鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

(完整word版)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(完整word版)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)PAGEIIPAGEIII(完整word版)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)PAGEIIDATE\@"yy-M-d"18-5-12DATE\@"yy-M-d"18-5-12目錄TOC\o"1-3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc511305039”1前言 31.1.1本設(shè)計(jì)的目的 4_Toc511305043”1.2本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 5_Toc511305045”1.4本領(lǐng)域存在的問(wèn)題 5HYPERLINK\l”_Toc511305046"1.5本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 6_Toc511305048"2設(shè)計(jì)方案 6_Toc511305063”2.2支座工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 8_Toc511305066”2。4.1澆注位置的選擇 10_Toc511305068"2.4.3砂箱中鑄件數(shù)目的確定 14_Toc511305070”3。1工藝設(shè)計(jì)參數(shù)確定 15_Toc511305072"3.1.2鑄件的尺寸公差 163。1.3機(jī)械加工余量 17_Toc511305076”3.2。2澆注溫度和冷卻時(shí)間 193。3砂芯設(shè)計(jì) 19HYPERLINK\l”_Toc511305078”3.3。1芯頭的設(shè)計(jì) 203。3。2砂芯的定位結(jié)構(gòu) 20HYPERLINK\l”_Toc511305080”3。3.3芯骨設(shè)計(jì) 213.3.4砂芯的排氣 21HYPERLINK\l”_Toc511305082”3。4澆注系統(tǒng)及冒口,冷鐵,出氣孔的設(shè)計(jì) 21HYPERLINK\l”_Toc511305083"3。4.1澆注系統(tǒng)的類(lèi)型和應(yīng)用范圍 21HYPERLINK\l”_Toc511305084"3。4。2確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目、金屬引入方向 223.5決定直澆道的位置和高度 223.5.1計(jì)算內(nèi)澆道截面積 23_Toc511305089”3。5.4冒口的設(shè)計(jì) 25_Toc511305091”4。1模樣的設(shè)計(jì) 26HYPERLINK\l”_Toc511305092”4。1.1模樣材料的選用 26HYPERLINK\l”_Toc511305093"4.1。2金屬模樣尺寸的確定 26HYPERLINK\l”_Toc511305094”4。1。3壁厚與加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì) 26HYPERLINK\l”_Toc511305095"4。1。4金屬模樣的技術(shù)要求 264.1。5金屬模樣的生產(chǎn)方法 274.2模板的設(shè)計(jì) 274。2。1模底板材料的選用 274。2.3模底板與砂箱的定位 27HYPERLINK\l”_Toc511305101"4.3芯盒的設(shè)計(jì) 28HYPERLINK\l”_Toc511305102”4。3。1芯盒的類(lèi)型和材質(zhì) 28HYPERLINK\l”_Toc511305103”4.3.2芯盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28_Toc511305105"4。4.1砂箱的材質(zhì)及尺寸 28_Toc511305107”致謝 29HYPERLINK\l”_Toc511305108"參考文獻(xiàn) 29第5頁(yè)前言本設(shè)計(jì)的意義機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位.本設(shè)計(jì)的目的鑄造工藝課程設(shè)計(jì)是學(xué)完了鑄造工藝基礎(chǔ)課程后，對(duì)鑄造工藝過(guò)程進(jìn)一步了解的練習(xí)性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過(guò)程，是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐的能力培養(yǎng)應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫(xiě)符合要求的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),并正確繪制有關(guān)圖表.在課程設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問(wèn)題。