支座鑄造工藝設(shè)計(jì),支座,鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 支座 鑄造工藝設(shè)計(jì) 鑄 造 工 藝 卡 卡片編號(hào)104 QT-500 共1頁(yè) 第1頁(yè) 產(chǎn)品名稱 支座 每臺(tái)件數(shù) 1 澆冒口重 63.9kg 零件圖號(hào) A3 每型件數(shù) 1 每型金屬液 181.8kg 零件名稱 支座 凈 重 163.8kg 活塊數(shù) 0 材 質(zhì) QT-500 毛 重 181.8kg 芯 盒 數(shù) 4 準(zhǔn) 備 　砂　　　 箱 砂芯數(shù)量 4個(gè) 上箱 800mm×800mm×450mm 1#芯盒 200mm×100mm×250mm 下箱 800mm×800mm×200mm 2#芯盒 200mm×200mm×50mm 3#芯盒 200mm×400mm×300mm 4#芯盒 250mm×300mm×250mm 備 砂 型 砂 呋喃自硬砂 芯 砂 樹(shù)脂砂 涂料 醇基涂料粉 造 芯 設(shè) 備 震動(dòng)落砂機(jī) 硬化方法 CO2 造 型 設(shè) 備 震動(dòng)落砂機(jī) 硬化方法 自硬 易割冒口數(shù) 1 直澆道尺寸 Φ45.6 橫澆道尺寸 36×25×43 內(nèi)澆道尺寸 45×40×13 直澆道數(shù)量 1 橫澆道數(shù)量 1 內(nèi)澆道數(shù)量 2 合 箱 合箱至澆注時(shí)間 ≤ 24h 澆注溫度 1420℃ 開(kāi)箱時(shí)間 8h 工藝要求要求及操作要點(diǎn)： 1. 鑄造收縮率為1%； 2. 拔模斜度為1°-3°； 3. 鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷； 4. 未注鑄造圓角R10-15； 5. 鑄件底部澆注。 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目支座鑄造工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書I目目 錄錄1 1 前前 言言.11.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義.11.1.1 本設(shè)計(jì)的目的.11.1.2 本設(shè)計(jì)的意義.11.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求.12 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案.22.1 零件總體分析.22.2 鑄造工藝方案的確定.22.2.1 分型面的選擇必須遵守以下原則.22.2.2 分型面的確定.32.3 工藝參數(shù)的確定.42.3.1 鑄件尺寸公差.42.3.2 鑄件的重量公差.42.3.3 機(jī)械加工余量.42.3.4 鑄造收縮率.52.3.5 起模斜度.52.3.6 鑄件最小壁厚.62.3.7 鑄件最小鑄出孔.63 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).73.1 澆注系統(tǒng)的確定和相關(guān)計(jì)算.73.2 澆注時(shí)間的確定.73.3 金屬液上升速度的確定.83.4 最小壓力頭的校核.83.5 平均壓力頭的計(jì)算.93.6 最小阻流截面積計(jì)算.103.6.1 內(nèi)澆道的計(jì)算.103.6.2 橫澆道的確定.113.6.3 直澆道的確定.113.6.4 直澆道窩的設(shè)計(jì).123.7 澆口杯的計(jì)算.123.8 冒口的設(shè)計(jì).134 4 工裝設(shè)備設(shè)計(jì)工裝設(shè)備設(shè)計(jì).15鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書II4.1 砂芯的設(shè)計(jì).154.1.1 造芯材料以及制芯方法.154.1.2 砂芯的固定及定位.154.1.3 砂芯基本分析.154.2 芯盒設(shè)計(jì).164.2.1 芯盒材料的選擇.164.2.2 芯盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).174.3 砂箱設(shè)計(jì).174.3.1 砂箱設(shè)計(jì)要求.174.3.2 砂箱尺寸參數(shù).184.3.3 砂箱圖設(shè)計(jì).184.4 模樣設(shè)計(jì).194.5 模板設(shè)計(jì).194.5.1 模板材質(zhì)的選取.204.5.2 模板尺寸計(jì)算.204.5.3 模板與模具的裝配.204.5.4 模板圖設(shè)計(jì).205 5 結(jié)結(jié) 論論.22致致 謝謝.23參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).24鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書11 前 言1.