【正文】 支座砂型鑄造工藝設計說明書 第一章 簡 介 中國古代鑄造技術發(fā)展 中華文明大致經歷了石器時代、銅器時代和鐵器時代三個歷史階段，這三種材質的工具和技術的創(chuàng)造發(fā)明，隨著人類的繁衍，不斷推動人類文明向高級階段發(fā)展，金屬的應用使人類文明產生了根本性的飛躍，而鑄造技術的運用和金屬的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起。對古代很多務農的人來說，鑄造技術是一門手藝。據歷史考證，我國鑄造技術開始于夏朝初期，迄今已有 5000 多年。到了晚商和西周初期，青銅的鑄造技術得到了蓬勃發(fā)展，形成了燦爛的青銅文化，遺留到今天的有一批鑄造工藝水平 較高的鑄造產品。 中國古代的鑄造方法有：石型即用石頭或石膏制作鑄型；泥型古稱“陶范”；金屬型古稱“鐵范”；失蠟型有出蠟法、走蠟法、脫蠟法或刻蠟法；砂型這種方法是伴隨泥型一起產生的。 中國古代鑄造中的精品有：滄州鐵獅，司母戊方鼎，四羊方尊，曾侯乙尊盤，永樂大銅鐘，大型銅編鐘，銅車馬儀仗隊等。 中國鑄造技術發(fā)展現(xiàn)狀 盡管近年來我國鑄造行業(yè)取得迅速的發(fā)展 ,但仍然存在許多問題。第一 ,專業(yè)化程度不高 ,生產規(guī)模小 。我國每年每廠的平均生產量是 815t,遠遠低于美國的 4606t 和日本的 4878t。第二 ,技術含量及附 加值低。我國高精度、高性能鑄件比例比日本低約 20 個百分點。第三 ,產學研結合不夠緊密、鑄造技術基礎薄弱。第四 ,管理水平不高 ,有些企業(yè)盡管引進了國外的先進的設備和技術 ,但卻無法生產出高質量鑄件 ,究其原因就是管理水平較低。第五 ,材料損耗及能耗高污染嚴重。中國鑄鐵件能耗比美國、日本高 70%～120%。第六 ,研發(fā)投入低、企業(yè)技術自主創(chuàng)新體系尚未形成。 發(fā)達國家鑄造技術發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)達國家總體上鑄造技術先進、產品質量好、生產效率高、環(huán)境污染少、原輔材料已形成商品化系列化供應，如在歐洲已建立跨國服務系統(tǒng)。生產普遍實現(xiàn) 機械化、自動化、智能化（計算機控制、機器人操作）。 在大批量中小鑄件的生產中，大多采用微機控制的高密度靜壓、射壓或氣沖造型機械化、自動化高效流水線濕型砂造型工藝。 砂處理采用高效連續(xù)混砂機、人工智能型 砂在線控制專家系統(tǒng) , 制芯工藝普遍采用樹脂砂熱、溫芯盒法和冷芯盒法。熔模鑄造普遍用硅溶膠和硅酸乙酯做粘結劑的制殼工藝。鑄造生產全過程主動、從嚴執(zhí)行技術標準，鑄件廢品率僅 2%5%；標準更新快（標齡 45 年）；普遍進行 ISO9000、 ISO14000 等認證。 重視開發(fā)使用互聯(lián)網技術，紛紛建立自己的主頁、站點。鑄造業(yè)的電子商務、遠程設計與制造、虛擬鑄造工廠等飛速發(fā)展。 我國鑄造未來發(fā)展趨勢 自中國加入 WTO 以來 ,我國鑄造行業(yè)面臨機遇與挑戰(zhàn)。其未來發(fā)展將集中在以下幾方面。第一 ,鼓勵企業(yè)重組發(fā)展專業(yè)化生產 ,包括鑄件大型化和輕量化生產。第二 ,加大科技投入切實推動自主創(chuàng)新 ,實現(xiàn)鑄件的精確化生產和數(shù)字化鑄造。第三 ,培養(yǎng)專業(yè)人才加強職工技術培訓。第四 ,大力降低能耗抓好環(huán)境保護 ,實現(xiàn)清潔化鑄造。 1． 5 蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵是在鑄鐵材料方面介于球墨 鑄鐵與灰鑄鐵之間的一種材科。蠕蟲狀石墨是介于球伏與片狀之間的一種過渡型石墨，因而使這種鑄鐵的材質性能也介于球墨鑄鐵與灰鑄鐵之間。簡要地說，蠕墨鑄鐵具有接近于球墨鑄鐵的強度、剛性，一定的韌性，良好的耐磨性；另一方面，它又具有接近于灰鑄鐵的鑄造性能和熱傳導性能，因此這種鑄鐵材料愈來愈引起人們的注意，并且巳開始在生產上獲得了應用。它具有獨特的性能，在汽車發(fā)動機、排氣管、玻璃模具、柴油機缸蓋、制動零、件剎車盤等方面應用取得了良好的效果。 第二章 鑄造工藝方案的確定 2． 1 支座的生產條件、結構及技術要求 ? 產品生產性 質 —— 大批量生產 ? 零件材質 —— RuT300 ? 