DK缸體的鑄造工藝

1、機(jī)械技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目DK缸體的鑄造工藝指導(dǎo)教師職稱講師專業(yè)名稱材料成型及控制技術(shù)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)要求1.閱讀英文資料，完成中文翻譯；2.搜集、整理畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料；3. 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一篇；4. 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)一份。完成畢業(yè)課題的計(jì)劃安排：序號(hào)內(nèi)容時(shí)間安排1閱讀英文資料，進(jìn)行中文翻譯；2搜集、整理畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料，思考完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大綱3進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫4遞交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）初稿5進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）修改、最終定稿答辯提交資料畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、英文資料翻譯、畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)計(jì)劃答辯時(shí)間4 目錄引言31、缸體鑄造工藝的發(fā)展概況32、DK

2、缸體的鑄造工藝技術(shù)分析3 2.1、DK缸體的材質(zhì)、熔煉及孕育處理4 2.2、DK缸體鑄件的特點(diǎn)53、DK缸體的鑄造工藝6 3.1、造型材料6 3.2、造型工藝8 3.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9 3.4、冒口的設(shè)計(jì)15 3.5、制芯173.6、組芯18 4、DK缸體的澆鑄21 4.1、澆注工藝21 4.2、澆鑄系統(tǒng)215、DK缸體的鑄件清理22 5.1、除芯和表面清理22 5.2、鑄件修整23 5.3、發(fā)展趨勢(shì)24 6、結(jié)論24參考文獻(xiàn) 25DK缸體的鑄造工藝摘要:本文主要介紹從DK缸體的材質(zhì)、熔煉及孕育處理、DK缸體鑄件的特點(diǎn)、DK缸體的鑄造工藝、澆鑄、鑄件清理簡(jiǎn)單的介紹了DK缸體從模板到成品的生產(chǎn)

3、過(guò)程。其中最主要的是DK缸體的鑄造工藝，它介紹了DK缸體在鑄造過(guò)程中的一些工藝，和其特點(diǎn)。其次是鑄件的清理，清理是鑄造過(guò)程中的最后一步，也起著至關(guān)重要的作用，如：敲澆冒口的方式不對(duì)，容易造成鑄件不合格；在去毛刺時(shí)，如果使用方法不合格，也會(huì)造成鑄件不合格。因此，在鑄件的鑄造過(guò)程中，每一步都要很仔細(xì)，這樣才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：DK缸體、造型材料、造型工藝、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組芯、制芯、冒口的設(shè)計(jì)引言：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 QQ 3139476774 QQ3449649974隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用越來(lái)越重要

4、，而汽車業(yè)是鑄造業(yè)最大的推動(dòng)力之一，汽車工業(yè)的發(fā)展是有望帶動(dòng)鑄造工業(yè)發(fā)展的一個(gè)新的高度。發(fā)動(dòng)機(jī)的制造水平是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的水平的重要標(biāo)志之一，進(jìn)而也在很大程度上代表了一個(gè)國(guó)家汽車工業(yè)的發(fā)展水平。不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、降低燃油消耗量和減少尾氣排放時(shí)汽車工業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在需求，要是外部環(huán)境的客觀要求，并作為目標(biāo)貫穿與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。而發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的鑄件是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中難度最大的一環(huán)，是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)，其質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗等性能起著決定性的作用。1、DK缸體鑄造工藝的發(fā)展概況。卡車發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵缸體在砂型鑄造中，屬于典型的薄壁復(fù)雜件，它的砂芯多、尺寸精度要求高，鑄件的水道、油道

5、需經(jīng)氣密性試驗(yàn)，以確保無(wú)滲漏現(xiàn)象，以及鑄件不能有夾渣、砂眼、氣孔、裂紋、芯斷類缺陷。缸體類復(fù)雜薄壁件的鑄造難度高，鑄造合格率低，國(guó)內(nèi)總體水平一般在50%-60%，因此，本文在此討論以鑄鐵汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的砂型鑄造工藝為對(duì)象。圖1：DK缸體2、DK缸體的鑄造工藝技術(shù)分析缸體是汽車中尺寸大、形狀復(fù)雜、技術(shù)要求高的鑄件，其質(zhì)量綜合反映了鑄造廠的工藝技術(shù)水平、管理水平和人員素質(zhì)?，F(xiàn)在各種類型的汽車、卡車都力求降低單位功率質(zhì)量，降低燃油消耗，提高使用的經(jīng)濟(jì)性，因此，缸體鑄件在保證強(qiáng)度、剛度的前提下、力求減少壁厚，降低重量。與此同時(shí)對(duì)這類鑄件在尺寸精度、表面粗糙度、內(nèi)腔清潔度、材料性能、內(nèi)在質(zhì)量、材料均勻性

6、與尺寸穩(wěn)定性等方面提出一系列的要求。如要求材料：有足夠強(qiáng)度、剛度和致密性；2.1 DK缸體的材質(zhì)、熔煉及孕育處理DK缸體以低合金灰鑄鐵為主（添加元素為鉻、鎳、銅、錫等）的灰鑄鐵作為傳統(tǒng)材料依然由于成本低、工藝性好，有良好的尺寸穩(wěn)定性和抗熱疲勞性能，現(xiàn)在仍然被大量使用，特別在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上還占有半壁江山，例如：卡車的發(fā)動(dòng)機(jī)目前仍然使用的是灰鑄鐵。而目前在我國(guó)考慮到經(jīng)濟(jì)因素缸體仍然以灰鑄鐵為主。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論是缸體還是缸蓋都是采用鑄鐵的，但是鑄鐵有著許多的不足之處，例如重量大、散熱性差、摩擦系數(shù)高等等。鑄鐵缸體多用于高增壓的引擎，而DK缸體用于卡車，故采用鑄鐵缸體。金屬中的元素組成會(huì)對(duì)金屬材料的

7、性能產(chǎn)生較大的影響，就鋼鐵而言，鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑形和沖擊韌性降低，當(dāng)含碳量超過(guò)0.23%時(shí)，鋼的焊接性能降低，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過(guò)0.23%。含碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易腐蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。DK缸體形狀復(fù)雜，壁厚相差大，在工作中受到熱沖擊和熱疲勞的作用，因而既要求具有良好的鑄造性能，又要求具有良好的力學(xué)性能。由此可見(jiàn)對(duì)鑄鐵成分的要求極為嚴(yán)格，在成分控制上，一般采用較高的碳當(dāng)量(CE=3.9%-4.1%),以保證有良好的鑄造性能；化學(xué)成分控制中加入一些合金元素如Ni、Cr、Cu、V、Mo等，以

8、提高鑄件的本體強(qiáng)度、鑄件本體金相組織中的珠光體的含量和抗熱疲勞能力。在缸體的生產(chǎn)中十分重視澆注溫度的控制，一般生產(chǎn)缸體將澆注溫度控制在1390- 1430左右的范圍內(nèi)。對(duì)大多數(shù)缸體來(lái)說(shuō)，最適宜的澆注溫度為1390°- 1420。若澆注溫度太高則鐵水收縮增加，促使鑄件內(nèi)部產(chǎn)生縮孔與縮松；澆注溫度太低時(shí)，鑄件會(huì)產(chǎn)生氣孔等缺陷。熔煉工藝采用沖天爐工頻電爐雙聯(lián)技術(shù)，選用高溫熔煉廢鋼增碳工藝。配料采用廢鋼和回爐料為主，加上一定比例的生鐵，采用爐內(nèi)增碳加石墨粉。廢鋼應(yīng)該盡量無(wú)銹蝕。在熔煉過(guò)程中，為了保證生產(chǎn)時(shí)能穩(wěn)定地獲得符合要求的鐵水，溫度和化學(xué)成分，汽車鑄造廠普遍采用雙聯(lián)熔煉，融化鑄鐵對(duì)數(shù)用沖

