閥體鑄造工藝設(shè)計(jì)

閥體鑄造工藝設(shè)計(jì),閥體,鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目閥體鑄造工藝設(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)說明書II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.11.2.1 零件基本信息 .11.2.2 技術(shù)要求 .21.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀.21.3.1 現(xiàn)狀 .21.4 本領(lǐng)域存在的問題.31.5 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想.31.6 本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問題.32 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 .42.1 造型方法.42.2 鑄造方法.42.3 澆注位置的確定.42.4 分型面的選擇.53 3 鑄造工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì)鑄造工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì) .73.1 鑄造工藝參數(shù).73.1.1 鑄件尺寸公差 .73.1.2 加工余量確定 .83.1.3 收縮率確定 .83.1.4 閥體鑄出孔確定 .93.1.5 吃砂量的確定 .93.2 砂芯的確定.104 4 澆注系統(tǒng)的確定澆注系統(tǒng)的確定 .114.1 澆注時(shí)間的確定.114.2 金屬液上升速度校核：.124.3 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算.124.4 靜壓頭校核：.135 5 冒口設(shè)計(jì)冒口設(shè)計(jì) .14鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書III5.1 采用熱節(jié)圓法.145.2 冒口尺寸.145.2.1 冒口校核： .165.3 鑄件成品率的校核：.166 6 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)鑄造工藝裝備設(shè)計(jì) .176.1 模板設(shè)計(jì).176.2 砂箱設(shè)計(jì).176.3 芯盒設(shè)計(jì).187 7 結(jié)論結(jié)論 .19致致 謝謝 .20參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) .21鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書IV鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書11 前 言1.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的根據(jù)零件的使用條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)批量，結(jié)合工廠現(xiàn)有設(shè)備等進(jìn)行鑄造工藝分析，確定了鑄造方法、造型及造芯方法、凝固原則及澆注位置、分型面、砂箱中鑄件數(shù)量、砂型數(shù)量等，完成了砂芯、澆注系統(tǒng)、冒口及冷鐵、相關(guān)工裝設(shè)備等設(shè)計(jì)。1.1.2 本設(shè)計(jì)的意義鑄造工藝課程設(shè)計(jì)是學(xué)完了鑄造工藝基礎(chǔ)課程后，對(duì)鑄造工藝過程進(jìn)一步了解的練習(xí)性的教學(xué)環(huán)節(jié)。是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程，是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐的能力培養(yǎng)應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)， 編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制有關(guān)圖表。在課程設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問題。