消失模工藝設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上消失模工藝設(shè)計(jì)消失模鑄造工藝過(guò)程和特征1、 工藝過(guò)程對(duì)比。EPC工序和傳統(tǒng)工藝相比差別大。消失模鑄造工序大為簡(jiǎn)化，由于不分型、不取模、無(wú)砂芯，不需要下芯合箱，不配制型砂和芯砂，使其工藝設(shè)計(jì)原則和內(nèi)容也有很大區(qū)別。一 鑄造工藝方案制定原則1、 保證鑄件質(zhì)量：根據(jù)消失模鑄造工藝過(guò)程及特點(diǎn)，工藝方案應(yīng)首先保證鑄件形成并最大限度的減少各種鑄在缺陷，保證鑄件質(zhì)量。消失模鑄造工藝應(yīng)該表現(xiàn)其精度高，表面光潔。輪廓清晰等特點(diǎn)。2、 考慮明顯的經(jīng)濟(jì)效益。工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮提高工藝出品率，模型如何組合實(shí)現(xiàn)的群鑄，以期提高生產(chǎn)率，降低成本。3、 要考慮便于工人操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)保。二 工藝

2、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、 繪制鑄件圖和模型圖根據(jù)產(chǎn)品圖紙、材質(zhì)特點(diǎn)和零件的結(jié)構(gòu)工藝性確定以下工藝參數(shù)：（1） 零件機(jī)加工部件的余量（2） 不能直接鑄出的孔、臺(tái)等部位；（3） 合金收縮和EPS模型收縮值；（4） 模型起模斜度。2、 設(shè)計(jì)鑄造工藝方案主要包括以下內(nèi)容（1） EPS模型在鑄型中的位置。（2） 確定澆注金屬引入鑄型的方式：頂注、低注、中間注入式或階梯式。（3） 一箱注鑄件數(shù)量及布置。3、 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)4、 確定澆注規(guī)范，包括澆注溫度、澆注時(shí)的負(fù)壓大小和維持時(shí)間。5、 干砂充填緊實(shí)工藝其它一些工藝因素如干砂的要求，涂料及烘干，振動(dòng)造型參數(shù)等通用性較大，不必要每個(gè)件都單獨(dú)設(shè)計(jì)。一、鑄件

3、結(jié)構(gòu)工藝性審核的原則由于消失模鑄造工藝特點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)的自由度較大，沒(méi)有砂型鑄造傳統(tǒng)工藝那樣嚴(yán)格，受到較多的限制，一般有以下原則可供參考：1、 鑄件壁厚盡量均勻，厚薄相差大的部位應(yīng)有一定過(guò)渡區(qū)段。2、 盡量減少較深、較細(xì)的盲孔。3、 鑄件結(jié)構(gòu)有利于順序凝固。4、 細(xì)長(zhǎng)件和大平板應(yīng)設(shè)加強(qiáng)筋防止翹曲變形。5、 轉(zhuǎn)角處應(yīng)有圓滑過(guò)渡，要有一定大小的鑄造圓角。三 工藝參數(shù)的確定1、 可鑄的最小壁厚和可鑄孔徑。2、 由于消失模工藝特點(diǎn)，可鑄最小壁厚和孔徑、凸臺(tái)、凹坑等細(xì)小部位的可能性大大提高?？设T孔比傳統(tǒng)砂型鑄造小而且空間距離的尺寸十分容易保證，因此用消失模工藝生產(chǎn)的鑄件大部分孔都可以鑄出，主要的限制

4、是模具設(shè)計(jì)的肯性和合理性?？设T的凸臺(tái)、凹坑及其它細(xì)小部分更不受限制，由于模型的圖層不影響鑄件的輪廓和尺寸，再加之復(fù)印性好，所以只要能做出模型，就能鑄出鑄件。最小壁厚主要受EPS模式的限制，在生產(chǎn)中模型要求保證斷面上至少要容納下三顆珠粒，這就要求斷面厚度大于3毫米，圖2表示可成型的最小斷面厚度。實(shí)際不同鑄造合金在生產(chǎn)中均有一適宜最小壁厚和可鑄最小孔徑的限制設(shè)計(jì)中可參考表一1選?。罕硪?鑄件合金種類(lèi) 鑄鋁 鑄鐵 鑄鋼可鑄最小壁厚 (mm) 23 45 56可鑄最小孔徑 (mm) 46 810 10123、 這方面的數(shù)據(jù)可供參考并有待生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步積累。圖2 可成型的最小斷面厚度鑄造收縮率：消失模

