缸體鑄造工藝設(shè)計

缸體鑄造工藝設(shè)計,缸體,鑄造,工藝,設(shè)計 鑄造工藝課程設(shè)計說明書設(shè)計題目缸體課程設(shè)計學(xué) 院年 級專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師 鑄造工藝課程設(shè)計說明書1目目 錄錄1 1 前前 言言.11.1 本設(shè)計的目的、意義.11.1.1 本設(shè)計的目的.11.2 本設(shè)計的技術(shù)要求.11.2.1 生產(chǎn)條件.11.2.2 主要設(shè)計要求.11.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀.21.4 本領(lǐng)域存在的問題.22 2 設(shè)計方案設(shè)計方案.42.1 零件結(jié)構(gòu)分析.42.2 造型芯的選擇.52.3 鑄型種類的選擇.52.4 鑄件澆注位置的選擇.62.5 分型面的選擇.82.6 砂箱中鑄件數(shù)量及排列的確定.102.7 鑄造工藝參數(shù).102.7.1 鑄件尺寸公差.112.7.2 鑄件重量公差.112.7.3 機械加工余量.122.7.4 鑄造收縮率.122.7.5 起模斜度.132.7.6 砂芯的設(shè)計.132.7.7 最小鑄出孔.152.8 澆注系統(tǒng).152.8.1 流量系數(shù)的確定.16 2.8.2 澆注時間的計算.162.8.3 平均液面上升速度.162.8.4 平均靜壓力頭的確定.162.8.5 確定內(nèi)澆道橫截面積.172.9 冒口.193 3 鑄造工裝設(shè)計鑄造工裝設(shè)計.213.1 模樣.213.2 模板.22鑄造工藝課程設(shè)計說明書23.3 砂箱.243.4 芯盒.254 4 結(jié)結(jié) 論論.27參參 考考 文文 獻獻.28鑄造工藝課程設(shè)計說明書11 前前 言言1.1 本設(shè)計的目的、意義缸體是發(fā)動機中最大的單獨式部件，它基本上是一個單獨體。其主要作用是潤滑和冷卻，所以缸體就要有一定的氣密性。出于廉價考慮我們選擇用鑄造來制作缸體的毛坯件。1.1.1 本設(shè)計的目的根據(jù)課堂書本上所講的知識讓學(xué)生自己動手設(shè)計鞏固知識并增強學(xué)生的動手動腦能力，讓學(xué)生學(xué)會靈活運用課本上和老師所傳授的的知識。鞏固前幾個，學(xué)期的知識并綜合運用到設(shè)計中。能熟練的使用畫圖軟件 cad 和 creo畫出二維圖和三維圖。增強學(xué)生的設(shè)計能力。為以后從事本專業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。1.2 本設(shè)計的技術(shù)要求1.2.1 生產(chǎn)條件生產(chǎn)性質(zhì)：單間小批量材質(zhì)：HT200結(jié)構(gòu)即使用條件：結(jié)構(gòu)為下面一個支架上面為圓柱體。使用條件為汽車汽缸中起作用是潤滑和冷卻。1.2.2 主要設(shè)計要求材料名稱：灰鐵 200牌號：HT200標準：GB/T 9439-2010指的是最低抗拉強度為 200MPa 的灰鑄鐵。鑄造工藝課程設(shè)計說明書2材料硬度：163255HBS化學(xué)成分：C:3.03.6 S:0.12 P：0.15 Mn：0.61.0 Si：1.42.0零件最大尺寸：長 950mm 寬 920mm 高 750mm1.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀本課題的發(fā)展現(xiàn)狀我國自改革開放以來，鑄造業(yè)的發(fā)展有十分大的變化，包括技術(shù)水平、質(zhì)量、服務(wù)等方面。我國的鑄件質(zhì)量顯著有所提高，主要表現(xiàn)在在鑄件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢品相比以前下降了很多；然后是很多種鑄件的精度(幾何精度,尺寸精度)，表面粗糙度 ra,力學(xué)性能等達到了國際水平。鑄造企業(yè)已經(jīng)擁有能力在我國及外國展覽會上展出自己的鑄件，并獲得較高認可。