鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計案例

1、 前言 鑄造工藝學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生熟悉對零件及產(chǎn)品工藝設(shè)計的基本內(nèi)容、原則、方法和步驟以及掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計的基本技能的一門主要專業(yè)課。課程設(shè)計則是鑄造工藝學(xué)課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時也是我們鑄造專業(yè)迎來的第一次全面的自主進行工藝和工裝設(shè)計能力的訓(xùn)練。在這個為期兩周的過程里，我們有過緊張，有過茫然，有過喜悅，從中感受到了學(xué)習(xí)的艱辛，也收獲到了學(xué)有所獲的喜悅，回顧一下，我覺得進行鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計的目的有如下幾點： 通過課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用鑄造工藝學(xué)課程和其他先修課程的的理論與實際知識去分析和解決實際問題的能力。 通過制定和合理選擇工藝方案，正確計算零件

2、結(jié)構(gòu)的工作能力，確定尺寸，掌握了澆冒口的作用及其原理，具有正確設(shè)計澆冒口系統(tǒng)的初步能力；掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計的基本技能。 熟悉型砂必須具備的性能要求，原材料的基本規(guī)格及作用，并初步具備分析和解決型砂有關(guān)問題的能力。 熟悉涂料的作用、基本組成及質(zhì)量的控制；了解提高鑄件表面質(zhì)量和尺寸精度的途徑。 了解合金在鑄造過程中容易產(chǎn)生的鑄造缺陷以及采取相關(guān)的防止途徑，并初步具備分析、解決這類缺陷的基本解決途徑 學(xué)習(xí)進行設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊等。 目錄第一章 零件鑄造工藝分析41.1零件基本信息41.2材料成分要求41.3鑄造工藝參數(shù)的確定41.3.1鑄造尺寸公差和重量公差

3、51.3.2機械加工余量51.3.3鑄造收縮率51.3.4拔模斜度51.4其他工藝參數(shù)的確定51.4.1工藝補正量51.4.2分型負數(shù)51.4.3非加工壁厚的負余量51.4.4反變形量51.4.5分芯負數(shù)6第二章 鑄造三維實體造型62.1上冠件圖紙技術(shù)要求62.2上冠件結(jié)構(gòu)工藝分析62.3基于UG零件的三維造型62.3.1軟件簡介62.3.2零件的三維造型圖6第三章 鑄造工藝方案設(shè)計73.1工藝方案的確定73.1.1鑄造方法73.1.2型（芯）砂配比83.1.3混砂工藝83.1.4鑄造用涂料、分型劑及修補材料83.2鑄造熔煉83.2.1熔煉設(shè)備93.2.2熔煉工藝93.3分型面的選擇93.4砂

4、箱大小及砂箱中鑄件數(shù)目的確定103.5砂芯設(shè)計及排氣113.5.1芯頭的基本尺寸113.5.2芯撐、芯骨的設(shè)計123.5.3砂芯的排氣12第四章 澆冒系統(tǒng)的設(shè)計及計算124.1澆注系統(tǒng)的類型及選擇124.2澆注位置的選擇124.3澆注系統(tǒng)各部分尺寸的計算134.3.1合金鑄造性能分析134.3.2鐵液在型內(nèi)的上升速度134.3.3澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計144.4冒口設(shè)計計算144.4.1鑄件工藝出品率144.4.2出氣孔154.4.3冒口的作用及位置確定154.5冷鐵設(shè)計及尺寸計算154.5.1冷鐵的選用及作用154.5.2冷鐵的尺寸及放置位置的選擇15總結(jié)17參考文獻18附圖第一章 零件鑄造工

5、藝分析 1.1 零件基本信息 零件名稱：上冠鑄件。零件材料：HT200。產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：成批量生產(chǎn)或者小批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)：屬厚、薄相差懸殊的大型回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。上冠零件圖： 圖1.1 上冠零件圖1.2 材料成分要求根據(jù)相關(guān)資料查得HT200具體成分及其含量如表1.2.1所示。表1.2.1 HT200化學(xué)成分表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）CSiMnPSCr3.33.551.952.150.600.900.080.120.150.301.3鑄造工藝參數(shù)的確定1.3.1鑄造尺寸公差和重量公差該鑄件材質(zhì)為HT200，手工造型，經(jīng)查得，鑄件的尺寸公差等級為13級；重量公差等級為13級，該鑄件的重量公差為10。1.3.2機械

