MAGMA在芯盒模具设计中的应用

谢武斌，罗超庆，黄耀光，汤宏群，4

（1.广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林537005；2.广西大学材料学院，广西南宁530004；3.百色学院，广西百色533000；4.广西生态型铝产业协同创新中心，广西南宁530004）

MAGMA在芯盒模具设计中的应用

谢武斌1，罗超庆2，黄耀光3，汤宏群2，4

（1.广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林537005；2.广西大学材料学院，广西南宁530004；3.百色学院，广西百色533000；4.广西生态型铝产业协同创新中心，广西南宁530004）

随着铸件质量要求越来越高，对砂芯的质量也提出了更高的要求。本文以某气缸体水套砂芯的芯盒模具设计为例，介绍了MAGMA软件的制芯模块在芯盒模具设计中的应用。结果表明，模具设计效率和准确性得到提高，利用该模具制造出来的砂芯饱满紧实，质量好。

MAGMA；芯盒；模具设计；砂芯；射砂

砂芯的制造一般都是采用射芯机与芯盒模具来共同完成的。芯盒模具的结构，尤其是射砂孔和排气塞的布置及大小，对砂芯的质量有很大的影响[1]。MAGMA软件的制芯模块是MAGMA公司联合宝马汽车公司、欧区爱材料公司、德国铸造协会和弗劳恩霍夫研究所，对砂这种材料做了广泛的和系统的研究以及测试后开发出来的[2]，射砂和固化的模拟结果与实际有很高的符合性[3]。本文以某种发动机气缸体中最复杂的砂芯水套芯为例，介绍MAGMA软件的制芯模块在芯盒模具设计中的应用。

1 射砂模拟

首先根据经验，在砂芯上布好射嘴及排气塞，然后进行射砂及固化的模拟，图1是首次射砂模拟的结果，从结果可见，部分位置存在紊流，中间隔板位置，砂流明显分开，砂芯射不满。

图1 首次射砂模拟结果

由于模拟结果不理想，于是对射砂嘴和排气塞进行优化，增加部分排气塞，射砂嘴的直径调整，经过多次调整及模拟后得到了合格的结果，优化后的模拟结果如图2所示，图中长圆柱为射砂嘴位置，短圆柱为排气塞位置，模拟结果显示，中间隔板位置砂流交叉融合，填充完整，其它位置砂芯完整。

图2 优化后的射砂模拟结果

2 芯盒模具设计及制造

芯盒模具的结构与射芯机有关[4]，不同的企业都会根据其不同的射芯机建立相应的标准虚拟三维模架。本设计首先根据射砂模拟结果，布好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等；然后设计分形面；最后调出标准三维模架[4]，将砂芯根据要求装配入模架中，通过布尔运算得出三维的模具型腔，并详细设计出定位销、导向销、导向套、压板、回位导杆等各种零件。设计好的模具如图3所示。模具设计好后，根据图纸制订加工工艺，根据三维模型编NC程序，然后开始模具制造，制造完成的模具如图4所示。

图3 设计好的模具整体效果（a）和内腔局部（b）

图4 制造完成的模具

3 制芯效果

模具设计前没有经过MAGMA软件的射砂模拟，所试制出的砂芯经常出现不饱满，砂芯断裂等缺陷（图5所示）。

图5 有缺陷的砂芯

通过MAGMA软件的射砂模拟，根据射砂模拟结果，布置好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等。然后制造模具，开始制芯，把芯盒模具装到相应的射芯机上，调试好模具，开始射砂，第一轮试制就能射出合格的砂芯，图6是首轮试制出的砂芯，砂芯饱满紧实，质量很好，符合要求。

图6 合格的砂芯

4 结论

MAGMA软件射砂模块的模拟结果与实际相符，利用MAGMA软件射砂模块的模拟结果来辅助模具设计，可以明显提高模具设计的效率，且设计的模具结构更合理，减少模具调试时间，避免因为设计不合理而造成模具的多次整改，降低成本的同时也缩短了模具开发周期。

[1]崔怡，吴浚郊，李文珍.芯盒结构对射砂过程的影响[J].特种铸造及有色合金，2000（3）：4-6.

[2]迈格码（苏州）软件科技有限公司.2012年度用户大会光盘[EB/OL].www.magmasoft-China.com，2012.

[3]吴光辉，卢宝胜.MAGMA模拟软件在制芯过程中的应用[J].铸造，2013（11）：1089-1092.

[4]谢武斌，张建峰，汤宏群，等.冷芯盒的UG参数化模架设计及应用研究[J].热加工工艺，2016，45（21）：99-103.

Application of MAGMA Soft in Core Box Mold Designing

XIE Wu－bin1，LUO Chao－qin2，WANG Yao－guang3，TANG Hong－qun2，4
（1.YUCHAI Machinery Company Limited，Yulin Guangxi 537005，China；2.School of Materials Science and Engineering，Guangxi University，Nanning Guangxi 530004，China；3.Baise University，Baise Guangxi 533000，China；4.Center of Ecological Collaborative Innovation for Aluminum Industry in Guangxi，Nanning Guangxi 530004，China）

As the higher quality requirements of casting are put forward，the demand for high quality of sand core will also continue to increase.In this paper，the mold designing of core sand for a water jacket of cylinder block is taken as example，and the application of core module of MAGMA software in core box mold designing is introduced.The results show that the efficiency and accuracy of mold designing are improved，and the good quality of sand core for casting has been produced，such as satiation and compaction.

MAGMA；core box；mold designing；sand core；sand shooting

TG76

B

1672-545X（2017）03-0061-03

2016-12-23

广西有色金属及特色材料加工重点实验室项目（GXKFJ16-16）

谢武斌（1974－），男，广西人，工程师，硕士，主要从事铸造工艺及模具设计工作；汤宏群（1972－），女，广西合浦人，教授，硕士生导师，研究方向：铸造模具与应用。