【正文】 ......................................................................... 36 結(jié)論 .......................................................................................................................... 38 致謝 .......................................................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 41 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求金屬鑄件具有高的機(jī)械性能和尺寸精度，滿足某些性能，如耐高溫、耐磨等，同時(shí)要求鑄件產(chǎn)量大，成本低。鑄造工藝設(shè)計(jì)是生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件，因此，鑄造工藝設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)率及成本起著很大的作用。采用冒口設(shè)計(jì)保證 了鑄件質(zhì)量、節(jié)約金屬、提高冒口的補(bǔ)縮效率，論述鑄造工藝設(shè)計(jì)的步驟和需要解決的部分問題。 chill 引 言 鑄造行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及國防力量的增強(qiáng)起著重要的作用。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，在國際間的合作日益密切、競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈之時(shí)，中國應(yīng)更充分地發(fā)揮鑄造資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展自己的鑄造工業(yè)。與其他 成 型方法相 比，它不受零件毛坯 重量、尺寸和形狀的限制，重量從幾克到幾百噸，壁厚由幾毫米到幾米，形狀十分復(fù)雜，用機(jī)械加工十分困難，耗費(fèi)大量機(jī)床工時(shí)，甚至難以制得的零件，都可由鑄造獲得。工藝方案的好壞與鑄件的質(zhì)量、企業(yè)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本息息相關(guān)。手工造型，用沖天爐熔化，然后轉(zhuǎn)包澆注。 鑄造零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)除了應(yīng)滿足機(jī)器設(shè)備本身的使用性能和機(jī)械加工的要求外，還應(yīng)滿足鑄造工藝的要求。 為簡(jiǎn)化鑄造工藝改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)方法 ： 當(dāng)鑄件質(zhì)量得不到保證，或在不影響使用性能的條件下又可簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝時(shí)，可改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)，以 簡(jiǎn)化制造工藝過程，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本。型芯采用手工造型對(duì)分式芯盒制取，挖排氣道以利排氣。對(duì)此鑄件選擇澆注位置時(shí)主要考慮其補(bǔ)縮及造型方便。這樣便于在鑄件的厚壁處放置冒口，造成良好的順序凝固，有利于鑄件補(bǔ)縮。 （ 6） 應(yīng)使鑄件總的生 產(chǎn)工時(shí)和材料消耗較少。 如下圖所示： 圖 2：澆注位置方案 分型面的確定 鑄件分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面。 （ 2）應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，最好只有一個(gè)分型面。 （ 4）應(yīng)盡量選用平直面作分型面，少用曲面，以簡(jiǎn)化制模和造型工藝。