基于AutoCAD蠟型模具的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文基于AutoCAD蠟型模具的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要.IAbstractII目 錄.III1 緒 論11.1 熔模鑄造的歷史及現(xiàn)狀11.2 熔模鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)3 1.2.1 熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn).3 1.2.2 熔模鑄造的缺點(diǎn).32 熔模鑄造工藝流程43 鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.1 熔模鑄件結(jié)構(gòu)工藝性要求63.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析63.2.1 壁厚和壁的連接7 3.2.2 平面.83.2.3 鑄造圓角.8 3.2.4 起模斜度.8 3.2.5 最小鑄出孔、槽.94 熔模鑄件工藝設(shè)計(jì)104.1 熔模鑄件工藝結(jié)構(gòu)及其參數(shù)10 4.1.1熔模鑄件基準(zhǔn)面的選擇.10 4.1.2機(jī)械加工余量的選取.11 4.2 熔模鑄件澆冒系統(tǒng)的設(shè)計(jì).11 4.2.1澆注系統(tǒng)的作用和要求.11 4.2.2內(nèi)澆口的設(shè)計(jì).12 4.2.3澆口杯的設(shè)計(jì).12 4.2.4直澆口的設(shè)計(jì).14 4.2.5工藝出品率的計(jì)算.155 壓蠟機(jī)的選擇.16 5.1 國(guó)內(nèi)壓蠟機(jī)的類型.16 5.2 壓蠟機(jī)的鎖模力.16 5.3 開(kāi)模距離的核算.166 機(jī)械加工壓蠟型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).18 6.1分型面的選擇. .18 6.2 成型部分的設(shè)計(jì). .19 6.3 綜合線收縮率的確定.19 6.4 型腔尺寸的確定.20 6.5 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).21 6.6 取模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).21 6.6.1抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).22 6.6.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).24 6.7 其他部分的設(shè)計(jì).24 6.7.1滑塊的設(shè)計(jì).25 6.7.2芯的設(shè)計(jì).25 6.7.3鑲塊的設(shè)計(jì).25 6.7.4復(fù)位桿的設(shè)計(jì).267 壓型的技術(shù)要求及其模具的總體裝配.27 7.1 結(jié)構(gòu)零件的公差與配合.27 7.2 行位公差.27 7.3 零件的表面粗糙度.27 7.4 熔?？傃b的技術(shù)要求.27 7.4.1熔模外形和安裝尺寸的技術(shù)要求.28 7.4.2總體裝配精度的技術(shù)要求.28 7.4.3熔模材料的基本要求.28 7.5 模具的總體裝配.288 熔模的制造工藝.31 8.1 模料.31 8.2 模料的選用.32 9 型殼的制造工藝.34 9.1 對(duì)熔模鑄造型殼性能要求.35 9.2 制殼的耐火材料.35 9.3 水玻璃粘結(jié)劑及水玻璃涂料.35 9.3.1水玻璃粘結(jié)劑.35 9.3.2水玻璃涂料.36 9.4 水玻璃型殼制殼工藝.36 9.4.1模組脫脂.37 9.4.2浸涂料和撒砂.37 9.4.3型殼硬化前的自然干燥.37 9.4.4化學(xué)硬化.37 9.4.5脫蠟.38 9.4.6型殼焙燒.3810 銅合金熔化工藝.40 10.1 熔煉工藝.40 10.2 脫氧和除氣.40 10.2.1脫氧基本原理.41 10.2.2脫氧常用方法.41 10.2.3銅液的除氣.4111 總結(jié)43致謝44參考文獻(xiàn)45附錄.4667沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1 緒論熔模鑄造又稱失蠟鑄造，通常是在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ廴ザ瞥尚蜌?