支座 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　第一章：零件簡介</b></p><p>　　1.1零件介紹................................................................

2、...............................................2</p><p>　　1.2灰鑄鐵...................................................................................................................2</p><p>　　第二章

3、：鑄造工藝方案的確定..................................................................3</p><p>　　2．1支座的生產(chǎn)條件、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求......................................................3</p><p>　　2．2支座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性...........

4、...................................................................5</p><p>　　2. 3造型，造芯方法的選擇.................................................................6 2.4澆注位置的確定................................

5、......................................................................7</p><p>　　2. 5分型面的確定........................................................................................................9</p>

6、<p>　　第三章：鑄造工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì).............................................................10</p><p>　　3. 1 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)確定......................................................................................10</p

7、><p>　　3.1.1鑄件尺寸公差.............................................................................................11</p><p>　　3.1.2機(jī)械加工余量...............................................................

8、...............................11</p><p>　　3.1.3鑄造收縮率.................................................................................................12</p><p>　　3.1.4起模斜度.......................

9、................................................................................12</p><p>　　3.1.5最小鑄出孔和槽........................................................................................13</p>&

10、lt;p>　　3.1.6鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間......................................................................14</p><p>　　3.1.7鑄件重量公差........................................................................................

11、.....14</p><p>　　3.1.8工藝補(bǔ)正量..................................................................................................14</p><p>　　3.1.9分型負(fù)數(shù)................................................

12、......................................................14</p><p>　　3.1.10反變形量 ..................................... ..................................... .................14 </p><p>　　3.1.11非加工

13、壁厚負(fù)余量................................................................................14</p><p>　　3. 2砂芯設(shè)計(jì)......................................................................................................

14、...15</p><p>　　3.2.1芯頭的設(shè)計(jì)......................................................................................................16</p><p>　　3.2.2砂芯的定位結(jié)構(gòu)...........................................

15、...................................................16</p><p>　　3.2.3壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽芯頭結(jié)構(gòu) ...............................................................16</p><p>　　3.2.4芯骨設(shè)計(jì)...........................

16、..............................................................................16</p><p>　　3.2.5砂芯的排氣....................................................................................................16</

17、p><p>　　3.2.6砂芯負(fù)數(shù).......................................................................................................16</p><p>　　第四章： 澆注系統(tǒng)及冒口、冷鐵、出氣孔等設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1澆注系..............

18、.............................................................................................17</p><p>　　4.1.1選擇澆注系統(tǒng)類型......................................................................................17&

19、lt;/p><p>　　4.1.2計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬上升速度.........................................................17</p><p>　　4.1.3計(jì)算阻流截面積....................................................................................

20、......17</p><p>　　4.1.4確定澆口比..................................................................................................18</p><p>　　4.1.5計(jì)算內(nèi)澆道截面積...........................................

21、...........................................18</p><p>　　4.1.6計(jì)算橫澆道截面積.......................................................................................18</p><p>　　4.1.7計(jì)算直澆道截面積..............

22、..........................................................................19</p><p>　　4.1.8澆口窩的設(shè)計(jì)................................................................................................20</p>

23、<p>　　4.1.9澆口杯的設(shè)計(jì).................................................................................................20</p><p>　　4.2冒口的設(shè)計(jì)...........................................20</p><p>　　

24、4.3冷鐵的設(shè)計(jì).....................................................................................................21.</p><p>　　4.4出氣孔的設(shè)計(jì)............................................................................

25、...................21</p><p>　　第五章 砂型鑄造設(shè)備選用......................................................................21</p><p>　　5.1 造型工部設(shè)備選用.......................................................

26、..........................21</p><p>　　5.2 制芯工部設(shè)備選用..................................................................................21</p><p>　　5.3 清理工部設(shè)備選用....................................

27、..............................................21</p><p>　　設(shè)計(jì)心得.............................................................................................................22</p><p>　　參考文獻(xiàn).......

