芯头可分为垂直芯头和水平芯头（包括悬臂式芯头）两大类。

1.芯头的组成

图6-27所示为典型的芯头结构。它包括压环、防压环和集砂槽等。它适用于砂型铸造的金属模、塑料模和木模。

图6-27 典型的芯头结构

a）水平芯头 b）垂直芯头

（1）芯头长度 芯头长度如图6-29中尺寸l所示。垂直芯头长度通常称为芯头高度，如图6-28中的尺寸h、h₁。芯头不应过长或过高。芯头过长会增加砂箱尺寸，增加填砂量；芯头过高不便于盖箱。对于水平芯头，应考虑砂芯所受金属液浮力的影响，砂芯越大，芯头长度也要随之增大，以使芯头和铸型之间有更大的成压面积；对于垂直芯头，砂芯的重量或浮力由垂直芯头的底部面积来承受。对于直径小于160mm和长度小于1.0m的中、小型砂芯，水平芯头长度一般在20～100mm之间。

垂直芯头的高度根据砂芯的总高度和横截面积确定，一般取15～150mm。确定芯头高度时应注意以下几点：

1）对于细而高的砂芯，上下都应留有芯头，以免在液体金属的冲击下发生偏斜，而下芯头应该取高一些。

2）对于粗而矮的砂芯，可不用上芯头（高度为零），以使造型、合型方便。

3）对于等截面的或上下对称的砂芯，为了下芯方便，上、下芯头可用相同的高度和斜度。而对于需要区分上、下芯头的砂芯，一般应使下芯头高度大于上芯头高度。

（2）芯头斜度 对于垂直芯头，上、下芯头都应有斜度，如图6-28中的α和a所示。为合型方便，避免上、下芯头和铸型相碰，上芯头和上芯头座的斜度应做大一些。对于水平芯头，在制芯条件允许的情况下，芯头可不留斜度，但芯座必须留有斜度，至少在端面上要留有斜度，并且上型斜度比下型的大，以免合型时与砂芯相碰。

图6-28 扩大下芯头的垂直芯头

（D₁=（1.5-2）D₂，D₁≤0.8D）

图6-29 水平芯头的斜度

（3）芯头间隙 为了下芯方便，芯头和芯头座之间应留有间隙，如图6-28和图6-29中的s、s₁、s₂所示。间隙的大小取决于铸型种类，砂芯的大小、精度，以及芯座本身的精度。机械造型、制芯的间隙一般较小，而手工造型、制芯的间隙较大。芯头尺寸越大，间隙越大，一般为0.2～6mm。(www.daowen.com)

（4）压环、防压环和集砂槽（见图6-27）

1）压环（压紧环）：在上模样芯头上车削一道半圆凹沟（r=2～5mm），造型后在上芯头上凸起一道环型砂，合型后把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙钻入芯头，堵塞通气道。

2）防压环：在水平芯头靠近模样的根部，设置高度为0.5～2mm，宽度为5～12mm的凸起圆环，称为防压环。造型后，相应部位形成下凹的环状缝隙，下芯、合型后，它可防止此处砂型被压塌，从而防止吊砂缺陷。

3）集砂槽：在芯座模样的边缘上设一道凸环，造型后砂型内形成环砂槽，称为集砂槽。一般集砂槽深度为2～5mm，宽度为3～6mm。

2.芯头承压面积的核算

为了保证在金属的最大浮力作用下不超过铸型的许用压应力，要求芯头的承压面积应足够大。由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算铸型的许用压应力即可。芯头的承压面积S应满足的关系为

S≥kF_芯/[σ_压]

式中 F_芯——计算的最大浮力；

k——安全系数，k=1.3～1.5；

[σ_压]——铸型的许用压应力。

对于一般湿型，铸型的许用压应力可取40～60kPa，活化膨润土砂型可取60～100kPa，干砂型可取0.6～0.8MPa。

如果实际S不满足上述要求，则芯头尺寸过小，应适当放大芯头。在许可的条件下，可附加芯撑，增加芯头的承压面积。

3.特殊定位芯头

有的砂芯有特殊的定位要求，如防止砂芯在型内绕轴线转动，不许轴向位移偏差过大或下芯时搞错方位，这时就应采用特殊定位芯头。图6-30所示为特殊定位的芯头。这些芯头结构都可防止砂芯转动和下错方向。图6-30d所示水平芯头兼有防止沿轴线移动的作用。

图6-30 特殊定位芯头

a）、b）垂直芯头 c）、d）水平芯头