《JCK-B1拋光機(jī)連桿的工藝及其模具的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》12000字（論文）

一、緒論1.1研究背景與意義根據(jù)現(xiàn)代我國(guó)科學(xué)研究的發(fā)展進(jìn)度，一般都有規(guī)定要求，各類金屬型材的鑄件必須具備較高的動(dòng)力學(xué)性能、尺寸精度和比較低的表面粗糙度；它們就要求它們必須具有一些特別重要的性能，比如抗腐蝕、耐磨、防熱等,而且它們也需要制造成本低，生產(chǎn)周期短。所以，在我們開(kāi)始進(jìn)行鑄件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工作之前，首先我們應(yīng)該做的就是對(duì)鑄造工藝的研究與設(shè)計(jì)，整個(gè)鑄造工藝過(guò)程只有經(jīng)歷了科學(xué)的操作才可以順利地進(jìn)行，鑄造工藝與成型的過(guò)程也才可以得到有效地控制，才能達(dá)到高質(zhì)量、高效益的效果。鑄造工藝設(shè)計(jì)法就是根據(jù)各種鑄造件的總體結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)需要、生產(chǎn)布局和使用條件，確定各類零件的鑄造工藝設(shè)計(jì)方案和各種工藝參數(shù)，用來(lái)繪制各種鑄造工藝設(shè)計(jì)圖紙，以及編制各種鑄造工藝設(shè)計(jì)方案和各種工藝設(shè)計(jì)卡等的技術(shù)檔案。鑄造全過(guò)程中的各種相關(guān)設(shè)計(jì)文檔構(gòu)成了對(duì)鑄造企業(yè)生產(chǎn)的準(zhǔn)備、管理和檢測(cè)驗(yàn)收工作進(jìn)行監(jiān)督的依據(jù),用來(lái)直接監(jiān)督生產(chǎn)全過(guò)程。所以，對(duì)于鑄造工藝全過(guò)程的設(shè)計(jì)和質(zhì)量來(lái)說(shuō)，對(duì)于提高鑄造工藝的質(zhì)量、產(chǎn)率以及成本都起著至關(guān)重要的影響。20世紀(jì)80年代以后，在我國(guó)各地區(qū)大批量生產(chǎn)鑄件的工廠和鑄造作業(yè)車(chē)間里，先后建立了高壓成品造型生產(chǎn)線。高壓成品造型的顯著特征之處就是，生產(chǎn)速度和效率都非常快,機(jī)械化,自動(dòng)化水平程度高,一般200型/h;砂型十分緊實(shí)且比較均勻，澆注過(guò)程中的變形極其細(xì)微，鑄件的尺寸公差級(jí)別高(馬達(dá)~12級(jí))及表面質(zhì)量良好。相對(duì)來(lái)說(shuō)，高壓多接觸式鑄造機(jī)常用于比較大的射壓式鑄件，射壓壓力式鑄造機(jī)常用于比較小的射壓式鑄件。無(wú)箱射壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，線路輔助機(jī)僅有幾臺(tái)，生產(chǎn)效率高，如果技術(shù)合理，有特別適合無(wú)芯鑄件和少芯鑄件的系列標(biāo)準(zhǔn)，使用這種模型機(jī)是相對(duì)經(jīng)濟(jì)的。其中，水平分型的射壓造型機(jī)引起了許多公司的關(guān)注和青睞。由于擺動(dòng)在技術(shù)上沒(méi)有必要，并且可以省去大量昂貴和修復(fù)的沙箱的資金，因此國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用非常多。1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀雖然近幾年以來(lái)，盡管我國(guó)的鑄造工藝行業(yè)確實(shí)有了十分迅速發(fā)展,但依舊還是存在著很許多多的問(wèn)題。第一，專業(yè)化水平還不是很高，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模也沒(méi)有大。目前我國(guó)平均每年的生產(chǎn)量大概是800多t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)和日本。第二，技術(shù)含量和附加價(jià)格相對(duì)較低。我國(guó)的高性能、精度鑄造機(jī)械零部件所占比重要遠(yuǎn)低于日本。第三，產(chǎn)品的研究與設(shè)計(jì)相結(jié)合得還不夠齊全、對(duì)鑄造工藝知識(shí)淡薄。第四，管理水平相對(duì)較低，有些大型企業(yè)雖然已經(jīng)從國(guó)外引進(jìn)了一批先進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化的中小企業(yè)高端裝備，但卻根本無(wú)法用這些先進(jìn)設(shè)備直接鑄造出優(yōu)質(zhì)的鑄件。第五，材料的高損耗和能源環(huán)境污染。中國(guó)的鑄鐵件的能源相對(duì)于美國(guó)、日本高60%～100%左右。第六，在國(guó)內(nèi)的研發(fā)資金投入相對(duì)較低、企業(yè)科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)品和自主創(chuàng)新制度也還是尚未建立和成型。