【文章內(nèi)容簡介】 2懸臂芯 3復雜芯4芯 5芯 所示為各個砂芯立體圖1. 砂芯的固定 砂芯在砂型中的位置一般是靠心頭來固定的，也可以用芯撐或鐵絲來固定。對于某些要求較高的鑄件，盡可能不用芯撐；對于懸臂砂芯可用加大芯頭的尺寸或者采用芯撐。以便于對砂芯的穩(wěn)定。2. 砂芯的定位 砂芯定位要準確，不允許沿芯頭方向移動或繞芯頭轉(zhuǎn)動。對于形狀不對稱的的砂芯或用一砂型中數(shù)種砂芯，其芯頭形狀和尺寸相同時，為了定位準確和不至于弄錯方向，均采用定位芯頭。圓柱砂芯圖。 1圓柱砂芯及芯頭復雜砂芯形狀及芯頭。 3復雜砂芯及芯頭 芯頭的尺寸和間隙芯頭的尺寸與采用的鑄造工藝有關，一般決定于鑄件相應部位孔、槽的尺寸。為了下芯和合型的方便，芯頭應有一定的斜度，芯頭與芯座之間應有一定的間隙。在實際生產(chǎn)中，芯頭的尺寸、斜度和間隙可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗來確定。一般來說，上芯頭的高度比下芯頭低，上芯頭的斜度比下芯頭大。芯子與下砂箱之間的裝配截面圖，圖中所指空隙為芯頭間隙。 1芯子與下砂箱裝配截面圖砂芯在鑄型中主要靠芯頭固定，但是有時砂芯無法設置芯頭或者只靠芯頭來固定難以穩(wěn)定。因此，實際生產(chǎn)中要采用芯撐加以固定砂芯，以起到輔助支撐的作用。使用芯撐需要注意以下幾點：芯撐材料的熔點應該比鑄件材質(zhì)的熔點高，至少相同。金屬液體未凝固之前，芯撐應有足夠的強度，不得過早熔化而喪失支撐作用；在鑄件凝固過程中，芯撐須與鑄件很好的焊合。芯撐表面最好無鍍錫。應盡量將芯撐放置在鑄件的非加工面上或不重要的表面上。為了防止芯撐陷入砂型、砂芯而造成鑄件壁厚不均，必要時可在芯撐端面墊以面積較大的鐵片、干砂芯或耐火磚。，由于2芯子過長，大部分懸在砂箱里。為了保證芯子的穩(wěn)定，充型時不被澆倒采用芯撐。 芯撐的使用澆注系統(tǒng)是為將液態(tài)金屬引入鑄型型腔而在鑄型內(nèi)開設的通道。成功的澆注系統(tǒng)工藝取決于金屬本身的性質(zhì)、鑄型的性質(zhì)和澆注系統(tǒng)的結構。合理的澆注系統(tǒng)設計，應該根據(jù)鑄件的結構特點、技術要求、合金種類，選擇澆注系統(tǒng)結構類型、確定引入位置、計算截面尺寸等。澆注系統(tǒng)設計得正確與否對鑄件品質(zhì)影響很大，鑄件廢品中約有30%是因為澆注系統(tǒng)設計不當引起的。 對澆注系統(tǒng)的基本要求是：所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個數(shù)應該符合鑄件的凝固順序或補縮方法。在規(guī)定的時間內(nèi)充滿型腔。提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、棱角清晰。使金屬流動平穩(wěn)，避免嚴重紊亂。防止卷入、吸氣和金屬過度氧化。具有良好的阻渣能力。金屬液進入型腔時線速度不可過高，避免飛濺、沖刷砂芯等。保證型腔內(nèi)金屬液面具有足夠的上升高度，以免產(chǎn)生缺陷等。不破壞芯撐的作用。澆注系統(tǒng)的金屬消耗小，并且容易清理。減小砂型體積，造型簡單，模樣容易制造容易。