28、.....................................................................................................22</p><p><b>　　1．1零件介紹</b></p><p>　　支座是指用以支承容器或設(shè)備的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。還要承受操作時(shí)的振動(dòng)與地

29、震載荷。如室外的塔器還要承受風(fēng)載荷。</p><p>　　支座的結(jié)構(gòu)型式主要由容器自身的型式和支座的形狀來決定，通常分為立式支座、臥式支座和球形容器支座三類。立式支座又分為懸掛式支座、支承式支座、支承式支腳，支承式支腿、裙式支座等；臥式支座分鞍式支座、圈座和支腿式支座等；球形容器支座分支柱式、裙式、半埋式和V形支承等。 </p><p><b>　　1．2灰鑄鐵</b>

30、;</p><p>　　灰鑄鐵的組織和性能 </p><p>　　[組織]：可看成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類：鐵素體基體灰鑄鐵；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵；珠光體基體灰鑄鐵。 </p><p>　　[力學(xué)性能]：灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)?；诣T鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)重，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、

31、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時(shí)，基體組織對(duì)灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強(qiáng)度和硬度最低，故應(yīng)用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細(xì)小，有較高的強(qiáng)度和硬度，主要用來制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。 </p><p>　　[其他性能]：良好的

32、鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。</p><p>　　第二章 鑄造工藝方案的確定</p><p>　　2．1支座的生產(chǎn)條件、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求</p><p>　　產(chǎn)品生產(chǎn)性質(zhì)——大批量生產(chǎn)</p><p>　　零件材質(zhì)——HT250</p><p>　　零件的外型示意圖如下圖所

33、示，支座的零件圖如圖2.2所示，支座的外形輪廓尺寸為260mm*260mm*240mm，主要壁厚30mm，最大壁厚50mm。鑄件除滿足幾何尺寸精度及材質(zhì)方面的要求外，無其他特殊技術(shù)要求。</p><p>　　圖2.1 支座外型示意圖</p><p>　　圖2.2 支座零件圖 </p><p>　　2．2支座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性</p><p>

34、　　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)，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面：</p><p>　　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。</p><p>　　鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角 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)采取逐漸過渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)使用較大的圓角相

35、連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。</p><p>　　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。</p><p>　　壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。 </p><p>　　利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固。</p><p><b>　　防止鑄件翹曲變形。

36、</b></p><p>　　避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。</p><p>　　對(duì)于支座的鑄造工藝性審查、分析如下：</p><p><b>　　支座質(zhì)量的估算</b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算零件的V=0.25*3.14*（0.26*0.26*0.1+0.16*0.16*0.14-0.1*0.1*0

37、.24）約為0.006236M^3.灰鑄鐵的密度為6.9</p><p>　　一箱一件質(zhì)量為m=V*6900=40.58kg查《鑄造技術(shù)與應(yīng)用案例》PAGE172表5.3-2得該鑄件為一中型鑄件。</p><p>　　支座大批量生產(chǎn)的工藝出品率約為85%，可估計(jì)鑄型中鐵水總重量G</p><p>　　G=40.58/85%≈50.621kg.</p>

38、<p>　　支座鑄件的輪廓尺寸為270mm*245mm*245mm。砂型鑄造條件下該輪廓尺寸允許的最小壁厚查《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》PAGE30表2.1-1得：最小允許壁厚為4～5 mm。而設(shè)計(jì)支座的最小壁厚為39mm。符合要求。</p><p>　　支座設(shè)計(jì)壁厚較為均勻，只在頂部有個(gè)環(huán)形的凸臺(tái)，壁厚為59mm，但該處距離較短，筆者在此用明頂冒口來補(bǔ)縮。</p><p>　　2. 3

39、造型，造芯方法的選擇</p><p>　　支座的輪廓尺寸為260mm*260mm*240，鑄件尺寸較小，屬于中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，還可延長砂箱使用壽命。因此，采用濕型粘土砂機(jī)器造型，模樣采用木模是合理的。</p><p>　　在造芯用料及方法選擇中，如用粘土

40、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，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。</p>

41、<p>　　2. 4澆注位置的確定</p><p>　　鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制中重要的環(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程的難易程度。</p><p>　　初步對(duì)支座對(duì)澆注位置的確定有：方案一如圖2.3、方案二圖2.4</p><p>　　圖2.3 澆注位置確定方