，再?jīng)過(guò)焙燒，然后進(jìn)行澆注，從而獲得鑄件的一種方法。由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面光潔度，故又稱熔模精密鑄造。1.1 熔模鑄造的歷史及現(xiàn)狀熔模鑄造的實(shí)質(zhì)和古代的失蠟鑄造相同，其歷史可以追溯到4000多年前，最早發(fā)源的國(guó)家有埃及、中國(guó)和印度，然后才傳到非洲和歐洲的其他國(guó)家。我國(guó)古代勞動(dòng)人民創(chuàng)造的失臘鑄造方法，至遲在唐代的文獻(xiàn)資料中已有記載。由文獻(xiàn)2可知，古代失蠟鑄造工藝已經(jīng)有一定的技術(shù)水平。河南淅川下寺2號(hào)楚墓出土的春秋時(shí)代的銅禁是迄今所知的最早的失臘法鑄件。此銅禁四邊及側(cè)面均飾透雕云紋，四周有十二個(gè)立雕伏獸，體下共有十個(gè)立雕狀的獸足，透雕紋飾繁復(fù)多變，外形華麗而莊重，反映出春秋中期我國(guó)的失臘法已經(jīng)比較成熟。戰(zhàn)國(guó)、秦漢以后，失臘法是更為的流行，尤其是在隋唐至明、清期間，鑄造青銅器采用的多是失臘法?，F(xiàn)代熔模鑄造方法是在本世紀(jì)四十年代初期形成的。在這以前的牙科醫(yī)學(xué)中，已經(jīng)成功地應(yīng)用失蠟鑄造方法，采用石膏作為造型材料，用金銀澆鑄假牙齒。我國(guó)熔模鑄造工業(yè)是20世紀(jì)50年代末建立的，60年代為民用機(jī)械制造業(yè)和再器工業(yè)發(fā)展起到了積極作用70年代航天熔模鑄造引進(jìn)了西方成套的設(shè)備和技術(shù)，有了很大的發(fā)展.經(jīng)過(guò)多年年增長(zhǎng)率2025的高速發(fā)展，2007年我國(guó)精鑄企業(yè)的概況，總產(chǎn)值達(dá)288億元，僅次于北美和歐洲，居世界第3位。隨著國(guó)際金融危機(jī)的蔓延和加深，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求急劇萎縮，從2008年第3季度開(kāi)始，我國(guó)精鑄件總產(chǎn)值在下降，但企業(yè)的情況各不相同。高水平精鑄企業(yè)約60家，2007年產(chǎn)值約28億，包括航空、航天、軍工、燃?xì)廨啓C(jī)精鑄企業(yè)，特別是前者，代表著中國(guó)熔模鑄造的領(lǐng)先水平。隨著中國(guó)飛機(jī)制造業(yè)、軍事工業(yè)的發(fā)展，對(duì)高質(zhì)量熔模鑄件提出了更新、更高的要求。如航空工業(yè)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)零件、結(jié)構(gòu)件、附件中有相當(dāng)數(shù)量的鑄件，鑄件在航天飛行器中，尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中所占比重正在逐年增加。在航空工業(yè)中使用的眾多鑄件最主要的是熔模鑄件。為進(jìn)一步發(fā)展中國(guó)熔模鑄造業(yè)，生產(chǎn)更多、更精的高質(zhì)量鑄件，我國(guó)正往以下幾點(diǎn)方向發(fā)展：1要更加注意合金的冶金質(zhì)量,現(xiàn)我國(guó)鑄件出口廠熔煉工藝中除氣去渣差，合金質(zhì)量較差。為保證熔模鑄件合金材質(zhì)的質(zhì)量，國(guó)外熔模鑄造廠通常是購(gòu)買合格的合壹錠材，錠材的材質(zhì)純凈度高，氣體和夾雜物含量極低工廠澆注后的澆冒口和廢品不直接使用，而是送回到專業(yè)熔煉廠進(jìn)行精煉制成錠材后使用。