除此之外，我國鑄造技術(shù)大大提高，已經(jīng)可以和國外發(fā)達國家相匹敵。改革開放以來，原來許多企業(yè)采用砂型鑄造工藝，而現(xiàn)在已經(jīng)開始向數(shù)控化、自動化、智能化、機械化的方向挺進。原來傳統(tǒng)的手工砂鑄造占據(jù)大半江山的局面正在慢慢消失，很多的鑄造企業(yè)都開始用智能機器感應(yīng)電爐和沖天爐、感應(yīng)電爐雙聯(lián)工藝，這幾種先進設(shè)備、技術(shù)，工藝手段使我國有能力制造生產(chǎn)出質(zhì)量更好、精度更高的鑄件。目前，我國生產(chǎn)的較大球墨鑄鐵機床大約 146 噸；大的鑄鋼為 520 多噸,，我國目前已經(jīng)擁有 100多家企業(yè)可以有能力生產(chǎn)單件重 30 噸及以上的鑄件了，我國鑄造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，涌現(xiàn)出了大量的有關(guān)技術(shù)高、質(zhì)量好的鑄造企業(yè)。1.4 本領(lǐng)域存在的問題1、鑄造廠繁雜，平均水平低下，因為國內(nèi)機械水平底下，靠前家廠起來，隨后第二家第三家復(fù)制著就出現(xiàn)，勞動生產(chǎn)率低、產(chǎn)品質(zhì)量也低下，重要的是污染嚴重，這是主要的問題。2、廢品率高，因為技術(shù)的問題，再加上節(jié)能的意識低下，造成鑄造產(chǎn)品成品率低，廢品率高。鑄造工藝課程設(shè)計說明書33、現(xiàn)代化機械設(shè)備水平低，大部分廠家仍舊以傳統(tǒng)方式在發(fā)展鑄造業(yè)，不知引進先進技術(shù)和設(shè)備。4、管理水平低，從業(yè)人員素質(zhì)比較低。鑄造工藝課程設(shè)計說明書42 設(shè)計方案設(shè)計方案2.1 零件結(jié)構(gòu)分析如圖 2.1-1 零件三維圖圖 2.2-2 零件二維圖缸體零件整個裝置分為兩個組成部分：上面為圓形和下面為估計方形座子。缸體零鑄造工藝課程設(shè)計說明書5件是一個機械設(shè)備的部件的重要組成部分，其工作性能、效率直接影響著機械設(shè)備的工作性能?？紤]到材質(zhì)、形狀、表面質(zhì)量以及加工工藝經(jīng)濟性、可行性等綜合因素后，往往首選鑄造工藝用于缸體零件的生產(chǎn)。缸體零件鑄造要求輪廓清晰、尺寸精確、組織致密、無縮松縮孔以及無裂等缺陷。所用材料應(yīng)具有優(yōu)良的鑄造工藝性能、高彈性極限和彈性模量、氣密性好以及良好的耐磨與耐蝕性能等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于在機械、電氣以及電子等行業(yè)領(lǐng)域。2.2 造型芯的選擇造型(芯)是砂型鑄造的最基本工序，通常分為手工造型、制芯和機器造型、制芯。(1)手工造型和制芯手工造型和制芯使用的工藝裝備簡單， 靈活多樣，適應(yīng)性強，所以廣泛應(yīng)用于單件或小批量生產(chǎn)中，特別是重型、復(fù)雜鑄件。 (2)機器造型和制芯機器造型和制芯生產(chǎn)率高，勞動強度低，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，但是需要復(fù)雜的工藝裝備，生產(chǎn)準備時間長，所以機器造型和制芯主要用于大批量生產(chǎn)。由于我們所生產(chǎn)的鑄件為單件小批量生產(chǎn)為了節(jié)約成本我選擇了手工造型和制芯。2.3 鑄型種類的選擇鑄型種類的選擇砂型鑄造的鑄型主要分為濕型、干型、表面干型、自硬型四種。每種鑄的選擇需要根據(jù)資件重量、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量要求、生產(chǎn)批量及車間生產(chǎn)條件等因素確定。(1)濕型優(yōu)先采用濕型，濕型是應(yīng)用最廣泛的一 種鑄型。濕型鑄造法的基本特點是砂型無需烘干，不存在硬化過程，其主要優(yōu)點是生產(chǎn)靈活性大，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機械化和自動化，材料成本低等。