽芯设计
2.1设计原则
在保证每块抽芯从模口顺利抽出的前提下,设想增大每块抽芯的zui小截面Si,以达到使用强度要求。
以铝质抽芯为例,按铸件收缩比绘制有关产品和抽芯简图,将抽芯做成6块,取出顺序②、①、③、⑤、④、⑥,因尺寸繁多,定纵向为Y,横向为x。
2.2定纵向分型线Y尺寸
(1)上抽芯zui小料厚,即Y-Y1,经验取值范围10mm~25mm(口径较小的用钢质芯,zui小可取7mm)设Y—Y1==10mm,(Y1=10.4mm),在不用辅助模情况下,下抽芯R-Y=26-(10.4+10)=5.0mm,取值过小而失效.
(2)更改增设辅助模,辅模壁厚取8~15mm,高出2~3mm,设定R1-R=10mm,Y1-Y0=2.5mm
R1=R+10=26+10=36(mm)
Y。=Y1-2.5=10.4-2.5=7.9(mm)
考虑下抽芯顺利取出,②>⑤指Y方向尺寸,经验取值I.4倍,即(R+r)/(Ro-Y)=I.4。
Y=1.4R0-R/2.4=1.4×64.6-26/2.4=21(mm)
(3)验算③zui小尺寸Y-Y1=210-10.4=10.6mm(取值理想)。
3模具结构简述
模芯盖板:用途是便于装齐和吊夹抽芯。辅模:另开辅助模具。
装吊夹螺栓:从阀体中头口径中心配制一根吊装螺栓,夹紧下抽芯,防芯模错位。抽芯块制造间隙:理论计算各块尺寸,因考虑便于拆卸,应留有间隙。X和Y方向,制造时各单面要小0.05;对于6~8”或体肚较大规格,采取体肚小块再分型,推荐增设钢制燕尾槽条向(X向)分型结构;芯棒因自重重而下坠或偏移,可将吊夹螺栓更改为一通到头,固插在外模上,待制蜡模后,再补上小孔。
4结语
随着电脑设计和数控加工中心的普及,在CAD制图上,根据上述的经验数值很快设计和校验各抽芯块尺寸,无需繁杂的理论计算。本类型抽芯模,适用性和生产效率等指标均很好,值得在精铸行业中推广使用。