【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 外圓及內(nèi)孔均可作為基準(zhǔn)面，選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：1) 鑄件基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和機(jī)械加工工藝基準(zhǔn)一致。2) 應(yīng)使待加工的個(gè)表面（尤其是重要表面）分配到必須且又盡可能均勻的加工余量。一般應(yīng)選擇待加工精度、表面粗糙度要求高和加工余量較少的重要表面為基準(zhǔn)面。3) 當(dāng)加工和非加工面之間的相互位置精度要求較高時(shí)，應(yīng)以次非加工面為基準(zhǔn)面。如果鑄件有多個(gè)加工面，則以其中離加工面面進(jìn)、其間相互位置又要求較嚴(yán)的非加工面為基準(zhǔn)面。4) 為保證機(jī)械加工時(shí)的定位穩(wěn)定、加緊可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)選擇大而平整、光潔、尺寸穩(wěn)定的表面為基準(zhǔn)面，其上不允許有鑄造飛邊、毛刺、冷豆、斜度以及澆冒口余痕和分型面余痕。相應(yīng)基準(zhǔn)面的雅興部位應(yīng)盡可能不設(shè)置頂桿和活塊。5) 基準(zhǔn)面的數(shù)量應(yīng)符合六點(diǎn)定位原則，使鑄件在夾具中占有某個(gè)確定的加工位置。 圖41 基準(zhǔn)面的確定 機(jī)械加工余量的選取 選取加工余量時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：1) 加工面較大以及離加工定位基準(zhǔn)較遠(yuǎn)的加工面，加工余量應(yīng)大些；2) 澆注時(shí)鑄件的上表面易產(chǎn)生氣孔和夾雜缺陷，因此加工余量應(yīng)大些，側(cè)面可以小些；3) 正常澆注是低碳熔模鑄件會(huì)產(chǎn)生表面脫碳，～，因此鑄件加工面不允許脫碳時(shí)，加工余量應(yīng)計(jì)入脫碳層厚度。容易變形的鑄件以及鑄件上尺寸精度較低的加工面，加工余量應(yīng)大些；4) 有多項(xiàng)尺寸精度和形位公差綜合要求的加工面，加工余量應(yīng)大些；5) 磨削加工面較大時(shí)，國(guó)度放大加工余量時(shí)不合適的，應(yīng)考慮先進(jìn)行正常切削加工，然后再經(jīng)磨削加工達(dá)到零件精度和表面粗糙度要求，此時(shí)應(yīng)留有雙重加工余量；6) 水玻璃型殼比硅溶膠、硅酸已酯型殼生產(chǎn)的熔模鑄件尺寸精度低、表面粗糙度粗，因此形影的加工余量應(yīng)大些；表41為熔模鑄件機(jī)械加工余量的選擇范圍：表（41） 熔模鑄件的機(jī)械加工余量鑄件基本尺寸單 面 加 工 余 量切削加工磨削加工冒口設(shè)置點(diǎn)40～～40～100～～100～250～～250～500～～針對(duì)本次設(shè)計(jì)鑄件（60mm45mm43mm）。 熔模鑄件的澆冒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用和要求1. 澆注系統(tǒng)應(yīng)能平穩(wěn)地把金屬引入型腔，不產(chǎn)生噴射、飛濺和漩渦等；2. 在組焊模組和制殼時(shí)，澆注系統(tǒng)起支撐和型殼的作用，所以要求它有足夠的強(qiáng)度；3. 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求能簡(jiǎn)化壓型結(jié)構(gòu)，操作方便，生產(chǎn)率高；4. 熔模鑄件以生產(chǎn)小鑄件為主，多數(shù)情況下合金的液態(tài)和凝固收縮，直接靠澆冒口補(bǔ)縮，澆口和冒口合二為一，要有良好的補(bǔ)縮作用；5. 在保證質(zhì)量的前提下，要盡量減小澆注系統(tǒng)的重量，提高工藝出品率。 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)表42 易割內(nèi)交道的結(jié)構(gòu)參考尺寸 （單位：mm）簡(jiǎn)圖內(nèi)澆道尺寸直 澆 道 直 徑 根據(jù)表42 ,可選用=12mm，=4mm的易割內(nèi)澆道。其結(jié)構(gòu)如表42中的簡(jiǎn)圖所示。 澆口杯的設(shè)計(jì)澆口杯是盛接來自澆包的液態(tài)金屬，并使整個(gè)澆注系統(tǒng)建立一定壓力以進(jìn)行充填和補(bǔ)縮。為了防止熱水脫蠟和焙燒時(shí)砂粒進(jìn)入型腔，澆口杯外緣要做出邊緣。為了防止在澆注時(shí)產(chǎn)生渦流及因之而引起的夾渣和裹入氣體。可在錐形澆口杯上做出飛刺，或者在直澆口與澆口杯連接處做出筋條，此種形式的澆口杯還可以加固澆口杯與直澆口型殼之間的連結(jié)，防止?jié)部诒堪l(fā)生斷裂。關(guān)于澆口杯的設(shè)計(jì)可根據(jù)表43： 表43 澆口杯的設(shè)計(jì) 簡(jiǎn) 圖澆注速度/(kg/s)D/mmh/mmr/mm601031～80143～31001843120225 由于該鑄件較小，故澆注速度不用過高，選擇1kg/s以下即可，根據(jù)表43可知，澆口杯尺寸：D=60mm,h=10mm,r=3mm。 