【文章內(nèi)容簡介】 0 50～ 100 100～ 200 200～ 300 〉 350 壁厚 一般 ～ ～ ～ ～ ～ 最小 此外，設計最好選取均勻的鑄件壁厚，縮短熱節(jié)；壁交界處做圓角，過渡不同的壁厚，以 防止模具和鑄件變形和開裂。 由圖 21 與表 21 結(jié)合可知，搖臂座的外形尺寸在 100～ 200 之間，要求的最小壁厚為 ，符合要求。 由于大平面上比較易發(fā)夾砂，凹陷等缺陷。熔模精鑄件要盡可能避免大平面，平面長寬一般都不大于 200mm。 鑄件結(jié)構(gòu) 對孔和槽的要求：熔模精鑄法可鑄出比其他任何鑄造法都復雜的孔和內(nèi)腔，如彎管，管接頭等零件，但應避免盲孔，以防涂料，撒沙不便。對于鑄槽的寬度與深度兩者都相互有一定的限制。通常對黑色金屬： 槽寬： ()Wmm? 、 1 24 最大深度： ()hmm? 3 4 80、 1 150 確定工藝方案及工藝參數(shù) 鑄孔 熔模鑄件將會有很長的，又細的孔時，由于對內(nèi)部殼體孔的油漆和打磨是很困難的，所以一般不鑄孔徑 d 小于 ～ 、 h/d 大于 ～ 的不通孔。設計上我們常會遇到小孔且多層次的特別加工要求，選擇使用陶瓷或石英玻璃管芯鑄造。在正常工藝操作下允許鑄出孔的孔徑以及孔深，見表 22。 表 22 最小鑄出孔的孔徑與深 度（ mm） 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 6 孔的直徑 最大的孔深 通孔 不通孔 ＞ 3～ 5 ＞ 5～ 10 ＞ 5 ＞ 5～ 10 ＞ 10～ 30 ＞ 5～ 15 ＞ 10～ 20 ＞ 30～ 60 ＞ 15～ 25 ＞ 20～ 40 ＞ 60～ 120 ＞ 25～ 50 ＞ 40～ 60 ＞ 120～ 200 ＞ 50～ 80 ＞ 60～ 100 ＞ 200～ 300 ＞ 80～ 100 ＞ 100 ＞ 300～ 350 ＞ 100～ 120 本次鑄件設計的鑄孔：直徑 248。37mm，孔深 12mm與直徑 248。10mm，孔深為 18mm 的疊加孔。 基準面的選擇 此搖臂座零件形狀比較規(guī)則，外形 簡單，只是內(nèi)孔比較復雜。綜合考慮，以零件的上平面和孔的中心線作為基準平面。 鑄件精度和表面粗糙度， 有許多因素會對鑄件的尺寸造成影響，大致是熔模、型殼和鑄件的尺寸發(fā)生改變，這些改變相對是固定的，少數(shù)是變動的，導致鑄件尺寸上下起伏在一段區(qū)間里，起伏差值越小，尺寸就越精準。 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差按表 23 進行選用。 表 23 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 CT 鑄造種類 灰鑄鐵 鋅合金 銅合金 鑄鋼 型砂手工造型 11~13 —— 10~12 11~13 金屬型 7~9 7~9 7~9 —— 低壓鑄造 7~9 7~9 7~9 —— 壓力鑄造 —— 4~6 6~8 —— 熔模鑄造 —— —— 4~6 5~7 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 7 加工余量 表 24 鑄件單面加工余量 （單位： mm） 鑄件最大尺寸 ＜ 50 ＞ 50~120 ＞ 120~250 ＞ 250~400 ＞ 400~630 單面加工余量 ~ ~ ~ ~ 澆口面加工余量 ~ 整個鑄件基本是不需要磨削的，留處理余量 3mm。 鑄造圓角 鑄件的鑄造圓角可根據(jù)公式： 錯誤 ! 未找到引用源。 （ 21） 可取 R 為 5mm，出現(xiàn)在此公式上的 S、 δ 都表示鑄件恰接處的壁厚。 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的作用和要求 把液體金屬引入型腔；金屬液在熱脹冷縮的原理下形成的；將融化的蠟液流出通道模具材料；結(jié)構(gòu)應該盡可能的澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)更簡化；裝配和焊接，外殼，切削過程易操作；保證零件品質(zhì)的前提之下，盡最大努力提高產(chǎn)量。 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 依照本零件結(jié)構(gòu)上的特點，選擇使用直 澆道 — 內(nèi)澆道式，如圖 22 所示。 圖 22 綜合考慮鑄件外形、材料及質(zhì)量特點，決定采用頂注法，其特點是澆口杯能夠補償收縮。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 8 第三章 壓型設計 裝配圖 零件的裝配圖，如圖 31 所示。 