應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，進(jìn)行資料的調(diào)研、收集、加工與整理和正確使用工具書;培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力;培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測試等科學(xué)研究的基本方法;鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，應(yīng)能樹立正確的設(shè)計(jì)思想;培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng);在工作設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的工程意識(shí)與經(jīng)濟(jì)意識(shí)，樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)與全局觀點(diǎn)。1.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求1.2.1 零件基本信息閥體零件圖的結(jié)構(gòu)如下圖 1.1 閥體零件圖所示，閥體結(jié)構(gòu)為中間垂直軸為閥開關(guān)位置，中間橫軸 80 通孔為連接軸，通過垂直中軸的閥體開關(guān)控制連接口兩段通斷。中間垂直軸頂面需要加工，內(nèi)表面需要加工；閥體兩連接端面需加工，兩端面的 8 個(gè) M40 螺絲過鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書2孔需要加工。整體尺寸為 360380440（mm）。 圖 1.1 閥體零件圖1.2.2 技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的閥體零件材質(zhì)為 ZL102，ZL102 合金牌號(hào)為：ZAlSi2 ZL102 成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Si=11.8%、Fe=0.25%，主要是 Al 和 Si 共晶體。密度為 2.65g/cm3，布氏硬度為5060HBW，伸長率大于等于 2%，抗壓強(qiáng)度為 140200 MPa 1，滿足大多數(shù)閥體、閥體零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：1.鑄件不許有氣孔、砂眼、夾渣等缺陷；2.鑄件應(yīng)時(shí)效處理；3.未注鑄造圓角 R1-3。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1173-2013 鑄造鋁合金可知該材質(zhì)可以采用砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造等方法鑄造。本次閥體生產(chǎn)方式選擇砂型鑄造。1.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1 現(xiàn)狀自先人第一次用石塊砸開堅(jiān)果、切斷樹枝開始, 鍛造就成為了一門造福人類的技術(shù)。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書3人們利用它制造工具，提高生產(chǎn)力，制造兵器抵御外來侵略。今天它不僅是機(jī)械裝備、能源電力裝備、石油化工裝備、鋼鐵冶金裝備、船舶車輛等制造業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù), 也是國防建設(shè)及其它制造行業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能所構(gòu)成的信息技術(shù)近年來在鑄造生產(chǎn)中得到更為廣泛的應(yīng)用，這正在改變著鑄造生產(chǎn)的面貌，可以說現(xiàn)代鑄造技術(shù)的主要特征就是將傳統(tǒng)的鑄造工藝與信息技術(shù)融為一體。1.4 本領(lǐng)域存在的問題由于技術(shù)水平和裝備條件等限制,我國鑄造業(yè)還不能完全生產(chǎn)出國內(nèi)各行業(yè)所急需的一些關(guān)鍵鑄件,特別是一些高難度、高要求的鑄件。1.5 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想鑄造工藝課程設(shè)計(jì)總過程是: 根據(jù)零件圖進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析后，繪制出鑄造工藝圖。以工藝圖為依據(jù)，設(shè)計(jì)出模板圖和芯盒圖，再繪制鑄型裝配圖(合箱圖)，最后編寫設(shè)計(jì)說明書和工藝卡。1.6 本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問題(1)了解鑄造零件的結(jié)構(gòu)形狀及各投影間的關(guān)系，建立零件形狀的明確完整的立體概念，以保證工藝設(shè)計(jì)及各項(xiàng)設(shè)計(jì)制圖工作的順利進(jìn)行;(2)弄清零件圖的各項(xiàng)尺寸，并著重記錄鑄造零件的重量，主要壁厚及最大壁厚，零件最大尺寸(長寬高輪廓尺寸)，以供工藝設(shè)計(jì)使用;(3)零件各項(xiàng)公差要求，零件加工位置及零件各項(xiàng)加工要求(包括邊面光潔度)，并對(duì)加工方法做初步了解;鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書42 設(shè)計(jì)方案2.1 造型方法機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)是用機(jī)器代替手工緊砂和起模。