但其水分多，強度低鑄件易產(chǎn)生夾砂結(jié)疤、鼠尾、粘砂、氣孔、砂眼、脹砂等缺陷，主要用于機械化生產(chǎn)中小型鑄件。濕型在使用時應(yīng)注意以下幾種情況：1)澆注時濤件有較大水平壁時，用濕型容易引起夾砂缺陷，應(yīng)考慮使用其他砂型。2)鑄件過高，金屬靜壓力超過濕型的抗壓強度時，應(yīng)考慮使用干砂型或自硬砂型等。3)型內(nèi)放置冷鐵較多時，應(yīng)避免使用濕型。因鑄造工藝課程設(shè)計說明書6為冷鐵生銹或變冷而凝結(jié)“水珠”，澆注后會引起氣孔缺陷。如果必須使用冷鐵時，冷鐵應(yīng)事先預(yù)熱，放人型內(nèi)后要及時合型澆注 4)造型過程長或需長時間等待澆注的砂型不宜用濕型，因為濕型放置過久會風干，使表面強度降低，易出現(xiàn)沖砂缺陷。 (2)干型其特點為強度高， 耐火性和透氣性好，鑄件質(zhì)量容易保但是生產(chǎn)周期長，成本高。干型- -般適用于單件或小批量生產(chǎn)，以及大型、重型、形狀復(fù)雜、技術(shù)條件要求高的鑄件。 (3)表面干型表面干型是砂型造好后， 只將表面層烘干，再進行澆注的鑄型。它克服了干型的部分缺點，保持了干型的一些優(yōu)點， 降低了成本，提高了生產(chǎn)率，多用于大、中型鑄件的生產(chǎn)。 (4)自硬型自硬型是砂型造好后， 靠造型材料自身的化學(xué)反應(yīng)而硬化，般不需烘烤，或經(jīng)低溫烘烤的鑄型。其優(yōu)點是強度高、精度高。近年來自硬型在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。為了保證鑄件的質(zhì)量鑄型和型芯我選擇自硬型的呋喃樹脂自硬砂。2.4 鑄件澆注位置的選擇鑄件的澆注位置是澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。繞注位置不僅對保證鑄件質(zhì)量公的影響，而且與工藝裝備(如模樣、芯盒等)結(jié)構(gòu)，下芯、合型甚至清理等工序均有的關(guān)系，還有可能影響到機械加工。因此這是一個很重要的問題。澆注位置的選擇下相密切件的大小、結(jié)構(gòu)特點、合金性能、 生產(chǎn)批量、現(xiàn)場生產(chǎn)條件及綜合效益等方面加以確定。以保證鑄件質(zhì)量為出發(fā)點，應(yīng)盡量簡化造型工藝及澆注工藝。從便于下芯、合型以及盡量減少分型面數(shù)量等方面考慮。我們將澆注位置設(shè)在圖 4的紅色部分。鑄件的兩端凸臺和中間圓凸臺部分壁較厚，容易出現(xiàn)縮松縮孔，因此在凸臺中心位置分別設(shè)置冒口。由于鑄件較小，在采用普通鑄造時，冷卻結(jié)晶階段能夠進行增壓和保壓，能夠有效補縮，故不需設(shè)置冷鐵。由分析可知，該鑄造方案合適能夠很好的完成該產(chǎn)品的成形。鑄造工藝課程設(shè)計說明書7圖 2.5-1 澆注位置 1圖 2.5-2 澆注位置 2鑄造工藝課程設(shè)計說明書8圖 2.5-3 澆注位置 3由于我們的鑄件相對來說還是比較大的，方案 2 可能會引起澆不足等缺陷所以我選擇了第一種澆注位置。2.5 分型面的選擇分型是指兩半鑄型接觸的表面。除了地面軟床造型、明澆的小件和實型鑄造法以外的特型都有分型面。分型面的選取優(yōu)劣，對鑄件精度、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)率影響很大。鑄造生產(chǎn)時，需要仔細地分析、對比鑄件的幾種分型方案，慎重選擇。在本次設(shè)計中，鑄件是基本對稱的結(jié)構(gòu)，對稱的部分也方便取模，將分型面選在最大截面面處，將整體均分放入上下箱。方案 1：選取過中心軸線并與兩邊垂直的截面此平面為分型面，采用兩箱造型；型腔分別位于上、下兩個半型內(nèi)，上下砂箱對稱布置，造型簡單。方便型芯的安放，容易定位。對于表面粗糙度的要求，通過留取加工余量，后期進行銑削加工。但合箱易出現(xiàn)錯位現(xiàn)象。方案 2：選取過水平面平面為分型面，此分型面為缸體最大橫截面，型腔采用豎著布置，采用三箱造型，型腔分別位于上、中，下三個半型內(nèi)，上下砂箱對稱布置，但對比方案，該方案造型較合理，形狀規(guī)則，方便加工。