材料成型及控制工程畢業(yè)設(shè)計(jì)--液壓閥體鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題 目: 液壓閥體鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)院(直屬系) : 材料科學(xué)與工程學(xué)院____</p><p>　　年級、專業(yè): 2011級材料成型及控制工程__</p><p>　　學(xué) 生 姓 名:

2、 __________</p><p>　　學(xué) 號: ________</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師: __________</p><p>　　完 成 時(shí) 間: 2015 年 5 月 26 日</p><p><b&g

3、t;　　摘 要</b></p><p>　　首先對零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和生產(chǎn)條件進(jìn)行分析，弄清零件的大致形狀并利用Pro/E三維繪圖軟件繪制零件的三維實(shí)體圖形，在二維圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)鑄造工藝手冊等相關(guān)資料，確定加工余量、鑄件尺寸公差、拔模斜度、收縮肋、澆注位置、冷鐵、分型面、分模面、鑄造縮率等相關(guān)參數(shù)，并確定采用冒口補(bǔ)縮的澆注方案；根據(jù)初步的鑄造工藝設(shè)計(jì)，確定型芯結(jié)構(gòu)、大小及位置

4、并畫出砂芯。采用華鑄CAE，模擬凝固過程中鑄件的熱節(jié)、縮松縮孔傾向、鑄件色溫及凝固順序等，設(shè)計(jì)冷鐵的位置和大小以及冒口類型和大小；根據(jù)鑄造工藝手冊，設(shè)計(jì)鑄件的澆注系統(tǒng)，采用豎扁澆口，從鑄件的分型面澆注，基于采用漏包澆注和開放澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)內(nèi)澆口、橫澆道和內(nèi)澆口的尺寸和布置；最后對鑄件的凝固過程和流動過程進(jìn)行計(jì)算分析，可視化觀察了鑄件的充型過程，驗(yàn)證了澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。最后在工藝完成后進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)，主要為型板設(shè)計(jì)、芯盒設(shè)計(jì)及合箱圖

5、的設(shè)計(jì)。用CAD軟件分別繪制型板、芯盒、合箱圖的零件圖，最后根據(jù)設(shè)計(jì)步驟完成報(bào)告。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】鑄件分析，澆注系統(tǒng)，設(shè)計(jì)，澆冒口，工裝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　First of all parts structure, technical requirements and

6、production conditions were analyzed, and find out the general form of the parts and use Pro/E 3 d drawing software rendering components of the three-dimensional entity graph, on the basis of 2 d drawings for casting proc

7、ess design. According to casting process manual and other related data, determine the machining allowance, casting size tolerance, draft Angle, rib shrinkage, pouring position, cold iron, parting surface, parting surface

8、, c</p><p>　　【Key words】Cast analysis, gating system design, riser design, tooling design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　

9、　AbstractII</p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　一 鑄造工藝擬定2</p><p>　　1.1 液壓閥體鑄件的鑄造工藝性分析2</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)2</p><p>　　1.1.2 鑄造工藝方案的確定4</p&

10、gt;<p>　　1.1.3工藝參數(shù)7</p><p>　　1.1.4冒口設(shè)計(jì)7</p><p>　　1.1.5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　1.1.6冷鐵設(shè)計(jì)12</p><p>　　1.1.7砂芯設(shè)計(jì)12</p><p>　　1.2 模擬分析13</p><p&g

11、t;　　1.2.1 分析系統(tǒng)13</p><p>　　二 鑄造工藝圖與鑄件圖15</p><p><b>　　2.1工藝圖15</b></p><p>　　2.2 鑄件圖16</p><p>　　三 選用造型設(shè)備17</p><p>　　3.1 造型機(jī)17</p>&

12、lt;p>　　四 工藝裝備設(shè)計(jì)18</p><p><b>　　4. 1芯盒18</b></p><p>　　4.1.1芯盒材料的選擇18</p><p>　　4.1.2芯盒內(nèi)腔尺寸的計(jì)算18</p><p>　　4.1.3芯盒及零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1.4

13、 芯盒零件圖21</p><p>　　4.2模樣設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.2.1模樣材料的選擇21</p><p>　　4.2.2模樣尺寸的計(jì)算22</p><p>　　4.2.3模樣壁厚22</p><p>　　4.2.4模樣圖23</p><p>　　4.3模板設(shè)計(jì)2