9、天爐，沖天爐融化的鐵水比電爐鐵水有較小的激冷傾向和收縮傾向，用沖天爐的鐵水生產(chǎn)缸體，更容易得到合乎要求的金相組織，組織與性能均勻的健全鑄件，鐵水保溫普遍采用大型有芯槽式工頻爐。為保證在大批量流水生產(chǎn)缸體時(shí)材質(zhì)成分的均勻性和穩(wěn)定性，也考慮熔煉的經(jīng)濟(jì)性，多采用沖天爐-有芯工頻電爐進(jìn)行熔煉。一般在沖天爐基礎(chǔ)上配置了保溫電爐，當(dāng)在沖天爐中溫度達(dá)到1 500時(shí)，除去熔渣，加孕育劑，合金元素，在放入工頻電爐中保溫至1450出爐。這樣不經(jīng)可以大大節(jié)省成本，同時(shí)也為調(diào)整和檢測(cè)鐵水成分提供了便利。今年來(lái)由于先進(jìn)的熔煉裝備和爐前質(zhì)量檢測(cè)手段（熱分析儀及真空直讀光譜儀）的發(fā)展，使在成產(chǎn)缸體鑄件時(shí)，鐵液成分和生產(chǎn)的鑄

10、件強(qiáng)度得到了更嚴(yán)格的控制。對(duì)于DK缸體來(lái)說(shuō)孕育處理是十分重要的環(huán)節(jié)。孕育處理可以防止白口，改善加工性能，細(xì)化共晶團(tuán)，可獲得奧氏體石墨，使石墨細(xì)化及分布均勻，改善集體組織，提高機(jī)械性能，減小斷面敏感性的重要工藝措施。孕育也有副作用，細(xì)化共晶團(tuán)的結(jié)果常常導(dǎo)致縮松的增加，由于孕育劑中含有鋁，孕育量過(guò)高也會(huì)因鐵水中含鋁量增加產(chǎn)生真孔缺陷。孕育提高鐵水的成核程度，增加共晶團(tuán)的數(shù)目，導(dǎo)致凝固過(guò)程中作用在鑄型上的膨脹力增大其結(jié)果可能使鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松，因此在缸體生產(chǎn)中特別要主意控制孕育量，孕育劑加入量一般為0.2%-0.4%，孕育總歸量比原鐵液增加0.1%合適，最高不能高于0.2%。普遍采用的孕育劑是75

11、SiFe。75SiFe由于瞬時(shí)孕育效果好，溶解性能好，且價(jià)格低廉，故被大量使用。為了充分利用75SiFe瞬時(shí)孕育效果好的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外在缸體鑄件的大批量流水生產(chǎn)中普遍采用鐵液隨流孕育、孕育絲孕育和型內(nèi)孕育等瞬時(shí)孕育方法。在某些場(chǎng)合也使用含有鋇、稀土、鍶、鋯的硅鐵和C-Si孕育劑。由于含鍶孕育劑可防止白口，避免因共晶團(tuán)數(shù)目過(guò)多增加而引起縮孔縮松，在缸體中得到較多的應(yīng)用。2.2 DK缸體鑄件的特點(diǎn)DK缸體是卡車發(fā)動(dòng)機(jī)上最重要、最大的鑄件，是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，其鑄造工藝水平是決定發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的基礎(chǔ)條件。由于發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)上還要求降低單位功率重量，降低燃油消耗，噪音小，少排放，提高使用的經(jīng)濟(jì)性。

12、因此DK缸體鑄件具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：、重量輕強(qiáng)度高，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的日益提高，缸體的技術(shù)要求也隨之不斷增加。、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在缸體上除有特殊形狀的配氣燃燒室外，有進(jìn)氣道、排氣道，還有冷卻水套、潤(rùn)滑油道等，內(nèi)腔形狀復(fù)雜多變，同時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的需要，其外形結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜。、形狀準(zhǔn)確尺寸精度高，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的大小與燃燒室及進(jìn)排氣道的形狀和大小關(guān)系重大，鑄件超出設(shè)計(jì)狀態(tài)1mm，動(dòng)力性能降低10%左右，由此可知缸體的尺寸精度要求之高。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 QQ 3139476774 QQ34496499743、DK缸體的鑄造工藝3.1 造型材

13、料 造型材料:指制造鑄型用的材料，如砂型鑄造，包括砂、粘土、有機(jī)或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑及其他附加物。 砂型和砂芯直接承受合金液的作用，型（芯）砂質(zhì)量的高低對(duì)造型（芯）工藝，鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)成本有很大影響。鑄件的一些鑄造缺陷如砂眼、氣孔、粘砂、夾砂等，都與造型材料有直接關(guān)系。在鑄造生產(chǎn)中，80%左右的鑄件是用砂型鑄造生產(chǎn)的生產(chǎn)1t鑄件通常需要4-5t型砂，造型材料在鑄造生產(chǎn)中占有重要地位。 3.1.1 組成造型材料的組成物，見(jiàn)表1.表1 造型材料的組成砂造型材料的基本成分，力度為0.015-1mm，常指硅砂和其它顆粒耐火材料。硅砂要求：SiO2大于等于95%粘土重要成分是高嶺土，其礦物組成是高嶺石（水化硅酸

14、鋁），顆粒尺寸小于2微米。耐火度高的粘土適用于鑄鋼件，耐火度低的粘土一般用于鑄鐵件。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑由無(wú)機(jī)物質(zhì)組成，如膨潤(rùn)土、粘土、水玻璃、水泥等。主要粘結(jié)劑是膨潤(rùn)土。有機(jī)粘結(jié)劑由有機(jī)物質(zhì)組成，如干性油、樹(shù)脂、淀粉、紙漿殘液等。附加物除粘結(jié)劑以外能改善型砂和芯砂性能而加入的物質(zhì)，如煤粉、淀粉、木屑。涂 料造型時(shí)涂覆在型腔和型芯表面的物料，呈液態(tài)、稠態(tài)或粉體。用于提高鑄型表面的耐火度、保溫性、光滑性和化學(xué)穩(wěn)定性等。煤粉的作用：在鐵液的高溫作用下，煤粉產(chǎn)生大量的還原性氣體，可防止金屬液被氧化，并使鐵液表面的氧化鐵還原，減少了金屬氧化物和造型材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的可能性。產(chǎn)生的氣體在砂型孔隙中形成壓力，使金屬

15、液不易滲入型砂中。淀粉的作用：減少夾砂結(jié)疤和沖砂缺陷，增加型砂變形量，提高型砂韌性和可塑性，降低起模時(shí)模樣與砂型間的摩擦阻力，減少因砂型表面風(fēng)干和強(qiáng)度下降而引起的砂孔缺陷。除鑄鐵濕型外，淀粉在鑄鋼濕型砂中應(yīng)用更加普遍。鑄鐵面砂中淀粉含量一般為0.5%-1.0%。3.1.2 性能要求造型材料的一些性能要求，見(jiàn)表2.表2 造型材料的性能要求型砂強(qiáng)度型砂、芯砂抵抗外力破壞的能力，包括抗壓、抗拉、抗剪、抗彎曲在濕、干及熱三種狀態(tài)下的強(qiáng)度。透氣性緊實(shí)砂樣的孔隙度。耐火度澆注時(shí)，不軟化、不熔融的性能。壓潰性鑄件冷卻收縮時(shí)抗壓縮的性能，即型砂和芯砂在澆注后容易潰散的性能，原稱退讓性。耐用性主要指粘土的耐用性