5、鑄造，設(shè)計(jì)模具型腔尺寸時(shí)要考慮雙重收縮，既金屬合金的收縮和模型的收縮。模型材料收縮，采用EPS時(shí)推薦收縮率為0.50.7%，采用共聚樹(shù)脂EPS / EPMMA時(shí)推薦為0.20.4%。金屬合金的收縮與傳統(tǒng)砂型工藝相近，可參考表2所列數(shù)據(jù)。表2鑄件合金 鑄鋁 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼線(xiàn)收縮率（%）自由收縮1.82.0 0.91.2 1.21.5 1.82.0受阻收縮1.61.9 0.61.0 0.81.2 1.61.8設(shè)計(jì)時(shí)模型尺寸（L模型）可按下式計(jì)算L模型=L鑄件+K1*L鑄件K1：可查表2合金收縮值設(shè)計(jì)模具型腔相應(yīng)尺寸（L模具）=L模型+K2*L模型K2：為模型材料收縮值當(dāng)鑄件尺寸很小時(shí)，也可

6、以忽略不計(jì)收縮值。4、 機(jī)械加工余量：消失模鑄造尺寸精度高，鑄件尺寸重復(fù)性好，因此加工量比砂型工藝要小，比石蠟精鑄略高，5、 撥模斜度:消失模工藝突出優(yōu)點(diǎn)是干砂造型，無(wú)需起模，下芯、合箱等工序，不需設(shè)計(jì)撥模斜度，但在制作EPS模型過(guò)程中，模具與模型間起模時(shí)有一定的摩擦阻力，在模具設(shè)計(jì)時(shí)可考慮0.5°撥模斜度。但EPS模型有一定彈力，對(duì)于小尺寸也可以不考慮斜度。四、干砂充填緊實(shí)工藝設(shè)計(jì)1、干砂技術(shù)要求常用的干砂是石英砂，黑色金屬選用粒度在A(yíng)FS4060之間，鑄鋁件可選用細(xì)砂AFS50100。干砂中含有大量粉塵會(huì)降低透氣性，澆注是阻礙氣體的排出。沙粒粗大容易出現(xiàn)粘砂，鑄件表面粗糙。圓形或

7、半多角形的干砂可提高透氣性。一般干砂粒度分布要集中于一個(gè)篩號(hào)上，有助于保持透氣性，圓形砂流動(dòng)性和緊實(shí)性最好。角型砂流動(dòng)性差，但適當(dāng)緊實(shí)后抗粘砂性能較好，一般不使用復(fù)合形干砂，因?yàn)樗谑褂弥腥菀灼扑?，?huì)產(chǎn)生大量的粉塵。干砂粒度分布的變化對(duì)流動(dòng)性、透氣性、緊實(shí)性能會(huì)產(chǎn)生重要的變化，因此應(yīng)在干砂處理了過(guò)程中加以控制。干砂應(yīng)使用篩砂機(jī)去除團(tuán)塊和雜物，減少粉塵，大量生產(chǎn)、車(chē)間要使用干砂冷卻器控制干砂的溫度，應(yīng)降至50以下才能使用，以免模型軟化造成變形。干砂運(yùn)輸應(yīng)穩(wěn)定操作，控制粉塵含量，氣力輸送系統(tǒng)需要大的回轉(zhuǎn)半徑，壓縮空氣應(yīng)干燥。灼燒減量是干砂性能一個(gè)重要的參數(shù)，它反映了模型熱解殘留物沉積在干砂上的有機(jī)

8、物的數(shù)量，這種碳?xì)錃堄辔锏姆e累降低了干砂的流動(dòng)性，當(dāng)灼燒減量超過(guò)0.250.50時(shí)更為明顯。為精確測(cè)定灼燒減量，被測(cè)的干砂式樣是單篩砂，因?yàn)橛袡C(jī)物易于集中在顆粒小的砂粒之上。2、 振動(dòng)臺(tái)應(yīng)用緊砂需要振動(dòng)，振動(dòng)后砂子密度增加1020%，振動(dòng)緊實(shí)砂子最好在填砂過(guò)程中進(jìn)行，以便使砂子充入模型束內(nèi)部空腔，保證干砂緊實(shí)而模型不發(fā)生變形。振動(dòng)加速度減小。頻率選擇必須避免砂箱或振動(dòng)臺(tái)共振。一般選用振動(dòng)加速在12g范圍內(nèi)效果較好。振動(dòng)時(shí)間影響鑄型密度，時(shí)間長(zhǎng)密度高，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)效果不明顯，反而容易破壞模型和涂料層，影響鑄件質(zhì)量。在填砂期間振動(dòng)完成砂子緊實(shí)，同時(shí)還使的操作時(shí)間更合理。快速填砂和緊實(shí)，可獲得最高生產(chǎn)