14、3</p><p>　　4.3.1模底板的材料23</p><p>　　4.3.2確定模底板的尺寸23</p><p>　　4.3.3加強(qiáng)肋的設(shè)置24</p><p>　　4.3.4模底板與砂箱的定位裝置24</p><p>　　4.3.5模底板吊軸25</p><p>　　4.3.6

15、模板零件圖25</p><p>　　4.3.7模板裝配圖26</p><p><b>　　4.4合箱圖27</b></p><p>　　五 總結(jié)與體會28</p><p><b>　　六 致謝詞29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30&

16、lt;/b></p><p><b>　　附件31</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展，無論在生產(chǎn)中還是生活中機(jī)械產(chǎn)品都占有舉足輕重的地位， 那么，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的如此迅猛，要跟上時(shí)代的進(jìn)步就必須得有自己頭腦，畢業(yè)以后作為技術(shù)人員，就必須對生活中的一切機(jī)械

17、產(chǎn)品有一定的認(rèn)識，那么才不會被社會所拋棄，總而言之，這個(gè)社會需要的就是會一定技術(shù)、有一定頭腦的人才，那樣才不會被淘汰，由于國際經(jīng)濟(jì)和科技的競爭越來越圍繞人才和知識的競爭展開，工程技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用之間的橋梁，無論科學(xué)技術(shù)如何發(fā)展、如何更新，但對技術(shù)的實(shí)踐性始終都不會改變，在工程技術(shù)人才中，具有豐富的實(shí)踐性的技術(shù)人員是這個(gè)機(jī)械領(lǐng)域里不可或缺的重要部分，就當(dāng)今社會就業(yè)形式來看，理工科的的就業(yè)率明顯高于文科的同學(xué)，而理工科的同學(xué)畢業(yè)后

18、主要集中于車間的一線技術(shù)人員，從這方面來看足以說明這個(gè)社會對技術(shù)人員的需求是多么渴望，這也是教育部針對社會需求而做出的抉擇——增設(shè)適用于技術(shù)方面所學(xué)的專業(yè)。</p><p>　　在鑄造技術(shù)領(lǐng)域中，鑄件被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、輪船;應(yīng)用于機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、導(dǎo)軌；應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、動力機(jī)械；應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械等，它覆蓋了 海陸空三個(gè)領(lǐng)域，任何機(jī)器、任何產(chǎn)品都離不開鑄造行業(yè)，這也是鑄造業(yè)一直昌盛不衰，一片繁榮的主要原因，初

19、步估測，我國目前的鑄件產(chǎn)量為1000多萬噸，從事鑄造領(lǐng)域的人員達(dá)100多萬人，自從2001年我國加入世界貿(mào)易組織以來，正在逐步成為世界制造業(yè)的中心，雖然我國作為鑄造大國，但是對于鑄件的質(zhì)量，工藝出品率，經(jīng)濟(jì)效益來說，與其他國家相比還有著一定的差距，因此，今后我們鑄造發(fā)展鑄造生產(chǎn)的重點(diǎn)不數(shù)量上，而是在質(zhì)量和效益上下功夫，要全面提高鑄造生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，增加高端鑄件產(chǎn)品的比例，最大限度的提高效益，降低資源消耗和環(huán)境污染，完成由鑄造大國向鑄

20、造強(qiáng)國的過度。</p><p><b>　　一 鑄造工藝擬定</b></p><p>　　1.1 液壓閥體鑄件的鑄造工藝性分析</p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為對液壓閥體進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)，鑄件材質(zhì)為QT400。</p><p><b>　　

21、技術(shù)要求：</b></p><p>　　1）鑄造圓角為R2-R8。</p><p>　　2）鑄件不允許有冷隔、裂紋、縮孔和穿透性缺陷及嚴(yán)重的殘缺類缺陷。</p><p>　　3）3.φ18公差為0-0.018，和閥芯配合間隙0.007-0.012。</p><p>　　4）螺紋孔與其結(jié)合端面垂直度允差0.04。</p>

22、<p>　　該零件主要壁厚為12mm，最大壁厚22mm，最小壁厚12mm，整個(gè)鑄件壁厚相對較均勻，零件外輪廓尺寸為132mm×78mm×80mm，由于該零件高度對稱，所以對底部形成熱節(jié)的地方無法安放冒口，故需安放冷鐵在凝固的時(shí)候進(jìn)行激冷，整個(gè)零件不鑄出的地方有直徑為6mm的孔1個(gè)，直徑為2mm的孔一個(gè)，底部尺寸為80×71的平臺上有直徑為8mm的螺紋孔4個(gè)。 二維零件圖和三維零件圖分別見圖2-

