柱塞泵壳体砂芯分型工艺的优化设计

毛进学

（中航工业江苏力源金河铸造有限公司，江苏 如皋 226511）

HY77是某公司HY系列柱塞泵壳体中尺寸和批量最大的一个品种，其壳体1#砂芯结构及尺寸如图1所示，在设计该壳体1#砂芯分型工艺时，针对之前该系列其他几种壳体砂芯在生产过程中存在的射不实、手工取活块及抽芯块费时费劲等问题，转变设计思路，优化分型工艺方案，彻底解决了以上问题，取得了令人十分满意的效果。

图1 HY77壳体1#砂芯结构示意图

1 原工艺设计中存在的问题

最初开发的HY系列几种柱塞泵壳体尺寸和批量都比较小，客户要求尽可能降低模具成本，故热芯盒设计成1#芯/盒和2#+3#芯/盒各1付。原壳体1#砂芯工艺都是按照图1中1处对称线径向分型，2#、3#芯腰型槽定位芯座由两个活块来形成，砂芯中空部分由抽心块形成；主射砂孔设置在小圆柱顶部，为了使得制成的砂芯具有良好的致密度，又在大圆柱上部左右两侧增加了辅助射砂通道。按此工艺制成热芯盒在生产过程中发现存在以下问题（如图2a所示）：①射砂口有3个，导致覆膜砂的用量增多，造成覆膜砂的浪费；②两个活块部位成型后时有射不实现象；③成型后两个活块及抽心块要从砂芯中手工取出比较费时费劲，影响工作效率，有时还造成砂芯断裂报废；④成型后需要将型芯表面多余的射砂通道去除，修芯时间长，效率低；⑤射不实部位需要人工修补，无法保证腰型槽定位芯座尺寸精度，同时也无法保证砂芯表面的光滑、平整度，导致铸件内腔流道的清洁度差。

图2 壳体1#砂芯工艺改进前后质量对比

2 优化砂芯分型工艺方案的设计

针对以往存在的问题，结合HY77壳体开发信息，确定1#砂芯新工艺分型面为垂直于柱塞泵壳体型腔轴线的分型方案（图1中2处所示），这样把1#芯分由两部分组成：一个是新1#芯，一个是4#芯（尺寸为 φ100/φ50×125（mm）），热芯盒设计成新1#芯/盒和2#+3#+4#芯/盒还是各1付，也没增加模具成本。新工艺制成的新1#砂芯在保证顺利脱模的同时，将原两个腰形槽定位芯座的活块和抽心块改为固定结构的形式，不用手工拿取，保证了腰形槽定位尺寸精度，减少制芯操作工序；分型面处的射砂通道耗砂量少，砂芯表面光滑致密（如图2b所示），后续修整的工作量小，提高了制芯效率。

［1］中国机械工程学会铸造分会.铸造手册第5卷铸造工艺［M］.北京：机械工业出版社，2003.

［2］吴光峰.铸造工艺工装设计手册［M］.北京：机械工业出版社，1989.

［3］刘文川，黄党怀.垂直分盒热芯盒的优化设计［J］.铸造设备研究，2001（3）：7-10.