【正文】 軌背面 為分模面 （樹脂砂造型） 該鑄件的導(dǎo)軌面為 重要面 應(yīng)放在下箱或側(cè)面，采用方案一 將鑄件放在一個砂箱內(nèi)， 從而保證導(dǎo)軌的質(zhì)量。 這樣可以減少錯箱和加工定位尺寸，但是地腳 筋 板處起模困難需要從工藝上出芯子加以處理。 方案二：以立柱 導(dǎo)軌 的中心對稱線為分模面 （樹脂砂造型 ） 該鑄件的導(dǎo)軌面為重要表面，應(yīng)放在下箱或側(cè)面，采用方案二應(yīng)將其放在沙箱側(cè)面?？梢员ＷC導(dǎo)軌的質(zhì)量，同時避免立柱地腳筋板處出芯子，由外模直接帶出。靠型內(nèi)定位及模型制做準(zhǔn)確度來減少錯箱的傾向。 需 在澆注系統(tǒng)加以考慮， 否則 會造成上下導(dǎo)軌在澆注過程中溫度 不同從而導(dǎo)致硬度不同。本設(shè)計采用方案二。4工藝參數(shù) 機械工程學(xué)院 5 4 工藝參數(shù) 鑄件最小鑄出壁厚 合金液的流動性，鑄件的輪廓尺寸和鑄造方法，決定了合金液的充型能力 。為了避免鑄件澆不足 和冷隔等缺陷，應(yīng)要求鑄件壁厚不小于最小壁厚。對于砂型鑄造各類鑄造合金鑄件的最小壁厚可參考表 1。鑄件 的內(nèi)壁厚度應(yīng)小于外壁厚度。 表 1 砂型鑄件最小壁厚 （單位： mm） 鑄件材質(zhì) 鑄件輪廓尺寸 鑄鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 鋁合金 鎂合金 銅合金 ? 200?200 200?200～500?500 500?500 8 10～ 12 15～ 20 ? 6 6～ 10 15～ 20 6 12 —— 5 8 —— 3 4 6 —— 3 —— 3～ 5 6～ 8 —— 根據(jù)表 1以及所給已知條件：最大外形尺寸為 1130 410 525mm，且材質(zhì)為 HT250，由工藝圖知鑄件最小壁厚為 15mm，所以符合上表中砂型鑄件最小壁厚為 15mm～ 20mm的要求 。 機械 加工余量 GB/T6414— 1999《鑄件尺寸公差與機械加工余量》中規(guī)定，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 [1]。 鑄件的某一部位在鑄態(tài)下的最大尺寸應(yīng)不超過成品尺寸和要求的加工余量及鑄件總公差之和。當(dāng)有斜坡時，斜度值應(yīng)另加考慮。 機械加工余量值由精到粗分為 A， B， C， D， E， F， G， H， J 和 K 共 10 個等級（見表 2）。推薦用于各種鑄造方法和鑄造合金鑄件的 RMA等級列表 3中，它僅供參考。 要求的機械加工余量應(yīng)按下列方式標(biāo)注在鑄件圖或技術(shù)文件中： a）用公差和要求的機械加工余量代號統(tǒng)一標(biāo)注，例如：對于輪廓最大尺寸在 25004000mm 范圍內(nèi)的鑄件，要求的機械加工余量等級為 G，要求的機械加工余量為 7mm，（同時鑄件的一般公差為GB/T6414CT12），標(biāo)注為： GB/T6414CT12RMA7（ G） b）采用非標(biāo)準(zhǔn)加工余量時，應(yīng)在鑄件圖樣上所需部位直接標(biāo)出。檢驗與評定時，當(dāng)鑄件實際測量尺寸位于鑄件基本尺寸所要求的公差帶范圍內(nèi)時，應(yīng)認(rèn)為鑄件的加工余量合格。 青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計：機床鑄件工藝設(shè)計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設(shè)計 6 機械工程學(xué)院 表 2要求的機械加工余量（ RMA）（ GB/T6414— 1999） 最大尺寸 要求的機械加工余量等級 A B C D E F G H J K ? 