42、案一示意圖</p><p>　　圖2.4 澆注位置確定方案二示意圖</p><p>　　確定澆注位置應(yīng)注意以下原則：</p><p>　　1.鑄件的重要部分應(yīng)盡量置于下部</p><p>　　2.重要加工面應(yīng)朝下或直立狀態(tài)</p><p>　　3.使鑄件的答平面朝下，避免夾砂結(jié)疤內(nèi)缺陷</p><

43、p>　　4.應(yīng)保證鑄件能充滿</p><p>　　5.應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮</p><p>　　6.避免用吊砂，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗(yàn)</p><p>　　對(duì)于方案一如圖2.3進(jìn)行綜合分析如下：</p><p>　　鑄件的內(nèi)表面（如圖2.3所示）為重要加工面，而該鑄件較高沖擊力較大，充型不平穩(wěn)，容易發(fā)生飛濺，氧化和卷入氣體

44、的現(xiàn)象，使鑄件產(chǎn)生砂眼，冷豆，氣孔和夾渣等缺陷。</p><p>　　對(duì)于方案二如圖2.4進(jìn)行綜合分析如下：</p><p>　　方案二采用底注式澆注系統(tǒng)是內(nèi)澆道開設(shè)在型腔底部的澆注系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是金屬液充型平穩(wěn)，避免了金屬液沖擊型芯，飛濺和氧化及由此引起的鑄件缺陷；型內(nèi)氣體易于逐漸排除，整個(gè)澆注系統(tǒng)充滿較快。利于橫澆道撇渣。</p><p>　　鑄件的重要加工面?zhèn)让?/p>

45、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。</p><p>　　綜合比較，方案二更加科學(xué)可行。</p><p>　　2. 5分型面的確定</p><p>　　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。</p><p>　　初步對(duì)支座進(jìn)行分型有：方案一，二，三如下圖所示<

46、;/p><p>　　圖2.5 分型面確定方案</p><p>　　而選擇分型面時(shí)應(yīng)注意一下原則：</p><p>　　應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)</p><p>　　應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目</p><p>　　分型面應(yīng)盡量選用平面</p><p>　　便于下芯、合箱和檢測</p&g

47、t;<p><b>　　不使砂箱過高</b></p><p>　　受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度</p><p>　　注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量</p><p>　　對(duì)方案二如圖2.5進(jìn)行綜合分析如下：</p><p>　　鑄件沒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)。

48、也有可能因?yàn)楹舷洳粐?yán)在垂直面上增加鑄件尺寸。</p><p>　　砂芯不能全部位于下半型內(nèi)。</p><p><b>　　上箱難于取出模樣。</b></p><p>　　對(duì)方案一如圖2.5進(jìn)行綜合分析如下：</p><p>　　1.上箱難于取出模樣。</p><p>　　對(duì)方案三如圖2.5進(jìn)行綜合

49、分析如下：</p><p>　　1.鑄件位于同一半型內(nèi)，這樣不會(huì)因?yàn)楹舷鋵?duì)準(zhǔn)誤差使鑄件產(chǎn)生偏錯(cuò)。也不會(huì)因?yàn)楹舷洳粐?yán)在垂直面上增加鑄件尺寸。</p><p>　　砂芯全部位于下半型內(nèi)。</p><p>　　上箱易于于取出模樣。</p><p>　　此方案較之方案一與方案二更加科學(xué)可行。</p><p>　　鑄造工藝參數(shù)及

50、砂芯設(shè)計(jì)</p><p>　　3. 1 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)確定</p><p>　　鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制參數(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程有關(guān)。這些工藝數(shù)據(jù)主要是指加工余量、起模斜度、鑄造收縮率、最小鑄出孔、型芯頭尺寸、鑄造圓角等。工藝參數(shù)選取的準(zhǔn)確、合適，才能保證鑄件尺寸

51、精確，使造型、制芯、下芯及合箱方便，提高生產(chǎn)率，降低成本。</p><p>　　3.1.1鑄件尺寸公差</p><p>　　鑄件尺寸公差是指鑄件公稱尺寸的兩個(gè)允許的極限尺寸之差。在兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)，鑄件可滿足機(jī)械加工，裝配，和使用要求。</p><p>　　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)及鑄件缺陷控制》查表3-5得：</p>&

