【正文】 軌背面 為分模面 （樹脂砂造型） 該鑄件的導軌面為 重要面 應放在下箱或側(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 導軌 的中心對稱線為分模面 （樹脂砂造型 ） 該鑄件的導軌面為重要表面，應放在下箱或側(cè)面，采用方案二應將其放在沙箱側(cè)面。可以保證導軌的質(zhì)量，同時避免立柱地腳筋板處出芯子，由外模直接帶出?？啃蛢?nèi)定位及模型制做準確度來減少錯箱的傾向。 需 在澆注系統(tǒng)加以考慮， 否則 會造成上下導軌在澆注過程中溫度 不同從而導致硬度不同。本設計采用方案二。4工藝參數(shù) 機械工程學院 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，機械加工余量值應根據(jù)最終機械加工后成品零件的最大輪廓尺寸和相 應的尺寸范圍選取 [1]。 鑄件的某一部位在鑄態(tài)下的最大尺寸應不超過成品尺寸和要求的加工余量及鑄件總公差之和。當有斜坡時，斜度值應另加考慮。 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按下列方式標注在鑄件圖或技術文件中： a）用公差和要求的機械加工余量代號統(tǒng)一標注，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），標注為： GB/T6414CT12RMA7（ G） b）采用非標準加工余量時，應在鑄件圖樣上所需部位直接標出。檢驗與評定時，當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，應認為鑄件的加工余量合格。 青海大學本科畢業(yè)設計：機床鑄件工藝設計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設計 6 機械工程學院 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,放在上箱的導軌側(cè)面為加工面，考慮到浮渣，所以加工余量應取 9mm。具體見工藝圖。 4工藝參數(shù) 機械工程學院 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： 青海大學本科畢業(yè)設計：機床鑄件工藝設計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設計 8 機械工程學院 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，提高導軌硬度，需在導軌處放置外冷鐵激冷 [5]。 冷鐵尺寸 =粗大部位尺寸（ ～ ） 該工藝中導軌為粗大部位，應放置冷鐵，根據(jù)導軌尺寸得： 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) 機械工程學院 9 分型負數(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，使合型不嚴密。為防止?jié)沧r從分型面跑火，合型時應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的高度，減去的值稱為分型負數(shù)。 確定分 型負數(shù)，應該注意下述幾點 [2]： a）若模樣分成對稱的上、下兩半，則上、下半模各取分型負數(shù)的一半，否則，分型負 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數(shù)。 c）自硬砂型和濕型一般不放分型負數(shù)，但是砂型平面大于 時，也放分型負數(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數(shù)小。 表 6 模樣的分型負數(shù) （單位： mm） 砂箱長度 分型負數(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查的分型負數(shù)為 2。因鑄件對稱地放置在上下箱中，故分型負數(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計出相應的結(jié)構(gòu)斜度時，就要在鑄型工藝設計時給出拔模斜度。 模樣的 起 模斜度，應不致 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 青海大學本科畢業(yè)設計：機床鑄件工藝設計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設計 10 機械工程學院 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)復雜， 因此冷卻時間選取 9h。5砂芯及砂型設計 機械工程學院 11 5 砂芯及砂型設計 砂芯設計 砂芯設計，主要包含芯頭設計、砂芯排氣設計等。必要時，還需 有選用及安置芯撐的設計。本方案共有三 個 砂 芯，分別為 X X X3，需分別對其進行設計。 芯頭設計 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；當芯子有方向性要求時，應在芯頭上做定位角。 排氣設計 濕砂芯，干砂芯和自硬