2重視熔模鑄造工藝設(shè)計(jì),不少工廠在鑄件澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)，各種工藝參數(shù)(綜合線收縮率、拔模斜度、加工余量等)、加工肋設(shè)計(jì)上都很不重視，僅靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)從而造成傲耐高壓件和高精度件時(shí)廢品率很高，一次成品率很低重視熔模鑄造工藝設(shè)計(jì)，重視使用國(guó)內(nèi)外已有資辯，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝工裝設(shè)計(jì)CAD，使用先進(jìn)的凝固模擬軟件，應(yīng)提到工廠同仁日程上 3注意后處理,熔模鑄造是一種先進(jìn)的精密鑄造方法，但要使鑄件更精更光潔，后處理工序是極其重要的環(huán)節(jié)為生產(chǎn)更精的高質(zhì)量熔模鑄件，需進(jìn)一步注意后處理工序，從工藝到設(shè)備上都需進(jìn)一步改進(jìn)。 4引進(jìn)計(jì)算機(jī)管理理，提高管理水平。 在設(shè)計(jì)模具時(shí)要注意其合理性，不要脫離實(shí)際的生產(chǎn)，適當(dāng)?shù)膽?yīng)用國(guó)外先進(jìn)的3D模具的設(shè)計(jì)方法，使操作人員能夠更直觀的看到模具，以減少模具加工過(guò)程中偏差。總之，隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展，熔模鑄造已可以生產(chǎn)更精、更大、更強(qiáng)的高價(jià)值的產(chǎn)品，“精密”、“大型”、“薄壁”是現(xiàn)代熔模鑄造所具有的鮮明特點(diǎn)。同時(shí)，熔模鑄造又在生產(chǎn)低成本件和快速生產(chǎn)上有了新的突破。這些都使熔模鑄造的應(yīng)用面得以擴(kuò)大，從而在與其他工藝競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。1.2 熔模鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)1.2.1 熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn) 1.熔模鑄件精度高、表面光潔度好； 2.可以鑄造薄壁鑄件及小鑄件； 3.可以鑄造形狀復(fù)雜的鑄件； 4.幾乎不受合金種類的限制； 5.對(duì)大量生產(chǎn)或小批生產(chǎn)，均可適用等。1.2.2 熔模鑄造的缺點(diǎn)1.熔模鑄造工藝過(guò)程復(fù)雜、工序多，影響鑄件質(zhì)量的工藝因素多，必須嚴(yán)格控制各種原材料及各項(xiàng)工藝操作，才能穩(wěn)定生產(chǎn)；2.鑄件不宜過(guò)大過(guò)厚，以免影響尺寸精度；3.生產(chǎn)周期較長(zhǎng)；4.鑄件冷卻速度慢，容易引起鑄件晶粒粗大等。2 熔模鑄造工藝流程熔模鑄造是用可溶性一次模和一次型（芯）使鑄件成型的鑄造方法。現(xiàn)代熔模鑄造工藝流程如圖2-1所示。用壓型腰肢熔模（圖2-1a）、打開(kāi)壓型取出熔模（圖2-1b）、組合模組（圖2-1c）、將模組浸入涂料桶中上涂料（圖2-1d）、撒砂（圖2-1e）、讓型殼干燥（圖2-1f）、重復(fù)d、e、f工序數(shù)次，形成一定厚度的型殼，脫除型殼中蠟（圖2-1g）、型殼焙燒（圖2-1h）、澆注金屬液（圖2-1i）、脫殼和清理（圖2-1j）。圖2-1 熔模鑄造工藝流程a）壓射模料 b）取出熔模 c）組合模組 d）上涂料 e）撒砂 f）型殼干燥 g）熔失熔模（脫蠟） h）型殼焙燒 i）澆注 j）脫殼和清理 圖2-2為熔模鑄造工藝流程框圖： 圖2-2 熔模鑄造工藝流程框圖3 鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 熔模鑄件結(jié)構(gòu)工藝性要求熔模鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性是指從熔模鑄造生產(chǎn)工藝的角度出發(fā)，對(duì)零件結(jié)構(gòu)提出的要求。也就是在滿足工作要求的前提下希望零件結(jié)構(gòu)能兼顧到熔模鑄造的工藝特點(diǎn)，使之盡量與熔模鑄造的工藝要求相吻合。