52、lt;p>　　支座的尺寸公差為CT8～12級(jí)，取CT9級(jí)。</p><p>　　支座的輪廓尺寸為260mm*260mm*240，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表3-4得：支座尺寸公差數(shù)值為2.8mm。</p><p>　　3.1.2機(jī)械加工余量</p><p>　　機(jī)械加工余量是鑄件為了保證其加工面尺寸和零件精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的

53、，而后在機(jī)械加工時(shí)又被切去的金屬層厚度。</p><p>　　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)及鑄件缺陷控制》查表3-8得：</p><p>　　支座的加工余量為E～G級(jí)，取F級(jí)。</p><p>　　支座的輪廓尺寸為260mm*260mm*240，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表3-7得：</p><p>　　支座加工

54、余量數(shù)值為2.5mm.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。將側(cè)面的加工余量調(diào)整為4mm，將頂面和底面的加工余量調(diào)整為5mm。如下圖所示</p><p>　　3.1.3鑄造收縮率</p><p>　　鑄造收縮率又稱鑄件線收縮率，用模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示

55、：ε=[（L1-L2）/L1]*100％</p><p><b>　　ε—鑄造收縮率</b></p><p><b>　　L1—模樣長度</b></p><p><b>　　L2—鑄件長度</b></p><p>　　支座受阻收縮率由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表3-1得：

56、</p><p>　　取受阻收縮率為0.9％。</p><p><b>　　3.1.4起模斜度</b></p><p>　　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。起模斜度應(yīng)在鑄件上沒有結(jié)構(gòu)斜度的，垂直于分型面的表面上應(yīng)用。</p><p>　　初步設(shè)計(jì)的起模斜度如下

57、：</p><p>　　外型模的高100的起模斜度由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表3-13得：</p><p>　　粘土砂造型外表面起模斜度為а=0°30＇,a=1.4mm。</p><p>　　外型模的高140mm的起模斜度由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表3-13得：</p><p>　　粘土砂造型外表面起模斜度為а=0&

58、#176;25＇,a=1.8mm。</p><p>　　3.1.5最小鑄出孔和槽</p><p>　　零件上的孔、槽、臺(tái)階等，究竟是鑄出來好還是靠機(jī)械加工出來好，這應(yīng)該從品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)角度等方面考慮。一般來說，較大的孔、槽等應(yīng)該鑄出來，以便節(jié)約金屬和加工工時(shí)，同時(shí)還可以避免鑄件局部過厚所造成熱節(jié)，提高鑄件質(zhì)量。較小的孔、槽或則鑄件壁很厚則不易鑄出孔，直接依靠加工反而方便。</p>

59、<p>　　根據(jù)支座的輪廓尺寸260mm*260mm*240由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表3-11得：</p><p>　　最小鑄出孔約為15-30mm</p><p>　　支座的孔Φ60如圖3.2所示）考慮加工余量后直徑為52mm，厚度為45mm。該孔直徑比較大，高徑比也不大，則應(yīng)該鑄出。</p><p>　　支座的孔Φ100（如圖3.2所示）考

60、慮加工余量后直徑為92，厚度為40mm。該孔直徑較大，高徑比較大，應(yīng)該鑄出。</p><p>　　支座的孔Φ200如圖3.2所示）考慮加工余量后直徑為192mm，厚度為40mm。該孔直徑比較大，高徑比也比較大，則應(yīng)該鑄出。</p><p>　　支座的直徑為Φ12和Φ6（如圖3.2所示）的螺紋孔明顯比最小鑄出孔徑小，機(jī)械加工比較經(jīng)濟(jì)，所以不鑄出。</p><p>　　

61、3.1.6鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間</p><p>　　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。</p><p>　　支座的冷卻時(shí)間由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表1-25得：冷卻時(shí)間為30～60min。</p><p>　　3.1.7鑄件重量公差</p><p&g

62、t;　　鑄件重量公差是以占鑄件公稱重量的百分比表示的鑄件重量變動(dòng)的允許范圍。</p><p>　　尺寸公差為CT9級(jí)。查表4-3《鑄造技術(shù)與應(yīng)用案由例》得：支座的重量公差為MT9級(jí)。得重量公差為8kg。</p><p>　　3.1.8工藝補(bǔ)正量</p><p>　　在單件小批量生產(chǎn)中，由于選用的縮尺與鑄件的實(shí)際收縮率不符，或由于鑄件產(chǎn)生了變形等原因，使得加工后的鑄件

