本發明屬于鑄造用冷射芯模領域，尤其是涉及一種鑄造用冷射芯模模塊化制作的設計。

背景技術：

冷射砂快速成型作為一種砂型的制作方法，不僅提升了砂型生產效率，同時也提升了鑄件表面質量。在人力成本日益增長的趨勢下，射芯模投入將大大降低人工勞動強度，改善了惡劣的造型環境，并且能夠在一定程度上緩解中小批量鑄件造型過度依賴人工局面。然而，冷射芯模需要根據不同的砂型進行更換，費用較高，一般只在大批量鑄件模具中投入使用，其費用是木模的5.7倍、手工金屬模的2.4倍，中小批量產品因價格因素不能普遍推廣，嚴重影響了其應用范圍。因此，如何制作設計出一種成本低、并能夠適用于不同砂型的通用冷射芯模，成為目前急需解決的技術難題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種冷射芯模模塊化制作設計方法，通過優化、改變射芯模設計與制作形式，導致其模具制作材料使用量下降50%，從而，節約了材料，降低了冷射芯模的制作費用60%以上，拓寬了射芯模應用范圍，尤其是中小批量產品可以使用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種模塊化冷射芯模，其特征在于，包括：主體構件、板類結構和附件類結構，其中，主體構件包括上模、下模和底架，上模和下模分別由外梆和內芯兩個部分組成，板類結構包括射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板，所述射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板上都均勻分布有安裝孔，附件類結構包括上頂芯桿、下頂芯桿和射砂嘴；外梆、底架、射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板為尺寸固定的標準構件，上頂芯桿、下頂芯桿、射砂嘴、內芯為根據不同產品可調節的互換構件；下頂芯板固定安裝在底架的下板上；下頂芯桿的一端固定在下頂芯板的安裝孔內，另一端穿過底架的上板并穿入下模；下模固定安裝在底架的上板上，上模和下模的四周整齊密封，中部形成一個中空的型腔；在射砂過程中，射砂板設置在上模上面，射砂嘴為上寬下窄的結構，寬的一端安裝在射砂板上，窄的部分安裝到上模的內芯里面；在砂子固化成型和卸成型砂過程中，吹氣板設置在上模上面，上頂芯桿的一端穿過射砂板的安裝孔并穿入射砂嘴中，另一端固定安裝在上頂芯板的安裝孔。

進一步的，安裝孔為在板類結構上呈正六邊形設置的標準孔。

進一步的，安裝孔的大小和分布密度是可調節的。

進一步的，上頂芯桿、下頂芯桿和射砂嘴根據不同產品的形狀和結構來調節其安裝數量和插入安裝孔的具體位置，所述內芯的尺寸和形狀根據不同冷射砂芯的形狀和結構來調節。

進一步的，還包括限位頂桿，限位頂桿包括上桿和下桿，上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，下桿安裝在上模內芯。

同時，本發明還提供了一種模塊化冷射芯模的制作設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）設計：將上模和下模分成標準外梆與互換內芯分開設計制作，按照標準設計上模外梆、下模外梆、底架、射砂板、吹氣板、上頂芯板、下頂芯板、上頂芯桿、下頂芯桿、限位頂桿和射砂嘴的尺寸與結構；將射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板上設計安裝孔，根據不同產品設計射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板的安裝孔的大小和分布密度，使安裝孔以正六邊形的方式均勻分布在整個板材結構上；根據不同產品設計上模內芯和下模內芯的尺寸和形狀；

（2）制作：首先，將下模外梆和下模內芯組合成下模，將下頂芯板固定在底架的上板上，根據不同產品的需要選擇不同數量的下頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在下頂芯板的安裝孔上，下頂芯桿穿過底架的下板并穿入下模內芯直至于下模內芯的上表面保持齊平的位置；然后，將上模外梆和上模內芯組合成上模，根據不同產品的需要選擇不同數量和不同分布密度的射砂嘴安裝在射砂板上，待上模和下模整體密封后，將設有射砂嘴的射砂板放置到上模上，同時將射砂嘴插入上模內芯中，用于完成射砂過程；最后，根據不同產品的需要選擇不同數量的上頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在上頂芯板的安裝孔上，上頂芯桿穿過吹氣板上相應的安裝孔，限位頂桿的上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，限位頂桿的下桿安裝在上模內芯，待射砂板和射砂嘴完成射砂過程移出上模后，將吹氣板放置到射砂板移出上模的相應位置上，上頂芯桿插入射砂嘴移出上模的相應位置，用于完成砂子固化成型和卸成型砂過程。