6、加工余量該鑄件為鑄鐵件，砂型人工造型，經(jīng)查加工余量等級為H，經(jīng)查得，該鑄件法蘭端面以及錐面的加工余量為13mm、孔的加工余量為8mm。1.3.3鑄造收縮率由于鑄件的固態(tài)收縮(線收縮)將使鑄件各部分尺寸小于模樣原來的尺寸，因此，為了使鑄件冷卻后的尺寸與鑄件圖示尺寸一致，則需要在模樣或芯盒上加上其收縮的尺寸。加大的這部分尺寸為鑄件的收縮量，一般用鑄造收縮率表示。經(jīng)查可知該錐體鑄件的線收縮率為1.0。1.3.4拔模斜度由于該鑄件為錐形而且錐度大非常易于拔模，因此錐體部分不設(shè)拔模斜度，而在立壁處可設(shè)置3mm的起模斜度以便拔模。拔模斜度的示意如圖1.2和1.3。 圖1.2外立壁拔模斜度示意圖 圖1.3內(nèi)

7、立壁拔模斜度示意圖1.4其他工藝參數(shù)的確定1.4.1工藝補正量對中小批量的鑄件由于選用的收縮尺寸與實際的收縮率不符，或由于鑄件產(chǎn)生變形、操作中不可避免的誤差等原因使加工后鑄件的尺寸小于圖樣要求尺寸，為提高尺寸精度，要在鑄件相應(yīng)的非加工表面上增加金屬層厚度來彌補,但由于該件在垂直分型面的立壁上都設(shè)有較大的拔模斜度,故不放工藝補正量。1.4.2分型負數(shù)干砂型、表面烘干型、自硬砂型以及砂型尺寸超過2m以上的濕型才應(yīng)用分型負數(shù)。而此鑄件采用樹脂自硬砂造型且砂箱尺寸小于2m，故不留分型負數(shù)。1.4.3非加工壁厚的負余量由于該鑄件采用木模，手工造型、造芯過程中，為取出木模要進行敲模，同時木模受潮時會膨脹，

8、這些情況會使型腔尺寸增大，從而造成非加工壁厚增加，為保證鑄件尺寸的準(zhǔn)確性應(yīng)該減小厚度尺寸，但由于該件在無拔模斜度，且該件不是很大故不放非加工壁厚的負余量。1.4.4反變形量鑄造較大的平板類、床身等類鑄件時由于冷卻速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現(xiàn)變形。為了解決撓曲變形問題，在制作模樣時，按鑄件可能產(chǎn)生變形的相反方向做出反變形模樣，使鑄件冷卻后變形的結(jié)果正好將反變形抵消，得到符合設(shè)計要求的鑄件。一般中小型壁厚差別不大且結(jié)構(gòu)上剛度較大時，不必留反變形量。由于該鑄件為中小型鑄件，所以不需留反變形量。1.4.5分芯負數(shù)對于分段制造的長砂芯或分開制造的大砂芯，在接縫處應(yīng)留出分芯間隙量，即在砂芯的分開面處，

9、將砂芯尺寸減去間隙尺寸，被減去的尺寸即為分型負數(shù)。此鑄件沒有分段制造的長砂芯，故可不設(shè)分芯負數(shù)。第二章 鑄件三維實體造型2.1上冠件圖紙技術(shù)要求： （1）鑄件應(yīng)作正回火處理； （2）鑄件材料及機械性能應(yīng)符合JB/T10264-2001的要求； （3）粗加工后按GB7233-87標(biāo)準(zhǔn)作超聲波探傷檢查，達級要求；過流面加工后按GB/T9444-1988進行磁粉探傷，達級要求； （4）同爐澆鑄試驗棒，回廠做化學(xué)成分和機械性能復(fù)核試驗； （5）過流面用樣板檢查； （6）請刻出葉片進出水邊與上冠的交點圓線。2.2上冠件結(jié)構(gòu)工藝分析： 上冠件屬壁厚相差懸殊的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，其主要壁厚為50mm，最小壁厚為25