鑄造工藝課程設(shè)計說明書9方案 3：選取空心圓柱的接觸面為分型面，此分型面型腔采用豎著布置，采用兩箱造型，大平面位于豎直面，容易造型，可以大大減少工時費，但是由于鑄件高度達到950mm 可能會有澆不足等缺陷。綜上所述：選擇方案 2 作為缸體鑄造方案。圖 2.5-1 方案 1圖 2.5-2 方案 2鑄造工藝課程設(shè)計說明書10圖 2.5-3 方案 32.6 砂箱中鑄件數(shù)量及排列的確定砂箱中鑄件數(shù)量及排列的確定砂箱(型)中請件數(shù)量的確定原則對于中小鑄件， 如果一型中只做一件，期微保成本高。 尤其是近年來，濕型自動化造型線都配備有快換模板、組合模板或者多工位的買性裝置，使得更換模板很少延誤開機時間。因此，為了提高生產(chǎn)效率，在生產(chǎn)中性往把幾個相同的鑄件放在同個砂型中，或者也可以把幾個材質(zhì)相同、壁厚相近的不同鑄作放在同一砂型中生產(chǎn)， 降低成本。一內(nèi)布置多 個鑄件的數(shù)量問題，一般依據(jù)工藝要求和生產(chǎn)條件來確定。例如，鑄仕的大小、砂箱的尺寸、合理的吃砂量、澆冒口系統(tǒng)的布置等。因此，在工藝設(shè)計中，必須根據(jù)根據(jù)生產(chǎn)條件綜合考慮。2.7 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)是指在鑄造工藝設(shè)計時需要確定的工藝數(shù)據(jù)。準確、恰當?shù)剡x擇鑄造工藝參數(shù)，可以保證鑄件尺寸及形狀準確，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。一般來說，鑄造工藝課程設(shè)計說明書11鑄造工藝參數(shù)的選取與鑄件尺寸、質(zhì)量、驗收條件等有關(guān)，所以把鑄件的尺寸和質(zhì)重量公差也在此章節(jié)討論。在常見的鑄造工藝參數(shù)中，除機械加工余量、鑄造收縮率和起模斜度外，其他經(jīng).藝參數(shù)只用于特定條件。2.7.1 鑄件尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件各部分尺寸所允許的極限偏差，鑄件生產(chǎn)過程中的很多因素都會影響鑄件尺寸公差，同時鑄件尺寸公差在一定范圍內(nèi)會對鑄件生產(chǎn)成本產(chǎn)生極大影響，因此必須采用科學(xué)的你標準來協(xié)調(diào)供需雙方的要求。表 2.7-1 小批量或單件生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級鑄造方法公差等級 CT鑄件材料造型材料鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕合金金屬砂型鑄造粘土砂13151551315131513151113手工造型化學(xué)粘結(jié)劑砂121411131113111310121012表 2.7-2 鑄件尺寸公差數(shù)值毛坯鑄件基本尺寸/mm鑄件基本尺寸公差等級 CT大于至123456789101112160250-0.240.340.50.721.001.402.02.84.05.6250400-0.40.560.781.101.602.23.24.46.29400630-0.640.901.201.802.63.657106301000-0.721.001.402.002.84.0681110001600-0.801.101.602.203.24.67913由表 2.7-1 表得毛坯鑄件的公差等級為 1113 取 12由表 2.7-2 鑄件尺寸公差數(shù)值為 11mm2.7.2 鑄件重量公差鑄件體積為 98000 立方厘米。灰鑄鐵 200 的密度取 7.0 克每立方厘米。可得鑄件質(zhì)量為 686000g=686kg表 2.7.2-1 小批量生產(chǎn)的鑄件重量公差等級重量公差等級 MT造型材料鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金干 濕型砂13-1513-1513-1513-1513-1511-13自硬砂12-1411-1311-1311-1310-1210-12鑄造工藝課程設(shè)計說明書12重量公差等級為 1113 取 12。