一般應(yīng)首先確定澆注位置，再考慮分型面。鑄件收縮時(shí)阻力小，造芯、烘干、組合裝配和鑄件清理等工序操作簡(jiǎn)便、芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和造芯方便。金屬芯強(qiáng)度和剛度好，得到的鑄件尺寸精度高，但對(duì)鑄件收縮的 阻力大，對(duì)于形狀復(fù)雜的孔腔則抽芯比較困難，選用時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。 砂芯的設(shè)計(jì) ： 在鑄件澆注位置和分型面等工藝方案確定后，就可根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)來確定砂芯如何分塊（即采用整體結(jié)構(gòu)還是分塊組合結(jié)構(gòu)）和各個(gè)分塊砂芯的結(jié)構(gòu)形狀。在鑄件尺寸精度要求較高的地方，盡管結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但仍采用整體砂芯。細(xì)長的砂芯，應(yīng)分成數(shù)段，并設(shè)法使芯盒通用。 除上述幾條原則外，還應(yīng)使每塊砂芯有足夠的斷面，保證有一定的強(qiáng)度和剛度，能樹立排出砂芯中的氣體；是芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和使用等。主要用于質(zhì)量要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單件、小批量生產(chǎn)的大中型鑄件上。 芯頭的 設(shè)計(jì) 芯頭是砂芯的定位、支撐和排氣結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)師需要考慮：如何保證定位準(zhǔn)確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用以及把澆注時(shí)在砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體引起的鑄型問題。 （ 2） 芯頭斜度的確定：為了便于造型、造芯、下芯和合型操作，芯頭和芯座在造型取模和下芯方向有一定的斜度。為了保證芯頭與芯座的配合，形成芯座的模樣芯頭的斜度應(yīng)取正偏差，芯盒中芯頭部分的斜度取負(fù)偏差。間隙的大小取決于鑄型的種類、砂芯的大小、精度及芯座本身的精度，具體的配合間隙參考有關(guān)手冊(cè)。 內(nèi)汽缸砂芯比較大，為了保證砂芯排氣通暢，砂芯中心放爐渣填料，再挖排氣道。 冒口設(shè)計(jì)的基本原則 ： （ 1） 冒口的凝固時(shí)間應(yīng)不小于鑄件被補(bǔ)縮部分在凝固過程中的收縮時(shí)間； （ 2） 冒口所能提供的補(bǔ)縮的補(bǔ)縮液量應(yīng)不小于鑄件的液態(tài)收縮、凝固收縮和型腔擴(kuò)大量之和； （ 3） 冒口和鑄件需要補(bǔ)縮部分之間在整個(gè)補(bǔ)縮過程中應(yīng)存在通道； （ 4） 冒口體內(nèi)要有足夠的補(bǔ)縮壓力，使補(bǔ)縮金屬液能夠定向流動(dòng)到補(bǔ)縮對(duì)象區(qū)域，以克服流動(dòng)阻力，保證鑄件在凝固過程中一直處于正壓狀態(tài)，即補(bǔ)縮過程終止時(shí)，冒口中還有一定高度的殘余金屬液壓頭； （ 5） 冒口和鑄件連接形成的接觸熱節(jié)應(yīng)不大于鑄件的幾何熱節(jié)，避免冒口設(shè)置而大大延長鑄件的凝固時(shí)間。其主要作用是在鑄件成型過程中提供由于體積變化而需要補(bǔ)償?shù)慕饘僖?，以防止在鑄件中出現(xiàn)收縮類型的缺陷，這些需要補(bǔ)償?shù)捏w積變化可能有： （ 1） 鑄型的脹大； （ 2） 金屬的液態(tài)收縮； （ 3） 金屬的凝固收縮。因此，在保證鑄件質(zhì)量的情況下，冒口應(yīng)盡可能的小些，以節(jié)約金屬，提高鑄件的工藝出品。因此，對(duì)于按模糊狀機(jī)理凝固的寬結(jié)晶范圍的合金，應(yīng)采用盡可能小的冒口，以便防止宏觀疏松。要注意澆注系統(tǒng)對(duì)鑄型溫度場(chǎng)的影響。 （ 2）冒口盡量設(shè)在鑄件較高、最厚的部位。 （ 4）冒口的位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對(duì)鑄件的收縮阻礙，以免引起裂紋。