應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，進(jìn)行資料的調(diào)研、收集、加工與整理和正確使用工具書(shū)；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫(xiě)技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)能樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工作設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹(shù)立正確的工程意識(shí)與經(jīng)濟(jì)意識(shí)，樹(shù)立正確的生產(chǎn)觀(guān)點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀(guān)點(diǎn)與全局觀(guān)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的意義該課程設(shè)計(jì)是學(xué)完本課程之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐，是我們步入社會(huì)的一次深刻的鏈接，考察了我們獨(dú)立設(shè)計(jì),計(jì)算,繪圖和分析的能力，同時(shí)提高了我們查閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)的能力，通過(guò)該課程設(shè)計(jì)我們了解鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般步驟，需要用到的一些結(jié)構(gòu)都需要我們認(rèn)真查閱后繪制到圖紙上，通過(guò)課程設(shè)計(jì)我們學(xué)會(huì)了很多課本上沒(méi)有的知識(shí)。本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求工藝設(shè)計(jì)學(xué)生要在規(guī)定的時(shí)間(3周）內(nèi)，必須完成一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的鑄造工藝設(shè)計(jì)，并完成采用機(jī)器造型的主要鑄造技術(shù)文件匯（編）制工作。采用CAD出圖，如有條件可以進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)模擬。華鑄CAE10。0模擬軟件可以開(kāi)放使用.具體任務(wù)包括：零件圖1張（A4），鑄造工藝圖1張（A3彩色），模板裝配圖1張(A4），芯盒圖（或裝配圖）1張(A4）,鑄型裝配圖1張(A4)，鑄造工藝卡1張（A4），設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份（A4）本課題的發(fā)展現(xiàn)狀由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能所構(gòu)成的信息技術(shù)近年來(lái)在鑄造生產(chǎn)中得到更為廣泛的應(yīng)用，這正在改變著鑄造生產(chǎn)的面貌，可以說(shuō)現(xiàn)代鑄造技術(shù)的主要特征就是將傳統(tǒng)的鑄造工藝與信息技術(shù)融為一體?？焖僭图夹g(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用也有了新的發(fā)展，它除了可應(yīng)用于制造新產(chǎn)品試制用的摸樣及熔模鑄造的蠟?zāi)Ｍ?，還可用于直接造出酚醛樹(shù)脂殼型、殼芯，他們可直接用來(lái)裝配成砂型。在德國(guó)震壓造型正在逐步被其它先進(jìn)的造型設(shè)備所取代,而到1999年垂直分型無(wú)箱射壓造型、氣流-—?dú)鈮涸煨汀⒖諝鉀_壓造型這三類(lèi)造型線(xiàn)的生產(chǎn)能力之和已占有77%,居于主導(dǎo)地位。國(guó)外近年來(lái)在智能化型砂質(zhì)量控制方面有很大發(fā)展，特點(diǎn)是利用計(jì)算機(jī)輔助對(duì)型砂質(zhì)量進(jìn)行預(yù)防性控制。本領(lǐng)域存在的問(wèn)題由于技術(shù)水平和裝備條件等限制,我國(guó)鑄造業(yè)還不能完全生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)各行業(yè)所急需的一些關(guān)鍵鑄件,特別是一些高難度、高要求的鑄件。要改變目前這種狀況,就必須加大鑄造企業(yè)的重組和結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)企業(yè)的規(guī)模，提高企業(yè)的工藝和裝備水平，必須加大科技投入，建立企業(yè)的研發(fā)中心并實(shí)行產(chǎn)學(xué)研三結(jié)合的研發(fā)體制,推動(dòng)自主創(chuàng)新,必須把環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)保障當(dāng)作一件大事抓緊抓好,必須大力降低能耗和原材料消耗，必須進(jìn)一步培養(yǎng)鑄造方面的專(zhuān)業(yè)人才，加強(qiáng)職工隊(duì)伍的技術(shù)培訓(xùn)，提高全行業(yè)職工的技術(shù)與勞動(dòng)素質(zhì).本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想鑄造工藝課程設(shè)計(jì)總的程序是:根據(jù)已下達(dá)的課題任務(wù)－零件圖進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析后，繪制出鑄造工藝圖。