以下為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求：1. 均勻壁適當(dāng)削弱某些部位的結(jié)構(gòu)剛性，以防止變形；2. 方便熔模從壓型中取出；3. 消除內(nèi)部側(cè)凹，減少型芯數(shù)量，方便型芯抽出厚，減少熱節(jié)，減少了熱節(jié)集中程度，紡織產(chǎn)生縮孔（松）、熱烈；4. 形成定向凝固，便于澆注補(bǔ)縮系統(tǒng)對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮；5. 設(shè)置加強(qiáng)肋，防止熱裂產(chǎn)生：加強(qiáng)肋可改善散熱條件，強(qiáng)化易熱裂部位，以防止熱裂產(chǎn)生；6. 盡量避免大平面：將大平面分割成幾個(gè)小平面或設(shè)置一些通孔（工藝孔）可以減少涂料堆積，增加平面部位型殼剛度而避免變形；7. 避免深孔、不通孔、不同槽：不同孔（槽）制熔模時(shí)抽芯困難，深孔、不通孔（槽）涂料制殼是倒料撒砂困難，易產(chǎn)生內(nèi)壁鼓癟、跑火等缺陷；8. 有利于簡(jiǎn)化分型面，不易為梯形面，要為平直分型面； 9.有利于熔模留在同一型塊內(nèi)，熔模留在同一型塊中可以減少型塊加工工時(shí)以及壓型定位時(shí)引起的熔模誤差。3.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖3-1為本次設(shè)計(jì)的鑄件三維圖，圖3-2為該鑄件的結(jié)構(gòu)圖。以下為結(jié)合本次設(shè)計(jì)的鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行工藝性分析。 圖3-1 鑄件的三維圖 圖3-2 鑄件的結(jié)構(gòu)圖 3.2.1 壁厚和壁的連接由于熔模鑄造的型殼內(nèi)表面光潔、干燥，并且一般為熱型殼澆注，因此熔模鑄件壁厚允許設(shè)計(jì)得較薄。熔模鑄件的最小壁厚可由圖3-1查得，圖中輪廓因數(shù)N由式（3-1）計(jì)算求得。 圖3-3 熔模鑄件最小壁厚與輪廓引述N的關(guān)系1-鋼；2-有色合金 （3.1） 式中 L-鑄件輪廓長(zhǎng)（mm） B-鑄件輪廓高（mm） H-鑄件輪廓高（mm） 因此，可計(jì)算得該鑄件（50mm50mm50mm）輪廓系數(shù)：mm由圖可知最小鑄出壁厚在1.5mm到2mm之間，該鑄件壁厚為8mm，可以鑄出。此外，鑄件壁厚設(shè)計(jì)要力求均勻，減少熱節(jié)。壁的交接處要做出圓角，不同的壁厚間要均勻過(guò)渡，這是防止熔模和鑄件產(chǎn)生變形和裂縫的重要條件。3.2.2 平面 熔模鑄件要盡可能避免大的平面，因?yàn)榇笃矫嫔蠘O易產(chǎn)生夾砂、凹陷、蠕蟲(chóng)狀鐵刺等表面缺陷，所以鑄件上的平面一般應(yīng)小于200mm200mm.本熔模鑄件尺寸較小，能夠滿足要求。3.2.3 鑄造圓角一般情況下鑄件上各轉(zhuǎn)角處都應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角，否則容易產(chǎn)生裂紋和縮孔。鑄件上內(nèi)圓角和外圓角按（3.2）和（3.3）計(jì)算。（3.2）（3.3）各式中r轉(zhuǎn)角的內(nèi)圓角（mm）；R轉(zhuǎn)角的外圓角（mm）；連接壁的壁厚（mm）；k轉(zhuǎn)角的圓角因數(shù)，90取4。為了簡(jiǎn)化壓型結(jié)構(gòu)、方便取模，對(duì)處于分型面部位的鑄件的凸緣、法蘭外緣、孔的邊緣等轉(zhuǎn)角應(yīng)避免采用外圓角過(guò)度。3.2.4 起模斜度為保證零件幾何形狀正確，一般外表面可不給鑄造斜度。帶有孔和槽的零件，為便于起模和拔芯，應(yīng)根據(jù)孔長(zhǎng)和槽深給出斜度。起模斜度查表3-1，取為1。表3-1 熔模鑄件的起模斜度斜度形式類型增大鑄件壁厚減少鑄件壁厚增減鑄件壁厚圖例適用范圍壁厚10mm的非加工面壁厚510mm的非加工面取值鑄造斜度面高h(yuǎn)/mm非加工面斜度外表面內(nèi)表面10030130101802011850015045501200100303.2.5 最小鑄孔、槽制殼時(shí)熔模鑄件上細(xì)長(zhǎng)孔的內(nèi)壁不易上涂料和撒砂，所以孔徑d5的通孔和h/d2.53.0的不通孔一般不予鑄出。