16、，即加熱對(duì)粘土保持其固有性質(zhì)的能力，又稱復(fù)用性。3.1.3 型砂和芯砂種類型砂和芯砂的種類、粘結(jié)劑、干燥情況、特點(diǎn)和應(yīng)用，見(jiàn)表3.表3 型砂和芯砂的種類種類粘結(jié)劑干燥情況特點(diǎn)應(yīng)用粘土砂膨潤(rùn)土或高嶺土濕型、表干型、干型不易緊實(shí)，易產(chǎn)生夾砂、脹砂、氣孔等缺陷最廣泛，各種類型鑄鐵件水玻璃砂水玻璃干型強(qiáng)度高，透氣性，易緊實(shí)，退讓性差大型鑄鐵件，所有鑄鋼件樹(shù)脂砂合成樹(shù)脂干型硬化反應(yīng)快，價(jià)格較貴，便于自動(dòng)化型芯及殼型（芯） 粘土砂分為濕型、干型和表干型。三者之間的主要差別是：濕型是造好的砂型不經(jīng)烘干，直接澆入高溫金屬液；干型是在合型和澆注前將整個(gè)砂型送入烘干窯中烘干；表面烘干型是在澆注前對(duì)型腔表層用適當(dāng)方

17、法烘干一定深度。水玻璃砂的特點(diǎn)是：型（芯）砂流動(dòng)性好，易于緊實(shí)，故造型（芯）勞動(dòng)強(qiáng)度低；硬化快，硬化強(qiáng)度較高，可簡(jiǎn)化造型（芯）工藝，縮短生產(chǎn)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可在型（芯）硬化后起模，型（芯）尺寸精度高；可取消或縮短烘烤時(shí)間，降低能耗，改善工作環(huán)境和工作條件。樹(shù)脂砂的特點(diǎn)是：鑄件表面質(zhì)量好，尺寸精度高；不需要烘干，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了能源 ；樹(shù)脂砂型（芯）的強(qiáng)度高，透氣性好，鑄件缺陷少，廢品率低；樹(shù)脂砂流動(dòng)性好，易緊實(shí)，潰散性好，容易落砂、清理，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。但對(duì)原砂要求較高；操作環(huán)境的溫度、濕度對(duì)樹(shù)脂砂硬化速度及硬化強(qiáng)度影響較大；樹(shù)脂砂的發(fā)氣量較大；有刺激氣味，要求車間內(nèi)通風(fēng)良好，

18、樹(shù)脂的要求較高。3.2 造型工藝 造型工藝分為：機(jī)器造型和機(jī)器造芯。其中機(jī)器造型分為震壓造型、射壓造型、高壓造型和拋砂造型。3.2.1機(jī)器造型（1）震壓造型震壓造型的原理及特點(diǎn)，見(jiàn)表4.表4 震壓造型的特點(diǎn)原理用壓縮空氣和汽缸使砂箱上下震動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)緊實(shí)型砂。特點(diǎn)緊實(shí)度不高，鑄件表面粗糙，噪音大，生產(chǎn)率較低。效率50-60箱/h；中、小型鑄件。中、小批量生產(chǎn)。（2）射壓造型射壓造型的原理及特點(diǎn)，見(jiàn)表5.表5 射壓造型的特點(diǎn)原理特點(diǎn)效率、鑄件類型利用壓縮空氣將型砂射入型腔來(lái)緊實(shí)砂型緊實(shí)度較高，鑄件尺寸精確、表面粗糙度小，噪音低，生產(chǎn)率高。240-300箱/h；中、小型鑄件；中、小批量生產(chǎn)。（3）高壓

19、造型高壓造型的原理和特點(diǎn)，見(jiàn)表6.表6 高壓造型的特點(diǎn)原理特點(diǎn)效率、鑄件類型利用液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很高的壓力來(lái)壓實(shí)砂型緊實(shí)度較高，鑄件尺寸精確、表面粗糙度小，噪音低，生產(chǎn)率較高。120-240箱/h；中、小復(fù)雜鑄件。中、大批量生產(chǎn)。（4）拋砂造型拋砂造型的原理和特點(diǎn)，見(jiàn)表7.表7 拋砂造型的特點(diǎn)原理利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片將型砂高速拋下來(lái)緊實(shí)砂型。特點(diǎn)緊實(shí)度高，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率較高。效率、鑄件類型拋砂量：10-30m3/h；大型鑄件：?jiǎn)巍⑿∨a(chǎn)3.2.2 機(jī)器造芯大量生產(chǎn)中，一般型芯采用機(jī)制，如震擊造芯機(jī)、微震壓實(shí)造芯機(jī)和射芯機(jī)等。樹(shù)脂砂造芯采用熱芯盒射芯和殼芯機(jī)。（1）熱芯盒射芯機(jī)制芯適用于呋喃樹(shù)脂

20、砂，用射砂方式填砂和緊砂（2）殼芯機(jī)制芯主要使用樹(shù)脂砂，采用吹砂方式填砂和緊實(shí)。3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要十分重視，缸體是形狀復(fù)雜的薄壁件且加工面很多，根據(jù)此特點(diǎn)，注入型腔的金屬液應(yīng)快速、均勻、平穩(wěn)，不能帶有氣體、沙粒、渣子等雜物。首先是分型面的選擇，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的鑄造過(guò)程中，應(yīng)用不同的鑄造方法，其砂型、砂芯的分型面有不同的選擇。在普通砂型鑄造中，為了保證缸筒間距離和壁厚的均勻，一般將形成缸筒和曲軸箱內(nèi)腔的主芯直接做成一個(gè)整體，其分盒面為一平面，其它砂芯和外型根據(jù)其特點(diǎn)各有自己的分型面。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括液態(tài)金屬的充型、金屬液在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)、澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇、鑄鐵件澆

21、注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算。3.3.1 液態(tài)金屬的充型液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬的充型能力。金屬液大多是在純液態(tài)下充滿型腔的，但也有在充滿型腔的同時(shí)伴隨著結(jié)晶的情況。如果結(jié)晶的晶粒在金屬液未充滿型腔以前堵塞了澆注系統(tǒng)的通道，將會(huì)使鑄件產(chǎn)生澆不到等缺陷。液態(tài)金屬本身的流動(dòng)能力稱為流動(dòng)性。它是金屬的鑄造性能之一，與金屬的成分、溫度、雜志含量及其物理性質(zhì)有關(guān)。金屬液的流動(dòng)性對(duì)鑄型中氣體和雜志的排出以及對(duì)鑄件的補(bǔ)縮和防止裂紋等有很大的影響。衡量液態(tài)金屬流動(dòng)性的大小，通常采用澆注流動(dòng)性試樣來(lái)獲得。液態(tài)金屬的充型能力受金屬性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、澆注條件和鑄件結(jié)構(gòu)四個(gè)方面的影響。

22、（1）金屬性質(zhì)方面：這類因素是內(nèi)因，決定著金屬本身的流動(dòng)能力-流動(dòng)性。影響金屬流動(dòng)性的因素有合金成分、結(jié)晶潛熱、金屬的比熱容、密度和熱導(dǎo)率、液態(tài)金屬的粘度和表面張力等。（2）鑄型性質(zhì)方面：鑄型對(duì)金屬液的流動(dòng)阻力和對(duì)金屬液熱交換的強(qiáng)度都對(duì)金屬液的充型能力有重要影響。鑄型的蓄熱系數(shù)表示鑄型從其中的金屬吸取 并儲(chǔ)存在本身的熱量的能力。蓄熱系數(shù)越大，鑄型的激冷能力越強(qiáng)，金屬液在鑄型中保持的液態(tài)時(shí)間就越短，充型能力下降。一般情況下，砂型比金屬型、干型比濕型、熱型比冷型的充型能力要好。預(yù)熱鑄型可以減小金屬液與鑄型的溫差，使充型能力提高。如金屬型在澆注前預(yù)熱，熔模鑄造在澆注前型殼的高溫焙燒等，都是為了提高充