63、某些部分的壁厚小于圖樣要求尺寸，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因強(qiáng)度太弱而報(bào)廢。因此工藝需要在鑄件相應(yīng)的非加工壁厚上增加層厚度稱為工藝補(bǔ)正量。但支座在大批量生產(chǎn)前的小批量試產(chǎn)過程中將進(jìn)行調(diào)整，所以設(shè)計(jì)中不考慮工藝補(bǔ)正量。</p><p><b>　　3.1.9分型負(fù)數(shù)</b></p><p>　　干砂型、表面烘干型以及尺寸較大的濕砂型，分型面由于烘烤，修整等原因一般都不很平整，上下型接觸面

64、很不嚴(yán)。為了防止?jié)沧r(shí)炮火，合箱前需要在分型面之間墊以石棉繩、泥條等，這樣在分型面處明顯增加了鑄件的尺寸。為了保證鑄件尺寸精確，在擬定工藝時(shí)為抵掉鑄件增加的尺寸而在模樣上減去相應(yīng)的尺寸稱為分型負(fù)數(shù)。而支座是濕型且是小型鑄件故不予考慮分型負(fù)數(shù)。</p><p>　　3.1.10反變形量</p><p>　　鑄造較大的平板類、床身類等鑄件時(shí)，由于冷卻速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現(xiàn)變形。為了解

65、決撓曲變形問題，在制造模樣時(shí)，按鑄件可能產(chǎn)生變形的相反方向做出反變形模樣，使其于變形量抵消，這樣在模樣上做出的預(yù)變形量稱為反變形量。而支座沒有較大平板故基本不會(huì)產(chǎn)生撓曲變形，所以不用設(shè)置反變形量。</p><p>　　3.1.11非加工壁厚負(fù)余量</p><p>　　在手工粘土砂造型、制芯過程中，為了取出木模，要進(jìn)行敲模，木模受潮時(shí)將發(fā)生膨脹，這些情況均會(huì)使型腔尺寸擴(kuò)大，從而造成非加工壁厚

66、的增加，使鑄件尺寸和重量超過公差要求。為了保證鑄件尺寸的準(zhǔn)確性，凡形成非加工壁厚的木?；蛐竞袃?nèi)的肋板厚度尺寸應(yīng)該減少，即小于圖樣尺寸。為減少的厚度尺寸稱為非加工壁厚的負(fù)余量。支座砂芯屬于機(jī)器造芯，造型屬于機(jī)器造型。故不用設(shè)置非加工壁厚負(fù)余量。</p><p><b>　　3. 2砂芯設(shè)計(jì)</b></p><p>　　砂芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外型不能出砂的部

67、分。砂型局部要求特殊性能的部分有時(shí)也用砂芯。</p><p>　　3.2.1芯頭的設(shè)計(jì)</p><p>　　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垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭尺寸。</p><p>　　根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)量取計(jì)算砂芯高度： L=305mm</p><p>　　砂芯直徑： （A+B）/2=(200+24

68、0)/2=220mm</p><p>　　芯頭長度初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查PAGE表4-1得：h=25～30mm 取h=35mm</p><p>　　芯頭間隙初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查表4-5得：s=0.8mm</p><p>　　3.2.2砂芯的定位結(jié)構(gòu)</p><p>　　砂芯要求定位準(zhǔn)確，不允許沿芯頭

69、軸向移動(dòng)或繞芯頭軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于形狀不對(duì)稱的砂芯，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3.4</p><p>　　經(jīng)查表4-5得取S=0.8,h1=20,h=35,上芯頭的斜度取0.2,下芯頭斜度取0.1。</p><p>　　圖3.4 定位芯頭結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　3.2.3壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽芯頭結(jié)構(gòu)</p><p>

70、;　　在濕型大批量生產(chǎn)中，為了加速下芯、合芯及保證鑄件質(zhì)量，在芯頭的模樣上常常做出壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽。</p><p>　　壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽尺寸由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》PAGE64查表4-6得：</p><p>　　e=4mm f=5mm r=5mm</p><p><b>　　3.2.4芯骨設(shè)計(jì)</b></p>