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的為了使鑄件的結(jié)構(gòu)具有良好的鑄造工藝，依據(jù)所給的零件圖，完成支座的鑄造工藝設(shè)計(jì)，使最終得到的零件能夠基本滿足加工性能和使用性能。1.1.2 本設(shè)計(jì)的意義1）有利于采用先進(jìn)的工藝獲得高質(zhì)量、低成本的鑄件；2）根據(jù)工藝進(jìn)行工序檢查，產(chǎn)生鑄造缺陷時(shí)便于尋找原因，采取糾正措施；3）根據(jù)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，如準(zhǔn)備砂箱、芯骨、必要的工藝裝備和工具，有利于保證正常的生產(chǎn)秩序，方便生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度；4）可以不斷的積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平。1.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求球墨鑄鐵符合標(biāo)準(zhǔn) GB/T1348-2009，必須保證機(jī)械性能；球化等級(jí)需達(dá) 4 級(jí)以上；凡有加工符號(hào)的表面需留有加工余量；呋喃樹(shù)脂砂造型；鑄件不得有縮孔、縮松、夾砂、夾渣等缺陷；未注鑄件圓角為 R10-R15；鑄造公差等級(jí)為 ISO8062，CT12 級(jí)；鑄造后需經(jīng)去應(yīng)力退火；去毛刺，銳邊銳角倒鈍。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書22 設(shè)計(jì)方案2.1 零件總體分析該鑄件為支座，外輪廓尺寸為 650mm340.5mm589mm，材質(zhì)為 QT500，密度為7.3g/cm3，經(jīng)三維軟件分析體積為 2.24107，質(zhì)量為 163.8kg。零件的最大壁厚為124mm，最小壁厚為 20mm。零件圖如圖 1-1 所示。圖圖 1-1 零件圖零件圖2.2 鑄造工藝方案的確定2.2.1 分型面的選擇必須遵守以下原則1）應(yīng)使鑄件全部或大部置于同一半型內(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）應(yīng)便于下芯、合箱和檢查型腔尺寸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)械加工量鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書32.2.2 分型面的確定依據(jù)分型面的選用原則，再結(jié)合零件結(jié)構(gòu)，初步設(shè)計(jì)了三個(gè)分型方案，如表 2-1 所示。表表 2-1 分型面的確定分型面的確定方案編號(hào)位置選擇優(yōu)缺點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)：鑄件全部處于同一半型內(nèi)，且分型面是大平面，保證鑄件精度，便于造型和合箱。缺點(diǎn)：砂芯較多，下芯麻煩2優(yōu)點(diǎn)：便于起模，缺點(diǎn)：鑄件精度不易保證3優(yōu)點(diǎn)：便于下芯，方便起模缺點(diǎn)：澆注位置不好開(kāi)設(shè)綜上分析，方案一中鑄件表面設(shè)有的冒口除了能達(dá)到補(bǔ)縮的作用還可以在冒口最后鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書4凝固的時(shí)候?qū)⒔饘僖褐械脑捌渌∥锓e聚到冒口中，從而消除可能產(chǎn)生的夾砂、結(jié)疤類鑄造缺陷。因此此次主要選用方案一。2.3 工藝參數(shù)的確定本設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)主要參考：教材“鑄造工藝參數(shù)” 、鑄造工藝手冊(cè)、鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，以及國(guó)家鑄造行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求進(jìn)行設(shè)定。2.3.1 鑄件尺寸公差按照 GB/T6414-1999 標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)鑄造工藝要求選取鑄件的尺寸公差：本設(shè)計(jì)要求的尺寸公差等級(jí)為 CT12，確定本鑄件的基本尺寸為 650mm，查表的公差為 11mm 。如表 2-2 所示。