【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 置芯骨，以提高其剛度和強(qiáng)度。因?yàn)樯靶境叽巛^小，而且采用腹膜砂，故砂芯強(qiáng)度較好，砂芯內(nèi)不用放置芯骨。砂芯在澆注過(guò)程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機(jī)物要燃燒（氧化反應(yīng)）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(chǎn)生氣孔。而本設(shè)計(jì)的砂芯采用熱芯盒造芯，故不用有意設(shè)置排氣道、排氣孔等排氣。大型粘土砂芯在春砂過(guò)程中砂芯向四周漲開，刷涂料以及在烘干過(guò)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(zhǔn)確，將芯盒的長(zhǎng)、寬尺寸減去一定量，這個(gè)被減去的量叫做砂芯負(fù)數(shù)。因?yàn)樯靶矩?fù)數(shù)只用于大型粘土砂芯，本設(shè)計(jì)中的砂芯為小型砂芯不設(shè)計(jì)砂芯負(fù)數(shù)。3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鐵液經(jīng)球化、孕育處理后，溫度下降很多，實(shí)際流動(dòng)性比灰鐵低，要求澆注迅速，所以球墨鑄鐵件的澆注系統(tǒng)斷面積往往比灰鑄鐵大30%~100%。球墨鑄鐵易氧化，容易產(chǎn)生夾渣（包括二次氧化夾渣）和皮下氣孔等缺陷，所以澆注系統(tǒng)應(yīng)保證鐵液充型平穩(wěn)通暢又具有撇渣能力，為此，可采用半開放式（用拔塞澆口杯、閘門澆口杯、濾網(wǎng)、集渣包等措施撒渣）或半封閉式澆注系統(tǒng)。球墨鑄鐵液態(tài)收縮大，且具有糊狀凝固的特性，在鑄件上形成縮孔的傾向性大，故多按定向凝固的原則設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。當(dāng)內(nèi)澆道通過(guò)冒口澆入時(shí)，可用封閉式澆注系統(tǒng)，既有利擋渣充型較快也平穩(wěn)，這里采用半開放式澆注系統(tǒng)。 澆注系統(tǒng)的選擇原則澆注系統(tǒng)是砂型中引導(dǎo)液態(tài)合金流入型腔的通道。生產(chǎn)中常常因澆注系統(tǒng)安排不合理，造成砂眼、夾砂、氣孔、粘砂、縮孔、縮松、澆不足、變形、裂紋、偏析等缺陷。澆注系統(tǒng)與獲得優(yōu)質(zhì)鑄件，提高生產(chǎn)效率和降低鑄件成本的關(guān)系是密不可分的。常用的澆注系統(tǒng)大多由澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等部分組成。（1）使液態(tài)合金平穩(wěn)充滿鑄型，不沖擊型壁和型芯，不產(chǎn)生渦流和噴濺，不卷入氣體，并利于將型腔內(nèi)的空氣和其他氣體排出型外。（2）阻擋夾雜物進(jìn)入型腔。（3）調(diào)節(jié)鑄型及鑄件各部分溫差，控制鑄件的凝固順序。（4）不阻礙鑄件的收縮，減少鑄件的變形和開襲傾向。（5）起一定的補(bǔ)縮作用，主要是在由澆道凝固前補(bǔ)給部分液態(tài)收縮。（6）控制澆注時(shí)間和澆注速度，得到輪廓清晰、完整的鑄件。（7）合金液流不應(yīng)沖刷冷鐵和芯撐。(8）澆注系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單，占砂箱機(jī)積少，體積小，有利于減少冒口體積，這樣可節(jié)約合金液和型砂，提高砂箱利用率，方便造型、清理和澆注系統(tǒng)模樣的制造。根據(jù)鑄件質(zhì)（重）量，有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定球墨鑄鐵澆注系統(tǒng)各組元的尺寸：查《鑄造使用手冊(cè)》，根據(jù)鑄件質(zhì)量，按表4查出澆注系統(tǒng)各組元的截面積、編號(hào)及個(gè)數(shù)。