23、1和圖2-2。</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p>　　圖2-1 零件二維圖</p><p>　　圖2-2 零件三維圖</p><p>　　1.1.2 鑄造工藝方案的確定</p><p

24、>　　造型、制芯方法的選擇 </p><p>　　在選擇造型、制芯方法時(shí)，優(yōu)先考慮濕型。在考慮濕型時(shí)應(yīng)當(dāng)注意考慮鑄件高度、夾砂缺陷等方面，同時(shí)，造型時(shí)間長或者澆注等待時(shí)間長不適合濕型。在型內(nèi)放置的冷鐵較多時(shí)，也應(yīng)當(dāng)避免用濕型。綜合考慮，本次鑄件選用干型澆注，使用水玻璃CO2自硬砂。</p><p>　　（2）分型面、澆注位置的選擇</p><p><b&

25、gt;　　分型面的選擇</b></p><p>　　根據(jù)分型面的選擇原則此次設(shè)計(jì)共對該零件的分型面考慮了兩種方案</p><p><b>　　方案Ⅰ</b></p><p><b>　　方案Ⅱ </b></p><p>　　在選擇分型面時(shí)，優(yōu)先考慮將分型面放置在鑄件的最大平面上

26、，對比兩種分型面的選擇，在方案一中，砂芯在整個(gè)金屬液中處于懸空狀態(tài)，且不容易固定，而在方案二中，芯子的上下均有支撐點(diǎn)，使芯子在金屬液中固定。因此，選擇方案二的分型面作為該鑄件的分型面。</p><p><b>　　澆注位置的選擇</b></p><p><b>　　方案Ⅰ</b></p><p><b>　　方案

27、Ⅱ</b></p><p>　　比較兩種澆口位置發(fā)現(xiàn)，澆口位置1在砂芯周圍，會對砂芯進(jìn)行長期的烘烤，故暫不考慮。而澆口位置2處于整個(gè)零件的最大壁厚處，金屬液進(jìn)入后不會對砂芯產(chǎn)生長期的沖蝕。因此，澆口位置2比澆口位置1好，優(yōu)先考慮澆口位置2。</p><p><b>　　砂箱中鑄件的數(shù)量</b></p><p>　　由于是批量生產(chǎn)，手

28、工造型且是小件，在設(shè)計(jì)中考慮到工藝出品率的問題，選擇了一箱兩件。</p><p><b>　　1.1.3工藝參數(shù)</b></p><p>　?。?）加工余量及拔模斜度</p><p>　　查鑄《造手冊第五卷 鑄造工藝》可知，加工余量為2mm，由于鑄件的外輪廓大部分為圓柱曲面，且平面不大，因此可不用考慮拔模斜度。</p><p

29、><b>　?。?）鑄出孔與槽</b></p><p>　　查鑄《造手冊第五卷 鑄造工藝》可知，球墨鑄鐵件的最小鑄出孔為8mm。因此，零件中的兩個(gè)小孔可不用鑄出，由后期機(jī)加工方法得出。如圖</p><p><b>　?。?）鑄造收縮率</b></p><p>　　查鑄《造手冊第五卷 鑄造工藝》可知，球墨鑄鐵件的收縮率

30、為0.8%—1.2%，此處取中間值，選擇的收縮率為1%，即1mm，加上加工余量2mm，鑄件應(yīng)當(dāng)放大3mm。</p><p>　　1.1.4冒口設(shè)計(jì)</p><p><b>　　模數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　在零件圖中使用proe軟件對零件進(jìn)行測量，由工具菜單中的分析測量面積功能查得面積，周長，扇形面積</p><p

31、><b>　　故</b></p><p><b>　　圓弧形面積</b></p><p><b>　　扇熱面積</b></p><p><b>　　體積</b></p><p><b>　　鑄件模數(shù)</b></p>

32、<p><b>　　冒口模數(shù)</b></p><p><b>　　確定冒口尺寸</b></p><p>　　根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)形狀，冒口選用明冒口，h=1.5d、得。冒口安放位置處于整個(gè)鑄件最高處，且處于靠近最大壁厚的方向。</p><p><b>　　確定冒口個(gè)數(shù) </b></p>