71、;<p>　　為了保證砂芯在制芯、搬運(yùn)、配芯和澆注過程中不開裂、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。</p><p>　　因?yàn)樯靶境叽巛^小，而且采用樹脂砂，故砂芯強(qiáng)度較好，砂芯內(nèi)不用放置芯骨。</p><p>　　3.2.5砂芯的排氣</p><p>　　砂芯在澆注過程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機(jī)物要燃燒（氧化反應(yīng)

72、）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。</p><p>　　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。</p><p><b>　　3.2.6砂芯負(fù)數(shù)</b></p><p>　　大型粘土砂芯在春砂過程中砂芯向四周漲開，刷涂料以及在烘干過程中發(fā)生的變形，使砂芯四周尺寸增

73、大。為了保證鑄件尺寸準(zhǔn)確，將芯盒的長、寬尺寸減去一定量，這個(gè)被減去的量叫做砂芯負(fù)數(shù)。</p><p>　　因?yàn)樯靶矩?fù)數(shù)只用于大型粘土砂芯，本設(shè)計(jì)中的砂芯為小型砂芯不設(shè)計(jì)砂芯負(fù)數(shù)。</p><p>　　第四章 澆注系統(tǒng)及冒口、冷鐵、出氣孔等設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1澆注系統(tǒng)</b></p><p>　　澆注系

74、統(tǒng)是鑄型中引導(dǎo)液體金屬進(jìn)入型腔的通道，它由澆口杯，直澆道，橫澆道和內(nèi)澆道組成。</p><p>　　4.1.1選擇澆注系統(tǒng)類型</p><p>　　澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉-開放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開始后，金屬液容易充滿澆注系統(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

75、型鑄件小件。半封閉式澆注系統(tǒng)中阻流截面在內(nèi)澆道上，橫澆道截面積最大；澆注中，澆注系統(tǒng)能充滿，但較封閉式澆注系統(tǒng)晚，具有一定的擋渣能力；適用于中型的各類灰鑄鐵件及球鐵件。而支座就是采用濕型的鑄件中件，所以選擇半封閉式澆注系統(tǒng)。</p><p>　　4.1.2計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬上升速度</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算的鑄件的體積，質(zhì)量小于450kg,所以由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查

76、表5-11得：取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)S1=2.5則T=S√G=2.5*√50.6≈15s</p><p>　　計(jì)算鐵水液面上升速度 v=C/t=250/15=16.6mm/s</p><p>　　校核鐵水上升速度，一般允許鐵水的最小上升速度范圍由《鑄造實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》查表1.4-62得：上升速度v在10～20mm/s這個(gè)區(qū)間之中</p><p>　　所以16.6mm/s的上升速度

77、符合實(shí)際，不必調(diào)整經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。</p><p>　　4.1.3計(jì)算阻流截面積</p><p>　　根據(jù)水力學(xué)近似計(jì)算公式：</p><p>　　S阻= m/0.31μt√Hp cm²</p><p>　　式中 m—流經(jīng)阻流的金屬質(zhì)量 kg</p><p>　　t—充滿行腔總時(shí)間 s</p>&

78、lt;p>　　μ—澆注系統(tǒng)阻流截面的流量系數(shù)</p><p>　　Hp—充填型腔時(shí)的平均計(jì)算壓力頭 cm</p><p>　　取 μ=0.45，t=16.6s,ρ=0.0069 kg/cm³,Hp取45</p><p>　　F內(nèi)=18/[0.0071*9*0.5*(2*1000*20)0.5] ≈3.5cm²</p><

79、p>　　4.1.4確定澆口比</p><p>　　半封閉式澆注系統(tǒng)一般?。?lt;/p><p>　　∑S直：S阻：∑S橫：∑S內(nèi)=1.6：1：1.8：1.4</p><p>　　4.1.5計(jì)算內(nèi)澆道截面積</p><p>　　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)的金屬液通過內(nèi)澆道對(duì)鑄件有一定補(bǔ)縮作