10、mm，最大壁厚為275mm，零件的外形輪廓尺寸為上法蘭直徑1510，法蘭另一端直徑217.2，該件質(zhì)量為1665kg。由零件圖可知，該零件外形不是很復(fù)雜，內(nèi)腔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，壁厚不均勻，材料為灰鐵，流動性較好，收縮大，在澆注時容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、熱裂、內(nèi)應(yīng)力以及變性和冷裂等缺陷。該件為中大型鑄件，可采用砂型鑄造中濕型鑄造，操作方便，勞動量較小。2.3基于UG零件的三維造型2.3.1軟件簡介 UG NX是由Siemens PLM Software發(fā)布的集CAD/CAM/CAE一體化解決方案軟件，它涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計、工程和制造中的全套開發(fā)流程。NX 產(chǎn)品開發(fā)解決方案完全支持制造商所需的各

11、種工具。 NX 與 UGS PLM 的其他解決方案的完整套件無縫結(jié)合，這些對于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控環(huán)境下的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實體模型和可視化都是一個補充。本件采用UG NX進行三維立體建模使工藝設(shè)計直觀形象，便于后續(xù)分析、模擬及加工等過程的管理與控制。2.3.2零件的三維造型圖通過運用NX8.0對零件進行立體建模得到如圖2.1、2.2所示三維圖。圖2.1零件的三維造型圖圖2.2零件的剖視圖第三章 鑄造工藝方案設(shè)計3.1工藝方案的確定3.1.1鑄造方法1） 若生產(chǎn)綱領(lǐng)為單件小批量生產(chǎn)， 基于鑄件材料（HT200）、尺寸、精度及技術(shù)要求等綜合考慮，通過查閱相關(guān)

12、資料，可選的合適鑄造方法只有木模樹脂砂鑄造或者消失模鑄造兩種方法。需要澆鑄的產(chǎn)品上冠鑄件屬于中大型簡單鑄件，如果采用消失模鑄造，其加工余量少，而且可以精確成型，無須起模，無分型面，無型芯，因而鑄件無飛邊毛刺，減少了由型芯組合而引起的鑄件尺寸誤差。另外消失模鑄造大大地簡化了砂型鑄造及熔模鑄造的工序。所以本次設(shè)計選擇消失模樹脂砂型鑄造來生產(chǎn)此鑄件。2） 若生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批量生產(chǎn)可采用砂型鑄造，鑄型和型芯都采用呋喃樹脂自硬砂，每箱一件，乙醇涂料，造型時按模型材質(zhì)選擇合適的脫模劑。采用樹脂砂的優(yōu)點有：強度高，可自硬，精度高，鑄件易清理，生產(chǎn)效率高等特點。 3.1.2型（芯）砂配比 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求

13、，該鑄件采用呋喃樹脂自硬砂造型、造芯即可，具體數(shù)值參考型、芯砂配比如表3.1和表3.2所示。表3.1 型砂配比（配比重量Wt%）成 分新砂再生砂F700呋喃樹脂固化劑附加物氧化鐵粉百分比10901.6% 2.0%150 1.5%表3.2芯砂配比（配比重量Wt%）成 分新砂再生砂F700呋喃樹脂固化劑附加物氧化鐵粉百分比60402.3% 2.5%100 1.5%表中催化劑含量為占樹脂砂的百分比。3.1.3混砂工藝合理地選用混砂機，采用正確的加料順序和恰當(dāng)?shù)幕焐皶r間有助于得到高質(zhì)量的樹脂砂。樹脂砂各種原料稱量要準(zhǔn)確，其混砂工藝如下：砂+催化劑加樹脂出砂上述順序不可顛倒，否則局部發(fā)生劇烈的硬化反應(yīng)，

14、縮短可使用時間，影響到樹脂砂的使用性能。砂和催化劑的混合時間應(yīng)以催化劑能均勻的覆蓋住沙粒表面所需的時間為準(zhǔn)。3.1.4鑄造用涂料、分型劑及修補材料鑄造涂料在鑄型和砂芯的表面上形成耐火的保護層，避免鑄件產(chǎn)生表面粗糙、機械粘砂、化學(xué)粘砂以及減少鑄件產(chǎn)生與砂子有關(guān)的其它鑄造缺陷，是改善鑄件表面質(zhì)量的重要手段之一。雖然采用涂料增加了工序和費用，但使用涂料之后，不僅鑄件表面光潔，也減少了缺陷降低了清理費用，增加了鑄件在市場上的競爭力，綜合效益得以提高。為滿足要求可選水溶性涂料，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)選用手工刷涂的方式施涂。鑄造用分型劑可在造型造芯過程中在模樣、芯盒工作表面覆蓋一薄層可以減少或者防止型砂、芯砂對模樣