33、<p>　　設(shè)計(jì)方案為一箱兩件，每個(gè)鑄件一個(gè)冒口，故冒口個(gè)數(shù)為2個(gè)。</p><p><b>　　校核冒口補(bǔ)縮量</b></p><p>　　查資料得 球鐵件收縮率取1%</p><p>　　補(bǔ)縮效率 </p><p>　　故該冒口尺寸設(shè)計(jì)基本合理</p>&l

34、t;p>　?。?）冒口位置的確定</p><p>　　冒口安放位置在鑄件的熱節(jié)處，及鑄件最大壁厚處，該鑄件最大壁厚為，其余部分壁厚在間，因此冒口安放位置為頂部圓形凸臺邊處。</p><p>　　1.1.5澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　澆注位置的確定</b></p><p>　　根據(jù)鑄件的尺寸及形狀，選擇

35、澆注系統(tǒng)的形式為中注式，內(nèi)澆道開設(shè)在鑄件中部的肋板出，從分型面注入，該種設(shè)計(jì)適用于壁厚角均勻、高度不大的各類小鑄件。</p><p>　　澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及尺寸確定</p><p>　　澆注系統(tǒng)為將液態(tài)金屬引入鑄型型腔而在鑄型肋開設(shè)的通道，作用是控制金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時(shí)間，使金屬液平穩(wěn)的進(jìn)入鑄型避免紊流和對鑄型的沖刷，阻止熔渣及其它夾渣物進(jìn)入型腔，澆注時(shí)不卷入氣體，并盡可能使

36、鑄件冷卻時(shí)符合順序凝固的原則。</p><p>　　1）澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及形狀，內(nèi)澆道安放在下砂箱中，直澆道放在上砂箱中，</p><p><b>　　2）尺寸的確定</b></p><p>　　箱體的最大輪廓尺寸為132mm×78mm×80mm，為小型鑄件，主要壁厚在12mm-22m

37、m，在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中采取以下兩種方案</p><p>　　根據(jù)鑄件圖測得單個(gè)鑄件體積為382,查得球鐵件密度為7.8kg/，故單個(gè)鑄件質(zhì)量為2.9kg</p><p><b>　　方案一：一箱兩件</b></p><p>　　每個(gè)鑄件一個(gè)內(nèi)澆道，兩件質(zhì)量為5.8kg，冒口選擇為明冒口，目測加工面所占比例 <50% ,故工藝出品率為65

38、%-75%，選擇為70%</p><p><b>　　所以鑄型中鐵水重量</b></p><p><b>　　澆注時(shí)間的設(shè)定 </b></p><p><b>　　鑄件相對密度 </b></p><p>　　查表可知C=0.9 澆注比速 </p><p&

39、gt;<b>　　故</b></p><p><b>　　型內(nèi)鋼液上升速度</b></p><p>　　根據(jù)表4-12型內(nèi)鐵液上升最小速度可知此結(jié)果符合要求。</p><p><b>　　方案二：一箱四件</b></p><p>　　每個(gè)鑄件一個(gè)內(nèi)澆道，四件質(zhì)量為16.6kg，

40、工藝出品率仍為70%</p><p><b>　　所以鑄型中鐵水重量</b></p><p><b>　　C=0.9</b></p><p>　　因?yàn)殍F液熔點(diǎn)低，易氧化，故充型時(shí)要求快而平穩(wěn)，綜合考慮選擇方案一</p><p><b>　　計(jì)算阻流截面積：</b></p&

41、gt;<p>　　由大批量生產(chǎn)小型球鐵件多采用漏包澆注和開放式澆注系統(tǒng)，由《鑄造技術(shù)應(yīng)用手冊》知澆注系統(tǒng)的橫截面積之比</p><p>　　確定內(nèi)澆道的面積：由于是一箱兩件，故內(nèi)澆道有兩個(gè)</p><p>　　由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》選擇內(nèi)澆道形狀為梯形，查表可知內(nèi)澆道尺寸為</p><p><b>　　確定橫澆道的截面積</b><

42、;/p><p>　　由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》選擇橫澆道形狀也為梯形，查表可知橫澆道尺寸為</p><p><b>　　確定直澆道的截面積</b></p><p>　　直澆道截面形狀為圓形直徑D=23mm</p><p>　　鑄件在水平方向的吃砂量由《鑄造技術(shù)應(yīng)用手冊》查得</p><p><b>