過(guò)深、過(guò)窄鑄槽的內(nèi)部也不易上涂料和撒砂，清砂也困難，因此鑄槽的寬度和深度應(yīng)有一定的限制。有色合金熔模鑄件的鑄槽允許比表中的數(shù)據(jù)更窄、更深些。 本次設(shè)計(jì)鑄件的槽的最小寬度為3毫米，深度為6毫米，符合要求。4 熔模鑄件工藝設(shè)計(jì)4.1 熔模鑄件工藝結(jié)構(gòu)及其參數(shù)4.1.1 熔模鑄件基準(zhǔn)面的選擇熔模鑄件的基準(zhǔn)面主要用作檢測(cè)鑄件的測(cè)量基準(zhǔn)和機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)和機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)，并作為雅興這幾的參照面。由于熔模鑄件加工余量小，有事不經(jīng)過(guò)粗加工便直接進(jìn)行精加工或光整加工，因此基準(zhǔn)面選擇比較重要，應(yīng)從鑄造工藝上保證這些面得幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度。熔模鑄件上的平面、外圓及內(nèi)孔均可作為基準(zhǔn)面，選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：1) 鑄件基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和機(jī)械加工工藝基準(zhǔn)一致。2) 應(yīng)使待加工的個(gè)表面（尤其是重要表面）分配到必須且又盡可能均勻的加工余量。一般應(yīng)選擇待加工精度、表面粗糙度要求高和加工余量較少的重要表面為基準(zhǔn)面。3) 當(dāng)加工和非加工面之間的相互位置精度要求較高時(shí)，應(yīng)以次非加工面為基準(zhǔn)面。如果鑄件有多個(gè)加工面，則以其中離加工面面進(jìn)、其間相互位置又要求較嚴(yán)的非加工面為基準(zhǔn)面。4) 為保證機(jī)械加工時(shí)的定位穩(wěn)定、加緊可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)選擇大而平整、光潔、尺寸穩(wěn)定的表面為基準(zhǔn)面，其上不允許有鑄造飛邊、毛刺、冷豆、斜度以及澆冒口余痕和分型面余痕。相應(yīng)基準(zhǔn)面的雅興部位應(yīng)盡可能不設(shè)置頂桿和活塊。5) 基準(zhǔn)面的數(shù)量應(yīng)符合六點(diǎn)定位原則，使鑄件在夾具中占有某個(gè)確定的加工位置。 圖4-1 基準(zhǔn)面的確定4.1.2 機(jī)械加工余量的選取 選取加工余量時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：1) 加工面較大以及離加工定位基準(zhǔn)較遠(yuǎn)的加工面，加工余量應(yīng)大些；2) 澆注時(shí)鑄件的上表面易產(chǎn)生氣孔和夾雜缺陷，因此加工余量應(yīng)大些，側(cè)面可以小些；3) 正常澆注是低碳熔模鑄件會(huì)產(chǎn)生表面脫碳，脫碳層約為0.30.5mm，因此鑄件加工面不允許脫碳時(shí)，加工余量應(yīng)計(jì)入脫碳層厚度。容易變形的鑄件以及鑄件上尺寸精度較低的加工面，加工余量應(yīng)大些；4) 有多項(xiàng)尺寸精度和形位公差綜合要求的加工面，加工余量應(yīng)大些；5) 磨削加工面較大時(shí)，國(guó)度放大加工余量時(shí)不合適的，應(yīng)考慮先進(jìn)行正常切削加工，然后再經(jīng)磨削加工達(dá)到零件精度和表面粗糙度要求，此時(shí)應(yīng)留有雙重加工余量；6) 水玻璃型殼比硅溶膠、硅酸已酯型殼生產(chǎn)的熔模鑄件尺寸精度低、表面粗糙度粗，因此形影的加工余量應(yīng)大些；表4-1為熔模鑄件機(jī)械加工余量的選擇范圍：表（4-1） 熔模鑄件的機(jī)械加工余量鑄件基本尺寸單 面 加 工 余 量切削加工磨削加工冒口設(shè)置點(diǎn)400.71.00.20.52.0401001.01.50.50.73.01002501.52.00.71.04.02505002.03.01.01.55.0針對(duì)本次設(shè)計(jì)鑄件（60mm45mm43mm），可選用加工余量為1.0mm。