表表 2-2 鑄件尺寸公差鑄件尺寸公差毛坯尺寸鑄造尺寸公差等級(jí)12250-4009400-63010630-1000112.3.2 鑄件的重量公差鑄件的重量公差定義為以占鑄件公稱重量的百分率為單位的鑄件重量變動(dòng)的允許值。所謂公稱重量是包括加工余量和其他工藝余量，作為衡量被檢驗(yàn)鑄件輕重的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)鑄件的技術(shù)要求，重量公差按 GB/T 11351 的同等級(jí)規(guī)定執(zhí)行，查閱手冊(cè)，如表 2-3 所示。表表 2-3 鑄件重量公差等級(jí)（鑄件重量公差等級(jí)（%）公稱重量（kg）鑄造重量公差等級(jí)1210040012根據(jù)零件的重量為 163.8kg，最終選擇鑄件重量公差為 12%。2.3.3 機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量值由精到粗共分為十個(gè)等級(jí)：A、B、C、D、E、F、G、H、J 和 K，如表 2-4 所示為毛坯鑄件在不同鑄造方法時(shí)，采用的機(jī)械加工余量等級(jí)。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書5表表 2-4 機(jī)械加工余量等級(jí)機(jī)械加工余量等級(jí)方法砂型鑄造手工造型砂型鑄造機(jī)器造型機(jī)加工余量等級(jí)FHEG由表可知采用砂型鑄造時(shí)，加工余量等級(jí)為 FH，鑄造工藝要求選取機(jī)械加工余量等級(jí)為 H，并結(jié)合本鑄件的基本尺寸查得機(jī)械加工余量為 8mm,6mm。2.3.4 鑄造收縮率鑄造收縮率的定義如公式（2-1）所示，為： （2-1）K =LM- LJLJ 100%式中模樣（或芯盒）工作面的尺寸；LM鑄件尺寸。LJ鑄造收縮率與鑄造合金種類、澆冒口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型種類（含砂型和砂芯的退讓性）等因素有關(guān)。鑄造合金從凝固狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)會(huì)產(chǎn)生收縮；合金的成分與其含量不同，其收縮率同樣會(huì)發(fā)生變化，這是鑄造合金的特性。澆冒口結(jié)構(gòu)阻礙收縮，鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，砂型和砂芯的退讓性差，都會(huì)阻礙到鑄件由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的收縮。因此，實(shí)際的鑄造收縮率是由上述各種因素綜合形成的。查閱手冊(cè)，如表 2-5 所示。表表 2-5 鑄造收縮率鑄造收縮率鑄鐵種類線收縮率阻礙收縮自由收縮QT500 珠光體組織0.6-0.80.9-1.1QT500 鐵素體組織0.4-0.60.8-1.02.3.5 起模斜度為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個(gè)斜度，稱為起模斜度。表 2-6 是自硬砂起模時(shí)不同模樣對(duì)應(yīng)的起模斜度。表表 2-6 起模斜度起模斜度測(cè)量面高度 H (mm)金屬模樣、塑料模樣木模樣鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書6a（mm）a（mm）2504000303.60354.2本次設(shè)計(jì)采用木模樣對(duì)應(yīng)的起模斜度，因此按照木模樣對(duì)應(yīng)的斜度選取。2.3.6 鑄件最小壁厚表 2-7QT-500 鑄件在砂型鑄造中的最小壁厚。表表 2-7 鑄件平均輪廓尺寸鑄件平均輪廓尺寸鑄件平均輪廓尺寸(mm)合金類型200200400400800QT500576108122.3.7 鑄件最小鑄出孔一般來(lái)說(shuō)，較大的孔、槽等應(yīng)鑄出，以便于節(jié)約金屬和加工時(shí)間，同時(shí)還可以避免鑄件局部過(guò)厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件的質(zhì)量。較小的孔、槽或者鑄件的壁很厚時(shí)，則不鑄出，直接依靠機(jī)械加工反而簡(jiǎn)單。有些特殊的孔，比如彎孔等無(wú)法實(shí)現(xiàn)后期加工的孔一定要鑄出。如表 2-8 所示的為不同厚度下球墨鑄鐵應(yīng)鑄出的最小孔徑。表表 2-8 最小鑄出孔最小鑄出孔鑄件厚度200灰鑄鐵303540另行規(guī)定應(yīng)鑄出的最小孔徑球墨鑄鐵354045另行規(guī)定分析：本鑄件一共有 3 個(gè)孔，根據(jù)教材 245 頁(yè)表 3-3-8 鑄件最小鑄出孔，決定鑄件中的較大孔采用鑄出，較小 36mm 的孔選擇不鑄出，從而降低后期的加些加工任務(wù)量。