以工藝圖為依據(jù)，設(shè)計(jì)出模板圖和芯合圖，再繪制鑄型裝配圖(合箱圖）,最后編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和工藝卡。本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題通過(guò)閱讀圖紙，應(yīng)著重了解以下各點(diǎn)：(1）了解鑄造零件的結(jié)構(gòu)形狀及各投影間的關(guān)系，建立零件形狀的明確完整的立體概念，以保證工藝設(shè)計(jì)及各項(xiàng)設(shè)計(jì)制圖工作的順利進(jìn)行；（2）弄清零件圖的各項(xiàng)尺寸,并著重記錄鑄造零件的重量，主要壁厚及最大壁厚,零件最大尺寸（長(zhǎng)寬高輪廓尺寸），以供工藝設(shè)計(jì)使用；(3）零件各項(xiàng)公差要求，零件加工位置及零件各項(xiàng)加工要求(包括邊面光潔度)，并對(duì)加工方法做初步了解；(4）零件材質(zhì)及性能要求，以及圖紙上指出的各項(xiàng)特殊技術(shù)要求。設(shè)計(jì)方案零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡(jiǎn)化鑄件工藝過(guò)程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面：1、鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄。2、鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙，注意薄壁過(guò)渡和圓角鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應(yīng)采取逐漸過(guò)渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。3、鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁鑄件的內(nèi)壁和肋等,散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)力和防止裂紋.4、壁厚力求均勻，減少肥厚部分,防止形成熱節(jié)。5、利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固。6、防止鑄件翹曲變形.7、避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。零件的材質(zhì)分析鑄件成型材料為蠕墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵是在鑄鐵材料方面介于球墨鑄鐵與灰鑄鐵之間的一種材科。蠕蟲(chóng)狀石墨是介于球伏與片狀之間的一種過(guò)渡型石墨，因而使這種鑄鐵的材質(zhì)性能也介于球墨鑄鐵與灰鑄鐵之間。簡(jiǎn)要地說(shuō)，蠕墨鑄鐵具有接近于球墨鑄鐵的強(qiáng)度、剛性，一定的韌性，良好的耐磨性；另一方面，它又具有接近于灰鑄鐵的鑄造性能和熱傳導(dǎo)性能,因此這種鑄鐵材料愈來(lái)愈引起人們的注意，并且巳開(kāi)始在生產(chǎn)上獲得了應(yīng)用.它具有獨(dú)特的性能，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管、玻璃模具、柴油機(jī)缸蓋、制動(dòng)零、件剎車(chē)盤(pán)等方面應(yīng)用取得了良好的效果.其化學(xué)成分：（見(jiàn)下表2—1），蠕鐵的碳當(dāng)量高,加稀土合金后又使鐵水得到凈化，因而使它具有較好的流動(dòng)性.在碳當(dāng)量相同的情況下,蠕鐵和灰鑄鐵的流動(dòng)性相似。蠕鐵的收縮也介于灰鑄鐵和球鐵之間，澆注系統(tǒng)可按灰鑄鐵進(jìn)行設(shè)計(jì).但對(duì)致密性要求較高，壁厚相差較大的復(fù)雜鑄件，要采用球鐵的澆注和補(bǔ)縮系統(tǒng)。蠕鐵兼有灰鑄鐵和球鐵的良好性能，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高于灰鑄鐵，相當(dāng)于鐵素體球鐵。導(dǎo)熱性接近于灰鑄鐵，因而鑄造工藝方便、簡(jiǎn)單、成品率高.蠕鐵有較好的抗生長(zhǎng)和抗氧化性能，蠕鐵的耐磨性為中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)HT300的2.2倍以上,比高磷鑄鐵高1倍,而與磷銅鈦鑄鐵相近。表2—1ZG230—450的化學(xué)成分（%)化學(xué)成分CSiMnSP含量3.4～3。6%2。4~3。0%0.4％～0.6％〈0。06％〈0.07％支座工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求產(chǎn)品生產(chǎn)性質(zhì)——大批量生產(chǎn)，零件材質(zhì)—-RuT300，零件的外型示意圖如圖2。1所示,支座的零件圖如圖2。2所示，支座的外形輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm,主要壁厚18mm，最大壁厚20mm,為一小型鑄件；鑄件除滿(mǎn)足幾何尺寸精度及材質(zhì)方面的要求外，無(wú)其他特殊技術(shù)要求。圖2.1支座外型示意圖圖2.2支座零件圖支座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求,易于保證鑄件品質(zhì)，簡(jiǎn)化鑄件工藝過(guò)程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面：鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄.鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙,注意薄壁過(guò)渡和圓角鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應(yīng)采取逐漸過(guò)渡和轉(zhuǎn)變的形式,并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁鑄件的內(nèi)壁和肋等,散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)力和防止裂紋。壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固.防止鑄件翹曲變形。避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。對(duì)于支座的鑄造工藝性審查、分析如下:支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm。砂型鑄造條件下該輪廓尺寸允許的最小壁厚查《鑄造工藝學(xué)》表3—2-1得：最小允許壁厚為3～4mm。而設(shè)計(jì)支座的最小壁厚為10mm。符合要求。支座設(shè)計(jì)壁厚較為均勻，兩壁相連初采用了加強(qiáng)肋，可以有效構(gòu)成熱節(jié)，不易產(chǎn)生熱裂。造型造芯方法的選擇制造鑄型和型芯的工藝過(guò)程稱(chēng)為造型和造芯.造型、造芯是砂型鑄造的最基本的工序，造型時(shí)用模樣形成砂型的型腔，澆注后形成鑄件外部輪廓。造芯時(shí)用芯盒制成型芯，置于鑄型中經(jīng)澆注后大多形成鑄件的內(nèi)部輪廓.通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類(lèi)。砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)中依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)批量，在保證交貨期限的,質(zhì)量要求下選擇成本最低，生產(chǎn)組織最便捷的造型及制芯方法。支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，鑄件尺寸較小，屬于中小型零件且要大批量生產(chǎn)。采用濕型粘土砂造型靈活性大，生產(chǎn)率高,生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,材料成本低，節(jié)省烘干設(shè)備、燃料、電力等,還可延長(zhǎng)砂箱使用壽命。因此，采用濕型粘土砂機(jī)器造型,模樣采用金屬模是合理的。在造芯用料及方法選擇中，如用粘土砂制作砂芯原料成本較低,但是烘干后容易產(chǎn)生裂紋,容易變形。在大批量生產(chǎn)的條件下，由于需要提高造芯效率,且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工藝所需的砂芯采用熱芯盒法生產(chǎn)砂芯，以增加其強(qiáng)度及保證鑄件質(zhì)量。選擇使用射芯工藝生產(chǎn)砂芯。采用熱芯盒制芯工藝熱芯盒法制芯，是用液態(tài)固性樹(shù)脂粘結(jié)劑和催化劑制成的一種芯砂,填入加熱到一定的芯盒內(nèi),貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結(jié)劑在很短的時(shí)間內(nèi)硬化。而且只要砂芯表層有數(shù)毫米的硬殼即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余熱可自行硬化。澆注位置的選擇與分型面的選擇澆注位置的選擇工藝設(shè)計(jì)鑄件的澆注位置是指鑄件在澆注時(shí)在鑄型中所處的位置。考慮的原則:鑄件的主要加工面、主要工作面和受力面應(yīng)盡量放在底部或側(cè)面，以防止產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷;對(duì)于凝固體收縮率較大的鑄造合金,應(yīng)滿(mǎn)足順序凝固的原則,鑄件厚實(shí)部分應(yīng)盡可能置于上方,利于設(shè)置冒口補(bǔ)縮；有利于砂芯的定位、固定和排氣，盡量避免吊芯和懸臂砂芯;大平面應(yīng)置于下部或傾斜位置,一方夾砂等缺陷。有時(shí)為了方便造型，可采用“橫做立澆”、“平做立澆”的方法；鑄件的薄壁部分應(yīng)置于鑄件的底部或側(cè)面，以防澆不到、冷隔等缺陷；在大批量生產(chǎn)中,應(yīng)使鑄件的飛翅、毛刺最少與易于清除；要避免厚實(shí)鑄鋼件冒口下面的受力面產(chǎn)生偏析;盡量使冒口置于加工面上，以減少鑄件清整工作量.確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié),關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量,鑄件的尺寸精度及造型工藝過(guò)程的難易程度。圖2。3澆注位置的選擇方案方案一圖2.4澆注位置的選擇方案二分析:對(duì)于方案一如圖2.3進(jìn)行綜合分析如下：1.鑄件的A面（如圖2。3所示）為重要加工面,朝上放置容易產(chǎn)生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷。2。鑄件的重要部分也沒(méi)能全部置于下部。對(duì)于方案二如圖2。4進(jìn)行綜合分析如下：1。