4.2 熔模鑄件的澆冒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.2.1 澆注系統(tǒng)的作用和要求1. 澆注系統(tǒng)應(yīng)能平穩(wěn)地把金屬引入型腔，不產(chǎn)生噴射、飛濺和漩渦等；2. 在組焊模組和制殼時(shí)，澆注系統(tǒng)起支撐和型殼的作用，所以要求它有足夠的強(qiáng)度；3. 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求能簡(jiǎn)化壓型結(jié)構(gòu)，操作方便，生產(chǎn)率高；4. 熔模鑄件以生產(chǎn)小鑄件為主，多數(shù)情況下合金的液態(tài)和凝固收縮，直接靠澆冒口補(bǔ)縮，澆口和冒口合二為一，要有良好的補(bǔ)縮作用；5. 在保證質(zhì)量的前提下，要盡量減小澆注系統(tǒng)的重量，提高工藝出品率。4.2.2 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)表4-2 易割內(nèi)交道的結(jié)構(gòu)參考尺寸 （單位：mm）簡(jiǎn)圖內(nèi)澆道尺寸直 澆 道 直 徑 根據(jù)表4-2 ,可選用=12mm，=4mm的易割內(nèi)澆道。其結(jié)構(gòu)如表4-2中的簡(jiǎn)圖所示。4.2.3 澆口杯的設(shè)計(jì)澆口杯是盛接來(lái)自澆包的液態(tài)金屬，并使整個(gè)澆注系統(tǒng)建立一定壓力以進(jìn)行充填和補(bǔ)縮。為了防止熱水脫蠟和焙燒時(shí)砂粒進(jìn)入型腔，澆口杯外緣要做出邊緣。為了防止在澆注時(shí)產(chǎn)生渦流及因之而引起的夾渣和裹入氣體?？稍阱F形澆口杯上做出飛刺，或者在直澆口與澆口杯連接處做出筋條，此種形式的澆口杯還可以加固澆口杯與直澆口型殼之間的連結(jié)，防止?jié)部诒堪l(fā)生斷裂。關(guān)于澆口杯的設(shè)計(jì)可根據(jù)表4-3： 表4-3 澆口杯的設(shè)計(jì) 簡(jiǎn) 圖澆注速度/(kg/s)D/mmh/mmr/mm3120225 由于該鑄件較小，故澆注速度不用過(guò)高，選擇1kg/s以下即可，根據(jù)表4-3可知，澆口杯尺寸：D=60mm,h=10mm,r=3mm。4.2.4 直澆口的設(shè)計(jì)直澆口是制殼操作中的支柱，且多數(shù)情況下兼有冒口的作用，所以直澆口設(shè)計(jì)很重要。熔模鑄件尺寸一般多不算大，故不可能每種鑄件都設(shè)計(jì)一種直澆口。特別是產(chǎn)品名目繁多時(shí)，為便于組織生產(chǎn)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，通常根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，把直澆口做成幾種規(guī)格，在組焊熔模時(shí)，根據(jù)零件特點(diǎn)進(jìn)行選擇，對(duì)于特殊零件則可單獨(dú)設(shè)計(jì)直澆口。直澆口斷面要保證有足夠的補(bǔ)縮能力，建議直澆口斷面積應(yīng)為內(nèi)澆口總斷面積的1.4倍?？紤]到模組和型殼強(qiáng)度以及便于制殼操作，常用直澆口直徑為33至52毫米，高250至320毫米。為了保證金屬流動(dòng)時(shí)能很好的充填型腔和保持對(duì)鑄件的補(bǔ)縮壓力，一般都把熔模焊在澆口杯頂面70至100毫米以下的位置。為了減少液態(tài)金屬的沖擊和飛濺，直澆口底至最下層內(nèi)澆口之間的距離應(yīng)不小于20至40毫米，這個(gè)部分稱為緩沖器或澆口窩。為了防止吸氣作用，直澆口最好為0.5度的斜度。圖4-2和表4-4列出常用澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸可供選用時(shí)參考。