模具支架鑄造工藝設計說明書

1、生產(chǎn)條件及技術要求1、生產(chǎn)性質(zhì)試制研發(fā)。2、材質(zhì)材質(zhì)為QT400153、零件圖5H 至QT4J3球化等4、主要技術要求力學性能：(Tb>400MPa;5A15%;130-180HBW。金屬組織:級w4級；石墨大小5.8級；()(P)w20%；w(Fe3C)W3%.二、造型、制芯1、造型采用手工造型；砂箱尺寸600mm*620mm*250mm，每型4件2、制芯設備芯盒制芯三、熔煉工藝1、鐵液的化學成分3(C)=3.6%-3.9%;3(Si)<3.0%;co(Mn)<0.5%;3(P)W0.07%；3(S)<0.03%;3(Mg)殘=0.03%-0.05%;3(Re)殘=0

2、.01%-0.03%。2、球化劑稀土鎂硅鐵合金，加入量為鐵液質(zhì)量分數(shù)的1.5%-1.7%。3、出爐溫度1420-1440Co4、澆注溫度1320-1380Co5、孕育劑75Si-Fe合金孕育，加入量為包內(nèi)鐵液質(zhì)量分數(shù)的0.3%-0.7%。6、熔煉設備0.5t無芯工頻感應電爐熔煉原鐵液；在100Kg鐵液包中進行球化處理;轉(zhuǎn)50Kg澆包進行澆注。四、主要工藝參數(shù)1、加工余量2-3mm,模具支座面機械加工余量取3mm;模具支座底面及側(cè)面機械加工余量取2mm。2、收縮率1%o。3、拔模斜度1。4、砂型硬度砂型硬度大于40(C型硬度計)。5、吃砂量吃砂量為30-60mm。26、型砂性能濕壓強度為0.12

3、-0.14MPa,透氣性3100cm/(Pa*s),緊實率為40%-48%(夏季)，41%-47%(冬季)。7、鑄造圓角鑄造圓角為R2。五、鑄造工藝方案1、澆注位置及分型面的選擇由于本鑄件采用試制研發(fā)的方案進行設計，其可能的分型而的選取有如下圖所示的6種：3、4、5是根本無法但是，根據(jù)分析及鑄件實際分型面的選取原則，我們不難發(fā)現(xiàn)方案起模的，故應舍克；再由于方案2不能很好的保證鑄件孔的同軸度，且容易發(fā)生錯型、不易合箱，故也應舍棄；方案1使得大部分鑄件都處在下型，且能很好的保證鑄件孔的同軸度及圓度；方案6下芯方便，上下模樣相同；故最終，確定方案1和方案6為本鑄件的可行分型面選擇方案。2、對于方案1

4、2.1、 芯設計根據(jù)鑄件孔的基本尺寸及其加工余量，確定型芯的相關尺寸。砂型的實際工作長度L=101mm,垂直芯頭與芯座之間的間隙S=0.5mm,垂直芯頭與芯座之間的側(cè)隙s/2=0.25mm,垂直芯頭高度h=h1=30mm,垂直芯頭的斜度a=9°,砂型直徑D=46mm,相關數(shù)據(jù)參數(shù)如下圖所示：2.2、 工藝分析圖的確定根據(jù)對零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、分型而、加工余量、拔模斜度以及型芯的相關設計，作出鑄件的工藝分析圖如下所示：2.3、鑄件圖的確定 作出連桿鑄件圖如下所示:根據(jù)之鑄件的分型而選擇以及鑄件加工余量和拔模斜度的確定,42.4、 冒口設計根據(jù)球墨鑄鐵凝固特點，此件采用控制壓力冒口進行補縮。這

5、是因為當鑄件以液態(tài)收縮為主時，冒口內(nèi)鐵液補給鑄件以消除集中縮孔。共晶膨脹初期，由于砂型硬度高，鑄件內(nèi)部壓力大，多余鐵液倒回入冒口，以降低鑄件內(nèi)部膨脹壓力，防止鑄件膨脹。而當冒口頸凝固后，共晶膨脹造成內(nèi)壓力自補縮，克服縮松缺陷，因此冒口大小選擇以及冒口頸尺寸選擇尤為重要。(1)鑄件相關參數(shù)計算3通過運用三維設計軟件UG,測算出鑄件的體積V=2157.5cm進而計算出鑄件質(zhì)量m=V*p=2157.5*7.3=15.75Kg(2)鑄件關鍵模數(shù)的確定對于(1)62的熱節(jié)圓鑄件模數(shù)Mc尸Drb/2*(Dr+b)=62*101/2*(62+101)=19.2mm對于(1)40的熱節(jié)圓鑄件模數(shù)Mc2=Drb

