法蘭盤(pán)的鑄造工藝設(shè)計(jì)

法蘭盤(pán)的鑄造工藝設(shè)計(jì),法蘭盤(pán),鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目法蘭盤(pán)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(shū)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.11.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀.11.4 本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題.22 2 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝性分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝性分析.32.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).32.2 化學(xué)成分及質(zhì)量要求.42.2.1 化學(xué)成分.42.2.2 質(zhì)量要求.42.3 零件結(jié)構(gòu)及工藝性分析.43 鑄造工藝方案的確定鑄造工藝方案的確定.53.1 澆注位置的確定.53.2 分型面的選擇.53.3 造型及造芯方法.64 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù).84.1 鑄件尺寸公差.84.2 鑄件質(zhì)量公差.84.3 機(jī)械加工余量.94.4 鑄造收縮率.104.5 起模斜度.105 砂芯的設(shè)計(jì)砂芯的設(shè)計(jì).115.1 砂芯的形狀.115.2 芯頭的設(shè)計(jì).116 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).136.1 澆注系統(tǒng)的選擇.136.2 各交道口截面積計(jì)算.146.3 各交道口大小.156.3.1 直澆道大小.15鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)II6.3.2 橫澆道大小.166.3.3 內(nèi)澆道大小.166.3.4 冒口設(shè)計(jì).177 工藝裝備工藝裝備.197.1 模樣及模板.197.2 芯盒.207.3 砂箱.218 結(jié)結(jié) 論論.23致致 謝謝.24參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).25鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11 1 前前 言言1.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的鑄件在鑄造之前，首先需要進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)，使鑄件整個(gè)工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)科學(xué)操作，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的鑄件。鑄造工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定工工藝方案和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖、合箱圖等。最終用于指導(dǎo)鑄件生產(chǎn)操作。1.1.2 本設(shè)計(jì)的意義本設(shè)計(jì)通過(guò)法蘭盤(pán)零件圖可知零件的技術(shù)要求、材料組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件、生產(chǎn)批量以及性能要求。對(duì)零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性進(jìn)行分析，找出可能存在的結(jié)構(gòu)問(wèn)題并提出改進(jìn)措施或預(yù)防缺陷的措施，選擇鑄造和造型方法，提出多種澆注和分型方案，綜合對(duì)比分析，選擇最為理想的澆注位置及分型面。選用適宜的工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)鑄件的補(bǔ)縮系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)并繪制出鑄造工藝圖。根據(jù)鑄造工藝設(shè)計(jì)模板和芯盒等鑄造工藝裝備，繪制出鑄造工藝圖，最終根據(jù)鑄造工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)出合格的鑄件。