9、率和最小變形。填砂操作注意事項(xiàng); 填砂前應(yīng)檢查砂箱抽氣室隔離篩網(wǎng)有無(wú)破壞。 填砂埋箱過(guò)程不能損傷模型，不使涂層剝落。 加砂要均勻速度不能太快模型內(nèi)外均勻提高砂柱高度，長(zhǎng)桿及其它剛度低的模型特別要注意防止彎曲變形。 對(duì)特別難于填砂部位，應(yīng)輔助工人充填，也可使用自硬砂芯解決局部填砂困難的地方。 干砂溫度必須低于 頂部吃砂量，在使用負(fù)壓條件下不低于50mm 加砂工序需要加強(qiáng)局部抽風(fēng)罩，防止粉塵污染。五、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、澆注位置的確定、確定澆注位置應(yīng)考慮一下原則：盡量立澆。斜澆、避免大平面向上澆注，以保證金屬有一定上升速度。澆注位置應(yīng)使金屬與模型熱解速度相同，防止?jié)沧⑺俣嚷虺霈F(xiàn)斷流現(xiàn)象，而引起塌箱、

10、對(duì)流缺陷。模型在砂箱中的位置應(yīng)有利干砂充填，盡量避免水平向下的盲孔。重要加工面處在下面或側(cè)面，頂面最好是非加工面。澆注位置還應(yīng)有利于多層鑄件的排列，在涂料和干砂充填緊實(shí)的過(guò)程方便支撐和搬運(yùn)，使模型某些部位可能加固，防止變形。六、澆注方式的確定澆注系統(tǒng)按金屬液引入型腔的位置分為頂注、側(cè)注、底注或幾種方式綜合使用。1、 頂注：頂注充型所需時(shí)間最短，澆速快利于防止塌箱，溫度降低少，有利于防止?jié)膊蛔愫屠涓羧毕?，工藝出品率高，順序凝固補(bǔ)縮效果好，可以消除鑄鐵碳缺陷，但因難控制金屬液流。容易使EPS熱解殘留物卷入，增碳傾向降低。由于鋁合金澆注時(shí)模型分解速度慢，行腔保持充滿(mǎn)，可避免塌箱，一般薄壁件多采取頂注

11、。2、 側(cè)注：液體金屬?gòu)哪Ｐ椭虚g引入，一般在鑄件最大投影面積部位引入，可縮短內(nèi)澆道的距離。生產(chǎn)鑄件的采用頂注和側(cè)注，鑄件上表面出現(xiàn)碳缺陷的機(jī)率低，但卷入鑄件內(nèi)部碳缺陷常常出現(xiàn)。3、 低注：從低部模型引入金屬液，上升平穩(wěn)充型速度慢，鑄件上表面容易出現(xiàn)碳缺陷，尤其厚大件更為嚴(yán)重。因此應(yīng)將厚大平面置于垂直方向而非水平方向。底注工藝最有利于金屬充型，金屬液前沿的分解產(chǎn)物在界面空隙中排出的同時(shí)，又能夠支撐干砂型壁。一般厚大件應(yīng)采取底注方式。4、 階梯式注入：分兩層或多層引入金屬時(shí)采用中空直澆道，象傳統(tǒng)空型砂鑄工藝一樣，底層內(nèi)澆道引入金屬最多，上層內(nèi)澆道也同時(shí)進(jìn)入金屬液。但是如果采用實(shí)心直澆道時(shí)，大部分金