43、　　即內(nèi)澆道長度為40</b></p><p><b>　　在豎直方向的吃砂量</b></p><p><b>　　橫澆道末端長度：</b></p><p>　　直澆道中心到第一個(gè)內(nèi)澆道中心的距離</p><p>　　末端延長段為，取107mm</p><p>&

44、lt;b>　　直澆道的位置和高度</b></p><p>　　直澆道的高一般等于上砂箱高度，但必須驗(yàn)證高度是否足夠，即剩余壓力頭應(yīng)滿足壓力角要求由于上箱鑄件高40，吃砂量為70故選擇上砂箱高度為150，根據(jù)《鑄造技術(shù)應(yīng)用手冊》，當(dāng)時(shí)，鑄件主要壁厚在取參照最大壓力角</p><p>　　<故上砂箱高150滿足條件</p><p><b&g

45、t;　　直澆道高</b></p><p><b>　　直澆道上端直徑</b></p><p><b>　　澆口杯的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　選擇澆口杯形狀為普通漏斗形，各尺寸為 </p><p>　　內(nèi)澆道、橫澆道、直澆道、澆口杯尺寸見圖2-3</p>&l

46、t;p>　　內(nèi)澆道 橫澆道</p><p>　　直澆道 澆口杯</p><p>　　圖2-3 澆注系統(tǒng)各個(gè)截面尺寸</p><p><b>　　1.1.6冷鐵設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　冷鐵的

47、作用</b></p><p>　　為增加鑄件局部冷卻速度，在型腔內(nèi)部及工作表面安放的急冷塊稱為冷鐵。其作用為</p><p>　　1）在冒口難于補(bǔ)縮部位防止縮孔、縮松。</p><p>　　2）防止壁厚交叉部位及急劇變化部位產(chǎn)生裂紋。</p><p>　　3）與冒口配合使用，能加強(qiáng)鑄件的順序凝固條件，擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮距離，減少冒口數(shù)目

48、或體積。</p><p>　　4）用冷鐵加速個(gè)別熱節(jié)的冷卻，使整個(gè)鑄件接近于同時(shí)凝固，即可防止或減輕鑄件變形，又可提高工藝出品率。</p><p>　　5）改善鑄件局部的金相組織和力學(xué)性能，如細(xì)化基體組織，提高鑄件表面硬度和耐磨性。</p><p>　　6）減輕或防止厚壁鑄件中的偏析。</p><p><b>　　冷鐵尺寸的確定&l

49、t;/b></p><p>　　查《鑄造工藝設(shè)計(jì)》，在生產(chǎn)實(shí)踐中，通常取冷鐵厚度當(dāng)冷鐵的厚度等于被激冷鑄件厚度時(shí)，對于消除澆注溫度偶然高于的影響是有利的。</p><p>　　冷鐵：對底部凸臺設(shè)置冷鐵，查《鑄造技術(shù)應(yīng)用手冊》，冷鐵形狀為方形，厚度 取0.5T 其中T為鑄件熱節(jié)圓直徑，T=52mm，故；</p><p><b>　　1.1.7砂芯設(shè)計(jì)&

50、lt;/b></p><p><b>　?。?）制芯方法</b></p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)需要，選擇機(jī)器制芯中的冷芯盒制芯，其優(yōu)點(diǎn)為芯盒無需加熱，節(jié)約能源;砂芯尺寸精確，穩(wěn)定；固化速度快，生產(chǎn)效率高；塑料、木材都可制造芯盒，節(jié)約工裝鑄造費(fèi)用；芯砂可使用時(shí)間長，砂芯可存放時(shí)間長等。</p><p>　?。?）芯頭尺寸和間隙</p&

51、gt;<p>　　根據(jù)分型面的選擇，芯頭設(shè)計(jì)時(shí)采用水平芯頭，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查得直徑為43的圓柱芯頭長，取，與芯座間隙為1，芯頭斜度 、 、；直徑為20的圓柱芯頭長，取，與芯座間隙為1，芯頭斜度，，，。整個(gè)鑄件只有一個(gè)砂芯，定位時(shí)由兩側(cè)芯頭橫于砂型上，為防止砂芯旋轉(zhuǎn)在芯子一端設(shè)置一防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1.2 模擬分析</b></p><