15、或芯盒的粘附，降低起模力，以便得到表面光潔、輪廓清晰的砂型或砂芯，可手工涂涂柴油。如砂型或砂芯出現(xiàn)裂紋、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用膠補劑進行修補，以提升生產(chǎn)效率。對自硬樹脂砂可用同種自硬砂+修補膏+膠合劑進行修補。3.2鑄造熔煉3.2.1熔煉設(shè)備：為保證獲得化學(xué)成分均勻、穩(wěn)定且溫度較高的鐵液，滿足生產(chǎn)需要這一前提，在大批量流水生產(chǎn)中，宜采用沖天爐-電爐雙聯(lián)熔煉工藝。它可以保證出爐鐵液溫度在1500以上，溫度波動范圍小于等于（-）10，化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）精度達到C小于等于（-）0.05%，Si小于等于（-）0.10%。3.2.2熔煉工藝：(1) 廢鋼 加廢鋼可明顯提高灰鑄鐵基體中D型石墨和

16、初生奧氏體的數(shù)量；加廢鋼能促進初生奧氏體的形核及長大；可增加鑄件的強度和孕育。（2）出爐溫度和澆注溫度 出爐溫度一般都控制在14001450之內(nèi)，澆注溫度一般控制在13701440。（3）孕育處理 為改善石墨形態(tài)和材質(zhì)的均勻性，孕育處理是十分重要的。孕育的作用為消除白口、改善加工性能，細化共晶團、獲得A型石墨，使石墨細化及分布均勻，改善基體組織、提高力學(xué)性能，減小斷面敏感性。綜合孕育劑選擇的主要兩個因素：滿足工藝性及性能、金相組織的需要；避免鑄件產(chǎn)生氣孔、縮松、滲漏等缺陷。由于75SiFe瞬時孕育效果好，溶解性能優(yōu)良，故此鑄鐵熔煉采用此方法。3.3分型面的選擇根據(jù)分型面的選擇原則，分型面的選擇

17、位置如下：方案一特點：選擇最大截面1、有利于順序凝固和沖型以及易于保證鑄件的精度； 2、有利于鑄件的補縮；3、鐵液在鑄型中的流動不穩(wěn)定；4、由于該件外形為錐體，這樣分形的好處是易于起模，在側(cè)面處可不設(shè)起模斜度。方案二：特點：1：重要面放在側(cè)面和下面，有利于重要面得到致密的組織；2：避免了吊芯；3：不利于順序凝固和補縮；方案三：特點： 1、減小了砂箱尺寸； 2、有利于下芯； 3、對上下箱的合箱、造型精度要求很高； 4、鐵液在鑄型中的流動不平穩(wěn)。根據(jù)三種方案的對比，選擇方案二比較合理。3.4砂箱大小及砂箱中鑄件數(shù)目的確定：由于鑄件為錐體件，一端的表面積較大，因此采用一箱一件的生產(chǎn)方式。砂箱的尺寸計

18、算：砂箱寬90+1526+90=1706mm, 取砂箱長度為1800mm。砂箱長90+1526+80+90=1786mm,取砂箱寬度為2000mm。砂箱高度的計算：上砂箱高286+150436mm，冒口高度為286mm，故取上箱500mm下砂箱高622180802mm，下砂箱取850mm。砂箱各部位的尺寸如下表所列。砂箱外形尺寸砂箱長（mm）砂箱寬（mm）砂箱高（mm）上箱20001800500下箱20001800850如工廠有尺寸相近砂箱也可選用。3.5砂芯設(shè)計及排氣 砂芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位。砂芯應(yīng)滿足以下要求：砂芯的形狀、尺寸以及在砂型中的位置應(yīng)符合鑄件要求

19、，具有足夠的強度和剛度，在鑄件形成過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時排出型外，鑄件收縮時阻力小和容易輕砂。3.5.1芯頭的基本尺寸芯頭是砂芯的重要組成部分。芯頭的作用是：定位、支撐和排氣。定位作用：通過芯頭與芯座的配合，便于將砂芯準(zhǔn)確地安放在砂型中。支撐作用：砂芯通過芯頭支撐在鑄型中，保證砂芯在它本身的重力及金屬液體的浮力作用下位置不變。排氣作用：在澆注凝固過程中，砂芯中產(chǎn)生的大量氣體能夠及時地從芯頭排出鑄型。為下芯方便，根據(jù)課本可留垂直心頭與芯座之間的間隙s=1mm，芯頭高度： h=60mm，斜度，h=5。芯頭各部分尺寸及形狀見圖3.1。圖3.1芯頭的尺寸及形狀3.5.2芯撐、芯骨的設(shè)計由于砂芯較

