卡環(huán)壓鑄說明書

目錄前言 21、鑄件工藝方案的選擇和論證 31.1基準(zhǔn)面的選擇 31.2最小鑄出孔 31.3分型面的選擇 31.3.1選擇分型面得基本原則 31.3.2選擇分型面 42、工藝參數(shù)的選擇與確定 52.1鑄件的精度和表面粗糙度 52.2加工余量的確定 52.3鑄造斜度的選擇 52.4鑄造圓角 63、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 73.1澆注系統(tǒng)的選用 73.2澆注系統(tǒng)尺寸的確定 74、壓型的設(shè)計(jì)與計(jì)算 84.1成型部分設(shè)計(jì) 84.1.1型體設(shè)計(jì) 84.1.2下壓型的設(shè)計(jì)與計(jì)算 84.1.3上壓型的設(shè)計(jì)與計(jì)算 84.1.4金屬型芯的設(shè)計(jì) 94.2鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 94.3注蠟口 94.4壓型工作圖的設(shè)計(jì) 94.4.1型腔尺寸計(jì)算公式 94.4.2綜合線收縮率的確定 104.4.3壓型的技術(shù)要求 10參考文獻(xiàn) 12

前言熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"，通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即填砂澆注的鑄造方案。由于模樣廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造，故常將熔模鑄造稱為“失蠟鑄造”?？捎萌勰ｈT造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。熔模鑄件的形狀一般都比較復(fù)雜，鑄件上可鑄出孔的最小直徑可達(dá)0.5mm，鑄件的最小壁厚為0.3mm。在生產(chǎn)中可將一些原來由幾個零件組合而成的部件，通過改變零件的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成為整體零件而直接由熔模鑄造鑄出，以節(jié)省加工工時和金屬材料的消耗，使零件結(jié)構(gòu)更為合理。熔模鑄件的質(zhì)量大多為幾十克到幾千克，太重的鑄件用熔模鑄造法生產(chǎn)較為麻煩，但目前生產(chǎn)的熔模鑄件的質(zhì)量已達(dá)1000kg左右。大型熔模鑄造件的生產(chǎn)技術(shù)是建立在制模、制殼、熔煉等工藝發(fā)展以及優(yōu)質(zhì)材質(zhì)、先進(jìn)設(shè)備基礎(chǔ)上的，如性能更優(yōu)的模料、水溶性模料和大型壓蠟機(jī)的出現(xiàn)。同時，石膏型熔模鑄造等新工藝的興起也促進(jìn)了大型精密鑄件的生產(chǎn)。目前，高精度熔模鑄造的精度已能達(dá)到CT3，表面粗糙度達(dá)Ra1.6-0.8。熔模鑄造工藝過程較復(fù)雜、且不易控制，使用和消耗的材料較貴，故它用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求高、或很難進(jìn)行其他加工的小型零件。熔模鑄造從產(chǎn)品看分兩大類：軍工、航空類產(chǎn)品和民用商品類產(chǎn)品。前者質(zhì)量要求高，后者要求不如前者。隨著冷戰(zhàn)時代的結(jié)束各國軍工產(chǎn)品大幅減少，但民航、大型電站及工業(yè)渦輪發(fā)動機(jī)的發(fā)展使得軍工、航空類產(chǎn)所占比例變化不大。另外，隨著各行業(yè)對鑄件質(zhì)量要求日益提高，熔模鑄造得到了廣泛應(yīng)用，幾乎應(yīng)用于所有工業(yè)部門，如電子、石油、化工、能源、交通運(yùn)輸、輕工、紡織、制藥、醫(yī)療器械等。1.鑄造工藝方案的選擇和論證1.1基準(zhǔn)面的選擇選擇基準(zhǔn)面時一般應(yīng)考慮下述幾點(diǎn)：1．熔模鑄造基準(zhǔn)面一般選擇加工面，若選用加工面時，最好是加工余量較少的面。2．基準(zhǔn)面應(yīng)選擇與待加工面之間有精度要求的面，并盡量使零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合。3．基準(zhǔn)面的數(shù)目應(yīng)能約束六個自由度，故一般選擇三個基準(zhǔn)面（回轉(zhuǎn)體零件選擇二個基準(zhǔn)面），并力求劃線與加工為同一基準(zhǔn)面。4．基準(zhǔn)面應(yīng)使尺寸比較穩(wěn)定的平整、光潔表面，其上不應(yīng)有澆冒口殘余、斜度、毛刺等。1.2最小鑄出孔零件上的孔是否要鑄出，應(yīng)從質(zhì)量、工藝和經(jīng)濟(jì)三個方面來考。