23、型能力。（3）澆注條件方面：澆注溫度：澆注溫度對(duì)液態(tài)金屬的充型能力有決定性的作用。澆注溫度越高，充型能力越好。但澆注溫度過(guò)高，易吸氣且氧化嚴(yán)重。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 QQ 3139476774 QQ3449649974表8：灰鑄鐵鑄件的澆注溫度鑄鑄件壁厚/mm44-1010-2020-5050-100100-150150澆澆注溫度/。c1360-14501340-14301320-14001300-13801230-13401200-13001180-1280 充型壓頭：液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力越大，充型能力就越好。但壓頭過(guò)

24、大或充型速度過(guò)高時(shí)，不僅會(huì)發(fā)生噴射和飛濺現(xiàn)象，使金屬氧化而產(chǎn)生鐵豆缺陷，而且會(huì)因型中的氣體來(lái)不及排出，反壓增加，從而形成澆不到或冷隔等缺陷。澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力就越大，充型能力越低。所以，在保證鑄件質(zhì)量的前提下，澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好。（4）鑄件結(jié)構(gòu)方面：鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的因素主要是鑄件的模數(shù)和復(fù)雜程度。鑄件的模數(shù)： M=V/S。如果鑄件的體積相同，在同樣的澆注條件下，模數(shù)大的鑄件，由于與鑄型的接觸面積相對(duì)較小，熱量散失較慢，則充型能力較好。鑄件的壁越薄、模數(shù)越小，則充型能力越差。鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，則型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)金屬液流動(dòng)的阻力大，鑄型的填充就困難。3.3.2 金屬液在澆

25、注系統(tǒng)中的流動(dòng) 澆注系統(tǒng)是承接并引導(dǎo)液態(tài)金屬流入型腔的一系列通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分。合理的澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足下列基本要求：金屬液流動(dòng)的速度和方向必須保證液態(tài)金屬在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充滿型腔。保持液態(tài)金屬的平穩(wěn)流動(dòng)，盡量消除紊流，從而避免卷入氣體導(dǎo)致金屬過(guò)分氧化以及沖刷鑄型。澆注系統(tǒng)應(yīng)具有良好的擋渣能力。使液態(tài)金屬流入鑄型后具有理想的溫度分布，以利于鑄件的補(bǔ)縮。澆注系統(tǒng)所用的金屬消耗量小，且易清理。（1）金屬液在砂型澆注系統(tǒng)中流動(dòng)的特點(diǎn)金屬液在砂型鑄造系統(tǒng)中的流動(dòng)畢竟不同于一般流體在封閉管道中的流動(dòng)。它有其自身的特點(diǎn)：型壁的透氣性和與金屬液的潤(rùn)濕條件。金屬液在流經(jīng)澆注系統(tǒng)時(shí)與其型壁有強(qiáng)

26、烈的機(jī)械作用和物理化學(xué)作用，導(dǎo)致其沖蝕鑄型、吸收氣體并產(chǎn)生金屬氧化夾雜物。一般金屬液總含有少量夾雜和氣泡，在充型過(guò)程中還可能析出晶粒及氣體，所以金屬液充型時(shí)屬于多相流動(dòng)。根據(jù)以上特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮對(duì)金屬液的擋渣和排氣以及盡量減少其紊流程度，（2）金屬液在澆口杯中的流動(dòng)澆口杯的主要作用是承接和緩沖來(lái)自澆包的金屬液并將其引入直澆道，以減輕對(duì)直澆道底部的沖擊并阻擋熔渣、氣體進(jìn)入型腔。（3）金屬液在直澆道中的流動(dòng)直澆道的作用是將來(lái)自澆口杯中的金屬液引入橫澆道。并提供足夠的壓力頭以克服各種流動(dòng)阻力而充型，直澆道一般不具備擋渣能力，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，還易吸入氣體，直澆道形狀多呈圓形。直澆道與澆口杯的

27、連接處以及與橫澆道的連接處都應(yīng)做成圓角，使直澆道呈充滿狀態(tài)，避免產(chǎn)生低壓空穴區(qū)，以防止氣體吸入型內(nèi)。直澆道底部要設(shè)置直澆道窩，以減輕金屬液的紊流和金屬液對(duì)鑄型的沖蝕作用，有利于渣、氣上浮。（4）金屬液在橫澆道中的流動(dòng)橫澆道是連接直澆道與內(nèi)澆道的水平通道。它的作用除了向內(nèi)澆道分配金屬液外，主要是起擋渣作用，故又稱為撇渣槽。最初進(jìn)入橫澆道的金屬液以較大的速度流向橫澆道末端，并沖擊壁型使動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槲荒?，從而使末端的金屬液升高，形成金屬浪并開(kāi)始返回移動(dòng)，直到返回移動(dòng)的金屬浪與由直澆道流出的金屬液相遇，橫澆道中的整個(gè)液面同時(shí)上升直至充滿為止。在此過(guò)程中，如果橫澆道延長(zhǎng)段不夠長(zhǎng)，則兩個(gè)不同方向形成的疊加流

28、會(huì)把熔渣一同帶入離橫澆道末端最近的內(nèi)澆道中。為避免這一現(xiàn)象，建議橫澆道延長(zhǎng)段為70-150mm。當(dāng)橫澆道中的金屬液流向內(nèi)澆道附近時(shí)，會(huì)受到內(nèi)澆道吸動(dòng)的影響，產(chǎn)生一種向內(nèi)澆道流去的“引力”，這種現(xiàn)象稱吸動(dòng)作用。吸動(dòng)作用區(qū)的范圍都大于內(nèi)澆道的截面積，熔渣一旦進(jìn)入該區(qū)域，就可能被吸入型腔。吸動(dòng)作用區(qū)范圍的大小與內(nèi)澆道中液流速度成正比，并隨內(nèi)澆道截面的增大及內(nèi)澆道與橫澆道高度的比值的增大而增大。故要將橫澆道截面做成高梯形，內(nèi)澆道做成扁平梯形并置于橫澆道之下，且使h橫=（5-6）h內(nèi)。如果要使橫澆道具有擋渣效果，則需要使橫澆道呈充滿狀態(tài)且橫澆道中液流速度應(yīng)盡量低，以減少紊流傾向，使渣順利上浮。 （5）金

29、屬液在內(nèi)澆道中的流動(dòng)內(nèi)澆道是將金屬液直接引入型腔的通道。其作用是控制金屬液的速度和方向，調(diào)節(jié)鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序。選擇內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)位置和數(shù)量除了要考慮鑄件本身所要求的凝固原則外，還應(yīng)考慮下列原則：內(nèi)澆道不應(yīng)開(kāi)設(shè)在鑄件的重要部位，以免造成內(nèi)澆道附近的鑄型局部過(guò)熱，而使鑄件重要部位晶粒粗大，硬度降低，甚至出現(xiàn)縮松。內(nèi)澆道應(yīng)開(kāi)設(shè)在鑄件易打磨的地方。盡量在分型面上開(kāi)設(shè)內(nèi)澆道，以方便造型。內(nèi)澆道斷面應(yīng)盡量薄，以減小內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)，有利于擋渣，且便于清理。金屬液流不應(yīng)正面沖擊型壁及砂芯或型腔中的薄弱部位。為了使金屬液流快速平穩(wěn)充型，有利于排氣和除渣，各內(nèi)澆道中金屬液的流向應(yīng)力求一致，以防止金屬液