鑄造技術(shù)中的鑄造者們應(yīng)該始終重視鑄件著生產(chǎn)成本，節(jié)約能量以及環(huán)保。從零部件的造型、鑄造材料選擇、形狀、主要生產(chǎn)方法的技術(shù)改進(jìn)開(kāi)始，確定技術(shù)方案、系統(tǒng)和技術(shù)，澆注的整個(gè)系統(tǒng)和冒口的設(shè)計(jì)，直至鑄件的表面清理完成方法等，每道工序都與上述所提問(wèn)題有關(guān)。比如，對(duì)于鑄鋼件在采用保溫式冒口后，大部分鑄造工藝的成品率均可以達(dá)到10%~20%，甚至更高。專門(mén)研究結(jié)果表明，鑄件在生產(chǎn)過(guò)程中的工藝和成品率尚未完全體現(xiàn)其保溫和冒口的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該從鑄件的成品率角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于鑄件總質(zhì)量和成品率的界定是指將鑄件總質(zhì)量乘以放置在熔爐中的各種金屬原材料總質(zhì)量，以百分?jǐn)?shù)計(jì)算而成。它與鑄造工藝不同的是，它考慮到了熔膠和鑄造損失。對(duì)于大型鑄鋼來(lái)說(shuō)，這種一次性的損失大約只能占6%。配有普通使用砂型噴涂式材料冒口的砂型鑄造件的其成品率大約也僅為43%；但是配有使用保溫材料冒口的砂型鑄鐵件，其冒口成品率大約也只是68%左右。因此，利潤(rùn)分配比率從5.37%進(jìn)一步提高上升至達(dá)到14.16%。由此我們可以充分看出，在各種金屬材料鑄造工藝技術(shù)和生產(chǎn)工藝的應(yīng)用研究與生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，采用不同的金屬制造技術(shù)工藝是否會(huì)直接影響不同金屬的鑄造成本、金屬鑄造體積比的大小及其合并、能源消耗、鑄造效率和完成率、人工時(shí)數(shù)成本、鑄造成本、利潤(rùn)率等都有重大影響。在設(shè)計(jì)鑄造工藝時(shí)應(yīng)特別注意節(jié)能。例如，濕式鑄造比10種成型方法節(jié)省燃料消耗。代替通常的干砂類型，可以采用自硬化砂類型，代替通常的干燥方法或熱芯盒方法，采用冷芯盒保存方法，節(jié)省燃料和能源消耗。為了保護(hù)環(huán)境和保護(hù)工人身體健康，必須設(shè)計(jì)成型工藝以避免使用有害的、塵土飛揚(yáng)的工藝，或者采取措施確保環(huán)境的安全和保護(hù)。例如，使用冷芯盒制芯工藝時(shí)，必須嚴(yán)格控制二甲胺、乙胺。用硬化氣體，然后在有效吸收和純化后，它們可以釋放到大氣中。另外，如果是因水或磨砂等引起的燃燒氣體或高塵風(fēng)時(shí)，需要凈化廢棄。最后才能排入空氣中。1.3國(guó)外研究現(xiàn)狀就一般情況來(lái)說(shuō)，發(fā)達(dá)國(guó)家鑄造技術(shù)相比于發(fā)展中國(guó)家比較先進(jìn)，產(chǎn)品的質(zhì)量較好，生產(chǎn)數(shù)率也較高，環(huán)境污染也相比于其他國(guó)家的低，銷(xiāo)售原始材料和輔助材料也比其他國(guó)家方便，比如歐洲在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)設(shè)有跨國(guó)服務(wù)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)就拓寬了銷(xiāo)售渠道。生產(chǎn)方式一般是機(jī)械化、自動(dòng)化和智能、計(jì)算機(jī)控制、機(jī)器人工程。中小型沖壓鑄件大量開(kāi)發(fā)生產(chǎn)主要產(chǎn)品采用各種高密度靜電沖壓、注射壓力或由微機(jī)控制的空氣沖擊成形技術(shù)。砂處理采用高效連續(xù)成型砂混合器和人工智能成形砂的現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制專業(yè)技術(shù)家系統(tǒng)，樹(shù)脂砂熱、暖心箱法、冷芯箱法廣泛應(yīng)用于型芯制造工序。硅溶膠和硅酸乙酯廣泛應(yīng)用于投資和鑄造的粘合劑。鑄造企業(yè)所生產(chǎn)的全部制造工藝都積極嚴(yán)密地執(zhí)行了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，鑄造物的拒絕率只有2%到5%。標(biāo)準(zhǔn)的快速持續(xù)更新(例如規(guī)定為4-5年的基準(zhǔn)標(biāo)齡):iso9000、iso14000等其他的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證都已經(jīng)普遍得到執(zhí)行。要高度重視對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代信息安全技術(shù)的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)和資源綜合利用，繼設(shè)立主頁(yè)和網(wǎng)站。電子商務(wù)、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)、制造、虛擬服裝等在服裝行業(yè)發(fā)展迅速。