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書73 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 澆注系統(tǒng)的確定和相關(guān)計(jì)算該鑄件的材質(zhì)是球墨鑄鐵，規(guī)格是 650mm340.5mm589mm，屬于中大件，在鑄件凝固過(guò)程中析出石墨，會(huì)引起鑄件的膨脹，但是球鐵易氧化、易產(chǎn)生夾渣和皮下氣孔等缺陷，所以澆注系統(tǒng)應(yīng)保證鐵液充型平穩(wěn)暢通又具有撇渣能力。金屬液經(jīng)過(guò)孕育、球化處理后溫度會(huì)下降 50左右，流動(dòng)性有所下降，要求澆注迅速，澆注時(shí)間短可以減少球化衰退的現(xiàn)象，因而本設(shè)計(jì)選擇封閉式澆注系統(tǒng)。為了避免球墨鑄鐵氧化產(chǎn)生氧化夾渣以及皮下氣孔等缺陷，在直澆道設(shè)置了澆口窩，并在直澆道窩與橫澆道相連的部位設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，保證整套澆注系統(tǒng)具有較強(qiáng)的阻渣作用，這樣既有利于擋渣也有利于平穩(wěn)充型。采用封閉式澆注系統(tǒng)，選取以內(nèi)澆道為阻流，澆注系統(tǒng)充滿快，金屬液在橫澆道內(nèi)流速較高，阻渣效果可通過(guò)加過(guò)濾網(wǎng)達(dá)到。沖型速度快，能快速成型，可以減少金屬的消耗，有良好的阻渣能力，并且可以阻止金屬液卷入氣體，減少金屬氧化。3.2 澆注時(shí)間的確定澆注時(shí)間對(duì)于鑄件的質(zhì)量有很重要的影響，應(yīng)考慮鑄件的結(jié)構(gòu)、合金種類和鑄型等方面的特點(diǎn)來(lái)選擇快、慢澆注或是正常澆注。本鑄件為球墨鑄鐵，球墨鑄鐵表面易氧化，而且本設(shè)計(jì)是采用底注式，所以選擇慢澆。其優(yōu)點(diǎn)為金屬的溫度和流動(dòng)性下降的幅度小這樣就能降低由于球墨鑄鐵孕育、球化所帶來(lái)的影響，易于充滿型腔，減少皮下氣孔的形成傾向，充型時(shí)間短則金屬對(duì)砂型的熱作用小，可減少夾砂結(jié)疤類缺陷，特別是對(duì)于球墨鑄鐵快澆可以充分利用球墨鑄鐵共晶膨脹作用來(lái)消除縮松等缺陷。根據(jù)查閱資料參考經(jīng)驗(yàn)公式可求澆注時(shí)間 。 =Amn （3-1）鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書8式中， 澆注時(shí)間（s） ；m鑄件或澆注金屬質(zhì)量(kg)根據(jù)教材查得 A 取 2.5；n=0.33,計(jì)算得 =15s。 3.3 金屬液上升速度的確定本鑄件平均壁厚為 75mm，且本次設(shè)計(jì)上箱里有大平板，經(jīng)查表得知內(nèi)鑄鐵液最小上升速度，得本鑄件鑄型內(nèi)金屬液最小上升速度為 20-30mms-1，如表 3-1 所示。綜上所述，金屬液的上升速度要在兩個(gè)臨界值之間才能保證鑄件的質(zhì)量，即： C/V 型 max C/V 型上升C/V 型 min （3-2）表表 3-1 金屬液最小上升速度金屬液最小上升速度鑄件壁厚 /mmV 型 min(mm/s)40 水平澆注大平板8-1040 上箱有大平面20-3010-4010-204-1020-301.5-430-100驗(yàn)證：V 型=C/式中 V 型為金屬液在鑄型中上升速度；C 為鑄件高度，高度為 340.5mm; 為澆注時(shí)間。計(jì)算得 V 型=22.7mms-1。滿足型內(nèi)鑄鐵液最小上升速度 20-30mms-1，算得澆注時(shí)間能滿足金屬液充滿型腔要求。3.4 最小壓力頭的校核根據(jù)剩余壓力頭應(yīng)滿足壓力角的要求，如公式所示：鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書9 HMLtan （3-3） 式中 HM最小剩余壓力； L直澆道中心到鑄件最高最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平投影距離；壓力角， 的大小查表得壓力角的最小值 選取 7,計(jì)算得 L=600mm，=7，HM=74mm。3.5 平均壓力頭的計(jì)算根據(jù)圖中的簡(jiǎn)單砂箱形狀來(lái)選擇相應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)而依據(jù)公式計(jì)算平均壓力頭。簡(jiǎn)單砂箱形狀如圖 3.1 所示。圖圖 3.1 簡(jiǎn)單砂箱形狀簡(jiǎn)單砂箱形狀平均壓力頭的計(jì)算公式如式 3-4 所示 H p =H0 - p 2/2C （3-4）式中 H p -平均壓力頭； H0阻流截面以上的金屬壓力頭，計(jì)算得 540.5mm ； C鑄件（型腔）總高度， P阻流以上的型腔高度，底注式澆注取 P=C=340.5mm,計(jì)算得 H p37cm。