鑄件質(zhì)量在 686kg。重量公差數(shù)值為 10%。2.7.3 機械加工余量機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)計時預(yù)先增加的，而后在機械加工時又被切去的金屬層厚度。輪廓尺寸約為950mm*920mm*750mm，由表 3.7.3-1 得：機械加工余量等級為 FH 取 G 級。又由表3.7.3-2 可知加工余量數(shù)值為 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，所以將采取適當加大加工余量的方法使其在加工后不出現(xiàn)缺陷。將底面的加工余量調(diào)整為 3mm。機械加工余量值應(yīng)根據(jù)最終機械加工后成品零件的最大輪廓尺寸和相應(yīng)的尺寸范圍選取。鑄件機械加工余量可取 3mm。表 2.7.3-1 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級要求的機械加工余量等級鑄件材料方法鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金砂型鑄造手工造型G-KF-HF-HF-HF-HF-H砂型機器造型E-HE-GE-GE-GE-GE-G金屬型或低壓鑄造D-FD-FD-FD-FD-F壓力鑄造B-DB-D熔模鑄造DDDEE表 2.7.3-2 要求的鑄件加工余量要求的機械加工余量等級最大尺寸ABCDEFGHJK1004001501.440010000501.6100016000351.6對于缸體來說，與出模方向一致的樹脂砂模外壁起模的高度分別為350mm、280mm,120mm，所以選擇相應(yīng)的起模斜度距離分別為 30mm、25mm、10mm2.7.6 砂芯的設(shè)計砂芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔及鑄件外形不能出砂的部位。砂型局部要求特殊性能的部分有時也用砂芯形成。砂芯應(yīng)滿足以下要求:砂芯的形狀、尺寸以及在砂型中的位置應(yīng)符合鑄件工藝設(shè)計的西求;具有足夠的強度和剛度;在鑄件形成過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時排出型外:鑄件收縮時阻力小;容易清砂。表 2.7.6-1 水平芯頭的長度 L (單位 mm) D 或（A+B）/2L2000401-60040-6050-7060-8070-9080-10090-110100-120120-140130-150601-80060-8070-9080-10090-110100-120110-130130-150140-160150-170801-100080-10090-110100-120110-130120-140130-150150-1770160-180180-2001001-150090-110100-120110-130120-140130-150140-160160-180180-200200-220220-260鑄造工藝課程設(shè)計說明書14表 2.7.6-2 水平芯頭的斜度及間隙 （單位 mm）D 或（A+B）/22000S111.51.51.52.02.02.52.53.03.04.05.0S21.52.02.02.03.04.04.05.05.06.08.010干型S32.03.03.03.04.06.06.08.08.09.010.0120砂芯部分長度為 850mm 圓柱直徑為 400mm 和 350mm 的水平懸臂芯頭.由上表 2.7.6-1 可知芯頭長度為 110-130mm 取 120mm。由表 2.7.6-2 可知該芯頭的斜度間隙為S1=2.0mm S2=4.0mm S=6.0mm。查書鑄造工藝學(xué) P136 表 6-22 可知 a=10mm b=1.5mm c=25mm r=5mm 砂芯工藝圖如下圖 2.7.6.7.2 圖所示 圖 2.6.7.3 為砂芯圖圖 2.7.6.2 砂芯工藝圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書15圖 2.6.7.3 砂芯圖2.7.7 最小鑄出孔最小鑄出孔件上的孔、槽、臺階等，究竟是鑄出來好還是靠機械加工出來好，這應(yīng)該從品質(zhì)及經(jīng)濟角度等方面考慮。