二、JCK-B1拋光機(jī)連桿連桿零件分析2.1零件分析JCK-B1拋光機(jī)連桿在拋光機(jī)中起到連接作用，連桿使支座和手柄連接起來(lái)，形成一個(gè)能夠運(yùn)動(dòng)的整體，一個(gè)拋光機(jī)上面有多個(gè)連桿，都有著各自的作用，本次設(shè)計(jì)只拿出其中一個(gè)來(lái)設(shè)計(jì)。連桿零件材料使用HT200，因?yàn)檫@種材料具有很好的切削加工性能和很好都減震性，抗拉強(qiáng)度也比較高為200MPa，因?yàn)榛诣T鐵中的石墨通常以片狀存在，片狀石墨對(duì)機(jī)體的破壞、割裂作用很大，使得該類鑄鐵的塑性很差（接近零），所以延長(zhǎng)率幾乎為零。它的組織形態(tài)可以被看成為一種由碳鋼基體增強(qiáng)而添加的片狀石墨。JCK-B1拋光機(jī)連桿的長(zhǎng)度方向尺寸結(jié)構(gòu)如下圖所示，長(zhǎng)度尺寸為159mm,高度尺寸為40mm,寬度方向總長(zhǎng)度為58mm,本次加工的兩孔(Φ12孔和Φ7螺紋底孔),位于圖形垂直線上，孔徑小，工件的質(zhì)量小，輪廓尺寸不是很大，所以我們選擇了移動(dòng)式的鉆模。孔的鉆取由鉆床加工，鉆孔之前已經(jīng)把其他的工作已經(jīng)完成。連桿工件圖2.2定位基準(zhǔn)的選擇工件夾緊和定位是兩個(gè)完全不同的概念。定位指的是工件在相對(duì)特殊的狀態(tài)下位置的相對(duì)確定。這些位置的工件具有互換性和重復(fù)性，但不能保證工件在外力作用下不偏離原加工位置。工件在定位時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)兩種可能的情況：第一，工件的表面都是經(jīng)過(guò)處理，利用給定基準(zhǔn)特征就能夠進(jìn)行明確工件的空間坐標(biāo)。第二，工件的所有參考材料和表面都必須是經(jīng)過(guò)半精度的加工或者鑄造而形成的，這些參考材料和表面都需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工才能滿足對(duì)高精度的要求。一般情況下，工件在其位置上確定應(yīng)符合能夠包含的條件。未加工表面的CAD模型面，并且需要給加工面留有確定的加工余量，來(lái)保證加工的順利進(jìn)行。（a）工件定位的包容問(wèn)題（b）工件定位的混合包容問(wèn)題當(dāng)精加工面（參考基準(zhǔn)）與工件需要定位表面對(duì)齊時(shí)，假設(shè)精加工面不能確定工件準(zhǔn)確位置，便會(huì)有一組自由位置（在此狀態(tài)下工件存在自由度），這些存在的自由位置就會(huì)構(gòu)成一個(gè)歐氏群組E(3)中的子組G0。他們將其稱之為精細(xì)加工方面的一個(gè)對(duì)稱性分解子集。G0中的工件或者剛體有自由度不會(huì)給已精加工面的定位位置造成影響和差距。故精工面的位置空間等同于齊次空間E(3)/G0。2.3鉆床夾具的特點(diǎn)夾具在工作時(shí)采用的是軸向夾緊的方式來(lái)對(duì)連桿毛坯實(shí)現(xiàn)裝夾。夾具在進(jìn)行夾緊工作時(shí)，需要非常大的夾緊力來(lái)保證在加工過(guò)程中連桿毛坯在夾具中不會(huì)發(fā)生位置的偏移。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，夾具施加夾緊力的單個(gè)夾緊元件所要施加的夾緊力一般為2500N左右甚至更高，這就要求夾具夾緊元件需要有足夠強(qiáng)度，以保證其在工作時(shí)不會(huì)發(fā)生破壞。如果夾緊元件的強(qiáng)度不足，則夾具在工作時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致夾緊元件發(fā)生變形，甚至產(chǎn)生永久性的破壞，嚴(yán)重時(shí)造成重大的加工事故。同樣，如果夾緊元件的剛度達(dá)不到要求，其在受力時(shí)則會(huì)引起較大的變形，從而導(dǎo)致載荷集中，對(duì)零件產(chǎn)生破壞。因此,在實(shí)際進(jìn)行的設(shè)計(jì)中,需要有意識(shí)地考慮到各個(gè)零件的強(qiáng)度、剛度以及能夠滿足要求,以保證夾具能夠安全可靠的工作。此外，夾具的失效主要可以歸為以下兩方面原因：一是在工作時(shí)夾具隨機(jī)床作高速旋轉(zhuǎn)，較高的轉(zhuǎn)速使夾具產(chǎn)生了較大的慣性力和離心力。二是刀具切削時(shí)通過(guò)連桿毛坯對(duì)夾具產(chǎn)生的振動(dòng)與沖擊使夾具產(chǎn)生破壞。夾具的定位元件及夾緊元件是整個(gè)夾具的重要組成部分，也是夾具在工作時(shí)極易被磨損的部位。定位元件主要實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿毛坯的定位，使其在夾具中自始至終處于準(zhǔn)確的加工位置，而夾緊元件主要是保證有足夠的夾緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿毛坯的可靠裝夾，往往定位元件及夾緊元件的壽命就決定了整個(gè)夾具的使用壽命。