40 1 40～ 63 1 2 63～ 100 1 2 4 100～ 160 3 4 6 160～ 250 1 2 4 8 250～ 400 5 7 10 400～ 630 3 4 6 9 12 630～ 1000 5 7 10 14 1000～ 1600 1 2 4 8 11 16 1600～ 2500 6 9 14 18 2500～ 4000 5 7 10 15 20 4000～ 6300 1 2 4 8 11 16 20 6300～ 10000 3 6 9 12 17 24 表 3 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級 方法 要求的機械加工余量等級 鑄件材料 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～ K F～ H F～ H F～ H F～ H F～ H 砂型鑄造機器造型和殼型 E～ H E～ G E～ G E～ G E～ G E～ G 金屬型（重力和低壓鑄造） —— D～ F D～ F D～ F D～ F D～ F 壓力鑄造 —— —— —— —— B～ D B～ D 熔模鑄造 E E E —— E E 該鑄型為手工造型，材料為 HT250，加工余量等級為 F～ H，工件 尺寸為 1130 410 525mm，其中最大尺寸為 1130mm， 由表 2[2]查得 在 1000～ 1600范圍 加工余量范圍為 4～ 8mm。又結(jié)合實際，導(dǎo)軌面為重要面加工余量取 7mm， 鑄件側(cè)面凸臺加工余量取 3mm,放在上箱的導(dǎo)軌側(cè)面為加工面，考慮到浮渣，所以加工余量應(yīng)取 9mm。具體見工藝圖。 4工藝參數(shù) 機械工程學(xué)院 7 最小鑄出孔和槽 機械零件上往往有許多孔、槽和臺階，一般來說，應(yīng)盡可能在鑄造時鑄出 [1]。這樣既可以節(jié)約金屬，減少機械加工的工作量，降低成本，又可使鑄件 壁厚比較均勻，減少形成縮孔，縮松等鑄件缺陷的傾向。但是，當(dāng)鑄件上的孔、槽的尺寸太小，而鑄件的壁厚又較厚和金屬壓力頭較高時，反而會使鑄件產(chǎn)生粘砂，造成清鏟和機械加工困難；有的孔、槽，為了把它們鑄出，必須采用復(fù)雜而且難度較大的工藝措施，而實現(xiàn)這些措施還不如用機械加工的方法制出更為方便和經(jīng)濟；有時由于孔距要求很精確，鑄出的孔如有偏心，就很難保證加工精度。因此，在確定零件上的孔和槽是否鑄出時，必須既考慮到鑄出這些孔或槽的可能性，又要考慮到鑄出這些孔或槽的必要性和經(jīng)濟性。 表 4 鑄鐵件和非鐵合金鑄件最小鑄孔尺寸 （單 位： mm） 鑄件材質(zhì) 壁厚 最小孔徑 鑄鐵 8～ 10 6～ 10 20～ 25 10～ 15 40～ 50 15～ 30 50～ 100 35～ 50 鋁合金、鎂合金 —— 20 銅合金 —— 25 因該工件材料為 HT250，基本壁厚為 15mm， 導(dǎo)軌處壁厚為 44mm，所以選取壁厚 處在 40～ 50mm之間，由表 4 可得，最小鑄出孔直徑選 15mm。本設(shè)計中螺紋孔，地腳螺釘孔等都為不鑄出孔，在鑄造工藝圖上已用紅線標(biāo)出。 不鑄出 面 如 立柱底座處的 小凹槽。 鑄造 收縮率 鑄件在凝固和冷卻過程中，體積 一般要收縮。金屬在液態(tài)和凝固過程中的收縮量以體積的改變量表示，成為體收縮。在固態(tài)下的收縮量常以長度表示，稱為線收縮。由于鑄件的固態(tài)收縮（線收縮）將使鑄件各部分尺寸小于模樣原來的尺寸，因此為了使鑄件冷卻后的尺寸與鑄件圖示一致，則需要在模樣或芯盒上加上其收縮的尺寸。加大的這部分尺寸稱為鑄件的收縮量， 一般用鑄件收縮率表示，可用下式求出： 青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計：機床鑄件工藝設(shè)計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設(shè)計 8 機械工程學(xué)院 鑄件收縮率 100%LLKL???模 樣 鑄 件鑄 件 式中： L模 樣模樣尺寸 ； L鑄 件 鑄件尺寸。 在制造模樣時，為了方便起見，常用特別的“收縮尺”或“鑄模尺”。收縮尺的刻度比普通刻度長，其加長的尺寸稱為收縮量。根據(jù)實際需要，可做成 %， 1%， %， %??等各種比例的收縮尺，以供選用。 表 5 幾種合金的鑄造收縮率 合金種類 鑄件收縮率 % 自由收縮 受阻收縮 灰鑄鐵 中小型鑄件 中大型鑄件 特大型鑄件 筒形鑄件 長度方向 直徑方向 孕育鑄鐵 HT 25～ 47 HT 30～ 54 HT 35～ 61 白口鐵 由于鑄件材料為 HT250，最大外形輪廓尺寸為 1140 422 525mm，鑄件為中型鑄件，且為自由收縮，根據(jù)表 5和生產(chǎn)經(jīng)驗。收縮率應(yīng)該確定為 1% 。 冷鐵放置計算 為了保證厚大部位重要表面的質(zhì)量，防止產(chǎn)生縮孔等缺陷，提高導(dǎo)軌硬度，需在導(dǎo)軌處放置外冷鐵激冷 [5]。 