零件的外型示意圖如圖 所示，支座的零件圖如圖 所示，支座的外形輪廓尺寸為 160mm*135mm*100mm，主要壁厚 18mm，最大壁厚 20mm，為一小型鑄件；鑄件除滿足幾何尺寸精度及材質方面的要求外，無其他特殊技術要求。 圖 支座外型示意圖 圖 支座零件圖 2． 2 支座結構的鑄造工藝性 零件結構的鑄造工藝性是指零件的結構應符合鑄造生產的要求，易于保證鑄件品 質，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應考慮如下幾個方面： 壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應太薄。 ，注意薄壁過渡和圓角 鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應采取逐漸過渡和轉變的形式，并應使用較大的圓角相連接，避免因應力集中導致裂紋缺陷。 鑄件的內壁和肋等，散熱條件較差，應薄于外壁，以使內、外壁能均勻地冷卻，減輕內應力和防止裂紋。 ，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。 。 曲變形。 。 對于支座的鑄造工藝性審查、分析如下： 支座的輪廓尺寸為 160mm*135mm*100mm。砂型鑄造條件下該輪廓尺寸允許的最小壁厚查《鑄造工藝學》表 321 得：最小允許壁厚為 3～ 4 mm。而設計支座的最小壁厚為 10mm。符合要求。 支座設計壁厚較為均勻，兩壁相連初采用了加強肋，可以有效構成熱節(jié)，不易產生熱烈。2. 3 造型，造芯方法的選擇 支座的輪廓尺寸為 160mm*135mm*100mm，鑄件尺寸較小，屬于中小型零件且要大批量生產。采用濕型 粘土砂造型 靈活性大， 生產率高，生產周期短，便于組織流水生產，易于實現(xiàn)機械化和自動化，材料成本低，節(jié)省烘干設備、燃料、電力等，還可延長砂箱使用壽命。因此，采用濕型粘土砂機器造型，模樣采用金屬模是合理的。 在造芯用料及方法選擇中，如用粘土砂制作砂芯原料成本較低，但是烘干后容易產生裂紋，容易變形 。 在大批量生產的條件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工藝所需的砂芯采用熱芯盒法生產砂芯， 以增加其強度及保證鑄件質量。選擇 使用射芯工藝生產砂芯。 采用熱芯盒制芯工藝 熱芯盒法制芯，是用液態(tài)固性樹脂粘結劑和催化劑制成的一種芯 砂，填入加熱到一定的芯盒內，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結劑在很短的時間內硬化。而且只要砂芯表層有數(shù)毫米的硬殼 即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余熱可自行硬化。 2. 4 澆注位置的確定 鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在型內所處的狀態(tài)和位置。確定澆注位置是鑄造工藝設計中重要的環(huán)節(jié)，關系到鑄件的內在質量，鑄件的尺寸精度及造型工藝過程的難易程度。 初步對支座對澆注位置的確定有：方案一如圖 、方案二圖 圖 澆注位置確定方案一 圖 澆注位置確定方案二 確定澆注位置應注意以下原則： ，避免夾砂結疤內缺陷 ，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗 對于方案一如圖 進行綜合分析如下： A 面（如圖 所示）為重要加工面，朝上放置容易產生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷。 。 對于方案二如圖 進行綜合分析如下： 全部置于下部，這樣置于下部的重要部分可以得到上部金屬的靜壓力作用下凝固并得到補縮，組織致密。 A面、 B面（如圖 所示）位于側立面，比較光潔，產生氣孔、 非金屬夾雜物等缺陷的可能性小。 綜合比較，方案二更加科學可行。 2. 5 分型面的確定 分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。分型面的優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產率。 初步對支座進行分型有：方案一如圖