畢業(yè)設(shè)計(jì)-再熱復(fù)合閥體鑄造工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-09-05 21:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 上的細(xì)薄連接部分或懸臂凸出部分應(yīng)分塊制造，待烘干后再裝配粘結(jié)在一起。（3）砂芯應(yīng)有較大的填砂平面和運(yùn)輸及烘干時(shí)的支撐面。（4）在砂芯分塊數(shù)量較多時(shí)，為便于砂芯組合、裝配和檢查，最好采用“基礎(chǔ)砂芯”（其本身不是成型部分或只起部分鑄型作用），在它的上面預(yù)先組合大部分或全部砂芯，然后再整體下芯。除上述幾條原則外，還應(yīng)使每塊砂芯有足夠的斷面，保證有一定的強(qiáng)度和剛度，能樹立排出砂芯中的氣體；是芯盒結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和使用等。本鑄件采用的是干砂芯。選擇干砂芯的原因是：干砂芯烘干后增加了強(qiáng)度和透氣性，大大減少了由于鑄型方面的原因而產(chǎn)生的氣孔、砂眼、脹砂、夾砂等缺陷。干砂芯的確定是生產(chǎn)周期長，需要烘干設(shè)備，增加燃料消耗，惡化勞動(dòng)條件，難于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。主要用于質(zhì)量要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單件、小批量生產(chǎn)的大中型鑄件上。所以本鑄件采用干砂芯。砂芯在砂型中的位置一般是靠芯頭來固定。為防止其沿軸線旋轉(zhuǎn)采用定位芯頭的形式。芯頭是砂芯的定位、支撐和排氣結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)師需要考慮：如何保證定位準(zhǔn)確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用以及把澆注時(shí)在砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體引起的鑄型問題。（1） 芯頭尺寸的確定：芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類。由于芯頭的直徑（或?qū)挾龋┩ǔＥc砂芯的直徑相同，所以確定芯頭承壓于水平砂芯就是確定芯頭的長度。一般的情況下，芯頭的尺寸可通過查表確定，不需要繁瑣的計(jì)算。（2） 芯頭斜度的確定：為了便于造型、造芯、下芯和合型操作，芯頭和芯座在造型取模和下芯方向有一定的斜度。對(duì)于垂直砂芯，其芯頭和芯座的上部斜度一般比下部斜度大；對(duì)于水平砂芯，有時(shí)為了簡化芯盒結(jié)構(gòu)和制造方便，只在芯座（或模樣芯頭）上帶斜度。上芯座斜度一般約取10176。，下芯座斜度約取5176。，為了保證芯頭與芯座的配合，形成芯座的模樣芯頭的斜度應(yīng)取正偏差，芯盒中芯頭部分的斜度取負(fù)偏差。（3） 芯頭與芯座的配合間隙的確定：芯頭與芯座的配合關(guān)系和軸與軸承的配合相似，必須有一定的裝配間隙。如果間隙過大，雖然下芯、合型較方便，但是鑄件尺寸精度較低，甚至合金液可能流入間隙中造成大量的“披逢”，是鑄件落砂、清理困難，或堵塞芯頭的通氣孔道，是鑄件造成氣孔等缺陷。如果間隙過小，將使下芯、合型操作困難，易產(chǎn)生掉砂或踏箱等缺陷。間隙的大小取決于鑄型的種類、砂芯的大小、精度及芯座本身的精度，具體的配合間隙參考有關(guān)手冊(cè)。砂芯在高溫金屬液的作用下，由于水分蒸發(fā)及有機(jī)物的揮發(fā)、分解和燃燒，在澆鑄后很短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量氣體。當(dāng)砂芯排氣不良時(shí)，這些氣體會(huì)侵入到金屬液中，使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。因此，在砂芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造方式，以及在下芯、合型操作中，都應(yīng)采取必要的措施，使?jié)沧r(shí)在芯砂中產(chǎn)生的氣體能順利的通過芯頭及時(shí)排出。內(nèi)汽缸砂芯比較大，為了保證砂芯排氣通暢，砂芯中心放爐渣填料，再挖排氣道。造型時(shí)插入鉆有孔眼的鋼管，鋼管末端深入爐渣填料，不僅有利于此處排氣，而且增加了剛度，防止由于受鋼水浮力而斷裂。 冒口和冷鐵設(shè)計(jì)冒口是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，習(xí)慣上把冒口所鑄成的金屬實(shí)體也稱為冒口。冒口可補(bǔ)償鑄件固定時(shí)的收縮，以防止縮孔、縮松等缺陷，并具有排氣、集渣的功能。