，其截面積比例關系A杯A直A橫A內(nèi)，其中特點及應用是：阻流截面在內(nèi)澆道上。澆注開始后，金屬液容易充滿澆注系統(tǒng)，擋渣能力較強，但是速度快，沖刷力大，容易產(chǎn)生噴濺。一般適用于鑄鐵的濕型小件及干性中大件等。澆注系統(tǒng)的引入位置影響到澆注系統(tǒng)結構類型的確定，同時對液態(tài)金屬充型方式、鑄型溫度分布、鑄件質(zhì)量影響很大，因此，在澆注系統(tǒng)設計中，對于內(nèi)澆道的引入位置，要給予充分考慮。有利于鑄件的補縮凝固。有利于改善鑄件鑄態(tài)組織。有利于提高鑄件外觀質(zhì)量。有利于金屬液平穩(wěn)地充滿鑄型。有利于減少鑄件收縮力和防止裂紋的產(chǎn)生。有利于鑄件的清理。內(nèi)澆道應該盡量設置在分型面上，便于造型操作。在滿足澆注的前提下，應盡量減少澆注系統(tǒng)的金屬消耗。 引入澆注位置當確定了澆注系統(tǒng)的類型、形式及布置之后，需要計算澆注系統(tǒng)各個單位的尺寸，一般先確定澆注系統(tǒng)的最小截面積尺寸，對于封閉式澆注系統(tǒng)最小的截面積是內(nèi)澆道然后在按照經(jīng)驗比例在確定其他單元的截面積。應用中的澆注系統(tǒng)尺寸隨著鑄件材質(zhì)、結構及具體生產(chǎn)條件的不同而變化。生產(chǎn)中常用的各種確定澆注系統(tǒng)尺寸的計算公式和圖表大都是流體力學原理為基礎，與實際鑄造條件下的充型過程存在一定差異。以內(nèi)澆道為阻流，根據(jù)奧贊公式計算鑄件內(nèi)澆道截面積S內(nèi)： S內(nèi)= （）式中：m——一個鑄件質(zhì)量；kg； μ——內(nèi)澆道的流量系數(shù)； ρ——金屬液密度；ρ=106kg/mm3； τ——充型一個型腔的時間；s； g——重力加速度；103m/s2； Hp ——每個鑄件的平均計算壓力頭；mm。 （mm）澆注形式圖例公式頂部注入P=0Hp=H0，澆注時間為40秒，Hp為上砂箱高位250毫米，所以由公式（）有：S阻= =54cm2根據(jù)經(jīng)驗澆口比為1：：2， cm2，直澆道截面積為110 cm2。本次設計的直澆道等于上砂箱高度，直澆道的剩余壓力角應該大于7176。由公式（）所示： HM≥Ltanа （）式中：HM——最小剩余壓力角； L ——直澆道中心到鑄件最高且最遠的水平投影距離； а——壓力角。 HM≥1570tan7=193 上砂箱為250遠遠大于193，所以剩余壓力都滿足壓力角的要求。（mm）。1——直澆道截面積 2——內(nèi)澆道截面積 3——橫澆道截面積 在零件上，用規(guī)定的紅、藍色符號表示出：澆注位置和分型面，加工余量，鑄造收縮率。砂芯數(shù)量和形狀，芯頭大小等。%，芯頭高為50毫米，芯頭拔模角為10176。鑄件的工藝圖。 鑄件工藝圖3 模樣和砂箱設計模樣分為木模樣、鋁合金模樣、銅合金模樣、鑄鐵模樣、塑料模樣、泡沫模樣、組合模樣等。模樣的工作尺寸非常重要，會直接影響鑄件的尺寸精度，本次設計的模樣為灰鑄鐵模樣，適用于成批大量生產(chǎn)。 下模樣。 定位銷的尺寸和形狀。 螺紋孔尺寸由于鑄件全部在下砂箱，所以上模樣只有直澆道和部分橫澆道。