機(jī)器造型節(jié)省人工，方便。但是單件小批生產(chǎn)的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求，比較靈活，不要求很多工藝裝備。對(duì)于單件生產(chǎn)的重型鑄件，采用地坑造型法成本低，投產(chǎn)快。所以，根據(jù)鑄件要求選擇手工造型。2.2 鑄造方法根據(jù)零件的材質(zhì)和各參數(shù)選擇砂型鑄造。紅砂是鑄造工業(yè)的重要型砂材料，可作為鑄鐵及各種有色金屬鑄件用砂。紅砂的主要成為 SiO2占比 79.4%，F(xiàn)eO3占比1.48%，Al2O3占比 10.55%，CaO 占比 0.85%，MgO 占比 0.52%。紅砂耐火溫度 1440C，透氣性好，耐火度高，水份低，泥質(zhì)少，鑄件光潔度高等優(yōu)點(diǎn)。故本次設(shè)計(jì)閥體鑄鋁砂型鑄造用砂件采用紅砂。采用濕砂型，所以粘結(jié)劑是黏土砂。ZL102 線收縮率為 0.9%-1.0%，澆鑄溫度為 677C，ZL102 合金具有良好的抗熱裂性和很好的氣密性，適合做泵體閥體等連接件。ZL102 有很好的流動(dòng)性，適于澆注大的薄壁復(fù)雜零件。2.3 澆注位置的確定 方案一 方案二鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書5方案一的優(yōu)點(diǎn)是保證鑄件實(shí)現(xiàn)順序凝固，缺點(diǎn)是澆注鋁件氧化程度高，金屬液流動(dòng)不平穩(wěn)。方案二的優(yōu)點(diǎn)是澆注鋁件氧化慢，減少可能產(chǎn)生表面缺陷的機(jī)會(huì)。綜合兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇方案二。2.4 分型面的選擇鑄造分型面的選擇應(yīng)盡量易于保證鑄件質(zhì)量2，以下有兩種方案。分型方案一：采用頂部澆注，該分型方案如圖 2.1 分型方案一。分型方案一的優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)順序凝固，缺點(diǎn)是澆注金屬液流動(dòng)不平穩(wěn)。圖 2.1 分型方案一分型方案二：在閥體連接軸的軸心做平直分型面，中間澆注系統(tǒng)，該分型方案如圖 2.2分型方案二所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書6圖 2.2 分型方案二分型方案二的優(yōu)點(diǎn)是分型面簡單平直，安全可靠，并且所有需要加工的面都在澆注位置的側(cè)面，減少鑄造可能出現(xiàn)表面缺陷的機(jī)會(huì)。綜合比較，方案二將閥體所有加工面置于澆注位置的側(cè)面，避免了造型下芯倒伏的問題。便于批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。故本次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案二進(jìn)行分型分模，采用中間澆注系統(tǒng)，在閥體的兩連接軸平面同時(shí)澆注。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書73 鑄造工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì)3.1 鑄造工藝參數(shù)3.1.1 鑄件尺寸公差鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件尺寸公差的代號(hào)用字母 CT 表示。尺寸公差等級(jí)分為 16 級(jí)。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件尺寸公差等級(jí)見表 3-1成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)。閥體為砂型鑄造手工造型批量生生產(chǎn)故，依據(jù)表 3-2 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)選用鑄件公差等級(jí)為 CT10。表 3-1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí) CT方法鋅合金輕金屬合金鎳基合金砂型鑄造 手工造型10-139-1211-14砂型鑄造機(jī)器造型和殼型8-107-98-12注1 表中所列處的公差等級(jí)時(shí)至在大批量生產(chǎn)、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進(jìn)時(shí)鑄件通常能夠達(dá)到的公差等級(jí)。2 本標(biāo)準(zhǔn)還適用于本表未列出的由鑄造廠和采購方之間協(xié)議商定的工藝和材料。