【導讀】泛的研究和應(yīng)用。它可以在不進行實際澆注的情況下，模擬鑄造的充型、凝固、率和經(jīng)濟效益，對于鑄造生產(chǎn)具有十分重要的意義。系列的參數(shù)設(shè)置，完成對鑄件的前期處理后，開始模擬。著重分析鑄造過程中充。對優(yōu)化的方案再次改進，從而確定其最優(yōu)方案。準備，繪制的準確度直接影響后期的模擬結(jié)果；的實際情況，預測可能產(chǎn)生的鑄造缺陷及缺陷部位；

　　

【正文】 6 7 8 9 —— 6 7 8 9 10 11 12 —— 8 9 10 11 12 14 16 寧夏大 學機械工程學院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 15 表 32 鑄件質(zhì)量公差數(shù)值 注：表中質(zhì)量公差數(shù)值為上、下偏差之和，即一般為下偏差。 機械加工余量 機械加工余量是鑄件為了保證其加工面尺寸和精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄造工藝設(shè)計時預先增加的，而在機械加工時又被切除的金屬層厚度。 在本次設(shè)計中，尺寸公差等級為 CT10，查表 33 得，鑄鋼件成批大量生產(chǎn)的機器造型的加工余量等級為 H 級。 表 33 成批或大量生產(chǎn)鑄件的機械加工余量等級（摘自 GB/T11350—1989） 鑄造工藝方法、尺寸公差、加工余量 加工余量等級 鑄鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 銅合金 輕金屬合金 砂型手工造型 CT 11~13 11~13 11~13 10~12 10~12 9~11 MA J H H H H H 砂型機械造型 CT 8~10 8~10 8~10 8~10 8~10 7~9 MA H G G G G G 金屬型 CT — 7~9 7~9 7~9 7~9 6~8 MA — F F F F F 壓力鑄造 CT — — — — 6~8 5~7 MA — — — — E E 融模鑄造 CT 5~7 5~7 5~7 — 4~6 4~6 MA E E E — E E 公稱質(zhì)量（ kg） 質(zhì)量公差等級 MT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 — 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 — — — — — ~1 — 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 — — — — 1~4 — 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 — — — 4~10 — 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 — — 10~40 — — 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 — 40~100 — — — 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 100~400 — — — — 2 3 4 4 6 8 10 12 14 16 18 20 400~1000 — — — — — 2 3 3 5 6 8 10 12 14 16 18 1000~4000 — — — — — — 2 2 4 5 6 8 10 12 14 16 4000~10000 — — — — — — — — 3 4 5 6 8 10 12 14 10000~40000 — — — — — — — — 2 3 4 5 6 8 10 12 寧夏大 學機械工程學院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 16 但在實際零件當中，還有些特殊要求，由于本次設(shè)計零件尺寸為 75mm，屬于小于 100mm 的范疇，查表 34 得，本次設(shè)計的單側(cè)加工余量為 ，雙側(cè)為 。 表 34 與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件加工余量 注：表中每欄有兩個加工余量數(shù)值，上面的數(shù)值為以一側(cè)為基準，進行單側(cè)加工的加工余量值；下面的數(shù)值是進行雙側(cè)加工時，每側(cè)的加工余量值。 鑄造收縮率 查表 35 可知：鑄鋼件的受阻收縮率選為 2%。 表 35 砂型鑄造普通合金鑄件的鑄造收縮率 合金 收縮率（ %） 合金 模樣尺寸 /mm 結(jié)構(gòu)形式 收縮率 （ %） 自由收縮 受阻收縮 碳鋼及低合金鋼 含鉻高合金鋼 鐵素體、奧氏體鋼 奧氏體鋼 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 碳、鑄鋼 610 635~1830 1830 460 480~1200 1245~1680 無芯 無芯 無芯 有芯 有芯 有芯 尺寸公差等級 8 9 10 11 12 13 14 加工余量等級 G H G H G H G H G H J G H J H J 基本尺寸 加 工 余 量 數(shù) 值 /mm 大于 至 — 100 100 160 10 160 250 11 11 13 250 400 11 11 13 13 15 10 11 400 630 11 14 11 13 16 15 18 11 12 11 13 630 1000 10 11 11 13 16 13 15 18 17 20 10 13 9 11 14 12 15 寧夏大 學機械工程學院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 17 起模斜度 為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個斜度，稱為起模斜度。 查表 36 得：對于外側(cè)非加工表面，由于壁厚小于 10mm 因此選用增加鑄件壁厚的方法，另外，同一鑄件應(yīng)盡量選用同一起模斜度，以免加工模樣時頻繁更換刀具，所以選用同一起模斜度 α=1176。10′， a= ；對于外側(cè)的加工表面，起模斜度也選擇 α=1176。