1.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求(1)鑄件材質(zhì)為 QT450。(2)化學(xué)成分：符合 GB/T 1173-1995 規(guī)定。(3)鑄件尺寸公差等級(jí)符合 GB/T 6414-1999 CT10 要求。1.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀鑄造技術(shù)目前已經(jīng)有著較為成熟的生產(chǎn)工藝，能夠進(jìn)行大中型、小型的各類復(fù)雜件的大量生產(chǎn)和單件生產(chǎn)，且能滿足各類生產(chǎn)生活的需求。鑄造成型工藝種類繁多有金屬鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2型鑄造、陶瓷鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、消失模鑄造、砂型鑄造等。1.4 本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題本次設(shè)計(jì)中仍存在著眾多的問(wèn)題，如鑄件的分型面的選取問(wèn)題，砂芯的設(shè)計(jì)問(wèn)題，澆注溫度的確定等等。對(duì)于零件分型面的選取要堅(jiān)持以下原則：（1）盡量使鑄件全部或大部分處于同一部分；（2）分型面數(shù)目盡可能的少；（3）盡量選擇平面作為分型面；（4）避免砂箱過(guò)高；（5）便于下芯、合箱和合型，解決鑄件的精度，起模，合箱問(wèn)題。而對(duì)于砂芯的設(shè)計(jì)則需堅(jiān)持以下原則：（1）砂芯優(yōu)惠足夠的強(qiáng)度和剛度；（2）有良好的排氣性、退讓性；（3）收縮阻力小；（4）此外，潰散性好、易出砂。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝性分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1) 零件名稱：法蘭盤(pán)(2) 材料：QT450(3) 零件尺寸：260mm200mm90mm(4) 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)(5) 鑄件重量：10.27kg零件圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 零件圖鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4法蘭盤(pán)屬于小型鑄件，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。由于鑄件的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，所以在鑄造的過(guò)程中很容易出現(xiàn)夾砂、氣孔等缺陷，因此在確定鑄造工藝的時(shí)候，該鑄件所選用的材料為 QT450，鑄鐵材料在液態(tài)成型鑄件的尺寸大小方面限制比較大，其壁厚可由 2mm 到3mm 左右。2.2 化學(xué)成分及質(zhì)量要求2.2.1 化學(xué)成分表 2-1 QT450 化學(xué)成分化學(xué)元素CSiMnPSMgCE質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.7%4.0%2.15%2.95%0.46%0.66%0.16%0.16%0.027%0.05%4.34.62.2.2 質(zhì)量要求鑄件不允許存在裂紋。鑄件液態(tài)成型不允許存在氣孔、砂眼、縮松、縮孔等缺陷。2.3 零件結(jié)構(gòu)及工藝性分析通過(guò)所給零件圖可知法蘭盤(pán)的外輪廓尺寸為 260mm200mm90mm，其左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱，上下結(jié)構(gòu)和前后結(jié)構(gòu)也比較對(duì)稱，法蘭盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，壁厚均勻，主要壁厚為 13mm，最大壁厚處是 30mm，最大孔徑為 84mm，最小孔徑為 6mm。因?yàn)榉ㄌm盤(pán)鑄件為球墨鑄鐵，且小批量生產(chǎn)，根據(jù)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，如表 2-2 所示，鑄鐵件最小鑄出孔徑為 3050mm，所以鑄件 6mm 與 24mm 孔不鑄出，由后續(xù)加工得到。表 2-2 鑄件最小鑄出孔尺寸生產(chǎn)批量最小鑄出孔徑鑄鐵件鑄鋼件大批量生產(chǎn)15303050單件小批量305050鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)53 鑄造工藝方案的確定3.1 澆注位置的確定零件澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特性、鑄造方法和鑄造生產(chǎn)車間的條件決定。