閥體兩端面加工部分尺寸為：360440，基本尺寸取從中心對(duì)稱的尺寸 440，雙面加工，查表鑄件尺寸公差數(shù)值 CT10 公差值為 3.2，位于側(cè)面，雙側(cè)加工，查表要求的鑄件加工余量(RMA)加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 2.2，則閥體兩連接端面加工量為：3.2/4+2.2=4mm。表 3-2 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999） （單位：mm）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí) CT89102502.23.24.44002.63.656302.846鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書83.1.2 加工余量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件切削加工余量的代號(hào)用字母 MA 表示。切削加工余量等級(jí)由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J 共 9 個(gè)等級(jí)。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件加工余量等級(jí)按表 3-3 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)選取該閥體的加工等級(jí)為 G 級(jí)。表 3-3 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)方法要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄件材質(zhì)鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵輕金屬合金鎳基合金砂型手工造型GKFHFHFHG-K砂型機(jī)械造型或殼型EHEGEGEGF-H閥體中間垂直軸加工部分尺寸為：200200，基本尺寸為 200，且都與澆注位置垂直，即在側(cè)面，同上述步驟計(jì)算，則單側(cè)加工量為 10.9/2+2.8=8.25，圓整取加工量為8.5mm。表 3-4 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999） (單位：mm)最大尺寸要求的鑄件加工余量等級(jí)EFG40630.40.50.7631000.711.41602501.422.82504001.42.53.54006302.234閥體中間垂直軸軸孔加工部分尺寸為：320332，320 為從中心為基準(zhǔn)標(biāo)注，以 320位基本尺寸，且都與澆注位置垂直，即在側(cè)面，雙側(cè)加工，同上述步驟計(jì)算，則雙側(cè)加工量為 6.1/9.6+0.9=1.53，圓整取加工量為 2 mm。3.1.3 收縮率確定鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開始溫度（從液鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書9相中析出枝晶搭成的骨架開始具有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)的相對(duì)線收縮量，以模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示，即 (3-1)%100121LLL式中L1-模樣長度；L2-鑄件長度。由表 3-30 Al-Si 合金的鑄造性能數(shù)據(jù)，可知 ZL102，對(duì)應(yīng)的收縮率為 0.9-1.2%，本次設(shè)計(jì)取收縮率為 1.0%3。3.1.4 閥體鑄出孔確定依據(jù)表 3-5 砂型鑄造最小孔（mm），閥體 4 個(gè) M40 螺絲孔為 44，不需鑄出為后續(xù)機(jī)械加工。2 個(gè) M32 螺絲孔，螺紋底孔直徑為 27.2，故 M32 螺紋孔也為機(jī)械加工，不需鑄出。閥體的中橫軸通孔直徑為 80，依據(jù)表 3-5 砂型鑄造最小孔（mm）可知鋁合金最小鑄出孔直徑為 20 故該孔須鑄出，后期機(jī)加工。表 3-5 砂型鑄造最小鑄孔（mm）3.1.5 吃砂量的確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃沙量。由前文可知閥體單件重量為 84Kg，依據(jù)表 3-6 按重量確定吃砂量表，可確定吃沙量最小尺寸為a=90mm，b=90mm，c=50mm，d=60mm，e=70mm，f=50mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表 3-6 按鑄件重量確定的吃沙量 （單位 mm）鑄件重量/kgabcdef406363100100160L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鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書114 澆注系統(tǒng)的確定4.1 澆注時(shí)間的確定由圖 4.1 閥體零件圖可知，閥體鑄件單件重量為 84.0Kg。