鑄件的重要部分全部置于下部,這樣置于下部的重要部分可以得到上部金屬的靜壓力作用下凝固并得到補(bǔ)縮,組織致密。2.鑄件的重要加工面A面、B面（如圖2。4所示）位于側(cè)立面，比較光潔，產(chǎn)生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷的可能性小。綜合比較，方案二更加科學(xué)可行.分型面的確定分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。分型面的優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。初步對(duì)支座進(jìn)行分型有：方案一如圖2。5、方案二圖2。6、方案三圖2.7.圖2。5分型面確定方案一圖2。6分型面確定方案二圖2.7分型面確定方案三而選擇分型面時(shí)應(yīng)注意一下原則：1.應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)2。應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目3.分型面應(yīng)盡量選用平面4。便于下芯、合箱和檢測(cè)5。不使砂箱過(guò)高6.受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度7。注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量對(duì)方案一如圖2。5進(jìn)行綜合分析如下：鑄件沒(méi)有能盡可能的位于同一半型內(nèi)，這樣會(huì)因?yàn)楹舷鋵?duì)準(zhǔn)誤差使鑄件產(chǎn)生偏錯(cuò)。也有可能因?yàn)楹舷洳粐?yán)在垂直面上增加鑄件尺寸.砂芯不能全部位于下半型內(nèi)。上箱難于取出模樣。對(duì)方案二如圖2。6進(jìn)行綜合分析如下：鑄件沒(méi)有能盡可能的位于同一半型內(nèi),這樣會(huì)因?yàn)楹舷鋵?duì)準(zhǔn)誤差使鑄件產(chǎn)生偏錯(cuò)。也有可能因?yàn)楹舷洳粐?yán)在垂直面上增加鑄件尺寸。對(duì)方案三如圖2.7進(jìn)行綜合分析如下：鑄件全部置于同一半型內(nèi)，此方案較之方案一與方案二更加科學(xué)可行.砂箱中鑄件數(shù)目的確定支座輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，單件質(zhì)量約為4kg，因此看鑄件為小型簡(jiǎn)單件。如果一箱一件生產(chǎn)則工藝出品率會(huì)較低，如此生產(chǎn)成本較高.所以采用一箱四件生產(chǎn)。這樣工藝出品率大幅提高，生產(chǎn)成本也大大降低。初步選取砂箱尺寸由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表得：上箱為450×350×200mm下箱為450×350×200mm由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表得:a〉20e>30f〉30鑄件在砂箱中排列最好均勻?qū)ΨQ(chēng)，這樣金屬液作用于上砂型的抬芯力均勻，也有利于澆注系統(tǒng)安排，在結(jié)合已經(jīng)確定分型面及澆注位置以及砂箱尺寸，基本確定鑄件在砂箱內(nèi)的排列如圖2.8所示，其中模樣的吃砂量基本確定為：a1=30a2=40e1=70e2=70f=35圖2。8砂箱中鑄件排列示意圖設(shè)計(jì)說(shuō)明鑄造工藝參數(shù)是指鑄造工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的工藝參數(shù)，工藝參數(shù)的選擇是鑄造工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。對(duì)指導(dǎo)鑄造工藝設(shè)計(jì)與鑄造生產(chǎn)具有重要作用，主要包括以下內(nèi)容：工藝設(shè)計(jì)參數(shù)確定鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)通常是指鑄型工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的某些數(shù)據(jù)，這些工藝數(shù)據(jù)一般都與模樣及芯盒尺寸有關(guān)，及與鑄件的精度有密切關(guān)系，同時(shí)也與造型、制芯、下芯及合箱的工藝過(guò)程有關(guān)。最小鑄出的孔和槽鑄件上的孔和槽是否鑄出,要根據(jù)具體情況而定,一般較大的孔和槽直接鑄出來(lái)，以節(jié)約金屬減少機(jī)械加工,較小的孔和槽則不宜鑄出。根據(jù)支座的輪廓尺寸160mm×135mm×100mm由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：最小鑄出孔約為6mm支座的孔Φ25（如圖3。1所示）考慮加工余量后直徑為19mm，厚度為23mm。該孔直徑比較大，高徑比也不大,則應(yīng)該鑄出。支座的孔Φ14(如圖3.1所示)考慮加工余量后直徑為8mm，厚度為27mm。該孔直徑較小，高徑比較大，不應(yīng)該鑄出,機(jī)械加工較為經(jīng)濟(jì)方便。圖3。1最小鑄出孔示意圖鑄件的尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件公稱(chēng)尺寸的兩個(gè)允許極限尺寸之差.在這兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)，鑄件可滿(mǎn)足機(jī)械加工、裝配和使用要求。