由于法蘭盤(pán)是小型鑄鐵件，質(zhì)量較輕。設(shè)置澆注位置時(shí)盡量使金屬液同時(shí)凝固，而且澆注位置要設(shè)置到零件的加工面上，易于清理，保證鑄件的表面質(zhì)量與美觀。選定的澆注位置方案如圖 3-1 所示：圖 3-1 澆注位置澆注位置根據(jù)以上要求分析，鑄件整體位于下箱，能有效防止鑄件產(chǎn)生錯(cuò)模、鑄件表面產(chǎn)出砂眼氣孔等缺陷。且澆注位置位于鑄件加工面，便于清理。3.2 分型面的選擇分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。充分分析零件的結(jié)構(gòu)從而選擇出最佳的分型面，可以極大的簡(jiǎn)化鑄造工藝、節(jié)約勞動(dòng)成本，增強(qiáng)生產(chǎn)的效率，在提升鑄件質(zhì)量方面起到關(guān)鍵作用。選擇分型面需要符合以下要求：(1)盡可能使鑄件全部或大部置于同一箱內(nèi)，以減少錯(cuò)型帶來(lái)的尺寸偏差保證鑄件尺寸精度，便于造型和合型操作。(2)在合理的情況下，盡可能的的降低分型面的數(shù)目，最好只有一個(gè)分型面， ，可以方便造型、合型等工藝。(3)分型面的選擇一般情況下應(yīng)該選擇平面，分型面選擇平面可以極大地簡(jiǎn)化造型總鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6作以及模底板的制作，可以確保鑄件的精度。鑄件結(jié)構(gòu)特殊的情況下，為了方便工藝設(shè)計(jì)可以選擇曲面。(4)應(yīng)盡量把鑄件加工定位面和主要加工面放在同一箱內(nèi)，減少加工定位尺寸的偏差。(5)盡可能使鑄件澆筑后的清理工作能夠方便容易。根據(jù)法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定了以下兩種分型面分型方法。如圖 3-1，圖 3-2 所示：圖 3-2 分型面確定方案一 圖 3-3 分型面確定方案二方案一：如圖 3-2 所示，分型面選在中心孔處，分型面沒(méi)有選在鑄件最大平面處，容易造成鑄件錯(cuò)模，而且鑄件上箱壁厚較薄，不利于金屬液充型。方案二：如圖 3-3 所示，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）分型面位于同一個(gè)平面且在鑄件最大斷面處，造型時(shí)相比階梯面更加的簡(jiǎn)單方便；（2）在同一平面可以方便起模，保證鑄件質(zhì)量。綜合上述二種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較，可以確定分型面依據(jù)上述方案二。3.3 造型及造芯方法因?yàn)榉ㄌm盤(pán)是一小型鑄鐵件，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，小批量生產(chǎn)，所以采用機(jī)器造型的方法。機(jī)器造型有以下優(yōu)點(diǎn)，鑄件的尺寸精度相對(duì)較高，其加工表面光潔，而且生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以節(jié)約生產(chǎn)成本。本次鑄件工藝設(shè)計(jì)采用樹(shù)脂砂型鑄造。型砂和芯砂均采用樹(shù)脂砂砂制作，砂芯制作采用熱芯盒法生產(chǎn)砂芯，以保證制作出的砂芯確保其精度符合標(biāo)準(zhǔn)。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7樹(shù)脂砂混制工藝：1、原材料要求：原砂一般采用硅砂，粒度 40/150；SiO2含量90；含泥量0.20.3；含水量0.10.2；微粉量0.51；耗酸值5；灼減度40630.30.40.50.71631000.50.711.421001600.81.11.52.2316025011.422.842504001.31.42.53.55根據(jù)上表確定確定各加工面的加工余量數(shù)值為：頂面：加工余量等級(jí) G，加工余量數(shù)值 3.5+8/2=7.5mm；側(cè)面：加工余量等級(jí) F，加工余量數(shù)值 1.5+8/2=5.5mm；內(nèi)孔：加工余量等級(jí) G，加工余量數(shù)值 1.4+8/4=3.4mm。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)104.4 鑄造收縮率為了保證鑄件尺寸精度，需要通過(guò)對(duì)鑄件的結(jié)構(gòu)分析來(lái)選擇適合鑄件的收縮率。金屬液在凝固之后的冷卻過(guò)程中的收縮介于“自由收縮”和“受阻收縮” ，所以選擇 QT450的收縮率為 1.0%。4.5 起模斜度鑄件成型后，為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定的出模斜度。