由于該件為一箱一件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)工藝出品率參照單件大批量生產(chǎn)，確定澆注過程中的總體金屬液重量，澆冒占比為 20%，則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為 84.01.2=100.8Kg。圖 4.1 閥體零件圖對(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（4-1）計(jì)算其他合金鑄件的澆注時(shí)間 = BpGn （4-1）式中 為澆注時(shí)間（s）；G 為鑄件或者澆注金屬質(zhì)量（kg）； 為鑄件壁厚（mm）B、p、n系數(shù)，見表 4-1鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書12表 4-1 公式（4-1）中的系數(shù)Bnp合金2.00.330.33鑄鐵1.73.00.330.33鋁合金2.54.50.330.33鎂合金1.250.350.35鋁合金澆注時(shí)間: =GpGn=1.25100.35100.80.35=14S4.2 金屬液上升速度校核： （4-2）Cv型式中 C 為鑄件（或某段）的高度； 為澆注時(shí)間（或澆注某段鑄件時(shí)間）算得上升速度 v型=25.71mm/s，滿足最大最小上升速度的要求。4.3 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算本次采用中間澆注式開放澆注系統(tǒng)，采用漏包。查表 4-2 鋁、鎂鋁合金澆注系統(tǒng)各單元常用端面比（A內(nèi):A橫:A直），因?yàn)樵撻y體為中、小型灰鐵件砂型鑄造，故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為：A內(nèi):A橫:A直=3:2:1。表 4-2 鋁、鎂鋁合金澆注系統(tǒng)各單元常用端面比（A內(nèi):A橫:A直）合金種類大型鑄件中型鑄件小型鑄件鎂合金鋁合金1：（3-5）：（3-8）1：（2-5）：（2-6）1：（2-4）：（3-6）1：（2-4）：（2-4）1：（2-3）：（1.5-4）1：（2-3）：（1.5-4）鑄件高度 300mm，縮尺為 1.1%，依據(jù)吃沙量前文查表選取為a=b=90mm，c=50mm，d=60mm，e=70mm，鑄型在上下型上都有，則上砂箱最小高度為（360/2）1.01+90=271.8mm，取上砂箱高度 280mm（下砂箱取 280mm）。確定靜壓頭高度，初步選擇漏斗形澆口杯，它優(yōu)點(diǎn)是可在砂型中直接挖出或者用簡單的金屬澆口圈做出，操作方便，一般用于小型鑄件。澆口杯高度尺寸，暫定為160mm。則依據(jù)截面比的關(guān)系：A內(nèi):A橫:A直=3:2:1。內(nèi)澆道采用截面比設(shè)計(jì)法。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書13由表 4-3 計(jì)算，本次設(shè)計(jì)內(nèi)澆道斷面積為 112.53 cm2，一箱一件，每個(gè)鑄型設(shè)計(jì)兩個(gè)內(nèi)澆道，則每個(gè)內(nèi)澆道斷面積為 56.27cm2，內(nèi)澆道設(shè)計(jì)在閥體兩個(gè)鏈接軸端面上，隨著芯子做半圓弧內(nèi)澆道，則每個(gè)內(nèi)澆道對(duì)應(yīng)的尺寸為 a=56mm，b=48mm，c=32mm。其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道 3 個(gè)部分的三單元澆注系統(tǒng)。表 4-3 內(nèi)澆道尺寸計(jì)算出橫澆道為 75.02cm2，直澆道總斷面面積為 A直=112.531/3=37.51cm2，設(shè)計(jì)兩個(gè)直澆道，直澆道直徑為 48，每個(gè)直澆道截面面積為 18.76 cm2，對(duì)應(yīng)直徑為48mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖 4.1 澆道截面尺寸所示。圖 4.1 澆道截面尺寸4.4 靜壓頭校核： (4-3)CPHHP220式中，Hp為平均計(jì)算壓力頭；H0為阻流斷面以上的金屬壓力頭；C 為鑄件總高度；P 為阻流斷面以上的型腔高度。根據(jù)（4-3），算得 Hp=160-360/520=159.31mm，滿足此要求。截面積（cm2）abh101230-502022244045鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書145 冒口設(shè)計(jì)由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個(gè)需要設(shè)置冒口補(bǔ)縮的鑄件。5.1 采用熱節(jié)圓法采用公式，熱節(jié)圓直徑=零件尺寸+加工余量+總尺寸線收縮率，量出熱節(jié)圓直徑，如圖 5-1，表 5-1 所示。圖 5-1 選擇冒口位置表 5-1 熱節(jié)圓直徑序號(hào)直徑（mm）128216340由此可知，在 3 處放冒口。