這種補(bǔ)縮通道若不與冒口相連接就起不了什么作 用，而且它本身就將是個(gè)縮孔區(qū)，如熱節(jié)點(diǎn)、均勻截面等。致密的冒口區(qū)與致密的末端區(qū)之和，稱之為冒口的補(bǔ)縮距離，加冒口根部的尺寸，稱為冒口的補(bǔ)縮范圍。為了保證有足夠的補(bǔ)縮金屬液量，必須依據(jù)冒口補(bǔ)縮區(qū)域內(nèi)的鑄件體積決定冒口的最小 體積。 冷鐵的分布如下圖所示： 圖 7： 汽缸上表面冷鐵分布示意圖 圖 8： 汽缸側(cè)面冷鐵分布示意圖 圖 9： 汽缸內(nèi)部冷鐵分布示意圖 本設(shè)計(jì)的冷鐵位置如上圖所示。 下圖為補(bǔ)貼的示意圖： 圖 10： 冒口之下補(bǔ)貼示意圖 圖 11： 補(bǔ)貼示意圖 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)式砂型中引導(dǎo)液態(tài)金屬進(jìn)入型腔的通道。 （ 2） 直澆口：連接外澆口和橫澆口，將金屬液由鑄型外面引入鑄 型內(nèi)部。內(nèi)澆口的總面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)。當(dāng)橫澆口或直澆口的總截面積小于內(nèi)澆口的總截面積時(shí)，澆注過程中金屬液不會(huì)完全充滿澆注系統(tǒng)，這種澆注系統(tǒng)通常稱為開放式澆注系統(tǒng)，僅在特殊工藝中采用。質(zhì)量要求高的鑄件還要在澆口杯中設(shè)置特殊的集渣裝置。 （ 3） 應(yīng)能吧混入金屬液中的熔渣和氣體擋在澆注系統(tǒng)里，防止產(chǎn)生夾渣和氣孔缺陷。 以澆注位置為準(zhǔn)，內(nèi)澆道設(shè)在鑄件底部的稱為底注式澆注系統(tǒng)。 b）鑄件底部尤其是內(nèi)澆道附近容易過熱，使鑄件產(chǎn)生縮松、縮孔、經(jīng)歷粗大等缺陷。由于殼體鑄件屬于中型件，不影響充型。阻流截面在直澆道口上。 頂注式澆注系統(tǒng)特點(diǎn)是內(nèi)澆口設(shè)在鑄型的頂部，有利于鑄件的順序凝固，但澆注過程不平穩(wěn)，易沖壞鑄型并使鋼水氧化，卷入氣體。 階梯式，特點(diǎn)金屬液進(jìn)入型腔是分層自下而上進(jìn)行的，直澆道不能封閉，內(nèi)澆道分散分層注入，金屬液沖擊力小，充型平穩(wěn)。 砂箱 砂箱的選擇和設(shè)計(jì) 砂箱材料 ZG35。上砂箱形狀見圖 13。 本鑄件外形為半圓環(huán)形，如圖 14： 圖 14： 鑄件實(shí)體形狀 在發(fā)電機(jī)蓋 生產(chǎn)中可能引起的變形、冷裂、縮松、縮孔等缺陷。這種孔洞稱為縮孔，縮孔內(nèi)部表面可觀察到枝晶狀晶體，在晶體之間往往存在低熔點(diǎn)的物質(zhì)，如硫化鐵等。所以本鑄件在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用冒口加冷鐵來預(yù)防縮孔，冒口的作用是使縮孔移至冒口處，鑄件本身就不存在縮孔。 1 鑄件在澆注完成后冷卻過程第一階段的溫度如圖 15： 圖 15： 冷卻過程第一階段 鑄件整體溫度大體一致，且底部溫度較低。 結(jié) 論 通過以上分析，歸納以下幾點(diǎn)： 1. 造型造芯是鑄件形成過程中的關(guān)鍵工序之一，它對(duì)鑄件質(zhì)量、鑄造成本、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境污染等各方米昂都有十分重要的影響。廣泛采用先進(jìn)的鐵液脫硫、過濾技術(shù)；鑄鐵件表面或局部強(qiáng)化技術(shù)。采用新技術(shù)，消除對(duì)環(huán)境的污染，提高熔煉質(zhì)量、降低廢品率。 此外，由于本人缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在選取參數(shù)、選用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)可能不太準(zhǔn)確，在對(duì)工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí)存在一些問題，將在今后的工作中逐漸改正，努力使自己的專業(yè)知識(shí)有所提高。 在其他方面， 趙老師 也給予 我許多教誨， 讓即將畢業(yè)的我知道怎樣面對(duì)社會(huì)。在這里 非常感謝各位老師的教導(dǎo)和同學(xué)們的