本次設(shè)計(jì)型板采用木模樣，樹(shù)脂自硬砂造型，起模斜度。根據(jù)查表 4-6，選擇起模斜度為1.8。表 4-6 自硬砂造型模樣外表面的起模斜度測(cè)量面高度起模斜度金屬、塑料模樣木模樣10401.41.6401001.61.81001601.82.0鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)115 砂芯的設(shè)計(jì)5.1 砂芯的形狀在對(duì)砂芯設(shè)計(jì)時(shí)需要符合下面幾個(gè)原則：(1)盡量減少砂芯的數(shù)量；(2)復(fù)雜的砂芯分塊設(shè)計(jì)；(3)設(shè)計(jì)砂芯時(shí)要根據(jù)鑄件型腔選擇合適的形狀，鑄型時(shí)方便填砂、排氣、安置芯骨等措施。(4)砂芯的分盒面應(yīng)盡量與砂型的分型面一致；(5)便于下芯和合型；(6)多個(gè)砂芯相連需要有良好的固定。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的零件法蘭盤(pán)，采用樹(shù)脂自硬砂制芯，涉及不到砂芯的烘干。砂芯可以幫助鑄件成型、確保鑄件精度的關(guān)鍵因素。分析鑄件的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵撹T件為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，需要做一個(gè)砂芯，其形狀如圖 5-1 所示。圖 5.1 砂芯圖5.2 芯頭的設(shè)計(jì)芯頭是伸出鑄件型腔以外的砂芯一部分，它可以起到定位砂芯的作用。根據(jù)法蘭盤(pán)的型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置一個(gè)垂直芯頭。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12圖 5.2 垂直芯頭示意圖垂直芯頭：根據(jù)查表 5-1，因?yàn)?L=90mm，D=84mm，取間隙 S=0.5，H=30mm。表 5-1 垂直型芯頭的高度和芯頭與芯座的配合間隙D 或2BA406363100100160L砂型類別SHSHSH濕砂型0.30.30.5干砂型0.50.51100自硬砂型0.525300.5253012530垂直芯頭斜度：根據(jù)查表 5-2，取上部芯頭斜度 14mm，下部芯頭斜度 11mm。表 5-2 垂直型芯頭的斜度型芯頭高度406363100100型芯頭位置型芯頭斜度上部芯頭7111413下部芯頭581117鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)136 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是砂型中引導(dǎo)金屬液進(jìn)入型腔的通道。合理的澆注系統(tǒng)是成功的澆注工藝的前提。澆注系統(tǒng)根據(jù)其內(nèi)澆口的設(shè)置位置，又可以分為頂注式澆注系統(tǒng)、 底注式澆注系統(tǒng)、中間注入式澆注系統(tǒng)和階梯式澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)的引入位置影響到澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型的確定，同時(shí)對(duì)液態(tài)金屬充型方式、鑄型溫度分布鑄件質(zhì)量影響很大。合理的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)條件，選擇澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型、確定引入位置、計(jì)算斷面尺寸等。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：（1）引導(dǎo)金屬液平穩(wěn)、連續(xù)地充滿型腔，避免由于湍流過(guò)度強(qiáng)烈而造成夾卷空氣、產(chǎn)生金屬氧化物夾雜和沖刷分流塞。（2）充型過(guò)程中流動(dòng)的方向和速度可以控制，保證對(duì)鋼軌截面的沖刷均勻、砂型輪廓清晰、完整。（3）在合適的時(shí)間內(nèi)充滿型腔，避免形成夾砂、冷隔、皺皮等缺陷。（4）調(diào)節(jié)鑄型內(nèi)的溫度分布，有利于強(qiáng)化鑄件補(bǔ)縮、防止鑄件變形、裂紋等缺陷。（5）具有擋渣、溢渣能力，凈化金屬液。（6）澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、可靠，減少金屬液消耗。6.1 澆注系統(tǒng)的選擇澆注系統(tǒng)有不同的分類方式：按阻元截面積分類，可分為封閉式澆注系統(tǒng)、開(kāi)放式澆注系統(tǒng)、半封閉半開(kāi)放式澆注系統(tǒng)；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的位置，可以將澆注系統(tǒng)分成頂注式、中注式、底注式和階梯注入式。