所以?shī)A具設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)夾具的定位元件及夾緊元件進(jìn)行關(guān)注，使其具有較高的強(qiáng)度和剛度，從而保證連桿夾具具有較高的使用壽命以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。（1）應(yīng)當(dāng)避免存在有切下來(lái)鐵屑而不易經(jīng)常通過(guò)的內(nèi)部棱角及凸臺(tái)。（2）定位表面和安裝表面的高度應(yīng)略大于周?chē)乃矫?這樣,周?chē)幢阌幸欢ǖ那行嘉锎嬖?也不可能直接影響到對(duì)工件進(jìn)行正確的定位與安裝。（3）定位面和安裝時(shí)的面積過(guò)大沒(méi)有任何必要,只是它們都能夠穩(wěn)定地支撐著工件和夾具。（4）當(dāng)我們進(jìn)行施工鉆孔如斜面小孔、盲洞、沉頭等鉆孔時(shí)就是為了能夠確保施工深度的最大公差,一般這種情況下我們可以優(yōu)先考慮直接利用一個(gè)帶有水平臺(tái)面和鉆套的施工端面或者在施工裝備上直接設(shè)置一個(gè)施工專用的鉆針刀塊和支承銷(xiāo)。（5）由于鉆孔或鉆、鉸孔工序的加工時(shí)間一般很短，所以要盡可能采用便捷夾緊裝置，以縮短時(shí)間。（6）夾緊器設(shè)置應(yīng)該是必須得當(dāng),不會(huì)對(duì)應(yīng)彎曲的力矩造成影響,從而嚴(yán)重影響到加工精度。通過(guò)上述對(duì)誤差影響因素的分析，能更好地掌握切點(diǎn)跟蹤鉆孔法的誤差補(bǔ)償要點(diǎn)，尤其是利用數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)施誤差補(bǔ)償方面有著較為重要的作用。在具體的補(bǔ)償過(guò)程中，我們還要切實(shí)利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)理論為指導(dǎo)，將其作為誤差補(bǔ)償技術(shù)實(shí)施的理論基礎(chǔ)，并對(duì)各種誤差進(jìn)行深入對(duì)比和分析的基礎(chǔ)上，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)誤差補(bǔ)償技術(shù)的創(chuàng)新和研究。因此，在未來(lái)將加大力度在機(jī)械系統(tǒng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)誤差測(cè)量和建模與參數(shù)估計(jì)等技術(shù)方面加強(qiáng)對(duì)其的探索，結(jié)合系統(tǒng)特性加以強(qiáng)化對(duì)其辨識(shí)，并在誤差補(bǔ)償控制系統(tǒng)等技術(shù)方面進(jìn)行不斷完善,充分發(fā)揮誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的優(yōu)點(diǎn)，基于誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)之間相互關(guān)系的視角，對(duì)刀具和機(jī)械工件之間的誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，為誤差補(bǔ)償技術(shù)奠定堅(jiān)固的基礎(chǔ)，并利用三點(diǎn)法誤差分離原理，采用兩點(diǎn)法圓度誤差測(cè)量技術(shù)，從而更好地契合在線檢測(cè)與誤差補(bǔ)償?shù)男枰?/p>

三、工藝方案的設(shè)計(jì)3.1鑄型方法的確定在各種類型的模具鑄造和加工模具的鑄造生產(chǎn)中，砂型材料鑄造模具使用到的范圍也是最廣泛。因?yàn)槲覈?guó)采用砂型材料鑄造鑄件生產(chǎn)率高、成本便宜、靈活、技術(shù)比較成熟,世界上由于使用這種砂型鍛件鑄造所開(kāi)發(fā)生產(chǎn)研制出的大型鑄件鑄造數(shù)量大約每年占到了我國(guó)鑄件鑄造總產(chǎn)量的80%以上。所謂的各種手工自動(dòng)打磨磨砂造型材料是是泛指手工利用各種人工自動(dòng)化的打磨工具對(duì)各種砂型材料進(jìn)行手工打磨。手工工藝造型的制作形式主要種類有很多種，最常見(jiàn)的各類造型加工形式主要有整模兩箱手工造型、挖掘攪拌砂漿手工造型、分段整模造、類型造等活塊式手工造型及三箱式手工造型。在砂型的鑄造中，造型和制芯工藝是最基本的核心技術(shù)。知道什么樣的造型與制芯是否選擇得妥當(dāng)非常重要。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求為：大批量裝配生產(chǎn)。另外，我們認(rèn)為此次設(shè)計(jì)中所需要的材料均是采用優(yōu)質(zhì)合成樹(shù)脂砂，配合了高壓、擠壓、靜壓等各種高密度造型技術(shù)，為大批量的薄壁、光潔、加工剩余的鑄件進(jìn)行塑性鑄造制作創(chuàng)造了一個(gè)更好的環(huán)境。本次鑄造選零件的中心位置為分型面，這樣可以輕松的把模樣取出。