支座砂型鑄造工藝設計說明書(編輯修改稿)
2024-10-07 21:05 本頁面
【文章內容簡介】 加，使鑄件尺寸和重量超過公差要求。為了保證鑄件尺寸的準確性，凡形成非加工壁厚的木?；蛐竞袃鹊睦甙搴穸瘸叽鐟摐p少，即小于圖樣尺寸。為減少的厚度尺寸稱為非加工壁厚的負余量。支座砂芯屬于機器造芯，造型屬于機器造型。故不用設置非加工壁厚負余量。 3. 2 砂芯設計 砂芯的功用是形成鑄件的內腔、孔和鑄件外型不能出砂的部分。砂型局部要求特殊性能的部分有時也用砂芯。 支座砂芯的外型如圖 所示。 圖 砂芯外型示意圖 芯頭的設計 砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。對于垂直芯頭為了保證其軸線垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭尺寸。 根據(jù)實際設計量取計算砂芯高度： L=97mm 砂芯直徑： （ A+B） /2=(80+64)/2=72mm 芯頭長度初步選取由《鑄造工藝設計》查表 131 得： h=25～ 30mm 取 h=30mm 出于考慮分型面的選取等因素綜合芯頭選用垂直芯頭并且不能做出上芯頭，只設計下芯頭并且加大下芯頭。 下芯頭長度 設計修正為： h=30*(1+40%)=42mm 芯頭間隙初步選取由《鑄造工藝設計》查表 131 得： s= 但考慮砂芯為垂直的濕型小砂芯且不設置上芯頭，所以使用過盈的芯頭，過盈量為 芯頭斜度選取由《鑄造工藝設計》查表 132 得：а≤ 7 取а =7 砂芯的定位結構 砂芯要求定位準確，不允許沿芯頭軸向移動或繞芯頭軸線轉動。對于形狀不對稱的砂芯，為了定位準確，需要做出定位芯頭。定位芯頭結構如圖 圖 定位芯頭結構圖 壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽芯頭結構 在濕型大批 量生產中，為了加速下芯、合芯及保證鑄件質量，在芯頭的模樣上常常做出壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽。 壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽尺寸由《鑄造工藝設計》查表 138 得： e=2mm f=3mm r=2mm 芯骨設計 為了保證砂芯在制芯、搬運、配芯和澆注過程中不開裂、不變形、不被金屬液沖擊折斷，生產中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其剛度和強度。 因為砂芯尺寸較小，而且 采用樹脂砂，故砂芯強度較好，砂芯內不用放置芯骨。 砂芯的排氣 砂 芯在澆注過程中，其粘結劑及砂芯中的有機物要燃燒（氧化反應）放出氣體，砂芯中的殘余水分受熱蒸發(fā)放出氣體，如果這些氣體排不出型外，則要引起鑄件產生氣孔。 而支座的砂芯采用熱芯盒造芯，故不用 有意設置 排氣道 、 排氣孔 等 排氣。 砂芯負數(shù) 大型粘土砂芯在春砂過程中砂芯向四周漲開，刷涂料以及在烘干過程中發(fā)生的變 形，使砂芯四周尺寸增大。為了保證鑄件尺寸準確，將芯盒的長、寬尺寸減去一定量，這個被減去的量叫做砂芯負數(shù)。 因為砂芯負數(shù)只用于大型粘土砂芯，本設計中的砂芯為小型砂芯不設計砂芯負數(shù)。 第四章 澆注系統(tǒng)及冒口、冷鐵、出氣孔等設計 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是鑄型中引導液體金屬進入型腔的通道，它由澆口杯，直澆道，橫澆道和內澆道組成。 選擇澆注系統(tǒng)類型 澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉 開放 式澆注系統(tǒng)。因為封閉式澆注系統(tǒng)控流截面積在內澆道，澆注開始后，金屬液容易充滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動狀態(tài)。擋渣能力強，但充型速度快，沖刷力大，易產生噴濺，金屬液易氧化。