80、用。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)內(nèi)澆口有兩個(gè)，因此S內(nèi)≈2.45cm²查《鑄造實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》PAGE143表2.7-19</p><p>　　內(nèi)澆道形狀取梯形斷面形狀如圖4.2</p><p>　　圖4.2 內(nèi)澆道截面示意圖 </p><p>　　梯形斷面大小由《鑄造實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》查表2.7-10得：</p>&l

81、t;p>　　a=25mm b=21mm c=11mm</p><p>　　4.1.6計(jì)算橫澆道截面積</p><p>　　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。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)橫澆口有一個(gè)，因此S橫=6.3cm²</p><p&

82、gt;　　橫澆道形狀取梯形斷面形狀如圖4.3</p><p>　　圖4.3 橫澆道截面示意圖 </p><p>　　梯形斷面大小由《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》查表1.4-75得：</p><p>　　A=22mm B=17mm H=33mm</p><p>　　4.1.7計(jì)算直澆道截面積</p><p>　　直澆道的功

83、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。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)直澆口有一個(gè)，因此S直=3.5*1.6=5.6cm²查《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》表5-6澆口杯高度為150mm，、延長距離取100mm，橫澆道長210mm，H0取605mm，上砂箱高取450mm。</p><p>　　直澆

84、道形狀取圓形截面形狀如圖4.4</p><p>　　圖4.4 直澆道截面示意圖 </p><p>　　圓形斷面大小由《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》查GAGE124表2.7-7得：</p><p><b>　　D=25mm </b></p><p>　　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）

85、。</p><p>　　因此直澆道上端是直徑約為：</p><p>　　D1=25+（2/50）*150=31mm</p><p>　　4.1.8澆口窩的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口窩對(duì)于來自直澆道的金屬有緩沖作用，能縮短直——橫澆道拐彎處的紊流區(qū)，改善橫澆道內(nèi)的壓力分布，并能浮出金屬液中的氣泡。</p><p>　

86、　澆口窩直徑為直澆道下端直徑兩倍，因此D=2*25=50mm</p><p>　　澆口窩高度為橫澆道高度兩倍，因此h=2*33=66mm</p><p>　　澆口窩底部放置耐火磚防止充型。</p><p>　　4.1.9澆口杯的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口杯是用來承接來自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，便于澆注，并可以減輕金屬液對(duì)型腔的

87、沖擊，還可分離渣滓和氣泡，阻止其進(jìn)入型腔。</p><p>　　澆口杯選用普通漏斗形澆口杯，其斷面形狀如圖4.5所示</p><p>　　圖4.5 澆口杯截面示意圖 </p><p>　　澆口杯斷面大小由《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》查表2.7-2得：</p><p>　　D1=66mm, D2=62mm, H=50mm</p>&

88、lt;p><b>　　4.2冒口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　冒口是鑄型內(nèi)用于儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防止縮孔、縮松、排氣、集渣的作用。由于本鑄件采用底注式澆注系統(tǒng)，對(duì)最后的凸臺(tái)補(bǔ)縮不利，故需要采用4個(gè)明頂冒口對(duì)鑄件補(bǔ)縮實(shí)現(xiàn)從底到上的定向凝固。</p><p><b>　　4.3冷鐵的設(shè)計(jì)</b></p>

89、<p>　　為了增加鑄件局部冷卻速度，在型腔內(nèi)部及工作表面安放的金屬塊稱為冷鐵。</p><p>　　支座鑄件壁厚較為均勻，且無厚大壁，固不易產(chǎn)生裂紋縮松等缺陷。而且設(shè)置冷鐵會(huì)增加生產(chǎn)工序，使成本增大。所以不設(shè)置冷鐵，但是采用在壁厚交叉部位的型腔和砂芯上刷激冷涂料用以防止縮松等缺陷。由于采用了明頂冒口實(shí)現(xiàn)了定向凝固，故不再設(shè)置冷鐵。</p><p><b>　　4.