30、在型內(nèi)出現(xiàn)過(guò)度紊流。對(duì)收縮傾向大的鑄件，內(nèi)澆道的開(kāi)設(shè)位置應(yīng)盡量不阻礙鑄件的收縮。3.3.3 澆注系統(tǒng)的基本類型及選擇澆注系統(tǒng)可按兩種方法分類：一是按內(nèi)澆道在鑄件上開(kāi)設(shè)位置不同分類；二是按澆注系統(tǒng)各組元截面比例關(guān)系的不同分類。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 QQ 3139476774 QQ3449649974（1）澆注系統(tǒng)按內(nèi)澆道在鑄件上的位置分類 對(duì)于缸體鑄件的澆注方式目前采用臥澆工藝，根據(jù)其內(nèi)澆道進(jìn)水位置的不同，大致可以分為以下幾種形式：底注式，這種澆注系統(tǒng)形式是缸體澆注系統(tǒng)的傳統(tǒng)形式，易產(chǎn)生下高上低的溫度梯度且不利于澆冒系統(tǒng)的補(bǔ)縮，這種

31、澆注系統(tǒng)充型平穩(wěn)，不會(huì)產(chǎn)生飛濺、鐵豆，氧化傾向小，排氣容易。主要用于高度不大，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的鑄件和易氧化的合金鑄件；頂注式，頂注式澆注系統(tǒng)對(duì)克服一些常見(jiàn)的鑄造缺陷有利，金屬液易充滿型腔，凝固順序自下而上，有利于鑄件的補(bǔ)縮，對(duì)薄壁鑄件可以防止?jié)膊坏?、冷隔等缺陷；澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，便于造型，節(jié)約金屬。但對(duì)鑄型底部沖擊大，流股與空氣接觸面積大，金屬液易產(chǎn)生飛濺、氧化，容易產(chǎn)生砂眼、鐵豆、氣孔、氧化夾渣等缺陷。適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高度不大的薄壁鑄件，以及致密性要求較高、需用頂部冒口補(bǔ)縮的中小型薄壁鑄件。因其金屬液充型平穩(wěn)性差，故極少?gòu)S家使用。中注式，其進(jìn)水位置選在主軸承的上下型位置，兼有頂注和底注的

32、特點(diǎn)。由于內(nèi)澆道開(kāi)在分型面上，所以便于選擇金屬液引入位置。這種澆注系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，適用于中等大小、高度適中、中等壁厚的鑄件。階梯式，金屬液是由下而上逐層按順序充填型腔，金屬液對(duì)鑄型的沖擊力小，液面上升平穩(wěn)，且鑄型上部的溫度較高，有利于補(bǔ)縮，渣、氣易上浮且排入流入型腔 “亂流”現(xiàn)象，故結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算要求精確，它適用于高達(dá)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、收縮量較大或質(zhì)量要求較高的鑄件。（2）澆注系統(tǒng)按各組元截面積比例關(guān)系分類澆注系統(tǒng)各組元截面積通常是指直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和阻流部分的截面積。封閉式澆注系統(tǒng)：內(nèi)澆道是各組元中截面積最小的，這種澆注系統(tǒng)在開(kāi)始澆注后很短時(shí)間，澆注系統(tǒng)就被迅速充滿。由于該系統(tǒng)金屬液充滿快，故

33、具有較好的擋渣能力，澆道中不易吸氣。但由于內(nèi)澆道的截面積最小，故金屬液進(jìn)入型腔時(shí)的線速度較大，易沖刷鑄型，易使金屬液產(chǎn)生噴濺、氧化和卷入氣體。所以，通常只適用于中小型鑄件和不易氧化的合金。開(kāi)放式澆注系統(tǒng)：在內(nèi)澆道的下端或在他附近的橫澆道上設(shè)置阻流截面積，以保證直澆道能充滿這種澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是由內(nèi)澆道流出的液流速度低，沖型平穩(wěn)，金屬氧化程度降低。這種澆注系統(tǒng)主要用于易氧化的非鐵合金鑄件和球墨鑄鐵鑄件以及用注塞包澆注的中、大型鑄件。半封閉式澆注系統(tǒng)：阻流截面是內(nèi)澆道，橫澆道截面積最大。直澆道一般是上大下小的錐形，澆注時(shí)，直澆道很快充滿，而橫澆道充滿較晚，故可降低內(nèi)澆道的流速，使?jié)沧⒊跗诔湫推椒€(wěn)，對(duì)

34、鑄型的沖擊比封閉式的小；在橫澆道充滿后因其中的金屬液流速較慢，所以擋渣比開(kāi)放式的好，但澆注初期在橫澆道充滿前，擋渣效果較差。這種澆注系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到廣泛使用。 水平臥澆階梯式適用于缸體數(shù)水平分型、機(jī)器造型、組芯合型澆注工藝，但他有一下缺點(diǎn)：容易使氣體、渣、浮砂等集中于上砂箱一側(cè)，若排氣不暢，溢流不充分，極易形成氣孔、渣孔、夾砂等缺陷。澆注過(guò)程中砂芯受到鐵水浮力作用，常有抬芯斷裂現(xiàn)象發(fā)生，特別是水套芯。必須使用砂箱，用機(jī)器造型才能發(fā)揮其臥澆優(yōu)勢(shì)等。立澆底注式可較好的克服水平臥澆階梯式等缺點(diǎn)，他的最大優(yōu)點(diǎn)是可避免臥澆時(shí)的抬芯現(xiàn)象和缺陷集中于鑄件一側(cè)，使浮渣、氣孔集中于鑄件頂部溢口和出氣孔，并且溢口

35、可進(jìn)行補(bǔ)縮、排氣。如這些措施仍不能將鑄件缺陷消除在鑄件頂部，則可加長(zhǎng)鑄件頂部尺寸。將有缺陷部分用機(jī)加工切除，就能獲得渣孔、夾砂、氣孔少的鑄件。3.3.4 DK缸體澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算DK缸體澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算包括確定澆注時(shí)間和各組元之間的比例關(guān)系等內(nèi)容。（1）澆注時(shí)間的計(jì)算液態(tài)金屬?gòu)倪M(jìn)入澆口開(kāi)始到充滿鑄型所需的時(shí)間成為澆注時(shí)間。最大澆注時(shí)間取決于型砂的抗夾砂能力，使鑄件不至于產(chǎn)生澆不足、冷隔、氧化夾渣和變形等；而最小澆注時(shí)間則取決于：使型腔中的氣體得以排除，使鑄件不至于產(chǎn)生氣孔，不會(huì)沖壞鑄型和由于過(guò)大的沖擊引起脹砂和抬型。所以在這個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)澆注，可減少鑄件缺陷。影響澆注時(shí)間的因素有：合金的種類

36、、澆注溫度、澆注系統(tǒng)的類型、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型的種類等。常用的澆注時(shí)間經(jīng)驗(yàn)公式如下：t = k t-澆注時(shí)間G1-澆入型內(nèi)的金屬液總重量 鑄件的平均壁厚K-系數(shù)（2）阻流組元截面積的計(jì)算及各組元的比例關(guān)系的確定阻流組元截面的大小實(shí)際上反應(yīng)了澆注時(shí)間的長(zhǎng)短。在一定的壓頭下阻流截面大，澆注時(shí)間就短。所以，阻流截面的大小對(duì)鑄件質(zhì)量的影響與澆注時(shí)間長(zhǎng)短的影響基本一致。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 QQ 3139476774 QQ34496499743.4 冒口的設(shè)計(jì)缸體冒口設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到鑄件的合格率、表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率，故而冒口系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)