冒口設(shè)計(jì)的基本原則：（1）冒口的凝固時(shí)間應(yīng)不小于鑄件被補(bǔ)縮部分在凝固過程中的收縮時(shí)間；（2）冒口所能提供的補(bǔ)縮的補(bǔ)縮液量應(yīng)不小于鑄件的液態(tài)收縮、凝固收縮和型腔擴(kuò)大量之和；（3）冒口和鑄件需要補(bǔ)縮部分之間在整個(gè)補(bǔ)縮過程中應(yīng)存在通道；（4）冒口體內(nèi)要有足夠的補(bǔ)縮壓力，使補(bǔ)縮金屬液能夠定向流動(dòng)到補(bǔ)縮對(duì)象區(qū)域，以克服流動(dòng)阻力，保證鑄件在凝固過程中一直處于正壓狀態(tài)，即補(bǔ)縮過程終止時(shí)，冒口中還有一定高度的殘余金屬液壓頭；（5）冒口和鑄件連接形成的接觸熱節(jié)應(yīng)不大于鑄件的幾何熱節(jié)，避免冒口設(shè)置而大大延長鑄件的凝固時(shí)間。冒口的形狀有圓柱形、球頂圓柱形、方形、腰形、球形等多種。根據(jù)鑄件情況靈活選取。冒口是一個(gè)儲(chǔ)存金屬液的空腔。其主要作用是在鑄件成型過程中提供由于體積變化而需要補(bǔ)償?shù)慕饘僖?，以防止在鑄件中出現(xiàn)收縮類型的缺陷，這些需要補(bǔ)償?shù)捏w積變化可能有：（1） 鑄型的脹大；（2） 金屬的液態(tài)收縮；（3） 金屬的凝固收縮。補(bǔ)償這些體積變化所需要的金屬量隨著鑄型和金屬的種類不同而異。此外，冒口還有排氣及匯集浮渣和非金屬夾雜物的作用。鑄件制成后，冒口部分將從鑄件上除去。因此，在保證鑄件質(zhì)量的情況下，冒口應(yīng)盡可能的小些，以節(jié)約金屬，提高鑄件的工藝出品。適合的冒口設(shè)計(jì)可以有效地防止或減少鑄件的收縮缺陷。收縮缺陷與合金的凝固特性有關(guān)，也與冒口自身設(shè)計(jì)有關(guān)。寬凝固范圍的合金與逐層凝固的合金相比較，對(duì)冒口所產(chǎn)生的溫度梯度更敏感，較大的冒口會(huì)在冒口的附近區(qū)域造成不利的溫度梯度，使得臨近冒口的區(qū)域內(nèi)疏松增加。因此，對(duì)于按模糊狀機(jī)理凝固的寬結(jié)晶范圍的合金，應(yīng)采用盡可能小的冒口，以便防止宏觀疏松。這樣做也將使顯微縮松減至最小限度。如果采用一個(gè)較小的絕熱冒口，它所產(chǎn)生的溫度梯度將更有利于得到較高質(zhì)量的鑄件。選擇冒口位置的原則：（1）方向性凝固：要使凝固進(jìn)行的方向朝向冒口，而且通常是將冒口設(shè)置在最后凝固的壁厚處。要注意澆注系統(tǒng)對(duì)鑄型溫度場的影響。也要注意澆注系統(tǒng)和冒口的關(guān)系，應(yīng)將最后的高溫金屬液留在冒口內(nèi)。對(duì)壁厚均勻而較長的鑄件，可在遠(yuǎn)離冒口的一端設(shè)置冷鐵。如果厚大部分在下部，可應(yīng)用冷鐵或開設(shè)側(cè)冒口。（2）冒口盡量設(shè)在鑄件較高、最厚的部位。對(duì)低處的熱節(jié)測設(shè)補(bǔ)貼和使用冷鐵造成補(bǔ)縮的有利條件。如果為了補(bǔ)縮某局部熱節(jié)處而又不可能將冒口置于鑄件頂面時(shí)，則冒口的高度應(yīng)大于熱節(jié)的高度。（3）冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位，以防組織粗大降低強(qiáng)度。（4）冒口的位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對(duì)鑄件的收縮阻礙，以免引起裂紋。（5）盡可能地將冒口設(shè)置在方便和容易清除冒口殘根的地方，或鑄件的加工面上，以節(jié)約鑄件的精整工時(shí)，降低成本。（6）分析鑄件的補(bǔ)縮通道與非補(bǔ)縮通道。補(bǔ)縮通道是指鑄件的某個(gè)區(qū)域，由于它的凝固比相鄰區(qū)域遲一些，即它的相對(duì)凝固速度值小一些或者模數(shù)值M大一些，因而鋼水就可以通過它向鄰近的區(qū)域補(bǔ)縮。這種補(bǔ)縮通道若不與冒口相連接就起不了什么作用，而且它本身就將是個(gè)縮孔區(qū)，如熱節(jié)點(diǎn)、均勻截面等。由于冒口的補(bǔ)縮范圍有限，因此，在同一個(gè)補(bǔ)縮通道上可能需要設(shè)置幾個(gè)冒口。同一補(bǔ)縮通道上的冒口數(shù)，由冒口的補(bǔ)縮范圍確定。（7）冒口的補(bǔ)縮范圍。致密的冒口區(qū)與致密的末端區(qū)之和，稱之為冒口的補(bǔ)縮距離，加冒口根部的尺寸，稱為冒口的補(bǔ)縮范圍。（8）利用外冷鐵控制或延長冒口補(bǔ)縮范圍。合理地使用外冷鐵可以達(dá)到充分發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮所用，縮減冒口尺寸或數(shù)量的目的。本鑄件的冒口如下圖所示： 圖4：冒口示意圖 圖5：冒口示意圖 圖6：冒口示意圖以上三幅圖中：第一幅圖的冒口為：Φ8501160高2個(gè) 冒口為對(duì)稱分布第二幅圖的冒口為：550寬800長750高2
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