52、p>　　1.2.1 分析系統(tǒng)</p><p>　　三維零件圖在proe中分別保存為stl格式采用華鑄CAE進(jìn)行模擬，第一次模擬結(jié)果如圖2-4所示</p><p>　　圖 2-4 第一次華鑄CAE模擬結(jié)果</p><p>　　對第一次模擬結(jié)果進(jìn)行分析，距離澆注入口較遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)了大量的縮孔，冒口根部也有縮松，因此，需對工藝進(jìn)行改善，其過程為對暗冒口增設(shè)一個(gè)冒口

53、套，使冒口最后凝固，以便金屬液補(bǔ)充鑄型型腔，以防止出現(xiàn)縮孔、縮松。 對縮松出現(xiàn)較多區(qū)域下方設(shè)置冷鐵，將冷鐵設(shè)于鑄件底部進(jìn)行第二次模擬，其結(jié)果如圖2-5所示</p><p>　　圖2-5 第二次華鑄CAE模擬結(jié)果</p><p>　　由上圖可知，經(jīng)過加冒口設(shè)置冷鐵等改進(jìn)后，縮孔、縮松明顯減少，但此改進(jìn)未考慮到補(bǔ)縮通道的問題，導(dǎo)致縮孔、縮松得不到解決，需再次對模擬方案進(jìn)行改進(jìn)，這次的改進(jìn)方案

54、需對補(bǔ)縮通道進(jìn)行考慮，最后模擬結(jié)果如圖2-5所示</p><p>　　圖2-5 最終的華鑄CAE模擬結(jié)果</p><p>　　二 鑄造工藝圖與鑄件圖</p><p><b>　　2.1工藝圖</b></p><p><b>　　2.2 鑄件圖</b></p><p>&l

55、t;b>　　三 選用造型設(shè)備</b></p><p><b>　　3.1 造型機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)《鑄造設(shè)備選用手冊》，鑄件重量在時(shí)，砂箱尺寸在范圍內(nèi)造型機(jī)選用Z14系列震壓造型機(jī)，因鑄件重量為8.3kg，因此選用Z147D型號造型機(jī)。</p><p><b>　　四 工藝裝備設(shè)計(jì)</b&g

56、t;</p><p><b>　　4. 1芯盒</b></p><p>　　4.1.1芯盒材料的選擇</p><p>　　查《鑄造手冊 第5卷 鑄造工藝》芯盒材料選擇鋁合金芯盒</p><p>　　4.1.2芯盒內(nèi)腔尺寸的計(jì)算</p><p><b>　　根據(jù)公式</b>&l

57、t;/p><p>　　零件材料為鋁合金，收縮率可按1.2%計(jì)算</p><p><b>　　砂芯長度 </b></p><p><b>　　砂芯直徑 </b></p><p><b>　　砂芯直徑 </b></p><p><b>　　砂芯直徑 &

58、lt;/b></p><p>　　兩側(cè)芯頭長度各為20mm和30mm</p><p>　　4.1.3芯盒及零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　芯盒壁厚</b></p><p>　　芯盒平均輪廓尺寸，故芯盒壁厚在6-8mm選取，取8mm，芯盒外壁斜率與芯盒內(nèi)腔起模斜度一致，為</p><

59、p><b>　　芯盒加強(qiáng)筋</b></p><p>　　加強(qiáng)肋高度，厚度，斜度在間選取，取</p><p>　　（3）芯盒的凸緣及耐磨護(hù)板</p><p>　　為提高芯盒的強(qiáng)度和剛度，便于合盒、刮砂和起芯等操作。在芯盒的填砂面和分合面處應(yīng)設(shè)置加寬加厚的凸緣，為防止鋁合金芯盒凸緣的磨損，應(yīng)在凸緣上加耐磨護(hù)板，護(hù)板常用材質(zhì)鋼制造，厚度，用沉頭

60、螺釘固定在芯盒上。由于芯盒壁厚為8mm，故各參數(shù)尺寸為螺釘。耐磨護(hù)板如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1耐磨護(hù)板示意圖 圖4-2芯盒定位裝置示意圖</p><p>　?。?）芯盒的定位裝置</p><p>　　對于對開分盒面，必須設(shè)置定位裝置，常用的芯盒定位裝置是定位銷和定位銷套，如圖5-2所示。</p><p>　　