37、計(jì)十分重要。冒口形式多種多樣，但是歸納起來(lái)大致有以下幾種形式：飛邊冒口、壓邊冒口、明頂冒口、縮頸冒口等。要使冒口獲得良好的綜合工藝和效果，冒口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：排氣效果好，適度的鐵水溢流量，要有利提高鑄件表面質(zhì)量，冒口清理要方便。 功能不同的冒口，其形式、大小和開(kāi)設(shè)位置均不相同，所以，冒口的設(shè)計(jì)要考慮鑄造合金的性質(zhì)和鑄件的特點(diǎn)：對(duì)于凝固過(guò)程中體積收縮不大的合金(如灰鑄鐵)，或不產(chǎn)生集中縮孔的合金（如錫青銅），冒口的作用主要是排放型腔中的氣體和收集液流前沿混有夾雜物或氧化膜的金屬液，以減少鑄件上的缺陷。這種冒口多置于內(nèi)澆口的對(duì)面,其尺寸也不必太大。對(duì)于要求控制顯微組織的鑄件，冒口可以

38、收集液流前沿已冷卻的金屬液,避免鑄件上出現(xiàn)過(guò)冷組織。這類冒口的大小和設(shè)置部位，應(yīng)根據(jù)鑄件的顯微組織要求確定。對(duì)于凝固期間體積收縮量大而且趨向于形成集中縮孔的合金，冒口的主要作用是補(bǔ)償金屬液在型腔中的液態(tài)收縮和鑄件凝固過(guò)程中的收縮，以獲得沒(méi)有縮孔的致密鑄件。鑄件在鑄型中冷卻時(shí)，最薄的部位先凝固，其收縮可由附近較厚的部分補(bǔ)償；較厚部分凝固時(shí)，又可由最厚部分得到補(bǔ)償；最厚部分凝固時(shí)，如得不到外來(lái)的補(bǔ)償，該處就會(huì)形成大縮孔。在這種情況下，冒口的作用就是要補(bǔ)償鑄件最后凝固的部分，所以要置于鑄件最厚部位的上方或側(cè)面，并且它的凝固要求晚于鑄件的最厚部分。這類冒口及相關(guān)工藝補(bǔ)正量的設(shè)計(jì)是鑄造工藝設(shè)計(jì)中的重要環(huán)

39、節(jié)，冒口的尺寸一般都用計(jì)算方法確定，重要的大型鑄件可用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?？赏ㄟ^(guò)多種技術(shù)措施來(lái)提高冒口的補(bǔ)縮效率,例如,中、小型鑄件可在冒口周圍加一個(gè)保溫套或發(fā)熱套，以減緩冒口的凝固達(dá)到縮小冒口尺寸的目的；大型鑄件除可用保溫套或發(fā)熱套外，還可在冒口頂部用電弧或火焰加熱以減緩其凝固。提高冒口補(bǔ)縮效率的另一種途徑是采用不同的方法增加冒口中的壓力。另外冒口在鑄件上的位置的選擇也十分重要，對(duì)獲得合格鑄件有著重要的意義。冒口應(yīng)盡量放在鑄件最后凝固的熱節(jié)點(diǎn)的上邊或旁邊；冒口位置還應(yīng)考慮放在鑄件最高最厚的地方；同時(shí)冒口的安放應(yīng)盡量不阻礙鑄件的收縮，而且最好不要放在加工面上。隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展，保溫冒口的研究已成

40、為冒口研究的熱點(diǎn)，保溫冒口工藝符合順序凝固原則，有利于發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮作用，提高冒口的補(bǔ)縮效率;保溫冒口的體積相對(duì)于傳統(tǒng)冒口來(lái)說(shuō)，體積大大減小，對(duì)降低生產(chǎn)成本提高鑄件合格率有著很重要的意義。3.5 制芯發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是采用砂芯最多的鑄件之一，砂芯選用是否恰當(dāng)及質(zhì)量的好壞，對(duì)汽車缸體鑄件質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。生產(chǎn)缸體鑄件，要由十多個(gè)砂芯組合而成，每個(gè)砂芯尺寸精確和定位準(zhǔn)確有非常重要的意義。3.5.1 熱芯盒與冷芯盒 砂芯在芯盒中硬化，用芯盒尺寸保證芯子精度，取出后又能保持尺寸穩(wěn)定，是生產(chǎn)工藝中的重要手段。熱芯盒和冷芯盒工藝都是用樹(shù)脂砂吹制砂芯，為獲得棱角清晰的砂芯，滿意的緊實(shí)性是必要的，因?yàn)樵傩扌镜?/p>

41、可能性受到限制，所以芯盒的設(shè)計(jì)必須力求使氣體在芯盒排出的速度大于進(jìn)氣速度，不然就降低了壓實(shí)性，故應(yīng)充分利用排氣塞，在分盒面及頂出孔周圍要加工出0.25mm的排氣槽和間隙加強(qiáng)排氣，并應(yīng)經(jīng)常清理芯盒表面脂垢，以避免芯子表面粘砂、粗糙、結(jié)疤。3.5.2 覆膜砂的使用覆膜砂可直接購(gòu)買，且存放方便，在使用中砂的流動(dòng)性好，可省去上涂料，存在優(yōu)點(diǎn)較多，故應(yīng)用較多。 使用中的問(wèn)題是覆膜砂不能存放太久，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)產(chǎn)生砂粒分離現(xiàn)象，更不能使用結(jié)塊的，不然生產(chǎn)出的芯子又硬又脆、容易產(chǎn)生龜裂或破損。3.5.3 水套芯缸體砂芯一般包括水套芯。水道芯等一些小的砂芯。在缸體芯子中水套芯屬重要砂芯，因?yàn)樵陂L(zhǎng)沖程發(fā)動(dòng)機(jī)向短沖程

42、發(fā)展中，缸體外型尺寸變小，意味著水套容積減小，水套芯必將做得更加單薄精巧，這給該芯的強(qiáng)度、通氣和防止變形增加了難度。 水套芯四邊受鐵液包圍，為使?jié)沧⒅胁粵_動(dòng)不變形不拉長(zhǎng)要求芯子干強(qiáng)度不低于2.2MPa，否則在芯子中要放1.5-2mm的芯骨，同時(shí)要求兩缸筒間通水間通水間隙不得小于4-5mm，再薄時(shí)易于燒結(jié)和縮漏。 制芯工藝是汽車缸體生產(chǎn)中進(jìn)步最快的工藝之一，目前各廠家主要采用制芯工藝有冷芯工藝、殼芯工藝和熱芯工藝。由于冷芯工藝對(duì)模具材質(zhì)的要求較低，有沒(méi)有反復(fù)加熱冷卻產(chǎn)生芯盒變形，所有芯盒尺寸精度能夠較好的維持，而且冷芯工藝還具有耗能低，效率高，周期短勞動(dòng)條件好等優(yōu)勢(shì)，因此冷芯工藝已開(kāi)始逐漸取代熱