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，同時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。通常零件圖樣上較大的孔應(yīng)鑄出，從節(jié)約金屬和機械加工工時的原則出發(fā)，較小的孔或槽，或者鑄件厚壁處不宜鑄出，直接用機械加工成孔反而方便，因此，對鑄件孔的大小有一定要求，根據(jù)零件材質(zhì)和壁厚查表可知，我們研究的鑄件最小鑄出孔直徑為20mm。故鑄件上中間的大孔可以鑄造得到，其他的小孔都后續(xù)加工或者，可以由鑄件圖和零件圖對比得到。 2.8 澆注系統(tǒng)鑄件的澆注系統(tǒng)相對的其他成型工藝來說比較的簡單，由內(nèi)澆道、澆道、冒口等組成，澆注系統(tǒng)是填充金屬液的通道，其設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。鑄件的澆注位置是指澆注過程中鑄件在模具中的進澆的位置。澆注位置的確定是鑄造工藝設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，關(guān)系到鑄件的內(nèi)部質(zhì)量、鑄件的尺寸精度和成型工藝的難度。澆注時，如果空腔中有大的水平面，當液態(tài)金屬上升到這個位置時，由于截面突鑄造工藝課程設(shè)計說明書16然膨脹，液態(tài)金屬的上升速度變得非常小。熱液態(tài)金屬表面使填充的過程時間長，距離近，容易產(chǎn)生夾砂、渣孔、砂眼等缺陷。在設(shè)計的時候盡可能改進成稍傾斜或彎曲的流道。本次設(shè)計的澆注位置上有大平面，符合條件，澆注整體設(shè)計見下圖。該設(shè)計為封閉式中間注入式澆注系統(tǒng)。2.8.1 流量系數(shù)的確定 表 2.8.1-1 鑄鐵件的流量系數(shù)值 鑄件阻力大小鑄型大中小濕型0.350.420.50干型0.410.480.60由上表取 0.48 2.8.2 澆注時間的計算 （2.8.2-1）mnA式中 -澆注時間 m-鑄件或者澆注金屬質(zhì)量（kg） n=0.5 A=1.63-2.2 取 1.7帶入算出=44（s）2.8.3 平均液面上升速度 （2.8.3-1）CVL式中 C 鑄件相對于澆注位置的高度 cm 為澆注時間代入數(shù)值得cm/s8 . 04435vL2.8.4 平均靜壓力頭的確定 （2.8.4-1）2CP 鑄造工藝課程設(shè)計說明書17 （2.8.4-2）80CHHP式中 C=35cm取 550mmH0由此可知 p=17.5 =545mmHP2.8.5 確定內(nèi)澆道橫截面積可按式計算 （2.8.5-1）pgh2m內(nèi)S式中 S 內(nèi)內(nèi)澆道截面積（cm2） ； m鑄件重量（g）和澆冒口重量； u流量系數(shù)； 合金液密度（g/cm3); 充型時間（s） 已知 m=686000g+686000*0.3=891.8kg，=7000kg/m3, =545mm=0.545m， H0u=0.48，由公式計算得，S 內(nèi)=19cm2查表知 S 內(nèi)：S 橫：S 直=1：1.5：2=19：28.5：38如下圖 2.8.5.1 所示直澆道上直徑為 60mm 下口直徑為 40mm.橫澆道總長 9500mm 的梯形高 70mm 上口寬 50mm 下口寬 30mm 內(nèi)澆道有三個分別長 100mm 200mm 200mm 的梯形高為 40mm 上口寬 50mm 下口寬 40mm。鑄造工藝課程設(shè)計說明書18圖 2.8.5.1 為澆注系統(tǒng)圖圖 2.8.5.2 分別為直澆道 橫澆道 內(nèi)澆道橫截面積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型腔的沖擊，還可分離渣滓和氣泡，阻止其進入型腔。澆口杯選用普通漏斗形澆口杯。