【文章內(nèi)容簡介】 外圓及內(nèi)孔均可作為基準(zhǔn)面，選擇時應(yīng)考慮以下幾個原則：1) 鑄件基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能與設(shè)計基準(zhǔn)和機械加工工藝基準(zhǔn)一致。2) 應(yīng)使待加工的個表面（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，應(yīng)以次非加工面為基準(zhǔn)面。如果鑄件有多個加工面，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) 為保證機械加工時的定位穩(wěn)定、加緊可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡單，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)符合六點定位原則，使鑄件在夾具中占有某個確定的加工位置。 圖41 基準(zhǔn)面的確定 機械加工余量的選取 選取加工余量時應(yīng)考慮以下幾個因素：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產(chǎn)生表面脫碳，～，因此鑄件加工面不允許脫碳時，加工余量應(yīng)計入脫碳層厚度。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，國度放大加工余量時不合適的，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為熔模鑄件機械加工余量的選擇范圍：表（41） 熔模鑄件的機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40～～40～100～～100～250～～250～500～～針對本次設(shè)計鑄件（60mm45mm43mm）。 熔模鑄件的澆冒系統(tǒng)的設(shè)計 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，澆注系統(tǒng)起支撐和型殼的作用，所以要求它有足夠的強度；3. 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求能簡化壓型結(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，直接靠澆冒口補縮，澆口和冒口合二為一，要有良好的補縮作用；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)計表42 易割內(nèi)交道的結(jié)構(gòu)參考尺寸 （單位：mm）簡圖內(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中的簡圖所示。 澆口杯的設(shè)計澆口杯是盛接來自澆包的液態(tài)金屬，并使整個澆注系統(tǒng)建立一定壓力以進(jìn)行充填和補縮。為了防止熱水脫蠟和焙燒時砂粒進(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)計可根據(jù)表43： 表43 澆口杯的設(shè)計 簡 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)計一種直澆口。特別是產(chǎn)品名目繁多時，為便于組織生產(chǎn)，簡化設(shè)計，通常根據(jù)產(chǎn)品特點，把直澆口做成幾種規(guī)格，在組焊熔模時，根據(jù)零件特點進(jìn)行選擇，對于特殊零件則可單獨設(shè)計直澆口。直澆口斷面要保證有足夠的補縮能力?？紤]到模組和型殼強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。為了保證金屬流動時能很好的充填型腔和保持對鑄件的補縮壓力，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,通過計算，一個澆口棒可澆注8個鑄件，一邊4個，互為對稱，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 方 形六角形DDHhRD Dabced50586673808794100108637078859298106113120250250300300300320320320320101010101212121212555555555202530354045505560182328333742475257242630353035202646 工藝出品率的計算 （）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)計人員應(yīng)時刻關(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，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，同時還降低的對環(huán)境的影響。5 壓蠟機的選擇 國內(nèi)壓蠟機的類型目前國內(nèi)有以下幾種類型：1. 氣力壓蠟機 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這用在模料上的壓力，～。這類壓蠟機主要適用于蠟基模料。其優(yōu)點是壓注結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，生產(chǎn)效率較高，使用方便靈活。缺點是壓力偏小，主要壓注工藝參數(shù)大多只能靠人工控制。2. 氣動活塞式壓蠟機 工作原理是利用壓縮空氣推動氣缸中的活塞動作，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。這種壓蠟機的優(yōu)點是壓射壓力較大而且結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用方便靈活。缺點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）壓蠟機最有代表性。 壓蠟機的鎖模力一般首選通用設(shè)備,其合模力的計算方法為式中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。結(jié)合鑄件的特點，本設(shè)計選擇長春一汽自行生產(chǎn)的壓蠟單機ZLJ01。 開模距離的核算 動模座板行程：實際上就是開模后，模具分型面之間的最大距離；設(shè)計模具時，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—動模座板行程；（L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，故滿足壓蠟單機的生產(chǎn)要求。6 機械加工壓蠟型的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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〕觯环桨溉姆中头椒?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〕觯瑵M足分型要求。 成型部分的設(shè)計 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，壓型的機械化程度。型體的壁厚應(yīng)盡量減薄，型體厚度為10mm，材料為LD5號鋼（HB90）。其動型模板與定型模板參考零件圖。壓型尺寸計算如下： （） 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，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)計方便，長度尺寸按型腔尺寸計算公式計算，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主要因素。因為受具體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踐，反復(fù)修正才能確定。表61 綜合線收縮率經(jīng)驗數(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際收縮率是指室溫模具成形尺寸減去鑄件實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）； —室溫下壓鑄件實際尺寸（mm）。設(shè)計模具時計算成形零件所采用的收縮率為計算收縮率，它包括了鑄件收縮值及模具成形零件在工作溫度時的線膨脹值。：