為了便于組焊熔模，直澆口截面形狀可為圓形、方形、三角形、多邊形等，以圓形和方形的較多。根據(jù)圖4-2和表4-4結(jié)合自己鑄件形狀及尺寸，澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸選為D=50mm，D=63mm，H=320mm, h=12mm，R=5mm，D=20mm，D=18mm。本鑄件寬度為45mm,通過(guò)計(jì)算，一個(gè)澆口棒可澆注8個(gè)鑄件，一邊4個(gè)，互為對(duì)稱，各鑄件之間間隔距離為10mm,形狀尺寸如圖4-2所示。 圖4-2 澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸 圖4-3 澆注系統(tǒng)組合形式和尺寸 1-澆口杯；2-直澆口；3-內(nèi)澆口； 4-鑄件；5-澆口窩表4-4 澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸共 用 尺 寸（mm） 斷 面 （mm） 圓 形正方形三角形長(zhǎng) 方 形六角形DDHhRD Dabced505866738087941001086370788592981061131202502503003003003203203203201010101012121212125555555552025303540455055601823283337424752572426303530352026464.2.5 工藝出品率的計(jì)算 （4.1）該公式可以轉(zhuǎn)換為 （4.2）鑄件總體積=544000；澆注系統(tǒng)總體積=100480；冒口體積=0。因此可求的工藝出品率： 鑄造工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)時(shí)刻關(guān)心鑄件的成本、節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。從零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性的改進(jìn)，鑄造、造型、造芯方法的選擇，鑄造工藝方案的確定，澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)計(jì)，直至鑄件清理方法等，每道工序都與上述問(wèn)題有關(guān)。因此，挺高工藝出品率能夠有效的降低成本，節(jié)約能源，同時(shí)還降低的對(duì)環(huán)境的影響。5 壓蠟機(jī)的選擇5.1 國(guó)內(nèi)壓蠟機(jī)的類型目前國(guó)內(nèi)有以下幾種類型：1. 氣力壓蠟機(jī) 工作原理是直接用壓縮空氣將模料從射蠟嘴擠出。壓縮空氣的壓力就是壓注時(shí)這用在模料上的壓力，通常為0.40.8MPa。這類壓蠟機(jī)主要適用于蠟基模料。其優(yōu)點(diǎn)是壓注結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，生產(chǎn)效率較高，使用方便靈活。缺點(diǎn)是壓力偏小，主要壓注工藝參數(shù)大多只能靠人工控制。2. 氣動(dòng)活塞式壓蠟機(jī) 工作原理是利用壓縮空氣推動(dòng)氣缸中的活塞動(dòng)作，由活塞將模料起初，借助氣缸與注蠟筒截面積不同可以起增壓作用，壓射壓力可達(dá)45MPa。即可用于蠟基模料，也適用于樹(shù)脂基模料。這種壓蠟機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是壓射壓力較大而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便靈活。缺點(diǎn)是壓注工藝菜蔬幾乎全部靠人工控制，供蠟也需手工操作生產(chǎn)效率低。通常頂注式適合膏態(tài)壓注而底注式則更適合液態(tài)壓注。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的還是側(cè)注式（臥式），其中以雙工位（又稱雙口或雙頭）壓蠟機(jī)最有代表性。5.2 壓蠟機(jī)的鎖模力一般首選通用設(shè)備,其合模力的計(jì)算方法為5.1式中F合模力A蠟?zāi)Ｅc合模板平行的投影面積注蠟壓力根據(jù)合模力確定壓蠟機(jī)的合模力大小。