6、/2*(Dr+b)=40*101/2*(40+101)=14.3mm根據(jù)以上分析，Mc1>Mc2,Mc1是計算冒口時起決定性作用的模數(shù)，故選擇Mc1為鑄件的關鍵模數(shù)較合適。(3)冒口模數(shù)及冒口頸模數(shù)的確定根據(jù)材料成型工藝圖4-35控制壓力冒口的模數(shù)和鑄件關鍵模數(shù)的關系，取冒口模數(shù)Mr=13.0mm。又冒口頸模數(shù)Mn=0.67Mr,故Mn=8.7mm,取Mn=9mm。(4)冒口尺寸的確定查閱標注冒口系列尺寸關系，由Mr=0.189d得：d=68.8mm,取d=70mm。冒口3高度h=1.5d=1.5*70=105mm;冒口質(zhì)量m=1.04dp=2.6Kg。選用矩形冒口頸，由Mn=ab/(a

7、+b),a為冒口頸寬度，b為冒口頸高度；取a=50mm,b=8mm。冒口形狀及冒口頸尺寸如下圖所示：（5）冒口補縮能力較核冒口補縮距離與傳統(tǒng)冒口的補縮概念不同，控制壓力冒口的補縮距離，不是表明冒口把鐵液輸送到鑄件的凝固部位，而是表明有凝固部位向冒口回填鐵液能輸送多大距離。該距離與鐵液冶金質(zhì)量和之間模數(shù)密切相關，由于該鑄件模數(shù)較大，顯然冒口補縮距離足夠。02冒口的位置及數(shù)目冒口應安放在鑄件模數(shù)大的關鍵部位，該鑄件采用內(nèi)澆道通過側(cè)冒口的引入方式。經(jīng)分析，由于冒口內(nèi)金屬液體積足以補縮鑄件的液態(tài)收縮量，故此方案只用采用一個冒口即可。2.5、澆注系統(tǒng)設計采用封閉式澆注系統(tǒng)，內(nèi)澆道阻流，擋渣作用較好。（1

8、）澆注時間由經(jīng)驗公式確定nT=AM式中A-經(jīng)驗系數(shù)，取2.3；65%，每箱4件，則M可M-澆冒系統(tǒng)重量+鑄件重量，預設工藝出品率取96.9Kg；n-指數(shù)，球墨鑄鐵取0.33。代入上式，計算的t=10.8s，根據(jù)生產(chǎn)確定澆注時間為11s。（2）內(nèi)澆道A阻的計算根據(jù)奧贊公式1/2A阻=m/p*t*a*（2*g*Hp）式中m-鑄型內(nèi)鐵液重量，由于每箱4件，故m=M/4=24.2Kg；w-流量系數(shù),取0.4;t-澆注時間，取11s；g-重力加速度，取10m/s2Hp-平均靜壓頭，取250mm。2代入計算得：A阻=390mm=A內(nèi)。（3）澆道比取澆道比A內(nèi)：A橫：A直=1:1.2:1.4222A內(nèi)=39

9、0mm，依澆道比計算得：A橫=468mm；A直=546mm。222根據(jù)常用球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)尺寸，取A內(nèi)=400mm；A橫=480mm；A直=560mm。澆道截面如下圖所示：2.6、工藝出品率校驗最終，整箱中鑄件重量為：15.75Kg;澆冒系統(tǒng)總重量為：15.2Kg。故實際工藝出品率為：3=(15.75*4)/(15.75*4+15.2)=80.6%,符合預期設計要求。2.7、模樣設計取鑄件的體收縮率為1%,則其模樣圖如下：2.8、砂箱布置根據(jù)吃砂量及砂箱內(nèi)框尺寸，作出砂箱布置圖如下:)；a。3、對于方案63.1、型芯設計根據(jù)鑄件孔的基本尺寸及其加工余量，確定型芯的相關尺寸。砂型的實際工作長度

10、 L=101mm ,水平芯頭與芯座之間的間隙 S=0.5mm ,水平芯頭長度l=35mm ,砂型直徑D=46mm ,相關數(shù)據(jù)參數(shù)如下圖所示:3.2、工藝分析圖的確定根據(jù)對零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、分型而、加工余量、拔模斜度以及型芯的相關設計，作出鑄件的工藝分析圖如下所示:根據(jù)之鑄件的分型而選擇以及鑄件加工余量和拔模斜度的確定當鑄件以液態(tài)收縮為主時，冒口內(nèi)鐵液補給鑄件以消除集中縮孔3.4、冒口設計3.3、鑄件圖的確定 作出連桿鑄件圖如下所示:共晶膨脹初期，由于砂型硬度高，鑄件內(nèi)部壓力大，多余鐵液倒回入冒口，以降低鑄件內(nèi)部膨脹壓力，防止鑄件膨脹。而當冒口頸凝固后，共晶膨脹造成內(nèi)壓力自補縮，克服縮松缺陷，因此冒