本發明的有益效果如下：

（1）本發明通過將冷射芯模進行模塊化設計，降低射芯模費用60%以上。

（2）本發明通過將冷射芯模進行模塊化設計，拓寬射芯模應用范圍（中小批量產品可以使用）。

（3）本發明通過將冷射芯模進行模塊化設計，節約材料，模具制作材料使用量下降50%。

（4）本發明通過將冷射芯模進行模塊化設計，成功地通過桿件互換，避免了每件模具都新制4個板類部件的情況，優化、改變射芯模設計與制作形式。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的板類結構的示意圖。

其中，1、標準上頂芯板，2、標準射砂板/吹氣板，3、標準上模外梆，4、互換上模內芯，5、互換下模內芯，6、標準下模外梆，7、標準下頂芯板，8、標準底架，9、互換上頂芯桿，10、互換下頂芯桿，11、射砂嘴，12、安裝孔。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

本發明提供了一種模塊化冷射芯模，如圖1所示，該模塊化冷射芯模包括：主體構件、板類結構和附件類結構，其中，主體構件包括上模、下模和底架8，上模和下模分別由外梆和內芯兩個部分組成，板類結構包括射砂板、吹氣板、上頂芯板1和下頂芯板7，射砂板2、吹氣板2、上頂芯板和下頂芯板都均勻分布有安裝孔12，附件類結構包括上頂芯桿9、下頂芯桿10和射砂嘴11；外梆、底架、射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板為尺寸固定的標準構件，上頂芯桿、下頂芯桿、射砂嘴、內芯為根據不同產品可調節的互換構件。下頂芯板固定安裝在底架的下板上；下頂芯桿的一端固定在下頂芯板的安裝孔內，另一端穿過底架的上板并穿入下模；下模固定安裝在底架的上板上，上模和下模的四周整齊密封，中部形成一個中空的型腔；在射砂過程中，射砂板設置在上模上面，射砂嘴為上寬下窄的結構，寬的一端安裝在射砂板上，窄的部分安裝到上模的內芯里面；在砂子固化成型和卸成型砂過程中，吹氣板設置在上模上面，上頂芯桿的一端穿過射砂板的安裝孔并穿入射砂嘴中，另一端固定安裝在上頂芯板的安裝孔。

根據本發明的具體實施例，本發明提供的模塊化冷射芯模包括主體構件，如圖1所示，其具體由上模、下模和底架組成。上模和下模分別由外梆和內芯兩個部分組成，外梆為尺寸固定的標準外梆，內芯為可互換的專用內芯；也就是說上模是由標準上模外梆3和互換上模內芯4兩部分組成，下模是由互換下模內芯5和標準下模外梆6兩部分組成。根據本發明具體的一些實施例，互換上模內芯和互換下模內芯的尺寸和形狀可以根據不同冷射砂芯的形狀和結構來調節。從而，優化、改變射芯模設計與制作形式，節約材料，模具制作材料使用量下降50%。進一步的，外梆分別在側表面圍繞著內芯對內芯進行固定。底架8為尺寸固定的標準底架8，標準底架包括上板和下板，其中，上板用于固定下模，下板用于固定下頂芯板。

根據本發明的具體實施例，本發明提供的模塊化冷射芯模包括板類結構，如圖1所示，該板類結構包括射砂板2、吹氣板2、上頂芯板1和下頂芯板7。根據本發明的具體實施例，射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板為尺寸固定的標準構件，即分別為標準射砂板2、標準吹氣板2、標準上頂芯板1、標準下頂芯板7。根據本發明的具體實施例，如圖2所示，射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板上都均勻分布有安裝孔12，上述四種板類結構的安裝孔的設置位置均上下相互對應，即射砂板為均布有安裝孔的標準射砂板，吹氣板為均布有安裝孔的標準吹氣板，上頂芯板為均布有安裝孔的標準上頂芯板，下頂芯板為均布有安裝孔的標準下頂芯板；優選的，安裝孔的大小和分布密度是可以根據需要調節的，即隨著安裝孔的直徑變大時，安裝孔的數量逐漸減少，導致安裝孔的分布密度降低。根據本發明具體的一些實施例，安裝孔為在板類結構上呈正六邊形設置的標準孔，以便于使得數量相同的該標準孔在板件結構上的間距最短；進一步的，安裝孔的分布密度越大，即安裝孔之間的間距越小，越有利于互換構件的布置，從而，有利于射砂嘴、上頂芯桿和下頂芯桿在不同砂型中能很好通用與選取，使得射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板保準固化，從而不再每件模具都新制4個板類部件，優化、改變射芯模設計與制作形式，節約材料，模具制作材料使用量下降50%，降低射芯模費用60%以上。