鑄造工藝課程設(shè)計說明書19圖 2.8.5.3 澆口杯圖2.9 冒口鑄造工藝里面的冒口是用來在模具中儲存液態(tài)金屬的空腔，這種在結(jié)構(gòu)特殊的情況下需要設(shè)計，可以提高鑄件的質(zhì)量。它可以在鑄件成型時提供預(yù)冷卻。它能防止收縮、氣孔、排氣和積渣。主要用于在凝固過程中的體積變化大的鑄件，不同于工業(yè)上常用的金屬和合金。它的特點是在液體冷卻過程中收縮，冷卻到共晶溫度時停止收縮，由于鑄件會沉淀而膨脹，當剩余的液態(tài)金屬在凝固結(jié)束附近凝固到凝固結(jié)束時收縮。因此，在凝固過程中，膨脹和液體收縮往往相互補償。因此，因為本次設(shè)計的零件壁厚均勻，無大壁，因此設(shè)計澆注系統(tǒng)可設(shè)計兩個小冒口。為了保證冒口補縮效果，需要驗證冒口補鑄造工藝課程設(shè)計說明書20縮距離。鑄件模數(shù)為 （2.9-1）AVM 式中 M 為鑄件模數(shù) V 為鑄件體積 A 為鑄件表面積又知 V=98000 立方厘米 A=37125.625 平方厘米 所以63. 237125.62598000M由 2.632.5 所以可以使用無冒口補縮法.鑄造工藝課程設(shè)計說明書213 鑄造工裝設(shè)計鑄造工裝設(shè)計3.1 模樣所謂模樣，即模擬鑄件形狀，形成鑄型型腔的工藝裝備或易耗件。模樣直接影響到鑄件的幾何形狀、尺寸精度、表面與內(nèi)在質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，其設(shè)計與制造是鑄造生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，因此，為保證形成符合要求的型腔，模樣應(yīng)具有足夠的強度、剛度及適當?shù)谋砻婢群统叽缇?。另外，鑄件在型腔中凝固以后，在其冷卻到室溫的過程中，仍會有一定的體積收縮，所以形成型腔的模樣應(yīng)比成品鑄件的尺寸要大一些， 這種放大要根據(jù)鑄件材質(zhì)的自由線收縮率和鑄件在鑄型中收縮受阻的具體情況來確定。我選擇的模樣為木模，木模具有輕便、容易加工、來源廣、價格低廉的優(yōu)點，但其強度低、易吸潮而變形、精度低、使用壽命短。適用于單件、小批量生產(chǎn)的各種鑄件。木模可做成各種結(jié)構(gòu)形式，如整體模、分開模、刮板、骨架模等，以適應(yīng)不同大小、形狀和批量的鑄件生產(chǎn)。木材在干燥過程中各向收縮不同，年輪方向收縮 6% 12%，徑向收縮 3% 6%，縱向收縮 0.1% 0.3%。制模前木材應(yīng)經(jīng)干燥處理，存放期不少于 20 天，要求其含水量為 8% 16%。坯料拼接時，同層木板的紋理應(yīng)正反交叉排列，相鄰層木紋相互垂直，這樣可利用木材的變形規(guī)律彼此制約，減少木模的變形。我國常用的制作木模的木種有紅松、落葉松、白松、黃松、杉木、柏木、桂木、銀杏、柚木等。柚木、銀杏木、桂木一般紋理平直，質(zhì)地細，容易加工，不易變形，是優(yōu)質(zhì)木模材料，但其價格貴，來源較少，用于高級木?；蛑圃炷灸Ｉ系囊恍┚毑糠?紅松紋理平直，易加工，吸水性低、變形小，但質(zhì)地松軟，耐磨性差，盛產(chǎn)于東北地區(qū)，價格低廉，廣泛用于普通木模。柏木質(zhì)地堅硬，耐磨，紋理不直，櫛子多，難刨削;白松、黃松等大都質(zhì)地松軟或易變形，多用于制作低級木模。鑄造工藝課程設(shè)計說明書223.2 模板模板是將模樣、澆冒口系統(tǒng)模與模底板裝配成整體的造型工具。采用模板造型可以簡化造型操作，提高造型效率，而且形成的型腔尺寸準確。所以模板不僅在大批、大量的機界化型中使用，就是在小批生產(chǎn)的手工造型，如大部分航空產(chǎn)品鑄件，為提高鑄型質(zhì)量也多使用模板造型。一般模板由模底板、模樣、澆冒口系統(tǒng)模、加熱元件、定位元件等組成。在組合快換模板系統(tǒng)中，還包括有模板框及其定位、固定元件。圖 3.2-1 上箱模樣圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書23圖 3.2-2 中箱模樣圖圖 3.2-3 下箱模樣圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書243.3 砂箱砂箱是砂型的成形和送輸工具，其鈷枸和尺寸是否合理，対侍件貭量、生聲效率、強度有很大影呵。