5.2 冒口尺寸本次閥體參照?qǐng)D 5.1 典型熱節(jié)冒口尺寸設(shè)計(jì)冒口。 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書15圖 5.1 典型熱節(jié)冒口尺寸 （5-1）cRdD2 . 1式中，冒口根部直徑；鑄件熱節(jié)圓直徑。RDcd 或 （5-2）RRDH1.52 . 1RRDH1.84 . 1式中，HR冒口高度。冒口向上有 5傾斜，也可按 1：10 斜度設(shè)計(jì)，h冒口根部的切割量，一般取h=58mm。 （5-3）= 0.9dc式中，DN冒口跟的縮進(jìn)直徑。A冒口寬度，A=bB冒口長度，B=(46)A閥體兩連接軸的端面有澆注系統(tǒng)接近，壁厚為 40mm，采用圖 2 形式冒口，圖一形式冒口計(jì)算采用冒口的高度，dc=80，DR=1.2dc=96，取 h=6，冒口高度為RH=（1.41.8）=(1.21.8)X1.2dc=115.2172.8,本次設(shè)計(jì)為明冒口，故高度延伸到砂箱RHRD頂面，砂箱高度為 280，則補(bǔ)縮冒口高度為 188mm。設(shè)計(jì)為明冒口，便于造型拆卸冒口，而且可通過明冒口液面觀察澆注是否充滿，冒口設(shè)計(jì)在鑄件最高部位能節(jié)約金屬（因冒口有效補(bǔ)縮體積大），并且，冒口有效補(bǔ)縮體積應(yīng)大于鑄件液態(tài)收縮體積。所以冒口擋在此處，如圖 5.2 閥體冒口圖示所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書16圖 5.2 閥體冒口圖示5.2.1 冒口校核： （5-4）rercVVVV)(式中 Vc、Vr、Ve-鑄件體積、冒口體積和因型壁移動(dòng)而擴(kuò)大的體積。v。值對(duì)春砂緊實(shí)的干型近似為零。對(duì)受熱后易軟化的鑄型或松軟的濕型，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定; -金屬從澆完到凝固完畢的體收縮率，具體值參見表 3-5-4、表 3-5-5。 -冒口的補(bǔ)縮效率，= (補(bǔ)縮體積/冒口體積) 100%。各種冒口的補(bǔ)縮效率值見表 3-5-6。根據(jù)公式（5-4）計(jì)算，則滿足此條件。5.3 鑄件成品率的校核： （5-5）%100grccmmmm式中 為鑄件出品率；mc、mr、mg分別為鑄件、冒口、澆注系統(tǒng)的質(zhì)量。根據(jù)（5-5）公式，計(jì)算工藝出品率=84/113=74.3%。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書176 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)6.1 模板設(shè)計(jì)模底材料選擇鑄鐵模底板，參考手冊(cè)，依據(jù)型板的大小。上模板上設(shè)計(jì)閥體零件的主體部分，依據(jù)前文，將閥體零件的上模樣，安裝固定在上模板上；澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮冒口，依據(jù)鑄造工藝分析及排布，設(shè)計(jì)在上模板上。鑄鐵模底板的板厚、加強(qiáng)肋間距、定位銷、導(dǎo)向銷規(guī)格尺寸等，依據(jù)平均輪廓尺寸，按照手冊(cè)規(guī)格選取設(shè)計(jì)。其中定位銷和導(dǎo)向銷的長度比模樣的最高高度高 2050mm，如圖所示。圖 6.1 模板圖6.2 砂箱設(shè)計(jì)砂箱是鑄造車間造型所必需的工藝裝備，用于制造和運(yùn)輸砂型，砂箱結(jié)構(gòu)既要符合砂型工藝的要求，又要符合車間的造型、運(yùn)輸設(shè)備的要求。因此，正確地設(shè)計(jì)砂箱的結(jié)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書18構(gòu)和尺寸，對(duì)于保證鑄件的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本以及保證生產(chǎn)安全，都有重要的意義。在砂箱的設(shè)計(jì)中，砂箱材料采用成本低、制造方便、強(qiáng)度與剛度均較高的鑄鐵。閥體的上砂箱內(nèi)框尺寸為 960900280mm，下砂箱內(nèi)框尺寸為960900280mm。設(shè)計(jì)砂箱適當(dāng)?shù)谋诤瘛?.3 芯盒設(shè)計(jì)閥體中軸孔孔處作砂芯，該芯子為圓柱回轉(zhuǎn)體，芯盒設(shè)計(jì)為對(duì)半開形式鑄鋁芯盒，如圖 6.1 芯盒所示，芯盒為鑄鋁，板厚 30mm，設(shè)計(jì)一次制芯兩件，該芯子為回轉(zhuǎn)體對(duì)稱芯子，故設(shè)計(jì)兩個(gè)對(duì)稱型腔，芯子分型面設(shè)計(jì)圓錐銷子定位，芯盒兩側(cè)設(shè)計(jì)蝶形螺母和活結(jié)節(jié)螺栓鎖緊，在芯子的大圓孔處舂砂，固化后刮平，打開芯盒取出砂芯。