圖 31 鑄型裝配圖 壓型的分類 （ 1）常用壓型的分類： 機械加工壓型、鑄造壓型、塑料壓型、石膏壓型。 （ 2）機械加工壓型特點 材料：鋼、銅合金、鋁合金；能夠盡最大努力滿足設計所要求能達到的尺寸精度；使用壽命可達十萬次以上。 本次搖臂座我們選擇采用的材料是灰口鑄鐵，選擇使用鋁合金壓型。 （ 3）機械加工壓型整體設計 需要保證做到的條件 便于拆裝，使用期限長，開模簡易；這種壓型各種部件都有必要滿足加工處理的需求，操作要簡易，成本合適；使用一型多腔，提高小件產(chǎn)品的生產(chǎn)效率； 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 9 （ 4）機械加工壓型的結(jié)構(gòu) 常用壓型的結(jié)構(gòu)不外乎由五個部分組成：成型部分包括上、下壓型、型芯等構(gòu)件，定位機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)、起模裝置、注蠟口與封蠟板。 壓型的形式很多，觀察鑄件，可以看得出零件形體是上下對稱的，經(jīng)過考慮采用二開型。 分型面的選擇 為使熔模能從壓型中順利得取出，將封閉的壓型分成若干個型塊，這些型塊的接合面稱為分型面。決定采用的分型面不同將 引起壓型結(jié)構(gòu)不同，也較直接影響壓型加工是否方便、是否好用以及生產(chǎn)效率，因此涉及壓型設計的一個主要問題就是分型面的選擇。 經(jīng)過對搖臂座鑄件的簡單分析，可以選定鑄件分型面，觀察鑄件可以發(fā)現(xiàn)鑄件外形是上下對稱的。本次分型面為鑄件縱向視圖的中心線，如圖 32 所示。 圖 32 分型面 型體的設計 型體壁厚 在保證強度和剛度的前提下，我們首要的任務是完成鑄件的外型，根據(jù)鑄件采用上下對稱的壓型，簡單，易取模。如圖 3 34 所示。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 10 圖 33 上壓型 圖 34 下壓型 型體定位 上下壓 型肯定是要在相對固定的情況相愛才能使用，因此我們需要設置定位銷，一個定位銷不能固定模具，最少要使用兩個，但同時也要注意采用過多的定位銷會導致過定位。本次搖臂座壓型設計，使用 M6 的定位銷，如圖 3 34，機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 11 兩個定位銷在上下壓型中對稱。 型體鎖緊 型體鎖緊機構(gòu)，壓蠟前會把所有壓型組塊整合鎖緊成一個整體，確保壓蠟時壓型不會錯位，不會漲開。型體鎖緊分為固定式與活動式，通常比較常用的還是活節(jié)螺栓鎖緊。本次采用碟形螺母與 M10 的活節(jié)螺栓，螺栓長 35mm，螺紋長14mm。設計圖如圖 35 所示，整個模具中用 到了 2 副這種鎖緊機構(gòu)。需要將螺栓底部固定到下型體，采用直徑為 3mm 的圓柱銷，并且與凸槽需要形成過盈配合。 圖 35 型芯設計 型芯是構(gòu)成熔模內(nèi)部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，熔模內(nèi)部結(jié)構(gòu)樣子決定了型芯成型部位的結(jié)構(gòu)樣子，型芯需要定位，定位部分需盡量有規(guī)則，本次設計多采用圓形。 在冷卻過程中蠟模容易產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，會緊密的扣住型芯，為盡量避免破壞易熔模，開型前先拔出型芯。本設計采用金屬型芯。型芯一和型芯二都是鑄造通孔芯，只是型芯二較為復雜，如圖 36 ， 37 所示。 圖 36 型芯一 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 12 圖 37 型芯二 其中 型芯的定位： 由于型芯與型體之間會有空隙，為反止出現(xiàn)彈出、扭動，要將型芯進行固定，其方法多種多樣，我們采取芯銷定位，其形狀結(jié)構(gòu)，如圖 38 所示。 圖 38 型銷 壓型排氣 在壓注時，如果不及時排出型腔內(nèi)的氣體通常會造成蠟模外形完整度不高，這就需要壓型具備良好的排氣效果。本次鑄件小，通過型芯間隙便可以進行排氣，也就是通過型芯與型體的貼合處進行排氣。 壓型冷卻 因為熔模鑄造蠟模材料的散熱性較差，致使蠟模冷卻成堅固體的過程是較緩慢，所以會將取出的壓型投入恒溫水中加快冷卻的速度，然后取出晾干。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 13 壓型工作圖設計 型腔尺寸的計算 綜合線收縮率 K 的確定： 壓型尺寸的總收縮率，包括合金收的凝固收縮率、模料收縮、型殼體積膨脹率，然后疊加并用下式表示： （ 31） 錯誤 !