61、（5）芯盒的夾緊裝置</p><p>　　在手工制芯中，芯盒的加緊裝置我們常采用蝶形螺母,查得各尺寸參數(shù)為 活節(jié)螺柱蝶形螺母墊片圓柱銷沉頭螺釘如圖5-3所示</p><p><b>　　芯盒手柄</b></p><p>　　為便于芯盒的搬運(yùn)、翻轉(zhuǎn)、提取、起芯，小型芯盒必須設(shè)置手柄，其形狀和各尺寸參數(shù)如圖4-4所示</p><

62、p>　　圖4-4 芯盒手柄示意圖</p><p>　　4.1.4 芯盒零件圖</p><p><b>　　4.2模樣設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1模樣材料的選擇</p><p>　　根據(jù)《鑄造手冊 第5卷 鑄造工藝第2版》模樣的分類機(jī)應(yīng)用范圍選擇鋁合 金模樣，縮尺取1.8%。</p>

63、<p>　　4.2.2模樣尺寸的計(jì)算</p><p><b>　　長：</b></p><p><b>　　寬：</b></p><p><b>　　高： </b></p><p>　　模樣在模地底板上定位常采用定位銷定位，以防止模樣因螺釘松動而錯位，<

64、/p><p>　　因，故各參數(shù)尺寸選擇為</p><p>　　因?qū)蜾N的頂端應(yīng)高出模樣，并且的數(shù)值尾數(shù)應(yīng)為0或5，應(yīng)模樣高，所以取，查《機(jī)械制圖》螺母的選擇，選用六角螺母——C級，則M16的螺紋對應(yīng)的螺母參數(shù)為</p><p><b>　　4.2.3模樣壁厚</b></p><p>　　模樣平均輪廓尺寸，根據(jù)《鑄造手冊 第5

65、卷 鑄造工藝學(xué)》，除了小模樣（小于或高度低于30mm）以外，都應(yīng)做成空心結(jié)構(gòu)，平均輪廓尺寸大于150mm的模樣，內(nèi)部應(yīng)設(shè)加強(qiáng)肋，壁厚8mm，加強(qiáng)肋厚度肋距 取200mm。</p><p><b>　　4.2.4模樣圖</b></p><p><b>　　4.3模板設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1模底板的材料&l

66、t;/p><p>　　模板采用鑄鐵裝配式模板，材料為HT150</p><p>　　4.3.2確定模底板的尺寸</p><p>　　根據(jù)鑄件的尺寸大小及最小吃砂量，確定砂箱的內(nèi)框尺寸為</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)方案為一箱兩件及最小吃砂量，可確定砂箱尺寸</p><p><b>　　長：</b>&l

67、t;/p><p><b>　　寬：</b></p><p><b>　　高：</b></p><p>　　由于設(shè)計(jì)砂箱長、寬為50或100mm的倍數(shù)，高位20或50mm的倍數(shù)，又根據(jù)《鑄造設(shè)備選用手冊》，鑄件重量在5~10kg時(shí)，砂箱尺寸在＜400范圍內(nèi)，造型機(jī)選用Z14系列震壓造型機(jī)，因鑄件重量為8.3kg，故選用Z147D

68、型號造型機(jī)，因此，砂箱尺寸為，即 </p><p><b>　?。?）模底板的高度</b></p><p>　　由《鑄造設(shè)備選用手冊》知 取H=100mm</p><p>　?。?）模底板的厚度和加強(qiáng)筋</p><p>　　根據(jù)《鑄造手冊 第5卷 鑄造工藝》查得 </p><p>&l

69、t;b>　　取 </b></p><p>　　4.3.3加強(qiáng)肋的設(shè)置</p><p>　　加強(qiáng)肋的設(shè)置為矩形正交。</p><p>　　4.3.4模底板與砂箱的定位裝置</p><p>　　模底板在砂箱上的定位用定位銷和定位銷套，其形狀和尺寸參數(shù)如圖5.7所示.</p><p>　　圖4-5定位銷

70、結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.3.5模底板吊軸</p><p>　　選擇整鑄式吊軸，吊軸與定位銷耳分開鑄，因?yàn)閮设T件重39.6kg，加上模板重量，因此選用吊軸上允許負(fù)荷為5KN,各參數(shù)尺寸分別為 L取50mm</p><p>　　4.3.6模板零件圖</p><p>　　4.3.7模板裝配圖</p>