11、口大小選擇以及冒口頸尺寸選擇尤為重要。1鑄件相關參數(shù)計算3通過運用三維設計軟件UG,測算出鑄件的體積V=2152.1cm進而計算出鑄件質(zhì)量m=V*p=2152.1*7.3=15.71Kg2鑄件關鍵模數(shù)的確定對于(1)80的熱節(jié)圓鑄件模數(shù)Mc1=Drb/2*(Dr+b)=80*101/2*(80+101)=22.3mm對于(1)47的熱節(jié)圓鑄件模數(shù)Mc2=Drb/2*(Dr+b)=47*101/2*(47+101)=16.0mm根據(jù)以上分析，Mc1>Mc2，Mc1是計算冒口時起決定性作用的模數(shù)，故選擇Mc1為鑄件的關鍵模數(shù)較合適。3 冒口模數(shù)及冒口頸模數(shù)的確定根據(jù)材料成型工藝圖4-35控制

12、壓力冒口的模數(shù)和鑄件關鍵模數(shù)的關系，取冒口模數(shù)Mr=13.9mm。又冒口頸模數(shù)Mn=0.67Mr，故Mn=9.3mm，取Mn=9.5mm。4 冒口尺寸的確定查閱標注冒口系列尺寸關系，由Mr=0.189d得：d=73.5mm，取d=76mm。冒口3高度h=1.5d=1.5*75=114mm)取h=115mm;冒口質(zhì)量m=1.04dp=3.33Kg。選用矩形冒口頸，由Mn=ab/(a+b),a為冒口頸寬度，b為冒口頸高度；取a=50mm，b=6mm。冒口形狀及冒口頸尺寸如下圖所示:冒口形狀及冒門頸尺寸(5)冒口補縮能力較核冒口補縮距離與傳統(tǒng)冒口的補縮概念不同，控制壓力冒口的補縮距離，不是表明冒口把

13、鐵液輸送到鑄件的凝固部位，而是表明有凝固部位向冒口回填鐵液能輸送多大距離。該距離與鐵液冶金質(zhì)量和之間模數(shù)密切相關，由于該鑄件模數(shù)較大，顯然冒口補縮距離足夠。02冒口的位置及數(shù)目冒口應安放在鑄件模數(shù)大的關鍵部位，該鑄件采用內(nèi)澆道通過側(cè)冒口的引入方式。經(jīng)分析，由于冒口內(nèi)金屬液體積足以補縮鑄件的液態(tài)收縮量，故此方案只用采用一個冒口即可。3.5、澆注系統(tǒng)設計采用封閉式澆注系統(tǒng)，內(nèi)澆道阻流，擋渣作用較好。(1)澆注時間由經(jīng)驗公式確定nT=AM式中A-經(jīng)驗系數(shù)，取2.3;65%,每箱4件，則M可M澆冒系統(tǒng)重量+鑄件重量，預設工藝出品率取96.7Kg;n一指數(shù)，球墨鑄鐵取0.33。代入上式，計算的t=10.

14、7s,根據(jù)生產(chǎn)確定澆注時間為11s。(2)內(nèi)澆道A阻的計算根據(jù)奧贊公式1/2阻=m/p*t*it*(2*g*Hp)式中m-鑄型內(nèi)鐵液重量，由于每箱4件，故m=M/4=24.2Kg;U-流量系數(shù),取0.4;t-澆注時間，取11s;g-重力加速度，取10m/s2Hp-平均靜壓頭，取250mm。2代入計算得：A阻=390mm=A內(nèi)。(3)澆道比取澆道比A內(nèi)：A橫：A直=1:1.2:1.4222A內(nèi)=390mm,依澆道比計算得：A橫=468mm;A直=546mm。222艱據(jù)常用球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)尺寸，取A內(nèi)=400mm;A11=480mm;A直=560mm澆道截面如下圖所示：3.6、工藝出品率校驗最終，整箱中鑄件重量為:15.71Kg;澆冒系統(tǒng)總重量為：17.27Kg。故實際工藝符合預期設計要求出品率為：3=(15.71*4(15.71*4+17.27)=78.4%,3.7、模樣設計取鑄件的體收縮率為1%,則其模樣圖如下:3.8、砂箱布置根據(jù)吃砂量及砂箱內(nèi)框尺寸，作由砂箱布置圖如下:1T4、方案對比方案1的鑄件大部分放在下砂箱，與方案6的中間分型相比，冒口的補縮效果更好一些，且