90、4出氣孔的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　出氣孔用于排出型腔內(nèi)的氣體，改善金屬液充填能力、排除先沖到型腔中的過冷金屬液與浮渣，還可作為觀察金屬液充滿型腔的標(biāo)志。出氣孔設(shè)置位置詳見工藝圖。</p><p>　　防止出氣孔過大導(dǎo)致鑄件形成熱節(jié)，以至產(chǎn)生縮孔，出氣孔根部直徑，不應(yīng)大于設(shè)置處鑄件壁厚的0.5倍。即出氣孔直徑應(yīng)小于20mm(0.5*40mm)。</p>&

91、lt;p>　　防止出氣孔過小導(dǎo)致型內(nèi)氣壓過份增大，出氣孔根部總截面接應(yīng)大于內(nèi)澆口總截面積5.0cm²。</p><p>　　因此設(shè)計(jì)出氣孔根部直徑為10mm，一箱1件共1個(gè)出氣孔。為方便取模采用上小下大的錐形，斜度為起模斜度а=1°10＇出氣孔截面積為5.5cm²。</p><p>　　第五章 砂型鑄造設(shè)備選用</p><p>

92、　　5.1 造型工部設(shè)備選用</p><p>　　工藝分析確定采用砂箱內(nèi)尺寸為500×500×750的微振壓實(shí)造型線生產(chǎn)支座。選擇這種造型線組織造型生產(chǎn)，在技術(shù)上是先進(jìn)的，經(jīng)濟(jì)上是合理的。選用半自動(dòng)氣動(dòng)微震壓實(shí)造型機(jī)（型號(hào) ZB148B）進(jìn)行造型。</p><p>　　5.2 制芯工部設(shè)備選用</p><p>　　為了提供造型用的強(qiáng)度高、尺寸

93、精確的砂芯，采用熱芯盒射砂生產(chǎn)樹脂砂芯，此零件的砂芯屬于小砂芯，根據(jù)所需型芯形狀及生產(chǎn)效率，選用2ZZ8612熱芯盒射芯機(jī)。。</p><p>　　5.3 清理工部設(shè)備選用</p><p>　　為了減輕清理工段的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高鑄件清理質(zhì)量和清理速度，設(shè)計(jì)中采用雙行程連續(xù)拋丸室和Q 118拋丸清理滾筒進(jìn)行鑄件的表面清理；采用M 3040固定式砂輪機(jī)、M 3140懸掛式砂輪機(jī)鑄

94、件的飛邊毛刺。清理好的鑄件用電泳浸漆遠(yuǎn)紅外線烘干自動(dòng)線進(jìn)行油漆防銹。廢砂用帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)集中送至廢砂斗內(nèi)，定期用汽車運(yùn)走。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　經(jīng)過了近一個(gè)星期的精心準(zhǔn)備，材料成型課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲了。課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用我們學(xué)以致用的過程，也是培養(yǎng)我們學(xué)習(xí)能力的工程。</p><p>　　

95、在本課程設(shè)計(jì)中首先進(jìn)行了鑄造工藝方案的確定，其中包括對(duì)零件鑄造工藝性的分析，造型造芯方法的選擇以及澆注位置和分型面的確定。其次分析計(jì)算了零件的各種鑄造工藝參數(shù)并設(shè)計(jì)了砂芯。最后對(duì)澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵、出氣孔等進(jìn)行了計(jì)算與設(shè)計(jì)。</p><p>　　在工藝裝配設(shè)計(jì)中對(duì)砂箱，模樣模板，芯盒進(jìn)行了簡要的設(shè)計(jì)。</p><p>　　最后對(duì)零件的材料儒墨鑄鐵HT250的配料及生產(chǎn)控制進(jìn)行了簡要的計(jì)算

96、與設(shè)計(jì)。并對(duì)主要生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了初步的選擇。</p><p>　　經(jīng)過近一個(gè)星期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加熟練的掌握了PROE，CAD等軟件，也更加熟悉了砂型鑄造的工藝過程，本人受益匪淺。</p><p>　　但在本次設(shè)計(jì)中，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，有一些和現(xiàn)實(shí)狀況結(jié)合很密切的問題考慮的還不夠周全，希望老師們予以諒解。我會(huì)在以后的工作和學(xué)習(xí)中，更全面更深層次的提高和完善自己的知識(shí)和實(shí)踐操作技能。<

97、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孟慶桂主編．鑄工實(shí)用技術(shù)手冊(cè).江蘇江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2002．</p><p>　　[2] 李晨希主編．鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009．</p><p>　　[3] 杜西靈．杜磊.主編鑄造技術(shù)與應(yīng)用案例［Ｍ］．北京：