未找到引用源。 K —— 總收縮率； 錯誤 !未找到引用源。 —— 合金的凝固收縮率； 錯誤 !未找到引用源。 —— 模料的收縮率； 錯誤 !未找到引用源。 —— 型殼的膨脹率； 在本搖臂座設計中，選擇水玻璃硅石粉作為涂料，同時還有多層型殼。對于本鑄件，蠟模的收縮為 1%，鑄鐵的收縮為 %。設計中要涉及補償量，其計算： ??? La （ 32） 其中： a —— 補償量 L—— 內(nèi)腔尺寸 (2)壓型表面精度和粗糙度 壓 型表面精度與粗糙度，見表 31 和 32。 表 31 壓型加工精度 壓型部位 尺寸定位 型腔和型芯成形部位 IT6～ IT10 配合部位 IT6～ IT9 自有尺寸 IT12～ IT14 表 32 各部分表面粗糙度 壓型部位 表面粗糙度 錯誤 !未找到引用源。 （ 錯誤 !未找到引用源。 ） 型腔表面 ～ 芯銷、活塊、鑲塊的配合面、定位面 ～ 分型面 ～ 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 14 澆注系統(tǒng)表面 ～ 不用工作部位表面 ～ （ 3）組與件的配合 壓型是有許多部分合成的 ，我們依照易熔模操作需求，來決定組合部件間的配合度，詳情請看裝配圖。 （ 4）壓型材料 表 33 壓型常用材料 零件名稱 材料 熱處理 型體、型芯 ZL102 —— 定位銷 45 鋼 淬火 34～ 45HRC 澆注系統(tǒng)模具 ZL102 —— 注蠟孔的設計 在蠟模成型過程中，注蠟孔所處的位置不同會在很大程度上影響蠟模品質(zhì)。這次設計，我們把注料口做在上下形體重合處。注蠟孔的形狀結(jié)構(gòu)，如圖 39 所示。 圖 39 注模料口 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 15 第四章 熔模的制造 熔模 熔模的制造：熔模表示耐火型殼中內(nèi)部型腔的模子，從某 種程度上理解就是所謂蠟模。因此熔模的質(zhì)量對鑄件尺寸精度和表面粗糙度影響很大，熔模鑄造工藝操作流程，如圖 41 所示。 41 熔模鑄造工藝流程 模料的選取和配置 壓制模具材料的性能不僅要確保熔模具有要求的大的尺寸精度以及小的表面粗糙度，還要有利于型殼制造和得到優(yōu)良的最終鑄件。 按照原材料組合不一樣，可將模料分為：蠟基模料、松香基模料、系列模料、其它模料。 模料分類及應用：因為這次設計的搖臂座是普通小件，其工藝要求不是很高，即表面粗糙度與尺寸精度都不嚴格，于是我們選取蠟基模料。蠟基模料的特點符合我們這次 設計的要求，同時模料購買方便，價格也合理。 模料的選取和配制 配制模料的目的：在配制模料的時候，放入的原料需要被混勻成為一體，模機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 16 料狀態(tài)對應壓制熔模的需求。 蠟模原料選用準則以及性能條件：熔點適宜，收縮率達到最小，優(yōu)良熱穩(wěn)定性。具有良好的流動性。具有一定的強度和塑性。具備優(yōu)良的涂掛性和穩(wěn)定性。資源豐富，價格便宜。 選用的原材料： 石蠟：在模料中加入，強度和塑性都會變好，蠟基模料主要組成部分。 硬脂酸：和石蠟一起用，可以改善模料的流動，方便進行涂掛，同時也會更加軟化。模料的配比見表 41。 表 41 蠟模原 料的配比表 模料名稱 硬脂酸 石蠟 質(zhì)量分數(shù)（ ％ ） 50％ 50％ 制熔模 分型劑選取 在準備壓制時，通常會在表面涂上一層薄的分型劑，為了方便打開壓型拿出熔模。為了熔模能完整得呈現(xiàn)壓型定下來的表面，分型劑層的厚度越薄越好，這樣能提高熔模的外形光潔度，減小熔模外形粗糙度，操作取出也會更方便。 本次分型劑配比：蓖麻油和酒精各一半。 模料設備的選擇 模料的制備裝置：適合用在熔化蠟基模料，轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時的溫度需要小于100℃，最好調(diào)控在一定范圍之內(nèi)。 型殼模樣制備 兩種通常使模 料進入壓型的方法：自由澆注和加壓注入。 本次選用加壓注入法，在進行壓制前，同樣要在壓型壁上涂一層分型劑，方便操作人員拿出熔模。 壓制熔模方法 氣壓加壓法；活塞加壓法；柱塞加壓法 本次選取第一種氣壓加壓法，特點是機器裝備簡單，方便使用，產(chǎn)量較高。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 17 第五章 型殼的制作 型殼服役性能的要求 我們把模組浸入裝滿耐火涂料的水池中，涂抹均勻后取出，均勻鋪上顆粒狀耐火材料，接著晾干、硬化處理。重復進行幾次，直到達到工藝所需厚度，依照這種方法在模組上就可以得到多層型殼，一般將它靜放適宜時段，讓它硬化完全，最后熔失模組，就能獲得需要的多層型