圖 6.2 芯盒圖鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書197 結(jié)論本設(shè)計(jì)以閥體鑄件的鑄造設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)其鑄造工藝進(jìn)行分析，確定鑄造工藝參數(shù)，合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)及鑄造工裝設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)的課本知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，在這個(gè)過程中我對(duì)工藝設(shè)計(jì)有了更深的理解，鑄造工藝設(shè)計(jì)不是簡單地澆注系統(tǒng)和補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而是在獲得合格鑄件的前提下提高工藝出品率，降低廢品率，降到成本。在設(shè)計(jì)時(shí)澆注系統(tǒng)和補(bǔ)縮系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)考慮。在編制工藝時(shí)要全面考慮整個(gè)生產(chǎn)過程，并不時(shí)的對(duì)前面加以修改加以完善。這次課程設(shè)計(jì)我盡力量用上自己所學(xué)的全部，利用學(xué)校的圖書館并上網(wǎng)查閱專業(yè)的資料，在此過程中得到了同學(xué)和師傅的支持和幫助。在此向大家表示感謝，最后感謝論文中參考文獻(xiàn)的作者和批閱老師。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書20致 謝在本次過程中，得到了材料科學(xué)與工程學(xué)院賈克明教師的具體指導(dǎo)，完成了我的說明書。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)新完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂驼嬲\的感謝! 由于本理論水平比較有限，論文中的有些觀點(diǎn)以及對(duì)企業(yè)實(shí)力的歸納和闡述難免有疏漏和不足的地方，歡迎老師和專家們指正。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說明書21參 考 文 獻(xiàn)1 中國鑄造協(xié)會(huì). 鑄造工程師手冊(cè)(第三版) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2010.2 機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造學(xué)會(huì)編. 鑄造手冊(cè)(第 5 卷: 鑄造工藝)(M). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006.3 王文清, 李魁盛.鑄造工藝學(xué)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.4 趙穎烈. 細(xì)小油道液壓閥體鑄造工藝研究A. 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)、鑄造行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心.2020 中國鑄造活動(dòng)周論文集C. 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)、鑄造行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心: 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì),2020:7.閥體 鑄造工藝設(shè)計(jì) 鑄 造 工 藝 卡 卡片編號(hào)126 ZL102 共1頁 第1頁 產(chǎn)品名稱 閥體 每臺(tái)件數(shù) 1 澆冒口重 21.95kg 零件圖號(hào) A3 每型件數(shù) 1 每型金屬液 112.67kg 零件名稱 閥體 凈 重 84kg 活塊數(shù) 0 材 質(zhì) ZL102 毛 重 90.72kg 芯 盒 數(shù) 1 準(zhǔn) 備 　砂　　　 箱 砂芯數(shù)量 1個(gè) 上箱 960mm×900mm×280mm 1#芯盒 1000mm×480mm×200mm 下箱 960mm×900mm×280mm 備 砂 型 砂 紅砂 芯 砂 紅砂 涂料 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 Φ48 橫澆道尺寸 Φ72 內(nèi)澆道尺寸 Φ40 直澆道數(shù)量 2 橫澆道數(shù)量 2 內(nèi)澆道數(shù)量 2 合 箱 合箱至澆注時(shí)間 ≤ 24h 澆注溫度 713℃ 開箱時(shí)間 1h 工藝要求要求及操作要點(diǎn)： 1. 鑄造收縮率為1.1%； 2. 未注拔模斜度均為5°； 3. 上下面加工余量4mm，其余2.5mm； 4. 鑄件中間澆注。