一般合模力50 kN和100 kN即可滿足中小鑄件生產(chǎn)的要求。合模力超過(guò)100 kN,一般選用單工位壓蠟機(jī)。結(jié)合鑄件的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇長(zhǎng)春一汽自行生產(chǎn)的壓蠟單機(jī)ZLJ-01。5.3 開(kāi)模距離的核算 動(dòng)模座板行程：實(shí)際上就是開(kāi)模后，模具分型面之間的最大距離；設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)鑄件的形狀澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)是否能滿足取出鑄件的要求，則須滿足： （mm） （5.2） L取開(kāi)模后分型面之間能去除鑄件的最小距離（mm） L行動(dòng)模座板行程；（L行=140mm） （5.3） l芯型芯高出分型面的尺寸； l件鑄件高度（包括澆注系統(tǒng)）； S抽抽芯的距離； L頭斜銷頭部的尺寸； 斜銷斜度（度）； K安全值（取10mm）. 由以上公式代入數(shù)字得： 所以，故滿足壓蠟單機(jī)的生產(chǎn)要求。6 機(jī)械加工壓蠟型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 分型面的選擇 選擇分型面的基本原則：1 分型面應(yīng)盡量不截過(guò)熔模的某一完整便面，以防止由于分心面錯(cuò)移和分型痕跡，造成尺寸超差。2 應(yīng)選擇熔模的最大平面作為分型面，便于分型和取出熔模，以免變形。3 為了保證鑄件的精度，對(duì)于尺寸精度要求高的，以及有同軸度要求的部分，應(yīng)盡量放在同一半型內(nèi)。4 分型面應(yīng)能保證開(kāi)型后熔模留在預(yù)定半型內(nèi)，便于設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。5 分型面最好為平面，但是，有些零件如果采用平面分型，尺寸精度較差，則應(yīng)采用有規(guī)則的曲面分型。圖6-1是分型面選擇的三種方案，如圖所示： 方案一 方案二 方案三 圖6-1 鑄件的分型面方案一的分型方法，蠟?zāi)２荒軌蚍奖闳〕觯环桨溉姆中头椒?蠟?zāi)Ｒ膊荒芊奖闳〕?，所以多不能采用。方案二的分型方法，分型面平直，蠟?zāi)Ｄ軌蚍奖闳〕?，滿足分型要求。6.2 成型部分的設(shè)計(jì) 型體是壓型的主體，型體的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸大小，取決于熔模的幾何形狀，壓型的機(jī)械化程度。型體的壁厚應(yīng)盡量減薄，型體厚度為10mm，材料為L(zhǎng)D5號(hào)鋼（HB90）。其動(dòng)型模板與定型模板參考零件圖。壓型尺寸計(jì)算如下： （6.1） 式中：Lx型腔尺寸（mm）； Lp鑄件基本尺寸（mm）； K綜合線收縮率（%）； Ax壓型制造公差（mm）。鑄件尺寸Lp的確定方法是：當(dāng)尺寸沒(méi)有公差要求是，Lp就是鑄件的基本公差；當(dāng)尺寸有公差要求時(shí)，Lp是基本尺寸加偏差代數(shù)和的一半。壓型制造公差A(yù)x由壓型的制造精度等級(jí)來(lái)決定，一般為鑄件公差的1/41/6。為使壓型有修正的余地，壓型的制造偏差可取正值，型腔的制造偏差可取負(fù)值。為設(shè)計(jì)方便，長(zhǎng)度尺寸按型腔尺寸計(jì)算公式計(jì)算，而角度、錐度、平行度等可保持不變。6.3 綜合線收縮率的確定合金的收縮率、模料的收縮率、型殼的膨脹和變形是影響綜合線收縮率的三個(gè)主要因素。因?yàn)槭芫唧w的工藝操作過(guò)程的影響，綜合線收縮率的數(shù)值，往往要通過(guò)多次試模實(shí)踐，反復(fù)修正才能確定。表6-1 綜合線收縮率經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)鑄件壁厚（mm）模料型殼分類綜合線收縮率（%）自由的 部分受阻礙 受阻礙的1020ABC1.01.61.6