芯頭

圖1所示為典型的芯頭結構。它包括壓環、防壓環和集砂槽等。它適用於砂型鑄造的金屬模、塑料模和木模。芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭（包括懸臂式芯頭）兩大類。

芯頭長度

芯頭長度如圖一中尺寸l所示。垂直芯頭長度通常稱為芯頭高度，如下圖二中的尺寸h、h₁。芯頭不應過長或過高。芯頭過長會增加砂箱尺寸，增加填砂量；芯頭過高不便於蓋箱。對於水平芯頭，應考慮砂芯所受金屬液浮力的影響，砂芯越大，芯頭長度也要隨之增大，以使芯頭和鑄型之間有更大的成壓面積；對於垂直芯頭，砂。卷的重量或浮力由垂直芯頭的底部面積來承受。對於直徑小於160mm和長度小於1.0m的中、小型砂芯，水平芯頭長度一般在20~100mm之間。

垂直芯頭的高度根據砂芯的總高度和橫截面積確定，一般取5~150mm。確定芯頭高度時應注意以下幾點：

芯頭斜度

對於垂直芯頭，上、下芯頭都應有斜度，如上圖一中的a和α所示。為合型方便，避免上、下芯頭和鑄型相碰，上芯頭和上芯頭座的斜度應做大一些。對於水平芯頭，在制芯條件允許的情況下，芯頭可不留斜度，但芯座必須留有斜度，至少在端面上要留有斜度，並且上型斜度比下型的大，以免合型時與砂芯相碰。 ^[2] 

芯頭間隙

為了下芯方便，芯頭和芯頭座之間應留有間隙，如圖二和圖一中的s、s₁、s₂所示。間隙的大小取決於鑄型種類，砂芯的大小、精度，以及芯座本身的精度。

機械造型、制芯的間隙一般較小，而手工造型、制芯的間隙較大。芯頭尺寸越大，間隙越大，一般為0.2~6mm。

壓環、防壓環和集砂槽

1.壓環（壓緊環）：在上模樣芯頭上車削一道半圓凹溝（r=2~5mm），造型後在上芯頭上凸起一道環型砂，合型後把砂芯壓緊，避免液體金屬沿間隙鑽入芯頭，堵塞通氣道。

2.防壓環：在水平芯頭靠近模樣的根部，設置高度為0.5~2mm，寬度為5~12mm的凸起圓環，稱為防壓環。造型後，相應部位形成下凹的環狀縫隙，下芯、合型後，它可防止此處砂型被壓塌，從而防止吊砂缺陷。

3.集砂槽：在芯座模樣的邊緣上設一道凸環，造型後砂型內形成環砂槽，稱為集砂槽。一般集砂槽深度為2~5mm，寬度為3~6mm。 ^[3] 

芯頭承壓面積的核算

為了保證在金屬的最大浮力作用下不超過鑄型的許用壓應力，要求芯頭的承壓面積應足夠大。由於砂芯的強度通常都大於鑄型的強度，故只核算鑄型的許用壓應力即可。芯頭的承壓面積S應滿足的關係為

式中，F-計算的最大浮力；

k-安全係數，k=1.3~1.5；

[σ]-鑄型的許用壓應力。

對於一般濕型，鑄型的許用壓應力可取40~60kPa，活化膨潤土砂型可取60~100kPa，幹砂型可取0.6~0.8MPa。

如果實際S不滿足上述要求，則芯頭尺寸過小，應適當放大芯頭。在許可的條件下，可附加芯撐，增加芯頭的承壓面積。 ^[3] 

特殊定位芯頭

有的砂芯有特殊的定位要求，如防止砂芯在型內繞軸線轉動，不許軸向位移偏差過大或下芯時搞錯方位，這時就應採用特殊定位芯頭。圖2所示為特殊定位的芯頭。這些芯頭結構都可防止砂芯轉動和下錯方向。圖2中d）所示水平芯頭兼有防止沿軸線移動的作用。