直澆口的設(shè)計(jì)直澆口是制殼操作中的支柱，且多數(shù)情況下兼有冒口的作用，所以直澆口設(shè)計(jì)很重要。熔模鑄件尺寸一般多不算大，故不可能每種鑄件都設(shè)計(jì)一種直澆口。特別是產(chǎn)品名目繁多時(shí)，為便于組織生產(chǎn)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，通常根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，把直澆口做成幾種規(guī)格，在組焊熔模時(shí)，根據(jù)零件特點(diǎn)進(jìn)行選擇，對(duì)于特殊零件則可單獨(dú)設(shè)計(jì)直澆口。直澆口斷面要保證有足夠的補(bǔ)縮能力。考慮到模組和型殼強(qiáng)度以及便于制殼操作，常用直澆口直徑為33至52毫米，高250至320毫米。為了保證金屬流動(dòng)時(shí)能很好的充填型腔和保持對(duì)鑄件的補(bǔ)縮壓力，一般都把熔模焊在澆口杯頂面70至100毫米以下的位置。為了減少液態(tài)金屬的沖擊和飛濺，直澆口底至最下層內(nèi)澆口之間的距離應(yīng)不小于20至40毫米，這個(gè)部分稱為緩沖器或澆口窩。為了防止吸氣作用。圖42和表44列出常用澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸可供選用時(shí)參考。為了便于組焊熔模，直澆口截面形狀可為圓形、方形、三角形、多邊形等，以圓形和方形的較多。根據(jù)圖42和表44結(jié)合自己鑄件形狀及尺寸，澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸選為D=50mm，D=63mm，H=320mm, h=12mm，R=5mm，D=20mm，D=18mm。本鑄件寬度為45mm,通過計(jì)算，一個(gè)澆口棒可澆注8個(gè)鑄件，一邊4個(gè)，互為對(duì)稱，各鑄件之間間隔距離為10mm,形狀尺寸如圖42所示。 圖42 澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸 圖43 澆注系統(tǒng)組合形式和尺寸 1澆口杯；2直澆口；3內(nèi)澆口； 4鑄件；5澆口窩表44 澆口杯和直澆口結(jié)構(gòu)尺寸共 用 尺 寸（mm） 斷 面 （mm） 圓 形正方形三角形長(zhǎng) 方 形六角形DDHhRD Dabced50586673808794100108637078859298106113120250250300300300320320320320101010101212121212555555555202530354045505560182328333742475257242630353035202646 工藝出品率的計(jì)算 （）該公式可以轉(zhuǎn)換為 （）鑄件總體積=544000；澆注系統(tǒng)總體積=100480；冒口體積=0。因此可求的工藝出品率： 鑄造工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)時(shí)刻關(guān)心鑄件的成本、節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)問題。從零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性的改進(jìn)，鑄造、造型、造芯方法的選擇，鑄造工藝方案的確定，澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)計(jì)，直至鑄件清理方法等，每道工序都與上述問題有關(guān)。因此，挺高工藝出品率能夠有效的降低成本，節(jié)約能源，同時(shí)還降低的對(duì)環(huán)境的影響。5 壓蠟機(jī)的選擇 國(guó)內(nèi)壓蠟機(jī)的類型目前國(guó)內(nèi)有以下幾種類型：1. 氣力壓蠟機(jī) 工作原理是直接用壓縮空氣將模料從射蠟嘴擠出。壓縮空氣的壓力就是壓注時(shí)這用在模料上的壓力，～。這類壓蠟機(jī)主要適用于蠟基模料。其優(yōu)點(diǎn)是壓注結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，生產(chǎn)效率較高，使用方便靈活。缺點(diǎn)是壓力偏小，主要壓注工藝參數(shù)大多只能靠人工控制。2. 氣動(dòng)活塞式壓蠟機(jī) 工作原理是利用壓縮空氣推動(dòng)氣缸中的活塞動(dòng)作，由活塞將模料起初，借助氣缸與注蠟筒截面積不同可以起增壓作用，壓射壓力可達(dá)4～5MPa。即可用于蠟基模料，也適用于樹脂基模料。這種壓蠟機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是壓射壓力較大而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便靈活。