20、小，且位于內(nèi)澆道附近，因此不用芯撐。為了保證砂芯在制芯、搬運、配芯和澆注過程中不易開裂、不易變形、不被金屬液沖擊折斷，生產(chǎn)中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其剛度和強度。由于該鑄件為小型鑄件，且砂芯尺寸不大，故可以采用細鋼管做芯骨，防止砂芯變形、開裂，同時在鋼管上鉆若干小孔利于砂芯排氣。3.5.3砂芯的排氣砂芯在澆注過程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機物要燃燒（氧化反應(yīng)）放出氣體，砂芯中的殘余水分受熱蒸發(fā)放出氣體，如果這些氣體排不出型外，則要引起鑄件產(chǎn)生氣孔。芯骨有小孔利于砂芯排氣，還可用通氣針扎出排氣孔的方法排氣。第四章 澆冒系統(tǒng)的設(shè)計及計算4.1澆注系統(tǒng)的類型及選擇該鑄件為鑄鐵中大型鑄件，壁厚不均勻

21、，根據(jù)鑄鐵件生產(chǎn)要求及特點，根據(jù)鑄造工藝學(xué)表3-4-12選擇封閉式（）澆注系統(tǒng)。以橫澆道截面最大，阻渣效果較好，可防止金屬液卷入氣體，消耗金屬少，清理方便；但缺點是內(nèi)澆道為阻流，充型不平穩(wěn)。S內(nèi)：S橫：S直=1:1.5:1.1 4.2澆注位置的選擇方案一：采用頂注澆注系統(tǒng)澆注位置設(shè)在冒口上，設(shè)置三個內(nèi)澆口分別位于三個腰圓形冒口上，如圖所示：澆注系統(tǒng)示意圖此澆注的優(yōu)點：（1）澆注系統(tǒng)位于冒口上因此在機加工時省去了切割澆道的工序；（2）澆道和冒口相連降低冒口的冷卻速度，有利于冒口的補縮；（3）澆道位于該件的中心位置充型平穩(wěn)，而且鑄件的質(zhì)量均一。方案二:采用頂注式，內(nèi)澆道鑲嵌在下模樣邊上，便于清理，

22、橫澆道搭接在內(nèi)澆道上，和直澆道一起放在上模樣，具體構(gòu)造如下圖: 特點：便于清理，可用澆注系統(tǒng)當(dāng)冒口，對鑄鐵有一定的補縮作用。且節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本。對比以上兩種方案，由于鑄鐵具有良好的流動性，容易填充形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，且不易產(chǎn)生氣孔、澆 不足、冷隔等缺陷，且澆注溫度較低，充型能力好，可以不用另設(shè)冒口，因此采用方案一。4.3澆注系統(tǒng)各部分尺寸的計算根據(jù)相關(guān)資料查得HT200具體成分及其含量如表4.3.1所示。表4.3.1 HT200化學(xué)成分表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）CSiMnPSCr3.33.551.952.150.600.900.080.120.150.304.3.1 合金鑄造性能分析： 灰鑄鐵具

23、有良好的鑄造性能： （1） 流動性?；诣T鐵的熔點較低，結(jié)晶溫度范圍較小，在適宜的澆注溫度下， 具有良好的流動性，容易填充形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，且不易產(chǎn)生氣孔、澆 不足、冷隔等缺陷。 （2） 收縮性。灰鑄鐵的澆注溫度較低，凝固中發(fā)生共析石墨化轉(zhuǎn)變，使其線收縮小，產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力也較小，所以鑄件出現(xiàn)翹曲變形和開裂的傾向以及 形成縮孔、縮松的傾向都較小。 （3） 灰鐵充型能力好，強度較高，耐磨、耐熱性好，減振性良好，鑄造性較好， 但需人工時效。4.3.2鐵液在型內(nèi)的上升速度 根據(jù)澆注系統(tǒng)的鐵液上升速度計算法，查鑄造工藝學(xué)表3-4-6知鐵液在型中上升速度（mm/s）在20mm/s- 30 mm/s之間，取