鑄孔可以使鑄件壁厚均勻，消除熱節(jié)，減少加工余量和節(jié)約金屬。細(xì)而長的孔，內(nèi)部不易涂料和撒砂，而且難以清砂，所以一般的d＜2.5～4.0mm,h/d＞5（d—孔徑，h—孔長）的通孔不予鑄出。鑄孔深度與直徑數(shù)據(jù)如表1-1所示：表1-1鑄孔深度與直徑本零件無需鑄出孔。1.3分型面的選擇1.3.1選擇分型面的基本原則：1．分型面應(yīng)盡量不截過熔模的某一完整便面，以防止由于分心面錯移和分型痕跡，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。1.3.2選擇分型面：如圖1-1所示圖1-1分型面的選擇理由:本準(zhǔn)備用三箱澆注，但過程復(fù)雜，不易放置澆注系統(tǒng)，并且為了節(jié)約成本，選用兩箱澆注。2.工藝參數(shù)的選擇與確定2.1鑄件的精度和表面粗糙度鑄件的精度有兩個方面的含義：一是鑄件尺寸，二是幾何形狀。影響鑄件尺寸精度的因素很多，主要是熔模，型殼和鑄件三個方面的尺寸變化（收縮和膨脹）比普通鑄件多了熔模的因素，而熔模還有模料和壓型兩個因素。在實(shí)際生產(chǎn)中，鑄件變形引起的幾何形狀誤差往往比收縮和膨脹引起的尺寸誤差要大的多。因此在工藝設(shè)計(jì)中，就必須充分考慮到各種因素對鑄件變形的影響，并通過生產(chǎn)實(shí)踐采取有效措施加以克服。熔模鑄件表面粗糙度與壓型的粗糙度、熔模材料、型殼材料、澆注溫度以及鑄件結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。厚大的鑄件表面粗糙度底，薄小的鑄件表面粗糙度則較高。2.2加工余量的確定需要加工、要求較高的表面均應(yīng)留出加工余量。選取加工余量時要考慮以下因素:1.上表面可能有氣孔或夾渣加工余量應(yīng)大些2.大鑄件、幾何精度較低加工余量大一些3.加工余量大于脫碳層厚度10mm后的鑄件脫碳曾約0.3~0.5mm4.不同加工方法其加工余量也不同;不同加工方法的單面加工余量如表2-1所示表2-1不同加工方法的單面加工余量所以可選鑄件外輪廓加工余量為0.5mm內(nèi)孔加工余量為0.5mm。2.3鑄造斜度的選擇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)孔長和槽深給出斜度。在鑄件上選取斜度時,可采用增大壁厚,減小壁厚或增減壁厚的方法。該鑄件無需鑄造斜度。2.4鑄造圓角一般情況下，鑄件上個轉(zhuǎn)角處都設(shè)計(jì)成圓角，否則容易產(chǎn)生裂紋和鎖孔或縮松。鑄件上內(nèi)圓角和外圓角按式（2-1）、式（2-2）計(jì)算，其結(jié)果應(yīng)按1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm系列取值。為了簡化壓型結(jié)構(gòu)、方便取模，對于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)避免采用外圓角過渡。r=(d+δ)/k式（2-1）R=r+(d+δ)/2式（2-2）式中r—轉(zhuǎn)角的內(nèi)圓角（mm）；R—轉(zhuǎn)角的外圓角（mm）；d、δ—連接壁的壁厚（mm）；k—轉(zhuǎn)角的圓角系數(shù)。（由于轉(zhuǎn)角90°，因此選k=4）3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1澆注系統(tǒng)的選用澆注系統(tǒng)的作用和要求如下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.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；3.在組焊模組和制殼時，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；4.澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求能簡化壓型結(jié)構(gòu)，操作方便，生產(chǎn)率高；5.在保證質(zhì)量的前提下，要盡量減小澆注系統(tǒng)的重量，他搞工藝出品率。澆注系統(tǒng)通常有澆口杯、直澆口、橫澆口和內(nèi)澆口組成。3.2澆注系統(tǒng)尺寸的確定澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸采用參考尺寸，內(nèi)澆口用熱節(jié)圓比例法確定。（d=KD節(jié)，d為內(nèi)澆口直徑；D節(jié)為鑄件熱節(jié)圓直徑，K為比例系數(shù)，可取0.4~0.9。）其工藝圖如圖3-1所示。