10′， a= ；對于內(nèi)表面的起模斜度，由于是加工表面。因此，選擇增加壁厚的方法，起模斜度仍選 α=1176。10′， a=。 表 36 起模斜度 測量面高度h 或 h1/mm 粘土砂造型時，模樣 外表面起模斜度 粘土砂造型時，模樣凹處 內(nèi)表面起模斜度 自硬砂造型時，模樣 表面起模斜度 金屬模樣 塑料模樣 木模樣 金屬模樣 塑料模樣 木模樣 金屬模樣 塑料模樣 木模樣 α ɑ/mm α ɑ/mm α ɑ/mm α ɑ/mm α ɑ/mm α ɑ/mm ≤10 39。202? 39。552? 39。354? 39。455? 39。003? 39。004? 10~40 39。101? 39。251? 39。202? 39。502? 39。501? 39。052? 40~100 39。300? 39。400? 39。051? 39。151? 39。500? 39。550? 100~160 39。250? 39。300? 39。450? 39。550? 39。350? 39。400? 160~250 39。200? 39。250? 39。400? 39。450? 39。300? 39。350? 最小鑄出孔及槽 在本次設(shè)計中，鑄件的法蘭盤上有四個直徑為 14mm的通孔，中心處也有一個直徑為 20mm的通孔 。 大批量生產(chǎn)的鑄鋼 件 ， 其最小鑄出孔直徑查表 37 得 [30，50]。于是法蘭盤上的四個直徑為 14mm 的通孔可以不鑄出。中心通孔雖然也可以不鑄出，但是考慮到機械加工不易，故鑄出。 表 37 鑄件的最小鑄出孔 生產(chǎn)批量 最小注出孔直徑 d/mm 灰鑄鐵件 鑄鋼件 大量生產(chǎn) 12~15 成批生產(chǎn) 15~30 30~50 單件、小批量生產(chǎn) 30~50 50 注：最小鑄出孔直徑指的是毛坯孔直徑。 寧夏大 學機械工程學院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 18 工藝補正量 工藝補正量可按照以下公式進行計算： e≤ (1) 在本次的設(shè)計中，由于鑄件的尺寸較小，可不考慮工藝補正量的影響。 分型負數(shù) 本次設(shè)計屬于尺寸較小的濕型，分型負數(shù)較小，可不考慮。 其它工藝參數(shù)的設(shè)計 在本次設(shè)計中可不考慮其它如 “反變形量 ”、 “砂芯負數(shù) ”、 “非加工壁厚的負余量 ”、 “分芯負數(shù) ”的影響。 砂芯的設(shè)計 砂芯的功能是形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位。砂型局部要求特殊性能的部分，有時也用砂芯。 選用砂芯的總原則是：使制芯到下芯的整個過程方便，鑄件內(nèi)腔尺寸精 確，不致造成氣孔等缺陷，使芯盒結(jié)構(gòu)簡單。 具體原則如下： （ 1）保證鑄件內(nèi)腔尺寸精度； （ 2）保證操作方便； （ 3）保證壁厚均勻； （ 4）應(yīng)盡量減少砂芯數(shù)目； （ 5）填砂面應(yīng)寬敞，烘干支撐面是平面； （ 6）砂芯形狀適應(yīng)造型、制芯方法。 本次設(shè)計要鑄出一個孔，故需一個砂芯。綜合考慮，選用垂直砂芯，為了制芯和下芯的方便，零件的一些部分改成機械加工。根據(jù)本次設(shè)計中所選取的分型面及澆注位置，為了能夠順利取出模樣，應(yīng)該在鑄件無法取出的部位設(shè)置一個外芯。最終的砂芯在零件中的模樣就如圖 21 所示。 圖 31 鑄件中砂 芯的示意圖 寧夏大 學機械工程學院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 19 芯頭的設(shè)計 芯頭：伸出鑄件以外不與金屬接觸的砂芯部分。 對芯頭的要求： （ 1）定位和固定砂芯，使砂芯在鑄造中有準確的位置，并能承受砂芯重力及澆注時液體金屬對砂芯的浮力，使之不被破壞； （ 2）芯頭應(yīng)能及時排出澆注后砂芯所產(chǎn)生的氣體至鑄型外； （ 3）上下芯頭及芯號容易識別，不致下錯方向或芯號； （ 4）下芯、合型方便，芯頭應(yīng)有適當斜度和間隙。 本次設(shè)計的第一個是垂直砂芯。 芯頭長度 砂芯伸入鑄型部分的長度（露出鑄件外部的長度），垂直芯頭的長度稱為芯頭高度。垂直芯頭的高度查表 38， 得芯頭高度為 20~25mm，具體是上芯頭高度h1為 20mm，下芯頭高度為 25mm。 表 38 垂直芯頭的高度 （單位： mm） L 當 D 或（ A+B） /2 為下列數(shù)值時的高度 h ≤30 30~ 60 61~ 100 101~ 150 151~ 300 301~ 500 501~ 700 701~ 1000 1001~ 2020 2020 ≤30 15 15~20 — — — — — — — — 31~50 20~25 20~25 20~25 — — — — — — — 51~100 25~30 25~30 25~30 20~25 20~25 30~40 40~60 — — — 101~150 30~35 30~35 30~35 25~30 25~30 40~60 40~60 50~70 50~70 — 151~300 35~45 35~45 35~45 30~40 30~40 40~60 50~70 50~70 60~80 60~80 301~500 — 40~60 40~60 35~55 35~55 40~60 50~70 50~70 80~100 80~100 501~700 — 60~80 60~80 45~65 45~65 50~70 60~80 60~80 80~100 80~100 701~1000 — — — 70~90 70~90 60~80 60~80 80~100 80~100 100~150 1001~ 2020 — — — — 100~ 120 100~ 120 80~ 100 80~ 100 80~ 120 100~ 150 2020 — — — — — — — 80~120 80~120 100~150 由 h 查 h1 下芯頭高度 h 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100 120 上芯頭高度 h1 15 15 20 20 20 25 25 30 35 35 35 40 45 50 55 65 對于垂直芯頭，由于 L:D2大于 ，所以下芯頭要加大直徑。取 D1=，D2=14m