整模兩箱造型的類似于型腔總是整體上和形狀完全放置在下砂箱里，可以防止誤箱和設(shè)計(jì)中有錯(cuò)誤零件等的缺陷，形成了較好的零件形狀、尺寸精度。外觀制造與其形狀都是比較簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于絕對(duì)端部、形狀簡(jiǎn)單的鑄筑物中。3.2砂箱結(jié)構(gòu)的確定3.2.1砂盒中的鑄件個(gè)別數(shù)量砂盒中的鑄造件數(shù)量一般是依靠工藝需求和制造條件決定的。因此，當(dāng)我們采用正確的吃砂量和適合的澆注系統(tǒng)時(shí)，沙箱內(nèi)部中的排列尺寸和鑄件框架位置均會(huì)直接影響到沙箱中模具數(shù)量。在正規(guī)的流水式生產(chǎn)線上，為了更簡(jiǎn)便的與機(jī)械澆注力的配套，生產(chǎn)線上鑄件的直澆道位置必須盡可能地匹配。使用壓頭造型機(jī)時(shí)，為了阻止壓頭和通氣針相接觸，所以對(duì)全部鑄件的壓頭和排列針的位置也進(jìn)行了規(guī)范，也都會(huì)直接影響到沙箱中鑄件的數(shù)目與排列形式。這種現(xiàn)象是比較小批次的大規(guī)模生產(chǎn)中使用得更加靈活。因此，在工藝設(shè)計(jì)中重要的就是根據(jù)不同的各類條件，充分考慮到在砂盒中使用模具的數(shù)量。3.2.2金屬模樣的確定金屬是目前在大批量流水線生產(chǎn)中當(dāng)前采用的最為廣泛的一種模樣。尺寸精度高，使用壽命長(zhǎng)是金屬模樣的兩大顯著特點(diǎn)。這種新型金屬坯體模型一般都來(lái)說(shuō)是由于采用鋼材的金屬坯體作為原料或者說(shuō)是鑄造的坯體毛坯經(jīng)過(guò)各種金屬機(jī)械的精密打磨處理而加工生產(chǎn)制造出來(lái)的，所以對(duì)于這種模樣的外形大小坯體尺寸及其精度和坯體表面的紋理粗糙度及其必需性都要對(duì)其進(jìn)行非常嚴(yán)格控制。由于鑄造鋁合金材料質(zhì)輕，易加工，時(shí)效處能更好，強(qiáng)度較低、耐磨（50~60HBS）好，經(jīng)常使用與成批或大量生產(chǎn)得中小鑄件模樣和澆冒口系統(tǒng)。所以本次模樣使用鑄造鋁合金。3.2.3吃砂量的確定這種模樣在與砂箱壁、盒子頂(底)及箱帶之間的距離我們稱之為吃砂量。如果設(shè)計(jì)上的吃砂量過(guò)小，就不好讓鑄件更堅(jiān)實(shí)，容易造成脹砂、掉沙、包裝砂、跑火等缺點(diǎn)；若吃砂量又過(guò)大了，就會(huì)形成經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)。影響模件吃砂量的因素有很多種，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮。在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，吃砂數(shù)量的多少和大小要求應(yīng)根據(jù)所提供的生產(chǎn)情況(例如緊實(shí)工藝、加砂工藝、模型具體形貌等)進(jìn)行合理修改，并按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行表中的數(shù)據(jù)。在此之外，必須針對(duì)從上箱到沙盒頂部或直接到鑄件頂部的食用砂含量情況進(jìn)行準(zhǔn)確核算，若距離太短會(huì)直接引起沖砂、跑火;過(guò)大則會(huì)造成氣孔，澆不及時(shí)或冷隔而造成澆注空氣缺陷。砂型分類砂箱內(nèi)框平均尺寸(長(zhǎng)+寬)/2模樣至砂箱內(nèi)壁尺寸澆冒口至砂箱內(nèi)壁尺寸模樣頂部至砂箱箱帶底部尺寸干型≤500≥40～60≥3015～20>500～1000>60～100≥60>20～25>1000～2000>100～150≥100>25～30>2000～3000>150～200≥120>30～40>3000≥250≥150>40手工造型的吃砂量(單位：mm)3.2.4鑄件的排列如果在箱體中要進(jìn)行幾個(gè)鑄件的一起澆注，最好是整體對(duì)稱地排列，這樣就能夠使得上砂型受到的金屬液動(dòng)力均勻，也能夠更加有利于澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安排，這樣能夠不浪費(fèi)砂箱空間。為了尋找到最合理的鑄件布局設(shè)計(jì)方案，在我們進(jìn)行模板布局示意圖時(shí)，可以通過(guò)使用電腦把每個(gè)模樣的外廓都投影到砂箱內(nèi)進(jìn)行試擺，來(lái)校準(zhǔn)位置。這種方法不管是何時(shí)鑄造都可以。因?yàn)楸敬螢槭止ぴ煨停幌渲需T造兩個(gè)連桿。3.3主要工藝參數(shù)3.3.1鑄造尺寸公差兩個(gè)允許的極限尺寸的差就是指標(biāo)準(zhǔn)公稱大小。在尺寸公差以內(nèi)，鑄件就可以達(dá)到所需要的加工、安裝和使用。鑄件的整體大小和尺寸精度取決于工藝流程控制的嚴(yán)謹(jǐn)性及對(duì)關(guān)鍵因素的影響；鑄件的設(shè)計(jì)和鑄造技術(shù)設(shè)計(jì)的高標(biāo)準(zhǔn)；外型、制芯所用原材料的質(zhì)量和性能確定；鑄造金屬品種和合金品種；鑄件的熱處理技術(shù)；鑄件的清理；確保了鑄件表面的粗糙度和表面質(zhì)量；鑄造企業(yè)(車(chē)間)經(jīng)營(yíng)者的管理層次等。對(duì)于鑄件大小和尺寸的公差級(jí)別選擇除了需要充分地考慮到各種鑄件的制造方式外，還需要充分地考慮到各種鑄件的設(shè)計(jì)技術(shù)要求和各種機(jī)械操作技術(shù)的要求，鑄造中的金屬、合金品種所需要采用的各種鑄造器具裝備、工藝技術(shù)。供需雙方均可在設(shè)計(jì)定型并簽訂合同前商定相關(guān)鑄件的生產(chǎn)技術(shù)和公差級(jí)別。鑄件的公差價(jià)值等級(jí)由《鑄造手冊(cè)》中的查表所知，即使用了公差價(jià)值等級(jí)ct8。該鑄件尺寸的公差約為1.8。3.3.2加工余量GB/T