根據本發明的具體實施例，本發明提供的模塊化冷射芯模包括附件類結構包括上頂芯桿9、下頂芯桿10和射砂嘴11，上頂芯桿9為可互換的專用上頂芯桿9（即為互換上頂芯桿9），下頂芯桿10為可互換的專用下頂芯桿10（即為互換下頂芯桿10），射砂嘴11可互換的專用射砂嘴11。根據本發明的具體實施例，上頂芯桿9為尺寸固定的標準件，只要保證上頂芯桿的一端能夠固定安裝在上頂芯板的安裝孔內，上頂芯桿的另一端能夠穿過射砂板的安裝孔并穿入射砂嘴中即可；下頂芯桿10為尺寸固定的標準件，只要保證下頂芯桿的一端能夠固定安裝在下頂芯板的安裝孔內，下頂芯桿的另一端能夠穿過底架的上板并穿入下模即可；射砂嘴11為尺寸固定的標準件，只要保證射砂嘴的一端能夠安裝在射砂板上，另一端的部分結構能夠插入上模即可。進一步的，射砂板和吹氣板不在同一時間內設置在上模的上面；也就是說，在射砂過程中，射砂板設置在上模上面，射砂嘴為上寬下窄的結構，寬的一端安裝在射砂板上，窄的部分安裝到上模的內芯里面；在砂子固化成型和卸成型砂過程中，吹氣板設置在上模上面，上頂芯桿的一端穿過射砂板的安裝孔并穿入射砂嘴中，另一端固定安裝在上頂芯板的安裝孔。優選的，根據不同產品的需要選擇不同數量的下頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在下頂芯板的安裝孔上；根據不同產品的需要選擇不同數量和不同分布密度的射砂嘴安裝在射砂板上；根據不同產品的需要選擇不同數量的上頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在上頂芯板的安裝孔上。根據本發明的具體實施例，該附件類結構還包括限位頂桿，用于對上頂芯桿進行限位，限位頂桿包括上桿和下桿，上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，下桿安裝在上模內芯。

同時，本發明還提供了一種模塊化冷射芯模的制作設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）設計：將上模和下模分成標準外梆與互換內芯分開設計制作，按照標準設計上模外梆、下模外梆、底架、射砂板、吹氣板、上頂芯板、下頂芯板、上頂芯桿、下頂芯桿、限位頂桿和射砂嘴的尺寸與結構；將射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板上設計安裝孔，根據不同產品設計射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板的安裝孔的大小和分布密度，使安裝孔以正六邊形的方式均勻分布在整個板材結構上；根據不同產品設計上模內芯和下模內芯的尺寸和形狀。