影響鑄件尺寸精度的主要原因有：鑄造合金，鑄件的結(jié)構(gòu),鑄造方法,鑄造工藝設(shè)計(jì)水平,操作水平，造型、造芯設(shè)備及工裝的精度，造型、造芯材料的性能，鑄件的精整和表面質(zhì)量，生產(chǎn)技術(shù)管理和質(zhì)量控制手段等等。鑄件尺寸精度要求越高，對(duì)上述影響因素的要求和控制應(yīng)越嚴(yán)，但鑄件的成本也越高。因此,產(chǎn)品設(shè)計(jì),必須用價(jià)值工程的理念考慮鑄件的尺寸公差等級(jí);生產(chǎn)廠(chǎng)家必須從實(shí)際出發(fā)綜合考慮各種因素，達(dá)到既保證鑄件質(zhì)量又不過(guò)多的增加生產(chǎn)成本的目的.總的來(lái)說(shuō)，提高鑄件尺寸精度是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要有計(jì)劃的去做逐步提高，只有提高了產(chǎn)品質(zhì)量，只有性?xún)r(jià)比合理的產(chǎn)品，在市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力.支座為砂型鑄造機(jī)器造型大批量生產(chǎn)，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得:支座的尺寸公差為CT8～12級(jí)，取CT9級(jí)。支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：支座尺寸公差數(shù)值為2.5mm.機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量是指為了保證鑄件加工面尺寸和零件精度，工藝設(shè)計(jì)時(shí)，在鑄件代加工面上預(yù)先增加的而在機(jī)械加工時(shí)切削掉的厚度.機(jī)械加工余量值由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共十個(gè)等級(jí)。支座為砂型鑄造機(jī)器造型大批量生產(chǎn),由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表1—13得：支座的加工余量為E~G級(jí)，取G級(jí)。支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表1—12得：支座加工余量數(shù)值為2。2mm，取2mm。但在分型面及澆注系統(tǒng)設(shè)置中,不得已將重要加工面底面朝上放置，這樣使其容易產(chǎn)生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷,所以將采取適當(dāng)加大加工余量的方法使其在加工后不出現(xiàn)缺陷。將底面的加工余量調(diào)整為3mm。鑄造收縮率鑄造收縮率又稱(chēng)鑄件的線(xiàn)收縮率，用模樣與鑄件的長(zhǎng)度之差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示：ε=［（L1—L2）/L1］×100％式中ε—鑄造收縮率（％）L1—模樣長(zhǎng)度（mm）L2—鑄件長(zhǎng)度（mm）鑄造收縮率與鑄造的合金種類(lèi)、鑄件結(jié)構(gòu)、澆冒口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、鑄型的種類(lèi)等因素有關(guān)。鑄造合金由凝固態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)要產(chǎn)生收縮；合金成分與其含量不同，其收縮率也不同，這是鑄造合金的特性.鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,澆冒口結(jié)構(gòu)阻礙收縮,砂型和砂芯的退讓性差，都要阻礙鑄件由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的收縮.簡(jiǎn)單厚實(shí)的鑄件，其鑄造收縮率比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件大。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型鑄件，其立體三維方向上的線(xiàn)收縮率各不相同。因此，鑄造收縮率是綜合了各種因素之后，形成的鑄件尺寸的實(shí)際收縮率。做模樣時(shí)，稱(chēng)它為縮尺或放縮.為了獲得尺寸精確的鑄件，必須選擇適宜的鑄造收縮率。支座受阻收縮率由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：受阻收縮率為0。9％。起模斜度為了方便起模，在模樣，芯盒的出模方向留一定斜度，以免損壞砂型或砂芯.這個(gè)斜度，稱(chēng)為起模斜度。起模斜度應(yīng)設(shè)計(jì)在鑄件沒(méi)有結(jié)構(gòu)斜度，并垂直于分型面的表面上，其大小依起模高度。模樣表面粗糙度值以及造型、芯的方法而定。初步設(shè)計(jì)的起模斜度如下：外型模的A面(如圖3.2所示）高15mm的起模斜度由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：粘土砂造型外表面起模斜度為а=1°10＇，a=0.8mm外型模的B面（如圖3。2所示）高115mm的起模斜度由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得:粘土砂造型外表面起模斜度為а=0°25＇,a=1。2mm但是同一鑄件要盡量選用同一起模斜度，以免加工金屬模時(shí)頻繁的更換刀具。