法蘭盤(pán)采用頂注式澆注。由于法蘭盤(pán)是球墨鑄鐵件，鐵液經(jīng)球化、孕育處理后，溫度下降很多，實(shí)際流動(dòng)性比灰鐵低，要求澆注迅速，所以球墨鑄鐵件的澆注系統(tǒng)截面積往往比灰鐵的大 30%100%。球墨鑄鐵易氧化，容易產(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)通暢又具有撇渣能力。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14球墨鑄鐵液態(tài)收縮大，且具有糊狀凝固的特性，在鑄件上形成縮孔的傾向性大，故多按照定向凝固的原則設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。當(dāng)內(nèi)澆道通過(guò)冒口澆入時(shí)，可用封閉式澆注系統(tǒng)，既有利于擋渣，充型較快也平穩(wěn)。綜合上面幾點(diǎn)的分析可以確定法蘭盤(pán)應(yīng)該采用封閉式頂注式澆注系統(tǒng)。6.2 各交道口截面積計(jì)算鑄件重量：10.27kg，每箱四件，總重量為 41.1kg。依據(jù)表 6.1，鑄鐵件工藝出品率參照成批量生產(chǎn)，工藝出品率取 70%，確定澆注過(guò)程中的總體金屬液重量，則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為 41.1/80%=58.7kg。表 6.1 鑄鐵件工藝出品率（%）鑄件重量/Kg大量流水生產(chǎn)成批量生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)100085908090對(duì)于重量小于 450kg 的形狀復(fù)雜的薄壁鑄鐵件，其澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 （6-1）t = SGL式中：t 澆注時(shí)間（s） ；GL 型內(nèi)金屬液總重量，包含澆冒口系統(tǒng)重量（Kg） ；S系數(shù)，取決于逐漸壁厚，可由表 6.2 系數(shù) S 和鑄件壁厚的關(guān)系查出。表 6.2 系數(shù) S 和鑄件壁厚關(guān)系鑄件壁厚 mm2.53.53.588.015系數(shù) S1.631.852.2法蘭盤(pán)鑄件壁厚適當(dāng)取大值計(jì)算。澆注時(shí)間： sGStL8 .167 .582 . 2鑄件高 90mm，鑄件上砂箱高 150mm，初步澆口杯高度尺寸，暫定澆口杯高度為54mm，減少上砂箱用砂量，設(shè)計(jì)為外置澆口杯，置于上砂箱之上。 本次設(shè)計(jì)采用頂部澆注形式，則計(jì)算靜壓頭高度按公式計(jì)算：HP=H0 （6-2）鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15式中：H0 阻流截面以上的金屬壓力頭； C 鑄件（型腔）總高度； P 阻流以上的型腔高度。HP=H0=150mm采用封閉式澆注系統(tǒng)根據(jù)鑄造手冊(cè)選取則依據(jù)截面比的關(guān)系 A內(nèi)：A橫：A直=1:1.2:1.5。內(nèi)澆道采用截面比設(shè)計(jì)法，則內(nèi)澆道計(jì)算公式(6-3)為 （6-3）其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道 4 個(gè)部分的四單元澆注系統(tǒng)，則有： （6-4）cmHkkkhpp19. 7155 . 12 . 115 . 11222222122 （6-5）266. 31598028 .165 . 02 . 75870002cmghtGApL內(nèi)本次設(shè)計(jì)選取內(nèi)澆口面積為 4.0cm2為本次設(shè)計(jì)的內(nèi)澆口總斷面面積，一箱 4 件，每件設(shè)計(jì) 1 個(gè)內(nèi)澆口，設(shè)計(jì)為 4 個(gè)內(nèi)澆口，則每個(gè)內(nèi)澆口面積為 1.0cm2，則內(nèi)澆道總斷面面積為 4.0cm2。橫澆道截面積 4.8cm2，直澆道截面積 6.3cm2。6.3 各交道口大小6.3.1 直澆道大小本次設(shè)計(jì)選取圓錐形直澆道，因?yàn)閳A錐形直澆道模制造容易、造型方便，所以適用于中、小型鑄件。表 6-1 常用球墨鑄鐵個(gè)組元截面積編號(hào)內(nèi)澆道編號(hào)橫澆道編號(hào)直澆道abcF內(nèi)abcF內(nèi)DF內(nèi)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)161181661.011812203.01203.12232171.521914223.62234.23252381.9232315254.83275.74282692.442418265.44296.353028102.953022328.45359.863835113.8634234011.464113.3查表（6-1） ，D=29mm 如圖 6.2 所示。