根據本發明的具體實施例，如表1所示，上模和下模分別由外梆和內芯兩個部分組成，外梆為尺寸固定的標準外梆，內芯為可互換的專用內芯；下頂芯由下頂芯板和下頂芯桿組成，下頂芯板為尺寸固定、并且均布有安裝孔的標準下頂芯板，下頂芯桿10為可互換的專用下頂芯桿10（即為互換下頂芯桿10）；上頂芯由上頂芯板和上頂芯桿組成，上頂芯板為尺寸固定、并且均布有安裝孔的標準上頂芯板，上頂芯桿9為可互換的專用上頂芯桿9（即為互換上頂芯桿9）；吹氣總成由吹氣板、上頂芯桿、上頂芯板和限位頂桿構成，吹氣板為尺寸固定、并且均布有安裝孔的標準吹氣板，限位頂桿為尺寸固定的標準限位頂桿；射砂總成由射砂嘴和射砂板構成，射砂板為尺寸固定、并且均布有安裝孔的標準射砂板，射砂嘴可互換的專用射砂嘴；底架為尺寸固定的標準底架。也就是說，外梆、底架、限位頂桿、射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板為尺寸固定的標準構件，上頂芯桿、下頂芯桿、射砂嘴、內芯為根據不同產品可調節的互換構件，同時，射砂板、吹氣板、上頂芯板和下頂芯板均布有安裝孔。根據本發明具體的一些實施例，上模和下模的外梆模塊化，通過內芯結構的互換來滿足不同產品的使用要求，也就是說，互換上模內芯和互換下模內芯的尺寸和形狀可以根據不同冷射砂芯的形狀和結構來調節；上述四種板類結構都設置有均勻分布的、位置呈上下相互對應的安裝孔，安裝孔的大小和分布密度是可以根據需要調節的，即隨著安裝孔的直徑變大時，安裝孔的數量逐漸減少，導致安裝孔的分布密度降低；優選的，安裝孔為在板類結構上呈正六邊形設置的標準孔，以便于使得數量相同的該標準孔在板件結構上的間距最短，并且隨著安裝孔的分布密度越大，即安裝孔之間的間距越小，從而越有利于互換構件的布置。根據本發明的具體實施例，上頂芯桿9為尺寸固定的標準件，只要保證上頂芯桿的一端能夠固定安裝在上頂芯板的安裝孔內，上頂芯桿的另一端能夠穿過射砂板的安裝孔并穿入射砂嘴中即可；下頂芯桿10為尺寸固定的標準件，只要保證下頂芯桿的一端能夠固定安裝在下頂芯板的安裝孔內，下頂芯桿的另一端能夠穿過底架的上板并穿入下模即可；射砂嘴11為尺寸固定的標準件，只要保證射砂嘴的一端能夠安裝在射砂板上，另一端的部分結構能夠插入上模即可；限位頂桿，限位頂桿包括上桿和下桿，上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，下桿安裝在上模內芯，只要能夠用于對上頂芯桿進行限位即可。從而，不再每件模具都新制4個板類部件，優化、改變射芯模設計與制作形式，節約材料，模具制作材料使用量下降50%，降低射芯模費用60%以上。

表1模塊化冷射芯模的標準設計的大體方案

（2）制作：首先，將下模外梆和下模內芯組合成下模，將下頂芯板固定在底架的上板上，根據不同產品的需要選擇不同數量的下頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在下頂芯板的安裝孔上，下頂芯桿穿過底架的下板并穿入下模內芯直至于下模內芯的上表面保持齊平的位置；然后，將上模外梆和上模內芯組合成上模，根據不同產品的需要選擇不同數量和不同分布密度的射砂嘴安裝在射砂板上，待上模和下模整體密封后，將設有射砂嘴的射砂板放置到上模上，同時將射砂嘴插入上模內芯中，用于完成射砂過程；最后，根據不同產品的需要選擇不同數量的上頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在上頂芯板的安裝孔上，上頂芯桿穿過吹氣板上相應的安裝孔，限位頂桿的上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，限位頂桿的下桿安裝在上模內芯，待射砂板和射砂嘴完成射砂過程移出上模后，將吹氣板放置到射砂板移出上模的相應位置上，上頂芯桿插入射砂嘴移出上模的相應位置，用于完成砂子固化成型和卸成型砂過程。

根據本發明的具體實施例，如圖1所示，下頂芯板固定安裝在底架的下板上；下頂芯桿的一端固定在下頂芯板的安裝孔內，另一端穿過底架的上板并穿入下模；下模固定安裝在底架的上板上，上模和下模的四周整齊密封，中部形成一個中空的型腔；射砂板和吹氣板不在同一時間內設置在上模的上面。進一步的，在射砂過程中，射砂板設置在上模上面，射砂嘴為上寬下窄的結構，寬的一端安裝在射砂板上，窄的部分安裝到上模的內芯里面；在砂子固化成型和卸成型砂過程中，吹氣板設置在上模上面，上頂芯桿的一端穿過射砂板的安裝孔并穿入射砂嘴中，另一端固定安裝在上頂芯板的安裝孔，同時，還包括限位頂桿，限位頂桿包括上桿和下桿，上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，下桿安裝在上模內芯。如表1所示，根據不同產品的需要選擇不同數量的下頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在下頂芯板的安裝孔上；根據不同產品的需要選擇不同數量和不同分布密度的射砂嘴安裝在射砂板上；根據不同產品的需要選擇不同數量的上頂芯桿，并根據不同產品的需要選擇不同的分布密度固定安裝在上頂芯板的安裝孔上。根據本發明的具體實施例，該附件類結構還包括限位頂桿，用于對上頂芯桿進行限位，限位頂桿包括上桿和下桿，上桿一端固定安裝在上芯頂板上，另一端安裝在吹氣板上，下桿安裝在上模內芯。從而，通過桿件互換，避免了每件模具都新制4個板類部件的情況，實現了優化、改變射芯模設計與制作形式，節約材料，模具制作材料使用量下降50%，降低射芯模費用60%以上。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。