所以選用同一起模斜度為а=1°10＇，a=0。8mm由于A(yíng)面,B面（如圖3.2所示)均為非加工表面，因此起模斜度的形式選用增加和減少鑄件尺寸的方法。圖3.2外型模起模斜度示意圖澆注溫度和冷卻時(shí)間鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間短，容易產(chǎn)生變形,裂紋等缺陷.為使鑄件在出型時(shí)有足夠的強(qiáng)度和韌性,鑄件在砂型內(nèi)應(yīng)有足夠的冷卻時(shí)間.支座的冷卻時(shí)間由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：冷卻時(shí)間為30～60min.砂芯設(shè)計(jì)型芯是鑄型的一個(gè)重要組成部分，型芯的作用是形成鑄型的內(nèi)腔，孔洞，阻礙起模部分的外形以及鑄型中有特殊要求的部分。型芯應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:型芯的形狀，尺寸以及在鑄型中的位置應(yīng)符合鑄件的要求，具有足夠的強(qiáng)度和剛度;在鑄件形成過(guò)程中型芯所產(chǎn)生的氣體能及時(shí)排出型外；鑄件收縮時(shí)阻力?。辉煨?，烘干，組合裝配和鑄件清理等工序操作簡(jiǎn)單。砂芯的設(shè)計(jì)，主要包括芯頭的設(shè)計(jì)、芯骨的設(shè)計(jì)、砂芯排氣設(shè)計(jì).必要時(shí)，仍有選用及安置芯撐的的設(shè)計(jì)。芯頭的設(shè)計(jì)砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。對(duì)于垂直芯頭為了保證其軸線(xiàn)垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭尺寸。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)量取計(jì)算砂芯高度：L=97mm砂芯直徑：（A+B）/2=(80+64）/2=72mm芯頭長(zhǎng)度初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得:h=25～30mm取h=30mm出于考慮分型面的選取等因素綜合芯頭選用垂直芯頭并且不能做出上芯頭，只設(shè)計(jì)下芯頭并且加大下芯頭。下芯頭長(zhǎng)度設(shè)計(jì)修正為：h=30×(1+40％)=42mm芯頭間隙初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：s=0。3mm但考慮砂芯為垂直的濕型小砂芯且不設(shè)置上芯頭，所以使用過(guò)盈的芯頭,過(guò)盈量為0。2mm芯頭斜度選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得:а≤7取а=7砂芯的定位結(jié)構(gòu)砂芯要求定位準(zhǔn)確，不允許沿芯頭軸向移動(dòng)或繞芯頭軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于形狀不對(duì)稱(chēng)的砂芯，為了定位準(zhǔn)確，需要做出定位芯頭。定位芯頭結(jié)構(gòu)如圖3.3圖3.3定位芯頭結(jié)構(gòu)圖芯骨設(shè)計(jì)為了保證砂芯在制芯、搬運(yùn)、配芯和澆注過(guò)程中不開(kāi)裂、不變形、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(qiáng)度.因?yàn)樯靶境叽巛^小,而且采用樹(shù)脂砂，故砂芯強(qiáng)度較好,砂芯內(nèi)不用放置芯骨。砂芯的排氣砂芯在澆注過(guò)程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機(jī)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。而支座的砂芯采用熱芯盒造芯，故不用有意設(shè)置排氣道、排氣孔等排氣.澆注系統(tǒng)及冒口，冷鐵，出氣孔的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的類(lèi)型和應(yīng)用范圍澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng),開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉-開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開(kāi)始后,金屬液容易充滿(mǎn)澆注系統(tǒng)，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)。擋渣能力強(qiáng)，但充型速度快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺，金屬液易氧化.適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的鑄件小件,所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目、金屬引入方向支座結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且是小型件，鑄造時(shí)采取一箱四件,故每個(gè)鑄件上只用一個(gè)內(nèi)澆道。為了方便造型，內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在分型面上。