12、屬?gòu)淖钌蠈觾?nèi)澆道引入金屬，多層內(nèi)澆道作用減弱。階梯澆道引入容易引起冷隔缺陷。一般在高大鑄件時(shí)采用。上述澆注方式，在一定條件下都能生產(chǎn)出合格的鑄件。澆道比例和引入位置 引入液體金屬流，應(yīng)使充型過(guò)程連續(xù)不斷供應(yīng)金屬不斷流，液體金屬必須支撐干砂型壁，采用封閉式澆注系統(tǒng)最為有利。（既內(nèi)澆道斷面最小。如內(nèi)澆道：直澆道=1：1.2-1.4） 澆注系統(tǒng)的形式與傳統(tǒng)工藝不同，不考慮復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式（如常用的離心式、阻流式、牛角式、等等，盡量減少澆注系統(tǒng)組成，常常沒(méi)有橫澆道，只有直澆道和內(nèi)澆道以縮短金屬流動(dòng)的距離。形狀簡(jiǎn)單，方形、長(zhǎng)方形為主。 直澆道與朱家尖距離（既內(nèi)澆道長(zhǎng)度）應(yīng)保證充型過(guò)程中不因溫度升高而使模型變

13、形。 金屬壓頭，應(yīng)超過(guò)金屬EPS界面氣體壓力，以防嗆火。嗆火是液體金屬?gòu)闹睗驳婪磭姵鰜?lái)，中空直澆道和底注有利于避免反噴，（同樣適用于做鋁件）高的直澆道（壓頭高）一般容易導(dǎo)致良好的鑄件質(zhì)量和澆注時(shí)的安全。（對(duì)EPS / EPMMA共聚樹(shù)脂模型更為突出）六、內(nèi)澆道尺寸大小的設(shè)計(jì)計(jì)算和傳統(tǒng)工藝一樣，首先確定內(nèi)澆道（最小斷面尺寸），在按一定比例確定在直澆道和橫澆道。計(jì)算方法可以有以下列兩種： 經(jīng)驗(yàn)法：以傳統(tǒng)砂型工藝為參考查表或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算后，適當(dāng)調(diào)整，一般增大1520%即可。 理論計(jì)算方法：如水力學(xué)計(jì)算公式，以球鐵（包括灰鐵）為例F內(nèi)=G/ *t*0.31G;流經(jīng)內(nèi)澆道的液態(tài)重量（公斤）（鑄件重+澆注

14、系統(tǒng)重）：流量系數(shù)，可參考傳統(tǒng)工藝查表，一般可按阻力偏小來(lái)?。ㄈ?.30.4）Hp：壓頭高度，根據(jù)模型在砂箱中位置確定。t ：關(guān)鍵是澆注時(shí)間的選擇，快速澆注是EPC工藝最大特點(diǎn)?？砂聪率?jīng)Q定t=K1（中小件用公式）消失模鑄造工藝流程： 工藝流程：1制作泡塑白模，組合澆注系統(tǒng)，氣化模表面刷、噴特制耐高溫涂料并烘干。2將特制隔層砂箱置于振動(dòng)工作臺(tái)上，填入底砂（干砂）振實(shí)，刮平，將烘干的氣化模放于底砂上，填滿(mǎn)干砂，微振適當(dāng)時(shí)間刮平箱口。3用塑料薄膜覆蓋，放上澆口杯，接真空系統(tǒng)吸真空，干砂緊固成型后，進(jìn)行澆注，白模氣化消失，金屬液取代其位置。4釋放真空，待鑄件冷凝后翻箱，從松散的干砂中取出鑄件。流程控

15、制：泡塑珠粒的選用：消失模鑄造專(zhuān)用的泡沫珠粒有三種。 可發(fā)性聚苯乙烯樹(shù)脂珠粒（簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）； 可發(fā)性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹(shù)脂珠粒（簡(jiǎn)稱(chēng)STMMA）； 可發(fā)性聚甲基丙烯酸甲脂樹(shù)脂珠粒 （簡(jiǎn)稱(chēng)EPMMA）。 常用可發(fā)性聚苯乙烯樹(shù)脂珠粒（EPS），用于鑄造有色金屬、灰鐵及一般鋼鑄。 珠粒特點(diǎn)：半透明珠粒，預(yù)發(fā)泡倍數(shù)4060，粒徑為0.180.80亳米（6種尺寸）， 一般選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9 1/10。 模型制作：有兩種情況： 由泡塑珠粒制作：予發(fā)泡熟化發(fā)泡成型冷卻出模 予發(fā)泡 EPS珠粒在加入模具前，要先進(jìn)行予發(fā)泡，以使珠粒膨脹到一定尺寸。 予發(fā)泡過(guò)程決定了模型