砂箱的沒計內(nèi)容包括迭拝炎型和材貭以及硝定砂箱尺寸、固等。砂箱裝配圖如下圖 3.3-1 所示圖 3.3-1 砂箱裝配圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書253.4 芯盒芯盒是制造砂芯的專用模具，芯盒的尺寸精度和結(jié)構(gòu)是否合理，將在很大程度上直接影響到砂芯的質(zhì)量和制芯效率。設(shè)計芯盒時應(yīng)以產(chǎn)品零件圖、生產(chǎn)批量、鑄造工藝方案、鑄造工藝圖(或砂芯圖)、制芯設(shè)備的技術(shù)規(guī)格、工裝加工能力及技術(shù)水平等為依據(jù)，根據(jù)砂芯的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小來確定芯盒的類型、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式和尺寸。芯盒設(shè)計一般應(yīng)滿足如下要求:1)芯盒材料和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與生產(chǎn)批量相適應(yīng)，且應(yīng)具有必要的強度、剛度和耐磨性，以保證達到要求的使用壽命。2)確保砂芯的幾何形狀和尺寸精度。3)有利于安放芯骨、開設(shè)排氣道等。4)盡可能減輕芯盒重量，滿足選用的制芯設(shè)備的裝配和操作要求。5)簡化芯盒的制造工藝，減少加工工時，降低制造成本。鑄造工藝課程設(shè)計說明書263.4-1 芯盒圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書274 結(jié)結(jié) 論論通過這次設(shè)計我學(xué)到了很多，首先是繪圖，遇到了很多困難，繪圖軟件不熟悉等造成了設(shè)計進度太慢，通過仔細閱讀軟件書籍，學(xué)習了軟件的基本操作過程，讓我對繪圖有了很大進步，通過對其零件圖、材質(zhì)、工藝要求、生產(chǎn)要求等的綜合分析，確定了零件的分型面、澆注位置，進一步確定了其鑄造工藝參數(shù)，選定適宜缸體的砂型鑄造的開放式中間澆注形式進行澆注，利用順序凝固方式設(shè)定補縮冒口，在以上基礎(chǔ)上完成了缸體砂型鑄造工藝設(shè)計及工裝的設(shè)計，繪制出鑄件圖、鑄造工藝圖。本次設(shè)計嚴格按照國際國家標準，遵循砂型鑄造設(shè)計準則，完全能夠滿足缸體砂型鑄造的生產(chǎn)要求，通過對鑄造模具基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計，讓我了解到整個設(shè)計過程，知道了一些設(shè)計難點，也明白了自己的不足，因為對鑄造的結(jié)構(gòu)不熟悉，走了很多彎路，特別是流道的設(shè)計，在經(jīng)驗不足的情況下，很難滿足塑件的填充要求，在一些砂芯機構(gòu)也是這次的難點，讓我認識到什么是砂芯，其工作的原理是什么。然后還進行了鑄造工藝的一系列的計算，這些計算都讓我對機械行業(yè)的一個全新認識，通過學(xué)習這些機構(gòu)的原理和結(jié)構(gòu)，相信對以后工作會有很大的幫助。鑄造工藝課程設(shè)計說明書28參 考 文 獻1 鑄造工藝設(shè)計手冊北京出版社1980聯(lián)合編寫2 材料成型技術(shù)基礎(chǔ)機械工業(yè)出版社2013主編：施江瀾3 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)中南大學(xué)出版社2013主編：趙又紅4 鑄造手冊機械工業(yè)出版社2005主編：李宏英5 工程制圖機械工業(yè)出版社2006主編：馮秋官6 機械原理高等教育出版社2010主編：朱理7 機械工程材料中南大學(xué)出版社2012主編：高為國8 互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)高等教育出版社2010主編：胡鳳蘭