圖 6.1 直澆道截面6.3.2 橫澆道大小根據(jù)鑄造手冊(cè)表（6-1） ，a=23mm，b=15mm，h=25mm。如圖 6.2 所示。圖 6.2 橫澆道截面6.3.3 內(nèi)澆道大小根據(jù)鑄造手冊(cè)表（6-1） ，a=18mm，b=16mm，h=6mm。如圖 6.3 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17圖 6.3 內(nèi)澆道截面6.3.4 冒口設(shè)計(jì)球墨鑄鐵生產(chǎn)中以暗冒口應(yīng)用最廣，而且一般設(shè)計(jì)成澆道通過(guò)冒口進(jìn)入鑄件的澆冒口系統(tǒng)。通過(guò)熱圓節(jié)法計(jì)算冒口直徑，通過(guò)測(cè)量得到熱節(jié)處直徑為 30mm，圖 6.4 鑄件熱節(jié)代入下列公式得：mmDSmmDRmmDhmmDmmmmmmDHmmTDRRRRRRR5 .22)4/3(18)7 . 05 . 0(12)5 . 04 . 0(220.35)(0.3L30T2 . 18 . 0S27T9 . 08 . 0A100)5 . 12 . 1 (69)5 . 32 . 1 (1）（）（根據(jù)鑄件模數(shù)計(jì)算公式： （公式 6-6）AVM 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18式中：M 表示鑄件模數(shù)；V 表示鑄件體積；A 表示鑄件散熱面積。通過(guò)三維軟件可以得出，鑄件體積 1427.07cm3，鑄件散熱面積 1504.58cm2。將數(shù)據(jù)代入式中得到鑄件模數(shù)為 0.95cm。根據(jù)公式 （公式 6-7）BMDm6 . 4計(jì)算冒口直徑，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 Dm=6.87cm。與熱圓節(jié)法所得冒口直徑接近，故冒口設(shè)計(jì)合理。由以上所述，故得到該零件所采用的是封閉式-頂注式澆注系統(tǒng)，由于零件中小型鑄件且屬于小批生產(chǎn)，所以采用一箱 4 件。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)197 工藝裝備7.1 模樣及模板模樣的材質(zhì)有多種。木模樣適用于單件、小批量或成批生產(chǎn)的模樣，特點(diǎn)是重量輕、易加工，但強(qiáng)度低、尺寸精度低；鑄鐵模樣適用于大中型且大量生產(chǎn)的模樣，其特點(diǎn)是加工后強(qiáng)度及硬度高、耐用且價(jià)廉；塑料模樣適用于成批及大量 生產(chǎn)鑄件，特別適合于形狀復(fù)雜難以加工的模樣，特點(diǎn)是重量輕、制造工藝簡(jiǎn)單，但較脆且不能受熱。本鑄件屬于用機(jī)器造型的方法進(jìn)行小件大批量生產(chǎn)，所以本鑄件選擇木模制作模樣，上、下模板如圖 7-1，圖 7-2 所示：圖 7-1 上模板鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20圖 7-2 下模板7.2 芯盒制作砂芯過(guò)程中必須用到芯盒，芯盒設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)砂芯的質(zhì)量具有關(guān)鍵作用，也會(huì)直接影響到鑄件的質(zhì)量。在對(duì)芯盒的設(shè)計(jì)制作過(guò)程中必須符合下面幾點(diǎn)要求：（1）在設(shè)計(jì)芯盒結(jié)構(gòu)時(shí)需要根據(jù)生產(chǎn)的批量進(jìn)行相配；（2）制作出的芯盒必須具有一定的強(qiáng)度、剛度和耐磨性等方面優(yōu)點(diǎn)，從而保證設(shè)計(jì)出的芯盒具有一定的使用壽命；（3）芯盒的類型選擇和尺寸要求要根據(jù)設(shè)計(jì)的砂芯形狀和尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；（4）在確保砂芯設(shè)計(jì)合理的情況下，可以通過(guò)減小芯盒尺寸等因素來(lái)降低芯盒重量，從而減輕能耗和勞動(dòng)強(qiáng)度；（5）設(shè)計(jì)的芯盒需要方便操作，在其制作過(guò)程盡量可以簡(jiǎn)單，降低生產(chǎn)成本；鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21綜合封閉開(kāi)關(guān)所使用地造型方法，因?yàn)殍T件使用樹(shù)脂砂造芯，所以選用自硬芯盒法手工制芯。其優(yōu)點(diǎn)可以制作方便，降低制作成本。其結(jié)構(gòu)如圖 7-3 所示：圖 7-3 芯盒圖7.3 砂箱本鑄件采用的是一箱 4 件。