表4 常用球墨鑄鐵澆注系統(tǒng)尺寸序號(hào)鑄件質(zhì)（重）量/kg內(nèi)澆道橫澆道直澆道編號(hào)數(shù)目單個(gè)截面積/ cm2總截面積/ cm2編號(hào)截面積/ cm2編號(hào)直徑/mm截面積/ cm21211112022~51211202135~101322232231410~201433272332，綜合加工余量，,查上表單個(gè)產(chǎn)品內(nèi)澆口總截面積為2cm2，考慮到為了防止其它阻止充型的因素，在這里這們采用半開放式澆注系統(tǒng)，所以最小阻流截面在內(nèi)澆道上，所以單個(gè)內(nèi)澆道的最小截面積應(yīng)該是2= cm2，由于本鑄件采用一箱四個(gè)鑄件，所以內(nèi)澆道總截面積為4= cm2 ，由半開放式澆注系統(tǒng)各組元截面積比例為：內(nèi)澆道：橫澆道：直澆道=1::。 cm2，由本澆注系統(tǒng)有兩個(gè)橫澆道， cm2， cm2，由《鑄造手冊(cè)》查得各組元截面尺寸及形式如下表5所示： 表5澆注系統(tǒng)各組元截面尺寸 （mm）內(nèi)澆道橫澆道直澆道數(shù)目abc截面積/ cm2數(shù)目abC截面積/ cm2D截面積/ cm24272510222152545澆口杯采用普通漏斗澆口杯，其斷面如形狀如圖14所示，查《鑄造實(shí)用手冊(cè)》 ，D1=86mm,D2=82mm,h=70mm。 圖14 澆口杯澆口窩對(duì)于來(lái)自直澆道的金屬有緩沖作用，能縮短直——橫澆道拐彎處的紊流區(qū)，改善橫澆道內(nèi)的壓力分布，并能浮出金屬液中的氣泡。澆口窩直徑取D=60mm；澆口窩高度為橫澆道高度加澆口窩直徑，因此h=30+25=55mm ；澆口窩底部放置耐火磚防止充型。4 冒口設(shè)計(jì)冒口是鑄型內(nèi)用于儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防止縮孔、縮松、排氣、集渣的作用。左前懸置托架所用的球墨鑄鐵在凝固時(shí)其體積變化情況與一些工業(yè)上常用的金屬及合金不同，其特點(diǎn)是在液態(tài)冷卻時(shí)發(fā)生收縮，冷卻至共晶溫度時(shí)停止收縮，由于析出石墨而發(fā)生膨脹，在接近凝固終了時(shí)余下的液態(tài)金屬凝固時(shí)又開始收縮，直至凝固結(jié)束。所以其凝固時(shí)的膨脹和液態(tài)收縮趨于互相補(bǔ)償。故球墨鑄鐵補(bǔ)縮時(shí)需要的鐵水量少，生產(chǎn)中以暗冒口應(yīng)用最廣。 冒口位置的設(shè)置原則（1）冒口應(yīng)充在鑄件熱節(jié)的上方（頂冒口）或熱節(jié)的側(cè)旁（邊冒口）。（2）冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件的最高、最厚的部位。盡量用一個(gè)冒口補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)。（3）當(dāng)鑄件需要在不同高度上都設(shè)冒口，或部分設(shè)置冒口時(shí)，每個(gè)冒口，有特定的補(bǔ)縮區(qū)域，必要時(shí)采用冷鐵將各個(gè)冒口補(bǔ)縮區(qū)隔開。（4）冒口盡可能設(shè)在鑄件的加工面上，而不設(shè)在非加工面上，以減少精整冒口根部的工作量和節(jié)約能耗。（5）冒口盡量不設(shè)在鑄件應(yīng)力集中的部位和阻礙鑄件收縮部位，以免產(chǎn)生裂紋。（6）為加強(qiáng)冒口補(bǔ)縮效果，冒口設(shè)置應(yīng)與內(nèi)澆道、冷鐵、補(bǔ)貼的設(shè)置以及加保溫劑、點(diǎn)補(bǔ)金屬液工藝操作結(jié)合起來(lái)考慮。（7）冒口設(shè)置應(yīng)使切除冒口操作方便。 冒口的有效補(bǔ)縮距離本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)冒口，一個(gè)冒口補(bǔ)縮兩個(gè)鑄件，由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查得冒口的雙面補(bǔ)縮為L(zhǎng)=冒口區(qū)+末端區(qū)冷卻區(qū)L1=3T+=其中——T=18mm為鑄件壁厚，得L=99mm。用模數(shù)法計(jì)算， 由鑄件三維圖查得鑄件體積為499 cm3 ，鑄件表面積為719 cm2， cm，本設(shè)計(jì)用暗冒口補(bǔ)縮，冒口用圓柱形冒口，澆道經(jīng)過(guò)冒口進(jìn)入鑄件，查鑄造手冊(cè)得冒口直徑Dr=50mm,高度Hr=(～)Dr=1.50=70mm。如圖15所示。 圖15 冒口工藝出品率= （41）得鑄件工藝出品率約為67%查《鑄造實(shí)用手冊(cè)》得出該方案滿足要求。5冷