其結構、形狀、。 上模樣形狀及尺寸上模樣直澆道定位銷。 直澆道定位銷在下模板上還有一部分橫澆道，內(nèi)澆道和直澆道窩。 澆注系統(tǒng)的下模樣模板也稱型板，是由模底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷等裝配而成，模板的作用主要是在鑄型中形成鑄件外輪廓及芯頭等部分的型腔和分型面。采用模板造型不僅可以簡化工序，而且鑄件尺寸準確。所以，不僅在成批大量生產(chǎn)中使用，就是在小批件生產(chǎn)的手工造型中，為了提高鑄件質(zhì)量，也使用模板造型。 設計模板主要依據(jù)是：以確定的鑄件工藝圖；選用的造型機；一箱中鑄件的數(shù)目以及模板本身加工制造的可能性。在模板設計中，模底板是決定模板性質(zhì)的主要方面之一。模底板材料是根據(jù)模底板尺寸大小，使用的場合，鑄件的生產(chǎn)批量以及本廠車間的加工能力等來決定。 對模底板材料的要求是：有足夠的強度，有良好的耐磨性，抗震耐壓，鑄造和加工性能好。常用的材料有：鑄鋁合金，鑄鐵，球鐵，鑄鋼等。成批大量生產(chǎn)中的小件鑄鋁。大件通常用鑄鐵模底板。本次設計的材料為鑄鐵。一般模底板平面尺寸A0和B0分別等于砂箱內(nèi)廓尺寸A和B各加上分型面上砂箱兩邊緣的寬度b。根據(jù)吃砂量和鑄件尺寸的確定出模底板的平面尺寸為：A0=A+2b=1800+2185=2170（mm）B0=B+2b=1800+2185=2170（mm）即21702170毫米。 模底板和砂箱尺寸的關系普通平面式模底板高度H，鑄鐵的一般控制在80～150毫米。鑄鋁的控制在30～90毫米之間。本次設計所選的材料為鑄鐵其高度為150毫米。 模底板高度壁厚δ和筋條厚度t、t1根據(jù)模板平均輪廓尺寸和模底板所選用的材料。 模底板壁厚和加強筋厚度 （mm）模板平均輪廓尺寸鑄鋁鑄鐵鑄鋼δtt1δtt1δtt11501～2000———2224201820162001～2500———2528222224202501～3000———283024252723＞3000———303226283026在保證模底板有足夠強度和剛度的條件下，應盡量減少壁厚。加強筋的高度H，根據(jù)模底板高度、材料和使用要求決定，一般情況下取H≤50毫米，大型模底板要求大剛度，可適當增加高度。本設計模底板的平面尺寸為21702170mm，所以取δ=25，t=28，t1=22，H=50。加強筋的布置要盡可能的做到：（1）保持筋條有規(guī)則的排列。（2）在有足夠剛度的條件下，盡量減少筋條的數(shù)量。（3）應方便模樣的安裝，避免在模樣裝配時，螺釘碰著加強筋。 加強筋之間的距離。模板平均輪廓尺寸1001～15001501～20002001～25002501～3000K鑄鐵350400450450鑄鋼400450500500 加強筋間距 （mm）加強筋間距為450毫米。模底板與砂箱之間常用定位銷與銷套定位。為了防止砂箱在造型或合箱時被卡死，因而一端用圓形定位銷和圓形定位套相配作為定位端，另一端則用扁定位銷與扁定位套相配，起到寬度方向定位和長度方向?qū)虻淖饔?，所以常把扁銷稱為導向銷，扁套稱為導向套，導向銷有時也用圓形的。