模樣的最小吃砂量為最小砂量，考慮到澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，砂箱的尺寸選擇為 660mm660mm160mm。在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，僅設(shè)計(jì)了一條直澆道，分別流向兩邊橫澆道，再通過(guò)冒口連接兩個(gè)內(nèi)澆道流向鑄件。具體如圖 7-4 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22圖 7-4 合箱圖鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)238 結(jié)結(jié) 論論 本次對(duì)法蘭盤(pán)的鑄造工藝課程設(shè)計(jì)中，通過(guò)查閱書(shū)籍仔細(xì)研究所做課題的設(shè)計(jì)過(guò)程和注意事項(xiàng)。通過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)我對(duì)自己的課題更加了解，在軟件制圖上的應(yīng)用方面也有了很大提升，在繪制法蘭盤(pán)零件圖時(shí)遇到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在向老師請(qǐng)教后，成功解決了問(wèn)題。我選用砂型鑄造是因?yàn)榇髓T件璧薄且內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還是中型零件單件成產(chǎn)。分型面的選擇非常合適，選在零件的對(duì)稱線上，易分型，澆注更充分。從澆注系統(tǒng)上分析，采用頂注封閉式澆注系統(tǒng)，其具有阻渣性能好，不易吸氣，內(nèi)澆道易清理，金屬消耗少，不易氧化，金屬澆注平穩(wěn)且不噴射等優(yōu)點(diǎn)。把直澆道放置于靠近砂箱內(nèi)壁處，便于澆注。經(jīng)分析此方案選用的參數(shù)合理，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)良和有可行性，可以在實(shí)際生活中使用。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24致 謝感謝賈老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的指導(dǎo)以及在設(shè)計(jì)過(guò)程中所給予幫助的同學(xué)，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)對(duì)鑄造工藝設(shè)計(jì)有了更近一步的了解和學(xué)習(xí)，能夠?qū)σ恍┰O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題自行獨(dú)立找出原因并加以解決。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25參 考 文 獻(xiàn)1 李魁盛. 鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1981.2 葉榮茂. 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 1995.3 李新亞. 鑄造手冊(cè)鑄造工藝M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2011.4 石德全. 造型材料M. 北京: 北京大學(xué)出版社. 2009, 9: 184-222.5陸文華, 李隆盛, 黃良余. 鑄造合金及熔煉M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2012, 8: 262-278.6 李榮德, 米國(guó)發(fā)等. 鑄造工藝學(xué)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2013.7 李宏英, 趙成志. 鑄造工藝設(shè)計(jì)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.8 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(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, 1994.9 吳光鋒. 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1999.10王建國(guó), 安娜. 機(jī)械制圖M. 內(nèi)蒙古: 內(nèi)蒙古大學(xué)出版社, 2011, 1: 3-7.鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)附錄 第 1 頁(yè)