43、芯工藝。殼芯近年來(lái)的發(fā)展也比較快，現(xiàn)在普通覆膜砂的樹(shù)脂加入量已降到1.8%2.0%，大大降低了砂芯發(fā)氣量和制芯成本，另外由于覆膜砂和制芯設(shè)備的發(fā)展也促進(jìn)了殼芯工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用。3.6 組芯對(duì)直列六缸缸體常用下列方法安裝砂芯。獨(dú)立組合式：即先將芯子在專用組芯工作臺(tái)上有序地排列組合，然后用專用夾具提起放入砂型中。這種形式最能保證鑄件尺寸精度，減少披縫，提高生產(chǎn)率。缺點(diǎn)是：組芯工作臺(tái)必須定位準(zhǔn)確、芯子之間定位、下芯夾具的定位也均須準(zhǔn)確。但實(shí)際生產(chǎn)中很難做到準(zhǔn)確定位，此外，工作臺(tái)上有散落砂將芯子墊起影響定位，芯子位置精度不高有間隙就有位移，就會(huì)有散砂，不僅返修品多，清理工作量也大，也影響鑄件尺寸精度

44、。下芯夾具的剛性要好，夾起時(shí)芯子要不變形不位移；勞動(dòng)強(qiáng)度大，一條造型線需要兩套組芯工作臺(tái)，若用一組工作人員非常勞累；芯子數(shù)量大又都是臨時(shí)急忙組合，芯子的出氣孔來(lái)不及串通，鐵液鉆芯子的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。粘合式下芯：即用快干型粘合劑（或用螺栓聯(lián)結(jié)、或用二次射砂聯(lián)結(jié)），將所有芯子結(jié)合為一體，然后用下芯夾具（或吊鉤）提起放入型腔。這種工藝組芯夾具簡(jiǎn)單，下芯夾具也簡(jiǎn)單，芯子放置位置精度高，砂芯間的配合精度也高（相當(dāng)一個(gè)大芯子）。粘合工藝可提前進(jìn)行，組合好后整體浸涂料，上懸鏈進(jìn)行烘干，徹底干后緩冷，再稍作清整（外芯頭不上涂料，出氣孔不能堵塞），然后和造型線同步。下芯時(shí)多采用兩次定位方式，一是框架先與砂箱定位，

45、芯子夾具再沿框架內(nèi)滑道下移至型內(nèi)。這樣消除了擦砂磕碰現(xiàn)象。下芯夾具應(yīng)設(shè)計(jì)為兩級(jí)定位，即先由長(zhǎng)銷子與砂箱上的銷套定位，以確定下芯夾具的定位，然后再平穩(wěn)下芯，這樣可防止擦砂，保證尺寸精度。缸體砂芯一般都要上涂料，以保證內(nèi)腔清潔度，不粘砂。涂料絕大多數(shù)為水基，浸涂、噴涂均可，但應(yīng)注意芯頭處及排氣口不得上涂料，以免堵塞排氣通道。若有可能的話，也可在上涂料后再在砂芯上鉆排氣孔。排氣孔周圍應(yīng)放置耐火石棉墊圈，以防止?jié)沧r(shí)鐵液鉆入排氣孔中。砂芯上涂料后要徹底烘干，選用的烘干爐應(yīng)能將爐內(nèi)濕空氣及時(shí)排出，以保證烘干效果。制好的砂芯應(yīng)及時(shí)使用，避免吸潮導(dǎo)致砂芯變形、強(qiáng)度降低并給鑄件帶來(lái)氣孔陷。而鑄造DK缸體就采用

46、了熱芯盒整體砂芯。在制作上采取了：用擦洗砂代替水洗砂；為減少發(fā)氣量降低了低氮樹(shù)脂用量，由過(guò)去2.5%-2.8%降為2.2%-2.5%，加入硅烷作偶聯(lián)劑提高強(qiáng)度；使用樹(shù)脂存放期不超過(guò)三個(gè)月，時(shí)間長(zhǎng)了砂芯膨脹大，芯子易變形開(kāi)裂；芯盒中固化溫度不變，固化時(shí)間由60s延長(zhǎng)到80s；采用四開(kāi)盒制芯；芯砂及涂料中加入氧化鐵粉；非常注意芯子防潮。3.6.1 芯子的出氣和清整（1）芯子排氣：砂芯除嚴(yán)格控制原材料的發(fā)氣量外，芯子本身也要做得排氣通暢，特別是芯頭部位，要設(shè)計(jì)足夠大的芯頭，便于開(kāi)出足夠大的通氣道和加大砂芯間的接觸防止金屬鉆入。水套芯可在芯子內(nèi)部鉆孔，形成內(nèi)部通氣網(wǎng)絡(luò)，打穿處用修補(bǔ)料抹死。缸筒芯應(yīng)做成

47、中空。（2）芯子的清整：要清除芯子的飛邊毛刺，不然澆出的鑄件出現(xiàn)凹痕，會(huì)嚴(yán)重削弱該處的強(qiáng)度，往往成為缸體開(kāi)裂的源頭。芯子的射嘴在去除時(shí)常發(fā)生打缺芯子本體的現(xiàn)象，過(guò)去都用修補(bǔ)料抹平，但修補(bǔ)料受熱變用修補(bǔ)料抹平，但修補(bǔ)料受熱變形，便造成鑄件夾砂等廢品，現(xiàn)都將射嘴根部做出1mm高的小臺(tái)階，打掉射嘴后用砂條磨平。砂芯的組芯順序及方案是：先對(duì)6個(gè)缸筒芯進(jìn)行定位，然后是4個(gè)水套芯分別放在缸筒芯頭夾具上，然后裝上4個(gè)邊芯，最后對(duì)4個(gè)蓋帽芯定位。各砂芯在組芯夾具上的位置如圖2所示。然后利用組芯夾具進(jìn)行組芯，再用螺釘將砂芯固定。砂芯在組芯后如圖3所示。圖2 圖33.6.2 氣孔與縮松的防止（1）氣孔的防止有浸入

48、式氣孔和反應(yīng)性氣孔兩種。反應(yīng)性氣孔是金屬液內(nèi)部化學(xué)成分間、溶渣間、型腔界面與金屬液面間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體，如CO、H：、CO：、N：等未能溢出造成的。該類氣孔多在表面下1-3mm，數(shù)量多尺寸小，呈蜂窩狀或團(tuán)球狀均勻分布；浸入式是砂型、砂芯、金屬、涂料等帶入的氣體來(lái)不及排出進(jìn)入金屬內(nèi)部造成的。缸體上有大小十幾個(gè)芯子，樹(shù)脂用量多發(fā)氣量大。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 QQ 3139476774 QQ3449649974有芯子都應(yīng)設(shè)排氣通道，芯頭加大排氣通道加大。曾對(duì)水套芯作過(guò)試驗(yàn)：不開(kāi)通道、僅芯頭開(kāi)通道、全開(kāi)通道三種情況的氣體壓力分別為5:

49、3:1，說(shuō)明開(kāi)通道與否嚴(yán)重影響排氣時(shí)間。在分型面上的芯頭，模板上要開(kāi)設(shè)大的排氣道且一直引出箱外。所有芯子都應(yīng)考慮排氣方便。上砂型通氣針，在芯頭部扎通，在型腔部位的可留位的要20-30mm不扎透，以免落入砂粒造成砂眼。扎出氣針可采用分級(jí)式，以緩解多扎針造成掀頂現(xiàn)象。（2）縮松的防止缸體加工后都要進(jìn)行浸水耐壓的密封檢查，為減少由于枝晶間縮松造成螺栓孔及缸壁上的縮漏現(xiàn)象，進(jìn)行過(guò)如下改進(jìn)：減少砂箱接縫漏鐵液：過(guò)去靠上箱自重來(lái)抑制抬箱現(xiàn)象，但鐵液在凝固時(shí)每箱砂箱接縫都脹開(kāi)3-5mm間隙，有時(shí)還發(fā)生接縫跑鐵液現(xiàn)象?，F(xiàn)在在模板上安裝了防壓邊（即模板周邊安裝了高出型面0.2-0.4mm的高邊）使合箱時(shí)上下箱不