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書103.6 最小阻流截面積計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)，澆口比為 S 內(nèi)：S 橫：S 直 =1：1.2：1.4。以內(nèi)澆道為阻流，根據(jù) Osann 公式計(jì)算鑄件內(nèi)澆道截面積，公式如 3-5 所示： S=m/( ) （3-5）式中 m澆注金屬液質(zhì)量，m=245.7kg;金屬液密度，=7.3g/cm3；澆注時(shí)間 =15s； g重力加速度 9.8m/s2； Hp阻流截面的平均計(jì)算壓力頭 Hp =370mm。 流量系數(shù)的確定(查手冊(cè)取 為 0.72）本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為封閉式澆注系統(tǒng)，以 S 內(nèi)為阻流，澆注系統(tǒng)充滿快，金屬流速較快，設(shè)計(jì)鑄件的澆口比 S 內(nèi):S 橫:S 直=1:1.2:1.4，依據(jù)此比值對(duì)澆注系統(tǒng)的各個(gè)澆道進(jìn)行計(jì)算。3.6.1 內(nèi)澆道的計(jì)算內(nèi)澆道是引導(dǎo)金屬液平穩(wěn)地流入型腔，控制充型速度和方向，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫差和凝固順序，對(duì)鑄件質(zhì)量有較大影響。內(nèi)澆道是位置關(guān)系要準(zhǔn)確，內(nèi)澆道距直澆道應(yīng)足夠遠(yuǎn)，使渣團(tuán)有條件浮起到超過(guò)內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)，要有正確的橫澆道末端延長(zhǎng)段。開(kāi)放式澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道應(yīng)重迭在橫澆道之上，且搭接面積要小，但應(yīng)大于內(nèi)澆道的截面積。開(kāi)放式澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道比阻流大得多，若將內(nèi)澆道置于橫澆道底部，則橫、內(nèi)澆道都呈非充滿流態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)阻渣，故需將內(nèi)澆道重迭在橫澆道上方，用橫澆道的頂面及末端延長(zhǎng)段粘附和 儲(chǔ)留渣滓。注意內(nèi)澆道應(yīng)遠(yuǎn)離橫澆道的彎道。本次方案中 F 內(nèi)= 11.6cm2，且共開(kāi)設(shè) 2 個(gè)內(nèi)澆道，故 F 內(nèi)=5.8cm2 。如圖 3-2 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書11圖圖 3-2 內(nèi)澆道截面尺寸內(nèi)澆道截面尺寸3.6.2 橫澆道的確定橫澆道主要是向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液，儲(chǔ)留最初澆入的含有氣體和夾雜物的低溫金屬液并阻留渣滓以及使金屬液流平穩(wěn)和減少產(chǎn)生氧化夾渣物的作用。橫澆道應(yīng)保證金屬液中夾雜物到達(dá)第一個(gè)內(nèi)澆道時(shí)浮到橫澆道頂部，且應(yīng)設(shè)計(jì)一段 75mm150mm 的橫澆道延長(zhǎng)段來(lái)貯存初流液體，防止金屬液的回流。本次方案中 F 橫 = 13.9cm2 ，且共開(kāi)設(shè) 1 條橫澆道，故 F 橫=13.9cm2，如圖 3-3 所示。圖圖 3-3 橫澆道截面尺寸橫澆道截面尺寸3.6.3 直澆道的確定直澆道的作用是：從澆口杯引導(dǎo)金屬向下，進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接導(dǎo)入型腔，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，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)充滿型腔。直澆道常做成上大下小的錐形。實(shí)際砂型中尖角處的型砂會(huì)被沖掉引起沖砂缺陷，要使直澆道呈充滿流態(tài)，要求入口處圓角半徑 rd/4,d 為直澆道上口直徑。直澆道多為圓形斷面，在手工造型和一般機(jī)器造型中，直澆道通常取斜度為 2%4%的上大下小的錐形鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書12圓棒。本次方案中 F 直 = 16.24cm2 直澆道下端為阻流面，d1=45.6mm d2=54.72mm。如圖 3-4 所示。