冷鐵尺寸 =粗大部位尺寸（ ～ ） 該工藝中導(dǎo)軌為粗大部位，應(yīng)放置冷鐵，根據(jù)導(dǎo)軌尺寸得： 冷鐵尺寸 =44mm (～ )=11～ 17mm 取中間尺寸 15mm，選取 15 40 100mm 規(guī)格的 石墨 冷鐵。 4工藝參數(shù) 機械工程學(xué)院 9 分型負(fù)數(shù)的選擇 起模后的修型和烘干會引起砂型變形，致使分型面凹凸不平，使合型不嚴(yán)密。為防止?jié)沧r從分型面跑火，合型時應(yīng)在分型面上放耐火泥條或石棉繩 [1]，這就增高了型腔高度。為了保證鑄件尺寸符合圖樣尺寸要求，模樣上必須減去相應(yīng)的高度，減去的值稱為分型負(fù)數(shù)。 確定分 型負(fù)數(shù)，應(yīng)該注意下述幾點 [2]： a）若模樣分成對稱的上、下兩半，則上、下半模各取分型負(fù)數(shù)的一半，否則，分型負(fù) 數(shù) 放在 上半模樣。 b）多箱造型時，每個分型面都要放分型負(fù)數(shù)。 c）自硬砂型和濕型一般不放分型負(fù)數(shù)，但是砂型平面大于 時，也放分型負(fù)數(shù)，其值小于表中的數(shù)值。 d）在分型面上的砂芯間隙不能比分型負(fù)數(shù)小。 表 6 模樣的分型負(fù)數(shù) （單位： mm） 砂箱長度 分型負(fù)數(shù) a 干 型 表干型 ? 1000 2 1 1001～ 2021 3 2 2021～ 3500 4 3 3501～ 5000 5 4 5000 7 6 —— —— —— 根據(jù)后續(xù)設(shè)計的砂箱長度 2021mm，且型 砂 為自硬型樹脂 砂 ，屬表干型，由表 6查的分型負(fù)數(shù)為 2。因鑄件對稱地放置在上下箱中，故分型負(fù)數(shù)上下箱各取 1。 拔模斜度 為了在造型和制芯時便于起模而不致?lián)p壞砂型和砂芯，應(yīng)該在模樣或芯 盒 的出模方向帶有一定的斜度。如果零件本身沒有設(shè)計出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)斜度時，就要在鑄型工藝設(shè)計時給出拔模斜度。 模樣的 起 模斜度，應(yīng)不致 使鑄件超出尺寸公差。該鑄件高度為 525mm，起模斜度可選 1： 100。 鑄件在砂箱內(nèi)冷卻時間 青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計：機床鑄件工藝設(shè)計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設(shè)計 10 機械工程學(xué)院 表 7 中小型鑄鐵在砂型中內(nèi)的冷卻時間 鑄件的重量 /kg 5 510 1030 3050 50100 100250 250500 5001000 鑄件的壁厚 /mm 8 12 18 25 30 40 50 60 冷卻時間/min 2030 2540 3060 50100 80160 120300 240600 480720 鑄件重量為 ,主要壁厚為 44mm，由表 7查得此鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時間為 240～ 600min，即 4h～ 10h。該鑄件壁厚較大 、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 因此冷卻時間選取 9h。5砂芯及砂型設(shè)計 機械工程學(xué)院 11 5 砂芯及砂型設(shè)計 砂芯設(shè)計 砂芯設(shè)計，主要包含芯頭設(shè)計、砂芯排氣設(shè)計等。必要時，還需 有選用及安置芯撐的設(shè)計。本方案共有三 個 砂 芯，分別為 X X X3，需分別對其進行設(shè)計。 芯頭設(shè)計 砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。對于垂直砂芯，為了保證其軸線垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭長度或者采用摽芯的方式。以承受砂芯的重力和金屬液的浮力。芯頭與芯座之間應(yīng)有 適宜的間隙，以使砂型與砂芯的裝配方便，但又能確保金屬件的尺寸、精度；當(dāng)芯子有方向性要求時，應(yīng)在芯頭上做定位角。 排氣設(shè)計 濕砂芯，干砂芯和自硬