71、<p><b>　　4.4合箱圖</b></p><p><b>　　五 總結(jié)與體會</b></p><p>　　該鑄件采用半封閉的中注式澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)中，內(nèi)澆道、橫澆道、直澆道的橫截面面積比為4：8：3，采用一箱兩件，工藝出品率初步估計(jì)約為70%。同時(shí)設(shè)計(jì)了冒口進(jìn)行補(bǔ)縮，設(shè)計(jì)了冷鐵使其急冷，從而產(chǎn)生順序凝固，使鑄件整體質(zhì)量提

72、高。造型方法采用的是機(jī)器造型，造型材料是樹脂砂。具體方案確定好后，利用proe軟件對零件、砂芯及澆注系統(tǒng)等進(jìn)行了三維造型，并轉(zhuǎn)換為stl格式文件，導(dǎo)入模擬軟件華鑄CAE進(jìn)行模擬分析。根據(jù)模擬結(jié)果修改冒口位置，采用壓邊冒口，以此來對鑄件內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)縮。同時(shí)在零件最下面設(shè)置一個(gè)大冷鐵，防止產(chǎn)生縮孔等缺陷。</p><p>　　我在本次液壓閥體鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)的了解了鑄造工藝與工裝設(shè)計(jì)的基本步驟與思想，掌握

73、了鑄造工藝參數(shù)的選取、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則以及冒口的計(jì)算與設(shè)計(jì)；利用華鑄CAE系統(tǒng)對鑄造工藝的模擬，了解了其基本操作，掌握了對分析數(shù)據(jù)的后置處理。通過數(shù)值模擬，加強(qiáng)了對球鐵件順序凝固的重要性理解以及通過設(shè)置冷鐵來控制凝固順序的基本方法。設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)一步熟悉了AUTO CAD、PRO ENGINEER等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的操作運(yùn)用。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)課堂的最后一堂課，是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的最

74、終檢閱，同時(shí)也是我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)生涯中最大的挑戰(zhàn)。在這幾個(gè)月里，認(rèn)識了自己的很多優(yōu)點(diǎn)和不足之處。這幾月的時(shí)間里，讓我真正明白了，有些東西看似簡單，當(dāng)我們真正沉下心去研究，我們會發(fā)現(xiàn)很多我們曾經(jīng)只是浮在表面。馬上就要參加工作了，我們必須拋棄眼高手低毛病，踏踏實(shí)實(shí)干好自己的工作。</p><p><b>　　六 致謝詞</b></p><p>　　經(jīng)過三個(gè)多月的努力，畢

75、業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，四年的大學(xué)生活亦將結(jié)束。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對自己大學(xué)期間學(xué)習(xí)成效的一次綜合檢測。本論文的順利完成，離不開老師和同學(xué)們的幫助，尤其是**老師對我的指導(dǎo)。*老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，淵博的學(xué)識，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)令我欽佩不已。此間我多次遇到一些棘手問題，大多數(shù)也都是在劉老師的悉心指導(dǎo)下才得以解決的。</p><p>　　在此向*老師和所有其他所有關(guān)心指導(dǎo)過我的老師及同學(xué)表示衷心的感謝！</p>

76、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會.鑄造手冊，第5卷. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.1</p><p>　　[2] 李傳栻，李魁盛.鑄造技術(shù)應(yīng)用手冊，第4卷．北京：中國電力出版社，2011.2</p><p>　　[3] 董選普，李繼強(qiáng). 鑄造工藝學(xué)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2

77、009.8</p><p>　　[4] 李弘英. 鑄造工藝設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.2</p><p>　　[5] 中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造專業(yè)分會.鑄造手冊第5卷.鑄造工藝.機(jī)械工業(yè)出版社.1994.10</p><p>　　[6] 鑄造設(shè)備選用手冊編委會.鑄造設(shè)備選用手冊第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000.12</p><p>

78、;　　[7] 陸文華，李隆盛，黃良余.鑄造合金及其熔煉.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.8</p><p>　　[8] 汪勇，張玲玲.機(jī)械制圖.西南交通大學(xué)出版社.2011.8</p><p>　　[9] 王文清，李魁盛.鑄造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.1998.10</p><p>　　[10] 石德全，康福偉.造型材料.北京大學(xué)出版社.2009.9</p>