缺點(diǎn)是壓注工藝菜蔬幾乎全部靠人工控制，供蠟也需手工操作生產(chǎn)效率低。通常頂注式適合膏態(tài)壓注而底注式則更適合液態(tài)壓注。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的還是側(cè)注式（臥式），其中以雙工位（又稱雙口或雙頭）壓蠟機(jī)最有代表性。 壓蠟機(jī)的鎖模力一般首選通用設(shè)備,其合模力的計(jì)算方法為式中F—合模力A—蠟?zāi)Ｅc合模板平行的投影面積—注蠟壓力根據(jù)合模力確定壓蠟機(jī)的合模力大小。一般合模力50 kN和100 kN即可滿足中小鑄件生產(chǎn)的要求。合模力超過100 kN,一般選用單工位壓蠟機(jī)。結(jié)合鑄件的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇長(zhǎng)春一汽自行生產(chǎn)的壓蠟單機(jī)ZLJ01。 開模距離的核算 動(dòng)模座板行程：實(shí)際上就是開模后，模具分型面之間的最大距離；設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)鑄件的形狀﹑澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)是否能滿足取出鑄件的要求，則須滿足： （mm） （） L取—開模后分型面之間能去除鑄件的最小距離（mm） L行—?jiǎng)幽Ｗ逍谐蹋唬↙行=140mm） （） l芯—型芯高出分型面的尺寸； l件—鑄件高度（包括澆注系統(tǒng)）； S抽—抽芯的距離； L頭—斜銷頭部的尺寸； α—斜銷斜度（度）； K—安全值（取10mm）. 由以上公式代入數(shù)字得： 所以，故滿足壓蠟單機(jī)的生產(chǎn)要求。6 機(jī)械加工壓蠟型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面的選擇 選擇分型面的基本原則：1． 分型面應(yīng)盡量不截過熔模的某一完整便面，以防止由于分心面錯(cuò)移和分型痕跡，造成尺寸超差。2． 應(yīng)選擇熔模的最大平面作為分型面，便于分型和取出熔模，以免變形。3． 為了保證鑄件的精度，對(duì)于尺寸精度要求高的，以及有同軸度要求的部分，應(yīng)盡量放在同一半型內(nèi)。4． 分型面應(yīng)能保證開型后熔模留在預(yù)定半型內(nèi)，便于設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。5． 分型面最好為平面，但是，有些零件如果采用平面分型，尺寸精度較差，則應(yīng)采用有規(guī)則的曲面分型。圖61是分型面選擇的三種方案，如圖所示： 方案一 方案二 方案三 圖61 鑄件的分型面方案一的分型方法，蠟?zāi)２荒軌蚍奖闳〕?；方案三的分型方?蠟?zāi)Ｒ膊荒芊奖闳〕?，所以多不能采用。方案二的分型方法，分型面平直，蠟?zāi)Ｄ軌蚍奖闳〕?，滿足分型要求。 成型部分的設(shè)計(jì) 型體是壓型的主體，型體的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸大小，取決于熔模的幾何形狀，壓型的機(jī)械化程度。型體的壁厚應(yīng)盡量減薄，型體厚度為10mm，材料為L(zhǎng)D5號(hào)鋼（HB90）。其動(dòng)型模板與定型模板參考零件圖。壓型尺寸計(jì)算如下： （） 式中：Lx—型腔尺寸（mm）； Lp—鑄件基本尺寸（mm）； K—綜合線收縮率（%）； ΔAx—壓型制造公差（mm）。鑄件尺寸Lp的確定方法是：當(dāng)尺寸沒有公差要求是，Lp就是鑄件的基本公差；當(dāng)尺寸有公差要求時(shí)，Lp是基本尺寸加偏差代數(shù)和的一半。壓型制造公差177。ΔAx由壓型的制造精度等級(jí)來決定，一般為鑄件公差的1/4～1/6。為使壓型有修正的余地，壓型的制造偏差可取正值，型腔的制造偏差可取負(fù)值。為設(shè)計(jì)方便，長(zhǎng)度尺寸按型腔尺寸計(jì)算公式計(jì)算，而角度、錐度、平行度等可保持不變。 綜合線收縮率的確定合金的收縮率、模料的收縮率、型殼的膨脹和變形是影響綜合線收縮率的三個(gè)主要因素。因?yàn)槭芫唧w的工藝操作過程的影響，綜合線收縮率的數(shù)值，往往要通過多次試模實(shí)踐，反復(fù)修正才能確定。表61 綜合線收縮率經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)鑄件壁厚（mm）模料型殼分類綜合線收縮率（%）自由的 部分受阻礙 受阻礙的10～20ABC～～～～～～～～～注：，表示所采用的模料和型殼的成分； A—表示采用低溫模料，硅酸乙酯石英粉涂料，多層型殼； B—表示采用低溫模料，水玻璃石英粉涂料，多層型殼； C—表示采用中溫模料，電熔剛玉粉涂料，多層型殼。鑄件的收縮率壓鑄件的實(shí)際收縮率是指室溫模具成形尺寸減去鑄件實(shí)際尺寸與模具的成形尺寸之比，即： （）式中 —室溫下模具成型尺寸（mm）； —室溫下壓鑄件實(shí)際尺寸（mm）。設(shè)計(jì)模具時(shí)計(jì)算成形零件所采用的收縮率為計(jì)算收縮率，它包括了鑄件收縮值及模具成形零件在工作溫度時(shí)的線膨脹值。：