圖圖 3-4 直澆道截面尺寸直澆道截面尺寸3.6.4 直澆道窩的設(shè)計(jì)金屬液對(duì)直澆道底部有強(qiáng)烈的沖擊作用，并產(chǎn)生渦流和高度紊流區(qū)，常引起沖砂，渣孔和大量氧化夾雜物等鑄造缺陷。設(shè)置直澆道窩可改善金屬液的流動(dòng)情況。直澆道窩的大小，形狀應(yīng)適宜，砂型應(yīng)結(jié)實(shí)。底部放置干砂芯片，耐火磚等可防止沖砂。直澆道窩常做成半球形、圓錐臺(tái)等形狀。在本次工藝設(shè)計(jì)中設(shè)置成半球形，澆口窩直徑為直澆道下端直徑的 1.4-2.0 倍，取 1.5 倍，高度為橫澆道高度的兩倍，側(cè)壁在能順利拔模的條件下盡量垂直，底部做成平面，轉(zhuǎn)角處避免尖角。3.7 澆口杯的計(jì)算澆口杯是承接來(lái)自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，便于澆注；減輕液流對(duì)型腔的沖擊；分離渣滓和氣泡，阻止其進(jìn)入型腔，增加充型的壓力頭。澆口杯分為漏斗形和池型兩大類，漏斗形澆口杯擋渣效果差，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗金屬少。池型澆口杯內(nèi)液體深度大，可阻止水平漩渦的產(chǎn)生而形成垂直旋渦，從而有助于分離熔渣和氣泡。本次工藝采用池型澆口杯，如圖 3-5 所示，鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書13圖圖 3-5 池型澆口杯示意圖池型澆口杯示意圖根據(jù)手冊(cè)查表得知對(duì)應(yīng)的尺寸如表 3-2 所示，依據(jù)該表對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)澆口杯進(jìn)行繪制。表表 3-2 澆口杯尺寸澆口杯尺寸澆口杯尺寸 kg鑄件重量kgABIHH1daRR1H2鐵液消耗量 kg200-600320200100155155020302545593.8 冒口的設(shè)計(jì)鑄件模數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算得 2.2cm，本次鑄件材質(zhì)為球墨鑄鐵，查手冊(cè)得知鑄件模數(shù)大于0.48 的選用控制壓力冒口，因此本次設(shè)計(jì)采用控制壓力冒口，且冒口以暗邊冒口為宜，安放在鑄件的厚大部分。暗冒口的參考尺寸如圖 3-6 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書14圖圖 3-6 冒口尺寸參考圖冒口尺寸參考圖球墨鑄鐵按冒口尺寸計(jì)算公式如（3-6）所示：D=（1.2-3.5）T; H=(1.2-1.5)D （3-6）取 1.2T 以及 1.2D，經(jīng)過(guò)計(jì)算得 D=148.8mm；H=178.56mm。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書154 工裝設(shè)備設(shè)計(jì)4.1 砂芯的設(shè)計(jì)4.1.1 造芯材料以及制芯方法本鑄件放置砂芯的部位結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，落砂不易清理，所以本工藝選用的造芯材料為樹(shù)脂砂，使用樹(shù)脂砂制作的砂芯尺寸精度高、外輪廓清晰，得到的鑄件表面光潔外觀質(zhì)量好，特別是組織致密，鑄件品質(zhì)很高。而且樹(shù)脂砂不用烘干，縮短生產(chǎn)周期，砂子的潰散性好，易于清理，降低了工人的勞動(dòng)量，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化加工提供了基礎(chǔ)。4.1.2 砂芯的固定及定位砂芯在砂型中的位置一般是靠芯頭來(lái)固定的。根據(jù)砂芯在砂型中安放的位置，芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭。本次設(shè)計(jì)中鑄件全部在上箱，固定時(shí)采用垂直芯頭固定。注意：安裝時(shí)要注意砂芯是否破裂，以及砂芯的型腔是否清潔，有無(wú)落砂等，以免產(chǎn)生鑄造缺陷。還要在砂芯上設(shè)置排氣孔使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)的排出。4.1.3 砂芯基本分析為滿足工藝要求，本次主要設(shè)計(jì)了 4 個(gè)砂芯與之配合，所用的砂芯如圖 4-1 所示。（a）鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書16(b)(c)圖圖 4-1 砂芯結(jié)構(gòu)示意圖砂芯結(jié)構(gòu)示意圖4.2 芯盒設(shè)計(jì)芯盒是造芯工藝過(guò)程中所必要的工藝裝備。正確的選擇和設(shè)計(jì)芯盒是保證鑄件質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)。