【正文】 量取計(jì)算砂芯高度： L=97mm 砂芯直徑： （A+B）/2=(80+64)/2=72mm芯頭長(zhǎng)度初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：h=25～30mm 取 h=30mm出于考慮分型面的選取等因素綜合芯頭選用垂直芯頭并且不能做出上芯頭，只設(shè)計(jì)下芯頭并且加大下芯頭。下芯頭長(zhǎng)度設(shè)計(jì)修正為：h=30(1+40%)=42mm芯頭間隙初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：s=但考慮砂芯為垂直的濕型小砂芯且不設(shè)置上芯頭，所以使用過盈的芯頭，過盈量為 芯頭斜度選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：а≤7 取 а=7 砂芯的定位結(jié)構(gòu)砂芯要求定位準(zhǔn)確，不允許沿芯頭軸向移動(dòng)或繞芯頭軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于形狀不對(duì)稱18 / 29的砂芯，為了定位準(zhǔn)確，需要做出定位芯頭。定位芯頭結(jié)構(gòu)如圖 圖 定位芯頭結(jié)構(gòu)圖 芯骨設(shè)計(jì)為了保證砂芯在制芯、搬運(yùn)、配芯和澆注過程中不開裂、不變形、不被金屬液沖擊折斷，生產(chǎn)中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其剛度和強(qiáng)度。因?yàn)樯靶境叽巛^小，而且采用樹脂砂，故砂芯強(qiáng)度較好，砂芯內(nèi)不用放置芯骨。 砂芯的排氣砂芯在澆注過程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機(jī)物要燃燒（氧化反應(yīng)）放出氣體，砂芯中的殘余水分受熱蒸發(fā)放出氣體，如果這些氣體排不出型外，則要引起鑄件產(chǎn)生氣孔。而支座的砂芯采用熱芯盒造芯，故不用有意設(shè)置排氣道、排氣孔等排氣。 澆注系統(tǒng)及冒口，冷鐵，出氣孔的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的類型和應(yīng)用范圍澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉開放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開始后，金屬液容易充19 / 29滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)。擋渣能力強(qiáng)，但充型速度快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺，金屬液易氧化。適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的鑄件小件，所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。 確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目、金屬引入方向支座結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且是小型件，鑄造時(shí)采取一箱四件，故每個(gè)鑄件上只用一個(gè)內(nèi)澆道。為了方便造型，內(nèi)澆道開設(shè)在分型面上。因?yàn)殍T件采用底座朝上且鑄件全部位于下箱的方式進(jìn)行鑄造，這樣鑄件凝固順序?yàn)橛上轮辽夏蹋@樣有利于支座的重要部分先凝固并得到補(bǔ)縮，如此內(nèi)澆道則設(shè)置在底部側(cè)面引入金屬液，如圖 所示。圖 內(nèi)澆道位置示意圖 決定直澆道的位置和高度實(shí)踐證明，直澆道過低使充型及液態(tài)補(bǔ)縮壓力不足，容易出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮凹等缺陷。初步設(shè)計(jì)直澆道高度等于上沙箱高度 200mm。但應(yīng)檢驗(yàn)該高度是否足夠。檢驗(yàn)依據(jù)為，剩余壓力頭應(yīng)滿足壓力角的要求，如下式所列：HM≥Ltgа式中 HM——最小剩余壓力頭20 / 29L——直澆道中心到鑄件最高且最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平投影距離а——壓力角由《鑄造工藝學(xué)》查表得：а 為 9～10 取 10Ltgа=180tg10≈32mm因?yàn)殍T件全部位于下箱，所以剩余壓力頭 HM 等于上箱高度 200mm經(jīng)過驗(yàn)證剩余壓力頭滿足壓力角的要求。 計(jì)算內(nèi)澆道截面積內(nèi)澆道是控制充型速度和方向，分配金屬液，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過內(nèi)澆道對(duì)鑄件有一定補(bǔ)縮作用。由于設(shè)計(jì)內(nèi)澆口有四個(gè)，因此 S 內(nèi)=3/8≈178。內(nèi)澆道形狀取梯形斷面形狀如圖 圖 內(nèi)澆道截面示意圖《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表得：a=7mm b=5mm c=7mm 計(jì)算橫澆道截面積橫澆道的功用是向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液，儲(chǔ)留最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓，使金屬液流平穩(wěn)和減少產(chǎn)生氧化夾雜物。由于設(shè)計(jì)橫澆口有兩個(gè)，因此 S 橫=3178。21 / 29橫澆道形狀取梯形斷面形狀如圖 圖 橫澆道截面示意圖梯形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表得：A=15mm B=10mm C=16mm 計(jì)算直澆道截面積直澆道的功用是從澆口杯引導(dǎo)金屬液向下，進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接進(jìn)入型腔。并提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動(dòng)阻力充型。由于設(shè)計(jì)直澆口有一個(gè)，因此 S 直=3=178。