適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的鑄件小件，所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。 確定內澆道在鑄件上的位置、數(shù)目、金屬引入方向 支座結構較為簡單且是小型件，鑄造時采取一箱四件，故每個鑄件上只用一個內澆道。為了方便造型，內澆道開設在分型面上。因為鑄件采用底座朝上且鑄件全部位于下箱的方式進行鑄造，這樣鑄件凝固順序為由下至上凝固，這樣有利 于支座的重要部分先凝固并得到補縮，如此內澆道則設置在底部側面 引入金屬液，如圖 所示。 圖 內澆道位置示意圖 決定直澆道的位置和高度 實踐證明，直澆道過低使充型及液態(tài)補縮壓力不足，容易出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮凹等缺陷。初步設計直澆道高度等于上沙箱高度 200mm。但應檢驗該高度是否足夠。 檢驗依據(jù)為，剩余壓力頭應滿足壓力角的要求，如下式所列： HM≥ Ltgа 式中 HM—— 最小剩余壓力頭 L—— 直澆道中心到鑄件最高且最遠點的水平投影距離 а —— 壓力角 由《鑄造工藝學》查表 3411 得：а為 9～ 10 取 10 Ltgа =180*tg10≈ 32mm 因為鑄件全部位于下箱，所以剩余壓力頭 HM 等于上箱高度 200mm 經過驗證剩余壓力頭滿足壓力角的要求。 計算澆注時間并核算金屬上升速度 根據(jù)鑄件圖計算單個鑄件的體積 V=[(*4178。/2+6*8)*+*3178。**178。*+(3*)*1+8**10+*1178。****10]*2≈ 545cm179。 儒墨鑄鐵密度由《鑄造實用手冊》查表 ： ～ 取密度為 一箱四件質量為 m=545**4=≈ 支座大批量生產的工藝出品率約 為 85%，可估計鑄型中鐵水總重量 G G=≈ 18kg 初步計算澆注時間由《鑄造實用手冊》查表 ： T=S√ G=*√ 18≈ 9s 計算鐵水液面上升速度 v=C/t=115/9=13mm/s 校核鐵水上升速度，一般允許鐵水的最小上升速度范圍由《鑄造實用手冊》查表 得：上升速度 v=10～ 20s 通過比對 13mm/s 的上升速度符合實際，不必調整經驗系數(shù)。 計算阻流截面積 根據(jù)水力學近似計算公式： F 內 = m/[ρ tμ(2gHp)] cm178。 式中 m— 流經阻流 的金屬質量 kg t— 充滿行腔總時間 s ρ — 金屬液密度 kg/cm179。 μ— 澆注系統(tǒng)阻流截面的流量系數(shù) Hp— 充填型腔時的平均計算壓力頭 cm F 內 =18/[*9**(2*1000*20)] ≈ 3cm178。 確定澆口比 澆口比由《鑄造實用手冊》查表 得： ∑ S直：∑ S橫：∑ S 內 =： ： 1 計算內澆道截面積 內澆道是控制充型速度和方向，分配金屬液，調節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過內澆道對鑄件有一定補縮作用。 由于設計內澆口有四個 ，因此 S內 =3/8≈ 178。 內澆道形狀取梯形斷面形狀如圖 圖 內澆道截面示意圖 梯形斷面大小由《鑄造實用手冊》查表 ： a=7mm b=5mm c=7mm 計算橫澆道截面積 橫澆道的功用是向內澆道分配潔凈的金屬液，儲留最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓，使金屬液流平穩(wěn)和減少產生氧化夾雜物。 由于設計橫澆口有兩個，因此 S橫 =3*178。 橫澆道形狀取梯形斷面 形狀如圖 圖 橫澆道截面示意圖 梯形斷面大小由《鑄造實用手冊》查表 ： A=15mm B=10mm C=16mm 計算直澆道截面積 直澆道的功用是從澆口杯引導金屬液向下，進入橫澆道、內澆道或直接進入型腔。并提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力充型。 由于設計直澆口有一個，因此 S直 =3*=178。 直澆道形狀取圓形截面形狀如圖 圖 直澆道截面示意圖
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