圖3-1澆口棒與蠟?zāi)＝M4.壓型的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械加工壓型一般又成型部分、定位機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、起模機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)等幾個主要部分組成。設(shè)計(jì)機(jī)械加工壓型時，應(yīng)滿足以下要求：1.保證制出的熔模能達(dá)到要求的尺寸精度和表面粗糙度；2.壓型的各個部件均應(yīng)符合機(jī)械加工工藝性要求；3.起模容易，裝拆方便，輕巧耐用；4.小件用一型多腔，提高生產(chǎn)率。4.1成型部分設(shè)計(jì)4.1.1型體設(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25mm，材料為45號鋼，HB>35。4.1.2下壓型的設(shè)計(jì)與計(jì)算下壓型具體形狀與尺寸見零件圖所示。圖3-2下壓型示意圖型體長L=220mm；型體寬B=35mm；型體高H=73.5mm。4.1.3上壓型的設(shè)計(jì)與計(jì)算上壓型具體形狀與尺寸見零件圖所示圖3-2上壓型示意圖4.1.4金屬型芯的設(shè)計(jì)本零件只需一個型芯，且受力方向垂直于軸線，故不必設(shè)計(jì)芯銷。其具體尺寸見零件圖所示。4.2鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)鎖緊機(jī)構(gòu)的作用在于保證壓型的分型面閉合，在壓蠟時不漲開。鎖緊機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活、輕巧并且有足夠的夾緊力?；罟?jié)螺栓鎖緊是使用較廣泛的鎖緊機(jī)構(gòu)。該設(shè)計(jì)選擇蝶形螺母和活節(jié)螺栓，其具體尺寸見零件圖。4.3注蠟口注蠟口是壓制蠟?zāi)r蠟料的通道。注蠟口選擇時要考慮以下因素：1.最好設(shè)置在鑄件內(nèi)澆口上，或設(shè)置在鑄件的加工面上；2.注蠟口的位置要保證輸入蠟液流暢，型腔各處流程不長，并且最好設(shè)置在最大壁厚處；3.注蠟口的設(shè)置，要盡量使壓型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，取?？煽俊㈨樌?；4.薄壁處盡量不設(shè)注蠟口以免拉裂。注蠟口的形式隨注蠟器的形狀而定，注蠟口直徑一般為3~10mm，本壓型注蠟口直徑4mm，外圓直徑16mm，以60°向外擴(kuò)張。4.4壓型工作圖設(shè)計(jì)壓型工作圖包括總裝圖和零件圖。設(shè)計(jì)工作圖時要解決以下問題1.構(gòu)件尺寸；2.加工精度和表面粗糙度要求；3.組合件公差與配合；4.材料選用及熱處理要求；5.尺寸的正確標(biāo)注。4.4.1型腔尺寸計(jì)算公式設(shè)計(jì)工作圖時，型腔尺寸按下列基本公式計(jì)算：Lx=(Lp+KLp)±ΔAx式中：Lx—型腔尺寸（mm）；Lp—鑄件基本尺寸（mm）；K—綜合線收縮率（%）；ΔAx—壓型制造公差（mm）。鑄件尺寸Lp的確定方法是：當(dāng)尺寸沒有公差要求是，Lp就是鑄件的基本公差；當(dāng)尺寸有公差要求時，Lp是基本尺寸加偏差代數(shù)和的一半。壓型制造公差±ΔAx由壓型的制造精度等級來決定，一般為鑄件公差的1/4~1/6。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。4.4.2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主要因素。因?yàn)槭芫唧w的工藝操作過程的影響，綜合線收縮率的數(shù)值，往往要通過多次試模實(shí)踐，反復(fù)修正才能確定。（初取1.0%）表4-1碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼綜合線收縮率經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)注：1.表中模料型殼分類，表示所采用的模料和型殼的成分；Ⅰ—表示采用低溫模料，硅酸乙酯石英粉涂料，多層型殼Ⅱ—表示采用低溫模料，水玻璃石英粉涂料，多層型殼；Ⅲ—表示采用中溫模料，電熔剛玉粉涂料，多層型殼。4.4.3壓型的技術(shù)要求壓型的表面粗糙度非工作部分表面較低，工作面較高。組合件的配合制度采用推薦配（詳見壓型裝配圖）。壓型用的材料見表。1.分型面間隙不大于0.05mm2.各組合塊及上下型錯位不大于0.05mm3.頂桿不高于型腔表面可低于型腔表面0.05mm以內(nèi)復(fù)位桿不高于分型面可低于