直澆道形狀取圓形截面形狀如圖 圖 直澆道截面示意圖圓形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表 得：D=25mm 22 / 29為了方便取模直澆道做成上小下大的倒圓錐形，（通常錐度取 1/50）。因此直澆道上端是直徑約為：D1=25（1/50）150=22mm 冒口的設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)冒口是在鑄型內(nèi)專門設(shè)置的儲(chǔ)存金屬液的空腔，用以補(bǔ)償鑄件形成過程中可能產(chǎn)生的收縮所需的金屬液，防止縮松縮孔的產(chǎn)生并起到排氣集渣的作用。支座所用的蠕墨鑄鐵在凝固時(shí)其體積變化情況與一些工業(yè)上常用的金屬及合金不同，其特點(diǎn)是在液態(tài)冷卻時(shí)發(fā)生收縮，冷卻至共晶溫度時(shí)停止收縮，由于析出石墨而發(fā)生膨脹，在接近凝固終了時(shí)余下的液態(tài)金屬凝固時(shí)又開始收縮，直至凝固結(jié)束。所以其凝固時(shí)的膨脹和液態(tài)收縮趨于互相補(bǔ)償。故蠕墨鑄鐵補(bǔ)縮時(shí)需要的鐵水量少，而且支座壁厚均勻無厚大壁，所以可利用澆注系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)縮不設(shè)置冒口。4 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)23 / 29鑄造工藝裝備是造型、造芯及合箱過程中所使用的模具和裝置的總稱。 模樣的設(shè)計(jì) 模樣材料的選用 模樣是造型工藝過程必須的工藝裝備，用來形成鑄型的型腔，因此直接關(guān)系著鑄件的形狀和尺寸精確度。支座為大批量生產(chǎn)，所以用金屬模樣，該金屬模樣的材料選用如下：模樣：鋁合金（質(zhì)輕、不生銹，加工性能好，加工后表面光滑，并有一定的耐磨性，但耐磨性較差）出氣針、氣孔針：45 號(hào)鋼 金屬模樣尺寸的確定模樣尺寸＝鑄件尺寸 （1＋K），（模樣尺寸精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）?注：K鑄件線收縮率支座的收縮率 K=% 壁厚與加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)模樣壁厚由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表 －2 得：模型壁厚 6mm。由于模樣輪廓尺寸較小約為：160mm135mm100mm，內(nèi)部不用設(shè)置加強(qiáng)筋。 金屬模樣的技術(shù)要求模樣的尺寸精度、表面光潔度是影響鑄件質(zhì)量的一個(gè)重要因素，因此對(duì)其表面光潔度和尺寸偏差應(yīng)嚴(yán)格控制。由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表 －5 得：模樣表面的粗糙度為 ，模樣與模板接觸面的粗糙度為 。 金屬模樣的生產(chǎn)方法為增加材料澆注后的致密度，現(xiàn)將材料制作成與該模樣形狀類似的腔體，然后進(jìn)行熱處理，以增加其硬度，增加抗磨損能力，然后在用機(jī)器按模樣的尺寸加工成模樣24 / 29的形狀。 模板的設(shè)計(jì)模板也稱型板，是由摸底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷等裝配而成。模底板用來連接與支承模樣、澆冒系統(tǒng)、定位銷等。本設(shè)計(jì)采用單面模底板，其工作面是平面。 模底板材料的選用對(duì)模底板材料的要求是有足夠的強(qiáng)度，有良好的耐磨性，抗震耐壓，鑄造和加工性。根據(jù)模樣的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求，選用鑄造鋁合金作為模底板的材料。 模底板尺寸確定模底板長(zhǎng)＝砂箱長(zhǎng)＋2砂箱分型面出邊緣厚度 ＝450＋225=500 mm模底板寬＝砂箱寬＋2砂箱分型面出邊緣厚度 ＝350＋225＝400 mm由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表 －34 得：模底板的壁厚取為 12mm 模底板與砂箱的定位模底板與砂箱之間采用定位銷與銷套定位。 芯盒的設(shè)計(jì) 芯盒的類型和材質(zhì)采用熱芯盒，芯盒材料為鋁合金。 芯盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)芯盒的壁厚由《鑄造實(shí)用手冊(cè)》查表 －11 得：6～8mm，取 7mm25 / 29 砂箱的設(shè)計(jì)砂箱的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：選擇類型和材質(zhì)，確定砂箱尺寸。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，定位及緊固等。 砂箱的材質(zhì)及尺寸支座零件機(jī)械造型用砂箱可選用的材料牌號(hào)由《鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得有：HT1533,HT2040,QT455,QT602,QT4010,ZG15～ZG45。選擇 HT200 為砂箱材料，需進(jìn)行人工時(shí)效或退火處理。根據(jù)通用砂箱的規(guī)格尺寸選砂箱的尺寸：上箱為 450350200mm 下箱為 450350200mm26 / 29參 考 文 獻(xiàn)[1][M]. 北京: .[2][M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[3][M]. 北京: .[4][M]. 北京: .[5][M].北京 :.[6][M]. 北京: . [7][G].北京:機(jī)械工 .[8][M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2022.[9]李弘英，[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[10]柳自成，[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版 .[11]【M】.北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2022.[12]《鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989[13]