4.2.1 芯盒材料的選擇本次設(shè)計(jì)的支座是單件生產(chǎn)，因此要求不高，根據(jù)不同材料的芯盒特點(diǎn)，查表選用木質(zhì)芯盒，如表 4-1 所示。表表 4-1 不同材料芯盒的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍不同材料芯盒的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍名稱特點(diǎn)應(yīng)用范圍木質(zhì)芯盒重量輕、制造周期短、易于加工、成本低，但其強(qiáng)度和硬度較低，易吸潮變形、 不耐馨損、使用壽命短，尺寸精度低，表面粗輸度粗適用于手工造芯、振動(dòng)臺(tái)造芯，射砂造芯及自硬砂造芯， 單件或小批生產(chǎn)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書17鋁合金芯盒重量輕、尺寸精度高、表面粗糖度細(xì)、具有一定的強(qiáng)度和硬度，使用壽命長(zhǎng)，不生銹遣用于手工、射砂，機(jī)械震擊以及自硬砂等多種造芯方法的成批和大量生產(chǎn)金木結(jié)構(gòu)芯盒除具有木質(zhì)芯盒特點(diǎn)外，還在一定程度上提高和政等了術(shù)質(zhì)芯盒的剛度，強(qiáng)度、耐唐性，并延長(zhǎng)了使用壽命，但其尺寸精度、表面組輸度仍然不及金屬芯盒適用于手工、射砂、機(jī)械震擊及自硬砂等多種造芯方法和單件小批生產(chǎn)4.2.2 芯盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)共設(shè)計(jì)了四個(gè)砂芯，因此與之配合的應(yīng)有四個(gè)芯盒。根據(jù)不同砂芯的尺寸，現(xiàn)今初步設(shè)計(jì)芯盒的尺寸。1 號(hào)砂芯輪廓尺寸為 200mm100mm250mm、2 號(hào)芯盒輪廓尺寸為 200mm200mm50mm、3 號(hào)芯盒輪廓尺寸為 200mm400mm300mm、4 號(hào)芯盒輪廓尺寸為 250mm300mm250mm。4.3 砂箱設(shè)計(jì)4.3.1 砂箱設(shè)計(jì)要求工藝中指規(guī)定了吃砂量要求和砂型的整體尺寸，砂箱壁厚可以由生產(chǎn)單位自己選定，砂箱要滿足一定要求：1）砂箱不得妨礙澆冒口的安放，制造方便，容易落砂。2）有足夠的強(qiáng)度和剛度，使用中保證不斷裂，不發(fā)生較大的變形。3）砂箱的選擇要合適。4）砂箱的定位要準(zhǔn)確，不易錯(cuò)箱，要有定位裝置。5）砂箱連接要緊固，球墨鑄鐵存在石墨化膨脹作用，石墨化作用可以減少鑄件的缺陷，但是如果上下箱連接不夠緊固，會(huì)造成抬箱、炮火的現(xiàn)象。6）砂箱上盡量設(shè)置壓鐵，進(jìn)一步保證在澆注以及石墨化膨脹的過(guò)程中不會(huì)脹箱。本設(shè)計(jì)的零件的生產(chǎn)性質(zhì)為單件小批量生產(chǎn)，所以對(duì)砂箱的要求不太高高?；诣F有良好的鑄造以及切屑加工性能，制作工序簡(jiǎn)單，特別是灰鐵有良好的減震性、良好的耐磨性，使用壽命長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)效益高。所以本設(shè)計(jì)選取砂箱的材質(zhì)為 HT200。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書184.3.2 砂箱尺寸參數(shù)選擇砂箱尺寸的依據(jù)是根據(jù)鑄造工藝圖確定模樣、澆冒口的位置及吃砂量的距離。在保證鑄件質(zhì)量的前提下盡量減小砂箱的尺寸，減少用砂量，節(jié)約成本。本次設(shè)計(jì)澆注的金屬液鑄件的重量為 245.7Kg，根據(jù)鑄件最小吃砂量的參考圖我們可以查出相應(yīng)部位的尺寸，如圖 4-2。查手冊(cè)得 a=60mm,b=80mm,c=100mm,d=100mm,f=55mm,g=160mm。經(jīng)計(jì)算并根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)適當(dāng)調(diào)整后得砂箱尺寸，上箱尺寸為800mm800mm450mm，下箱尺寸為為 800mm800mm200mm。圖圖 4-2 鑄件最小吃砂量參考圖鑄件最小吃砂量參考圖4.3.3 砂箱圖設(shè)計(jì)依據(jù)砂箱設(shè)計(jì)，現(xiàn)將砂箱圖畫出，如圖 4-3 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書19圖圖 4-3 砂箱圖砂箱圖4.4 模樣設(shè)計(jì)鑄件的生產(chǎn)性質(zhì)是單件生產(chǎn)，不要求模具要具有較長(zhǎng)的使用壽命，查找資料最終選擇采用木模樣。木模樣的特點(diǎn)是質(zhì)輕、易加工、價(jià)格廉價(jià)，但木模樣的強(qiáng)度低、易吸潮變形和損壞、尺度精度低。