50、直接接觸，以使砂型本身接觸，采取了壓鐵緊箱措施，提高了缸體精度。嚴(yán)格控制砂芯疏松缺陷，特別是水套芯，芯子疏松極易被鐵液燒結(jié)，燒結(jié)處必然出現(xiàn)縮松缺陷?？刂畦F液含磷量，一般認(rèn)為磷能降低鑄鐵熔點(diǎn)提高鐵液流動(dòng)性能增加鐵液的補(bǔ)縮性能，但英國(guó)鑄鐵協(xié)會(huì)（BCIRA）做了大量試驗(yàn)，認(rèn)為當(dāng)P0.02時(shí)，以低熔點(diǎn)（約950）共晶組織存在，能非常細(xì)地散開(kāi)導(dǎo)致細(xì)小孔洞產(chǎn)生，凝固后產(chǎn)生收縮形成縮松，集中在共晶團(tuán)邊界特別是熱節(jié)處。認(rèn)為磷含量是復(fù)雜灰鐵鑄件中出現(xiàn)縮松現(xiàn)象。現(xiàn)控制鐵液磷量小于0.06%，過(guò)低鑄件容易產(chǎn)生飛刺和粘砂。孕育不要過(guò)度：在保證達(dá)到牌號(hào)力學(xué)性能前提下，孕育后使鐵液增硅0.1%，孕育過(guò)量時(shí)大量晶核短時(shí)間出

51、現(xiàn)，易使鑄件產(chǎn)生“糊狀凝固”，容易產(chǎn)生晶間縮松（共晶團(tuán)數(shù)400縮松嚴(yán)重）。嚴(yán)格控制澆注溫度，澆注溫度達(dá)到1460時(shí)縮松廢品達(dá)50%。當(dāng)澆注溫度高于1420后，隨溫度的提高縮松增加較快。易縮松部位在相應(yīng)砂芯部位涂0.20-0.25mm厚的碲粉涂料。4、DK缸體的澆注4.1 澆注工藝 生產(chǎn)線主要由主造型機(jī)，翻箱機(jī)、銑澆口機(jī)、鉆氣眼機(jī)、移16箱機(jī)、合箱機(jī)、鑄工小車、液壓站等組成；全線采用自動(dòng)化控制。主要原理是采用氣流預(yù)緊實(shí)加高壓多觸頭壓實(shí)造型。生產(chǎn)率為105型d,時(shí)，壓實(shí)力1485KN。根據(jù)缸體的形狀及砂箱的尺寸，設(shè)計(jì)采用一箱兩件生產(chǎn)。若采用一箱一件的生產(chǎn)工藝，即降低了生產(chǎn)效率，又造成了原材料和人工

52、的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。4.2 澆鑄系統(tǒng)根據(jù)鑄造工藝?yán)碚摷拌T件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)于缸體類薄壁復(fù)雜鑄件，必須合理的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，以確保鐵水快速、平穩(wěn)的充型，可以有效地減少砂眼、氣孔、冷隔等鑄造缺陷。根據(jù)相關(guān)的資料研究，在缸體澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案時(shí)，可以借鑒以下一些經(jīng)驗(yàn)：（1）澆注系統(tǒng)按半開(kāi)放半封閉原則設(shè)計(jì)為宜，必須具備一定的擋渣功能。這樣鐵液在充型中較平穩(wěn)，不會(huì)沖擊鑄型、產(chǎn)生飛濺或卷入氣體。內(nèi)澆道位置盡量避免直接沖擊型芯和型壁。（2）盡量使鐵液流經(jīng)的整個(gè)通道在砂芯內(nèi)生成，而直澆道難免設(shè)置在外模的粘土砂中通過(guò)，這時(shí)可在直澆道與橫澆道相交處設(shè)置過(guò)濾器（一般用泡沫陶瓷質(zhì)）。這樣可以過(guò)濾鐵液在直澆道內(nèi)可能沖刷

53、下來(lái)的散砂，減少砂眼和渣眼。（3）要有合理的澆注速度。澆注太慢，鐵液上升太慢，上型受高溫時(shí)間長(zhǎng)，容易開(kāi)裂。澆注太快，型腔受沖擊力大，還易形成紊流。一般澆注系統(tǒng)截面8-10Kg/s為宜。 根據(jù)以上的經(jīng)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)如圖所示。設(shè)計(jì)為封閉一開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，最小截面在直澆道下端，前半部為封閉式，使金屬液在澆杯及直澆道、集渣倉(cāng)內(nèi)起擋渣作用。其后為開(kāi)放式，使充型平穩(wěn)，故兼有封閉式及開(kāi)放式兩者的有點(diǎn)。 圖45、DK缸體的鑄件清理 將鑄件從鑄型中取出，清除掉本體以外的多余部分，并打磨精整鑄件內(nèi)外表面的過(guò)程。 主要工作有清除型芯和芯鐵，切除澆口、冒口、拉筋和增肉，清除鑄件粘砂和表面異物，鏟磨割

54、筋、披縫和毛刺等凸出物，以及打磨和精整鑄件表面等。 鑄件清理方法有機(jī)械方法、物理方法和化學(xué)方法 3類。機(jī)械方法是利用各種手動(dòng)和機(jī)動(dòng)工具或不同類型的機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的壓力、沖擊、剪切、研磨等力量作用于鑄件，以達(dá)到清理的目的。物理方法則是利用電弧、等離子、激光、超聲波和沖擊波等對(duì)鑄件進(jìn)行清理。化學(xué)方法是利用氫氟酸溶解二氧化硅和鹽液電解等、清除中小鑄件的粘砂；也有利用一些金屬在高溫下激烈氧化的特性進(jìn)行氧化切割和氣割。5.1 除芯和表面清理除芯和表面清理分為干法和濕法兩類。干法清理是利用機(jī)械設(shè)備對(duì)鑄件進(jìn)行清理。所用設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率較高、對(duì)不同類型鑄件有較大的適應(yīng)性和既能除芯又能有效清理表面的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)

55、是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中往往粉塵飛揚(yáng)、噪聲較大、污染環(huán)境。濕法清理沒(méi)有粉塵，但因用水作介質(zhì)，鑄件表面容易銹污。作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生大量污水和帶水泥沙，帶來(lái)了砂子和水的再生及污泥處理等問(wèn)題。生產(chǎn)中常用的干法和濕法清理有：滾筒清理。將鑄件和星鐵一起裝入圓形滾筒中，當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠鑄件、星鐵、廢砂之間相互撞擊、摩擦的作用清除鑄件內(nèi)外砂子，打磨鑄件表面，同時(shí)也能部分清除飛邊毛刺。這類設(shè)備適用清理形狀較簡(jiǎn)單、壁較厚的中小型鑄件。拋丸清理。利用高速運(yùn)動(dòng)的鋼丸、鐵丸、磨粒流的沖擊力量清除型芯、粘砂，打磨鑄件表面。把滾筒清理與拋丸清理結(jié)合起來(lái)，同時(shí)配備了相應(yīng)的吸塵除塵系統(tǒng)。此外，常用的拋丸清理設(shè)備還有拋丸清理臺(tái)和拋丸清理室等。用來(lái)進(jìn)行連續(xù)性生產(chǎn)的拋丸清理機(jī)械有鏈板式拋丸滾筒、連續(xù)式拋丸清理臺(tái)、懸掛式連續(xù)生產(chǎn)噴丸