24、=25mm/s。4.3.3 澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計用奧贊公式可計算阻流截面積： m下為澆注質(zhì)量，鑄件質(zhì)量，考慮增重5% m下=1748kg 查表得濕型中等鑄鐵流量系數(shù),澆注時間 查鑄造工藝學(xué)表3-4-3 對于鑄鐵件 t=1030s 取t=30s澆注速度 V =m/t=1665/30=55.5kg/s 澆注溫度 13701440 4.4冒口設(shè)計計算 根據(jù)補縮液量法：已知該件體積約為232871987mm3,查課本P299可得鑄鐵體收縮率取1.9，冒口的補縮效率取14%，鑄件壁厚取主要壁厚50。d=946mm式中：V-鑄件被補縮部分體積； -鑄件金屬的凝固收縮率理論上需要用以補縮部分液體的體積V；

25、d：補縮球直徑。Dr=T+ d=50+946=996mm.Dr:冒口直徑。該件采用三個同形狀冒口，冒口的高度取為300mm.由于該件為灰鑄鐵，采用保溫冒口可提高鑄件工藝出品率1015%，能夠很顯著地節(jié)約材料和降低成本。為了冒口的易于切割，降低后續(xù)機加工難度，在冒口底部可放置帶孔隔板或易切片便于冒口的切割。4.4.1鑄件工藝出品率鑄件工藝出品率=100%對該鑄件工藝出品率=1665/(1665+781+312)=60%4.4.2出氣孔開始澆注的瞬間，型腔內(nèi)的空氣即被加熱膨脹，型內(nèi)壓力迅速增加，有些空氣可從型砂的空隙逸出，但型砂的透氣性常不足以防止壓力的顯著增高。當(dāng)澆注系統(tǒng)完全充滿時，壓力可以高到

26、使液態(tài)合金倒流，再周期性地返回，并降低澆注速度。壓力過大可能瞬時拾起上箱，引起“跑火”，甚至從直澆道中噴濺，造成事故。道氣不良還會造成氣孔、澆不足和冷隔等缺陷。所以要用出氣孔，將型內(nèi)氣體引至砂型之外出氣孔除排出型腔的空氣和氣體之外，還可減小砂型充滿時的動壓力，以及便于觀察型內(nèi)的充滿程度等。但此鑄件可不需專門的出氣孔，可以選取通氣針在砂型上扎出排氣道的方法排氣。4.4.3冒口的作用及位置確定冒口是鑄型內(nèi)用以儲存金屬液的空腔，在鑄件凝固過程中補給金屬，能有效防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用。對于該鑄件采用普通明冒口，由于該鑄件熱節(jié)處壁厚較大，經(jīng)分析可設(shè)置1個環(huán)形大冒口。如下圖所示：4.5冷鐵設(shè)計及

27、尺寸計算4.5.1冷鐵的選用及作用為增加鑄件局部冷卻速度常常在鑄件表面或者內(nèi)部放置激冷材料,對該件采用鑄鋼材質(zhì)板型外冷鐵，對于該件使用冷鐵有諸多優(yōu)點：1）在冒口難于補縮的部位防止縮孔縮松；2）冷鐵可與冒口配合使用，利用冷鐵形成末端區(qū)，能加強鑄件的順序凝固條件、擴大冒口補縮距離或范圍，減少冒口數(shù)目或體積；3）防止立壁與鑄件表面交接部位形成裂紋；4）用冷鐵加速熱節(jié)部位的冷卻，使整個鑄件接近于同時凝固，既可防止或減少鑄件變形，又可提高工藝出品率；5）改善局部組織和力學(xué)性能，提高表面硬度和耐磨性；6）減輕或防止該鑄件厚壁部位的偏析。4.5.2冷鐵的尺寸及放置位置的選擇通常冒口的厚度B=（0.250.5）T，可取B=84mm。根據(jù)查表可知冷鐵的其他尺寸及參數(shù)如表3-23所列。表4.1冷鐵尺寸冷鐵長度（mm）冷鐵間隙（mm）冷鐵厚度（mm）數(shù)量180128420冷鐵的放置位置如圖4.1所示圖4.1冷鐵放置位置（藍色實體表