6414—1999《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》中規(guī)定，整個(gè)毛坯鑄件都適用規(guī)定的機(jī)械加工余量，且取值都是相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸范圍選取。鑄件的部件在鑄造下的最大尺寸不能超過(guò)成品尺寸與規(guī)定的加工余量及鑄造總公差之和。當(dāng)有傾斜度時(shí)，斜度值應(yīng)再做其他的計(jì)算。查表可得本次鑄件機(jī)械加工余量1~1.5mm。3.3.3鑄件溫度收縮率鑄件所在線的線條收縮率提高ε主要原因是在我們充分考慮了各種主要影響它的因素之后對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算出來(lái)得出一個(gè)鍛造鑄件的實(shí)際線條收縮率，它不但與一個(gè)新的鑄造鑄件材料中各種金屬的實(shí)際收縮率及其所在線條上收縮的時(shí)間起始點(diǎn)和溫度密切相關(guān)，而且跟一個(gè)鍛造鑄件的整體形狀、鑄型設(shè)計(jì)方法、澆冒嘴系統(tǒng)的整體造型、砂型和其他鑄件砂芯的耐熱可靠性和耐退讓性的特征等諸多影響因素密切關(guān)聯(lián)相關(guān)。3.3.4鑄件的長(zhǎng)度收縮率。一般來(lái)說(shuō)是以鑄件模樣和每個(gè)鑄件之間的模樣長(zhǎng)度收縮相差比率乘以每個(gè)模樣鑄件長(zhǎng)度的收縮百分比公式來(lái)進(jìn)行表示，即ε=計(jì)算得收縮率為1%。3.3.4確定起模傾角及鑄造圓角當(dāng)一個(gè)鑄件自身未達(dá)到適當(dāng)都的整體結(jié)構(gòu)傾斜度，就應(yīng)該在進(jìn)行一個(gè)鑄件的設(shè)計(jì)或者是在進(jìn)行一個(gè)鑄造過(guò)程中所需要都的起模傾斜度，以便于保證一個(gè)鑄件能夠成功地進(jìn)行起模。起模傾角的方法可通過(guò)提高鑄件的壁厚或降低鑄件的壁厚等多種方法實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行鑄件的建立時(shí)，在添加起模斜度的同時(shí)應(yīng)特別注意，在規(guī)定上不得過(guò)高地超出對(duì)于鑄件壁厚和公差的要求。查表(JB/t50105-1991)得到該基準(zhǔn)的鑄件起模傾角為0°30′。鑄造圓角取R2mm。3.3.5工藝補(bǔ)正量是為了有效防止鑄件的有些部位尺寸因其他的影響因素(如鑄件線收縮率的取值和真實(shí)數(shù)據(jù)都不能符合鑄件的形變、操作上都有誤差等)的影響而超出范圍，在所有的鑄件都需要都增加零部件上的金屬厚度。工藝補(bǔ)正量的規(guī)定數(shù)值與鑄件的形狀、壁的厚度、澆注都方位及造型材料質(zhì)量等有關(guān)。工藝補(bǔ)正量需要自己在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)踐中慢慢都探究確定。在進(jìn)、排氣道和給水套芯盒等連接處分別預(yù)留一個(gè)工藝修正量0.5~0.8mm，以有效地防止此類工序在局部的壁薄縫中引起的鑄造缺陷。3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具中澆注鑄件需要澆注到的位置一般指的也就是一個(gè)模具上在澆注工作過(guò)程中要將鑄件澆注到整個(gè)模具上的澆注位置。澆注的具體位置一般可以根據(jù)鍛造鑄件的整體結(jié)構(gòu)特征、鑄造鑄件尺寸、其鑄造重量、需要都是否有一套相關(guān)的鑄造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、鑄造鑄件合金的結(jié)構(gòu)特征、鑄造設(shè)備工藝和澆鑄車(chē)間工作環(huán)境管理?xiàng)l件等等來(lái)進(jìn)行確定。合理的加工澆注和材料加工點(diǎn)的位置選擇應(yīng)該可以有助于我們保證加工可以及時(shí)取得良好的金屬鑄造結(jié)構(gòu)材料，便于成型、制芯和清洗。根據(jù)放下或擱置重要面的原則，連桿的重要面放在下面。由于零件有多個(gè)面，較大的面向下放置，通過(guò)在頂部放置加工余量來(lái)保證鑄造質(zhì)量。也要考慮盡量少使用砂芯。