主要用于單件、小批量生產(chǎn)。4.5 模板設(shè)計(jì)模板一般是由模底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷等裝配而成。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書204.5.1 模板材質(zhì)的選取本鑄件的生產(chǎn)性質(zhì)是單件生產(chǎn)，對(duì)模具要求不高，選擇一個(gè)滿足基本要求且具有經(jīng)濟(jì)性的材料即可，因此本設(shè)計(jì)選用 HT200 進(jìn)行模板制作。 4.5.2 模板尺寸計(jì)算模底板的平面尺寸與已定的砂箱內(nèi)框尺寸有關(guān)，模底板的平面尺寸可按式（4-1）確定：A0=A+2b B0=B+2b (4-1)式中 A砂箱內(nèi)框長(zhǎng)度尺寸 B砂箱內(nèi)框?qū)挾瘸叽?A0模底板長(zhǎng)度尺寸 B0模底板寬度尺寸 b砂箱分型面外凸緣的寬度其中 A 為 800mm,B 為 800mm，b 為 28mm，因此計(jì)算得：A0=B0=856mm4.5.3 模板與模具的裝配合理的選擇螺釘，定位模板，用螺釘由下通過(guò)模板，從地面把模樣緊固在上模板上，這樣不會(huì)損壞工作表面，而且安裝簡(jiǎn)便。4.5.4 模板圖設(shè)計(jì)分析并將上模板圖畫出，如圖 4-4 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書21圖 4-4 上模板圖鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書225 結(jié)結(jié) 論論（1）本設(shè)計(jì)的情況和價(jià)值本設(shè)計(jì)是一套完整的工藝設(shè)計(jì)方案，能適用于不同的生產(chǎn)和零件的使用，符合對(duì)客戶的使用要求（2）本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和特色本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，采用的樹(shù)脂砂造型和造芯，極本的控制了砂的成本，澆注位置在分型面上，便于開(kāi)設(shè)澆道，芯盒的優(yōu)點(diǎn)在于能方便的取出大芯，保證了鑄件的質(zhì)量。（1） 存在的問(wèn)題和今后改進(jìn)的方向改進(jìn)的方向主要是澆注系統(tǒng)冒口的放置位置，砂芯的優(yōu)化，和芯盒的優(yōu)化。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書23致 謝本課程設(shè)計(jì)在選題及進(jìn)行過(guò)程中得到朱永長(zhǎng)老師的悉心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，朱永長(zhǎng)老師多次幫助我分析思路，開(kāi)拓視角，在我遇到困難的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)，及時(shí)幫助我分析問(wèn)題解決阻礙。在朱永長(zhǎng)老師的耐心指導(dǎo)下，我完成了該次鑄造設(shè)計(jì)，期間朱老師教會(huì)我的知識(shí)和治學(xué)的態(tài)度精神使我終身受益。再多華麗的言語(yǔ)也顯蒼白，在此，謹(jǐn)向朱永長(zhǎng)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。同時(shí)也對(duì)給與幫助與鼓勵(lì)的同學(xué)表示感謝，萬(wàn)分感謝！鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書24參 考 文 獻(xiàn)1 王文清，李魁盛. 鑄造工藝學(xué)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 20022 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造專業(yè)學(xué)會(huì). 鑄造手冊(cè)第 5 卷鑄造工藝M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 19943 葉榮茂. 吳維岡. 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 19954 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造專業(yè)學(xué)會(huì). 鑄造手冊(cè)第 5 卷鑄造工藝第二版M. 北京. 20035 聯(lián)合編寫組. 砂型鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)M. 北京. 北京出版社. 1980