普通機械造型機的上下模底板均安裝定位銷，合箱時再借助于合箱銷進行合箱。但自動化造型線則是下砂箱安裝定位套，而上砂箱安裝定位銷，因此造型時，下模板安裝定位銷而上模扳安裝定位套，有些造型線，每循環(huán)一周，砂箱要調(diào)一次頭，所以上砂箱的兩個定位銷必須用同一種扁銷。當圓弧面與圓套相配合時起定位作用。當扁面與扁套相配時起定向作用。定位和導向銷的形式和尺寸定位銷的工作部分，分為定位和導向兩部分。導向部分的斜度應小于或等于模樣的起模斜度。定位銷和定位套（含扁銷扁套）之間的配合性質(zhì)為動配合，其問隙太小影響著鑄件精度。但是一般機械造型借助合箱銷合型，并可輔以手工調(diào)整。 模底板定位銷模底板上的銷耳模底板上的定位銷裝在銷耳上，銷耳設在沿中心線長度方向的兩端。 銷耳結構尺寸中大型模底板常設置吊軸以便模板的安裝和搬運。有時吊軸也作為鑄型起模時翻轉(zhuǎn)砂箱之用，這時可考慮同時設置手把，作為人工協(xié)助翻箱時的把手。吊軸吊軸采用和模底板一起鑄造出來。吊軸材料選45鋼。吊軸的位置可設在長度方向中心線上，與銷耳連接在一起，位于吊耳的外面。也可設在銷耳的兩側，對稱分布。吊軸數(shù)量取四個。 吊軸的結構尺寸手把一塊模底板上可設兩個至四個手把。 手把結構尺寸模底板常用螺栓固定在造型機工作臺上，這時模底板上應設置緊固耳。緊固耳的位置要和造型機工作臺臺面上的T型槽相對應，不可任意設置。有的新購入的造型機工作臺上沒有這種槽和孔，則可根據(jù)需要位置鉆孔，用雙頭螺栓或六角螺栓固定。 緊固耳結構尺寸一般模底板上緊固耳數(shù)量可取四個。大型模底板可以增加，本設計采用四個緊固耳，沿長度和寬度四周布置。 上模板裝配圖。 下模板裝配圖設計任何一種鑄件的工裝，必須滿足機器設備的要求。如果所設計的工裝只是滿足鑄造工藝的要求，而沒有考慮設備的要求，將無法在機器設備上使用這些工裝。因此，在著手設計之前，應該充分掌握所用的造型、造芯設備的工藝特性，才能更好的考慮工裝的安裝及使用。 近年來，隨著社會的進步，鑄造行業(yè)也在不斷地向著高水平的發(fā)展。機器的更新是與日俱增。國內(nèi)外的設備在不斷的提高，不斷地更加機械化、自動化。但是從目前來看，普通的震實、壓實為主的機械化造型和造芯設備，仍然起著重要的作用。 Z2520造型機工裝設計要點 （mm）工藝特性砂箱最大內(nèi)形尺寸最大起模行程t震實力Q（噸）回轉(zhuǎn)后工作臺面至滾道面最大距離滾道面到地面高度震擊臺面到地面高度長寬高設計規(guī)格200015007007001600 608500～501砂箱設計和選用的基本原則：滿足鑄造工藝要求。如砂箱和模樣間應有足夠的吃砂量、箱帶不妨礙澆冒口的安放不嚴重阻礙鑄件收縮等。有足夠的強度和剛度，使用中保證不斷裂或發(fā)生過大變形。應與砂型有足夠的附著力，以防止砂型在翻轉(zhuǎn)、合箱和運輸過程中塌箱沉箱以及在澆注過程中抬型，又要便于落砂和鑄件脫出。鑄造模具砂箱的定位精度應滿足鑄件的精度要求。經(jīng)久耐用，便于制造。砂箱的規(guī)格和附件盡可能標準化、系列化、通用化，以減少砂箱數(shù)目，降低制件成本、便于制造、維修和管理。砂箱尺寸的確定砂箱的尺寸一般用砂箱內(nèi)框的長度A，寬度B和高度H來表示，即用ＡＢＨ毫米表示。