澆口的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合鑄件的砼凝固形成方式和性能，保證填料的充型及鑄造品的質(zhì)量，盡可能地選擇有益于澆注的位置，并對(duì)其結(jié)構(gòu)及成型的位置等因素進(jìn)行了分析，避免直接澆注對(duì)鑄件的影響和鑄件易充型。本次澆注采用頂部澆注。內(nèi)澆道通常造在鑄件熔融后的鑄件頂部，這樣更方便澆注，熔融后的優(yōu)質(zhì)金屬?gòu)捻敳垦杆倭魅腓T件成型腔，易于膨脹填充，有利于鑄件凝固成型的順序，補(bǔ)縮膨脹效果良好。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成型后安裝清洗方便，對(duì)金屬砂型的質(zhì)量影響較小，熔融后的其他金屬材料能量消耗相對(duì)較少。熔融后的白色金屬很容易被水飛濺出并發(fā)生化學(xué)氧化，產(chǎn)生白色石灰或磨砂的沙眼、空氣中的孔隙、鐵豆、氧化石灰?jiàn)A等殘?jiān)Ｌ貏e的它是非常適合于各種構(gòu)造簡(jiǎn)單的小型流體零部件和對(duì)液壓補(bǔ)縮機(jī)等性能品質(zhì)要求較高的大型流體厚壁零件鑄造。對(duì)于壁薄的中小型高壓鑄件，內(nèi)部的澆道和橫斷面的總寬和體積大小可以用如列下式方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算:A內(nèi)=x式中GC─鑄件重量（kg），鑄件重量為5kgHP─平均靜壓力頭高度（cm）x─經(jīng)驗(yàn)系數(shù)式中Ho─靜壓力頭高度(cm)h─鑄件高度(cm)X為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，本式中取4.9。將以上數(shù)據(jù)代入上式中，可得A內(nèi)=0.65cm2。澆筑時(shí)間t按下式計(jì)算─型內(nèi)金屬液總重量，包括澆注冒口重量本式中取10kgS─系數(shù)，取決于鑄件壁厚，查表本式中取1.5計(jì)算的得到t為5.27s澆注系統(tǒng)的位置影響澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型，對(duì)液體金屬填充模式，模具溫度分布和鑄造質(zhì)量有很大影響。因此，在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮澆注的位置。描述了從各種角度選擇液態(tài)金屬引入位置的原理。有助于鑄件凝固補(bǔ)縮。有助于改善鑄件鑄態(tài)組織。有助于金屬液平穩(wěn)地沖滿鑄型。有助于鑄件清理。3.5鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間但是若鑄件在水泥砂型工程中的冷卻期過(guò)短，容易造成變形，裂紋等缺點(diǎn)。因此,鑄件本身應(yīng)允許具備一個(gè)足夠的冷卻時(shí)間，以使得鑄件具備足夠的高剛性、韌性。連桿的冷卻時(shí)間由《鑄造手冊(cè)》查表5-1得：冷卻時(shí)間為25~40min。由于本次測(cè)試的鑄件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且重量輕，所以在最大冷卻溫度下采用了25min。3.6鑄件表面清理本次鑄件表面清理設(shè)備選用普通清理滾筒（Q116或Q168）。所以我們?cè)谶x擇清砂工藝設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮到技術(shù)，全面地去考慮關(guān)于對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的保護(hù)，盡量多使用一些新型的干法方式來(lái)進(jìn)行清理。普通作業(yè)清理滾筒就比較適宜于小批量生產(chǎn)及中小型車(chē)間作業(yè)清理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不害怕互相碰撞的小件和比較久的件，可以使作業(yè)間接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性高。所以本次表面清理使用普通清理滾筒。

四、拋光機(jī)連桿零件的工藝與夾具設(shè)計(jì)4.1零件工序的加工要求分析=1\*GB3①鉆Φ15孔和鉆Φ8螺紋底孔；②鉆Φ15孔，鉆其深度為18；再給Φ8鉆通，攻為M8；③鉆入時(shí)Φ15孔和Φ8螺紋底部孔的合格線總長(zhǎng)度分別為40mm。本工序前已加工的表面如下：同時(shí)銑大小一端面（兩工件一起加工）；鉆，鉸Φ30H11孔并倒角；鉆，鉸Φ14H8孔并倒角。本次工序所采用的機(jī)床是z5125立鉆;刀具是國(guó)際上普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)化刀具。4.2確定夾具類型本次鉆模工序中所用的需要進(jìn)行加工的兩孔(Φ15孔和一個(gè)Φ8螺紋孔的底孔),位于一條橫向垂直線上,孔徑相對(duì)較小,工件的材料質(zhì)量相對(duì)較小,輪廓孔的尺寸也相對(duì)并非很大,因此主要加工選擇了移動(dòng)式的多孔鉆模。粗加工。在對(duì)孔毛坯進(jìn)行粗加工操作時(shí)，不得不考慮粗車(chē)加工基準(zhǔn)與精車(chē)加工基準(zhǔn)對(duì)孔加工誤差所起到的作用。