16、的密度、尺寸穩(wěn)定性及精度，是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。適用于EPS珠粒予發(fā)泡的方法有三種：熱水予發(fā)泡、蒸汽予發(fā)泡和真空予發(fā)泡。真空予發(fā)泡的珠粒發(fā)泡率高，珠粒干燥，應(yīng)用較多。 熟化 經(jīng)予發(fā)泡的EPS珠粒放置在干燥、通風(fēng)的料倉(cāng)中一定時(shí)間。以便使珠粒泡孔內(nèi)外界壓力平衡，使珠粒具有彈性和再膨脹能力，除去珠粒表面的水分。熟化時(shí)間在848小時(shí)。 發(fā)泡成型 將予發(fā)泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內(nèi)，加熱，使珠粒再次膨脹，填滿(mǎn)珠粒間的空隙，并使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型。出模前必須進(jìn)行冷卻，使模型降溫至軟化溫度以下，模型硬化定形后，才能出模。出模后還應(yīng)有模型干燥及尺寸穩(wěn)定的時(shí)間。設(shè)備有蒸缸及自動(dòng)成形的成

17、型機(jī)兩種。 由泡塑板材制作：泡塑板材電阻絲切割粘結(jié)模型 對(duì)簡(jiǎn)單模型，可利用電阻絲切割裝置，將泡塑板材切割成所需的模型。 對(duì)復(fù)雜模型，首先用電阻絲切割裝置，將模型分割成幾個(gè)部分，然后進(jìn)行粘，使之成為整體模型。 模型組合成簇：是將自行加工好（或外購(gòu)）的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結(jié)在一起，形成模型簇，這種組合有時(shí)在涂料前進(jìn)行，有時(shí)在涂層制備后埋箱造型時(shí)進(jìn)行。是消失模（實(shí)型）鑄造不可缺少的一道工序。 目前使用的粘結(jié)材料：橡膠乳液、樹(shù)脂溶劑和熱熔膠及膠帶紙。 模型涂層：實(shí)型鑄造泡塑模型表面必需涂一層一定厚度的涂料，形成鑄型內(nèi)殼。其涂層的作用是為了提高EPS模型的強(qiáng)度和剛度，提高模型表面抗型砂沖刷能力，防

18、止加砂過(guò)程中模型表面破損及振動(dòng)造型及負(fù)壓定型時(shí)模型的變形，確保鑄件的尺寸精度。 外購(gòu)的消失模鑄造專(zhuān)用涂料,在涂料攪拌機(jī)內(nèi)加水?dāng)嚢?使其得到合適的粘度。攪拌后的涂料放入容器內(nèi),用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆。一般涂?jī)杀?，使涂層厚度?.5 2mm。據(jù)鑄件合金種類(lèi)、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小不同選定。涂層在4050下烘干。 振動(dòng)造型：我們介紹常用的一種造型方法（兩種方法之一）。 其工序包括如下工序：砂床制備放置EPS模型填砂密封定型 砂床制備 將帶有抽氣室的砂箱放在振動(dòng)臺(tái)上，并卡緊。底部放入一定厚度的底砂（一般砂床厚度在50100mm以上），振動(dòng)緊實(shí)。 型砂為無(wú)粘結(jié)劑、無(wú)填加物、不含水的干石英砂。黑色金屬溫度高，可選用較粗的砂，鋁合金采用較細(xì)砂子。型砂經(jīng)處理后要反復(fù)使用。 砂箱為單面開(kāi)口、設(shè)有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機(jī)構(gòu)的砂箱。 放置EPS模型 振實(shí)后，其上據(jù)工藝要求放置EPS模型組，并培砂固定。 填砂 加入干砂（幾種加砂方法），同時(shí)施以振動(dòng)（X、Y、Z三個(gè)方向），時(shí)間一般為3060秒，使型砂充滿(mǎn)模型的各個(gè)部位，且使型砂的堆積密度增加。 密封定型 砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內(nèi)抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內(nèi)壓力之差將砂?！罢辰Y(jié)”在一起，維持鑄型澆注過(guò)程不崩散，稱(chēng)之為“負(fù)壓定型。較為常用。 澆注置換EPS模型一般80左右軟化，420480時(shí)分