因?yàn)殍T件采用底座朝上且鑄件全部位于下箱的方式進(jìn)行鑄造，這樣鑄件凝固順序?yàn)橛上轮辽夏蹋@樣有利于支座的重要部分先凝固并得到補(bǔ)縮,如此內(nèi)澆道則設(shè)置在底部側(cè)面引入金屬液，如圖3.4所示。圖3.4內(nèi)澆道位置示意圖決定直澆道的位置和高度實(shí)踐證明，直澆道過(guò)低使充型及液態(tài)補(bǔ)縮壓力不足，容易出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮凹等缺陷。初步設(shè)計(jì)直澆道高度等于上沙箱高度200mm.但應(yīng)檢驗(yàn)該高度是否足夠。檢驗(yàn)依據(jù)為，剩余壓力頭應(yīng)滿(mǎn)足壓力角的要求，如下式所列：HM≥Ltgа式中HM--最小剩余壓力頭L——直澆道中心到鑄件最高且最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平投影距離а-—壓力角由《鑄造工藝學(xué)》查表得:а為9～10取10Ltgа=180×tg10≈32mm因?yàn)殍T件全部位于下箱,所以剩余壓力頭HM等于上箱高度200mm經(jīng)過(guò)驗(yàn)證剩余壓力頭滿(mǎn)足壓力角的要求.計(jì)算內(nèi)澆道截面積內(nèi)澆道是控制充型速度和方向，分配金屬液，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過(guò)內(nèi)澆道對(duì)鑄件有一定補(bǔ)縮作用。由于設(shè)計(jì)內(nèi)澆口有四個(gè),因此S內(nèi)=3/8≈0。4cm2內(nèi)澆道形狀取梯形斷面形狀如圖3.5圖3。5內(nèi)澆道截面示意圖《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表得:a=7mmb=5mmc=7mm計(jì)算橫澆道截面積橫澆道的功用是向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液，儲(chǔ)留最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓，使金屬液流平穩(wěn)和減少產(chǎn)生氧化夾雜物。由于設(shè)計(jì)橫澆口有兩個(gè)，因此S橫=3×1。2/2=1.8cm2橫澆道形狀取梯形斷面形狀如圖3.6圖3.6橫澆道截面示意圖梯形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表得：A=15mmB=10mmC=16mm計(jì)算直澆道截面積直澆道的功用是從澆口杯引導(dǎo)金屬液向下,進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接進(jìn)入型腔。并提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動(dòng)阻力充型。由于設(shè)計(jì)直澆口有一個(gè),因此S直=3×1。4=4。2cm2直澆道形狀取圓形截面形狀如圖3.7圖4.4直澆道截面示意圖圓形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表1.4-75得：D=25mm為了方便取模直澆道做成上小下大的倒圓錐形，（通常錐度取1/50）。因此直澆道上端是直徑約為：D1=25—（1/50）×150=22mm冒口的設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)冒口是在鑄型內(nèi)專(zhuān)門(mén)設(shè)置的儲(chǔ)存金屬液的空腔,用以補(bǔ)償鑄件形成過(guò)程中可能產(chǎn)生的收縮所需的金屬液，防止縮松縮孔的產(chǎn)生并起到排氣集渣的作用。支座所用的蠕墨鑄鐵在凝固時(shí)其體積變化情況與一些工業(yè)上常用的金屬及合金不同,其特點(diǎn)是在液態(tài)冷卻時(shí)發(fā)生收縮，冷卻至共晶溫度時(shí)停止收縮，由于析出石墨而發(fā)生膨脹，在接近凝固終了時(shí)余下的液態(tài)金屬凝固時(shí)又開(kāi)始收縮,直至凝固結(jié)束。所以其凝固時(shí)的膨脹和液態(tài)收縮趨于互相補(bǔ)償。故蠕墨鑄鐵補(bǔ)縮時(shí)需要的鐵水量少，而且支座壁厚均勻無(wú)厚大壁,所以可利用澆注系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)縮不設(shè)置冒口。鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)鑄造工藝裝備是造型、造芯及合箱過(guò)程中所使用的模具和裝置的總稱(chēng)。模樣的設(shè)計(jì)模樣材料的選用模樣是造型工藝過(guò)程必須的工藝裝備,用來(lái)形成鑄型的型腔，因此直接關(guān)系著鑄件的形狀和尺寸精確度。支座為大批量生產(chǎn)，所以用金屬模樣，該金屬模樣的材料選用如下：模樣:鋁合金（質(zhì)輕、不生銹，加工性能好，加工后表面光滑，并有一定的耐磨性，但耐磨性較差）出氣針、氣孔針:45號(hào)鋼金屬模樣尺寸的確定模樣尺寸＝鑄件尺寸(1＋K）,（模樣尺寸精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)注：K—鑄件線(xiàn)收縮率支座的收縮率K=0.9%壁厚與加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)模樣壁厚由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表1。5－2得:模型壁厚6mm。由于模樣輪廓尺寸較小約為：160mm×135mm×10