汽車(chē)孔毛坯在粗車(chē)時(shí)，對(duì)刀具、孔夾具以及數(shù)控機(jī)床等加工設(shè)備的精密程度要求不高，只需要能夠使加工后的孔毛坯能夠符合粗加工的精度要求。為了保證在后續(xù)機(jī)加工過(guò)程中孔的加工誤差可以控制在精加工要求的合理范圍內(nèi)，在進(jìn)行粗車(chē)時(shí)，就必須對(duì)每個(gè)加工表面留有部分的加工余量，特別是在加工孔的下半圓面和內(nèi)壁面時(shí)，孔的下半圓輪輞部位厚度較薄，在毛坯進(jìn)行粗加工操作時(shí)要留給較多的加工余量以便精加工能夠更好的達(dá)到加工精度。另外,粗加工還會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的切削力,往往還會(huì)在孔中產(chǎn)生較多的切削熱導(dǎo)致孔的受力和變形,同時(shí)還會(huì)伴有切屑瘤的產(chǎn)生，這就需要在加工時(shí)，對(duì)刀具的幾何參數(shù)、機(jī)床轉(zhuǎn)速和切削用量等加工參數(shù)進(jìn)行合理的選擇。半精加工。孔在粗車(chē)完成之后，需要對(duì)其開(kāi)始進(jìn)行半精加工操作，一方面可以提高孔的加工效率；另一方面可以延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，避免在機(jī)加工過(guò)程中因長(zhǎng)時(shí)間使用而導(dǎo)致切削過(guò)熱使鋁合金變形等問(wèn)題的發(fā)生。在半精加工過(guò)程中,分2~3次進(jìn)行切削,這樣就可以盡量減小和降低對(duì)工件外殼和表層的相互反復(fù)磨損。精加工。精加工操作是孔毛坯在一序車(chē)削中的最后一步工序，目的在于使孔在粗加工及半精加工后的加工表面更加精細(xì)從而符合加工精度要求，同時(shí)保證在加工后孔表面精度能夠達(dá)到精度要求，降低尺寸差異。在精加工的過(guò)程中需要提高轉(zhuǎn)速，采用較小的走刀量，同時(shí)刀具需要采用較大的后角以提高孔的加工精度。4.3擬訂定位方案和選擇定位元件⑴定位法的設(shè)計(jì)是根據(jù)各種工件的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和功能要求來(lái)進(jìn)行制作的,其中定位法的原理如下。①以Φ30H11的大孔位置和Φ14H8的小孔定位端孔間距作為大頭定位測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。從中挑選一個(gè)孔端連接孔左側(cè)工件表面定位作為工件定位的連接基準(zhǔn),限制了每塊工件6個(gè)連接點(diǎn)的定位自由度,如圖所示:以小頭的兩端孔為定位依據(jù),以心軸為定位限制x、y、x、y。使用大頭的端孔當(dāng)做定位的基準(zhǔn),使用螺紋中央軸定位,限制z。以大頭端左側(cè)的面積作為定位的基準(zhǔn),限制z。②以大頭端Φ30H11的孔及小頭端Φ14H8的孔作為定位基準(zhǔn)，再依次進(jìn)行挑選大小頭端左端面作為每個(gè)孔的定位基準(zhǔn)。也就是說(shuō)它限制了每個(gè)工件中只有6個(gè)點(diǎn)的自由度。如圖所示：(a)(b)兩種定位方案計(jì)算如下：經(jīng)表查得：Φ30H11孔的上下偏差系數(shù)分別為+0.13，0；Φ29.96h6軸的上下偏差分別為0，-0.013。=δd1+ΔD1+X1min=X1max=0.183㎜＜1/3δK加工過(guò)程Φ8的安裝螺紋螺釘?shù)卓着c再次加工后的Φ15孔在一條長(zhǎng)的垂直線上,因此對(duì)于Φ8的加工螺紋螺釘?shù)卓椎膶?duì)于定位精度誤差的實(shí)際計(jì)算與再次加工后的Φ15孔對(duì)于定位精度誤差的實(shí)際計(jì)算相同。由于對(duì)機(jī)械加工工作精度的基本要求一般并非很高,其它的工作精度也就大可不用機(jī)器進(jìn)行直接計(jì)算。4.4確定夾具方案采用加緊螺釘11在連接Φ30H11孔的上端連接板面進(jìn)行夾緊工件。如圖所示：4.5確定引導(dǎo)元件=1\*GB2⑴對(duì)制造Φ15孔，選用可換鉆套。鉆套與襯套之間采用F7/K6配合，襯套與鉆摸板之間采用H7/n6配合。⑵對(duì)于另一個(gè)小的螺紋孔，換小號(hào)鉆套?？捎贸叽纾?2±0.03）㎜和（18±0.05）㎜表示各定位引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)元件至每個(gè)定位驅(qū)動(dòng)元件間的定位距離和固定位置精度大小，各鉆套軸線對(duì)基面達(dá)到直線允差為0.01㎜。4.6夾具精度分析與計(jì)算由圖可知,所設(shè)計(jì)的夾具在鉆孔過(guò)程中需要嚴(yán)格保證的加工質(zhì)量要求主要有：尺寸Φ30H11的孔與其相互配合的中央心軸之間的最高轉(zhuǎn)動(dòng)容許偏差應(yīng)為0.183㎜，其中精確值的驗(yàn)算方法見(jiàn)下文:=δd1+ΔD1+X1min=X1max=0.183㎜＜2/3δK因而這種夾具可以有效地保證Φ30H11孔的精密性及其平行程度要求。鉆床夾具總裝圖

總結(jié)這次的畢業(yè)論文讓我學(xué)到了很多的