【正文】 腔的標志。 ，為了制造簡單及防6澆冒口系統(tǒng)設計 機械工程學院 15 止內澆口處發(fā)生沖砂現(xiàn)象， 一 個澆口選用Ⅱ型內澆口，其形狀如圖： 圖 61 內澆道橫截面 表 9 灰鑄鐵件內澆道總截面積∑ Ag 鑄件重量 G/kg 鑄件壁厚 /mm 5 5～ 10 10～ 15 15～ 25 25～ 40 40～ 60 60～ 100 ∑ Ag/mm2 1～ 3 ～ —— —— — — —— 3～ 5 ～ ～ ～ —— —— 5～ 10 ～ ～ ～ ～ —— —— 10～ 15 ～ 2～ 3 2～ ～ —— —— 15～ 20 ～ ～ 3～ ～ —— —— 20～ 40 ～ 4～ 5 ～ ～ —— —— 40～ 60 ～ ～ ～ ～ —— —— 60～ 100 —— 7～ 8 ～ ～ 5～ 6 —— —— 100～ 150 —— 8～ 12 8～ 10 8～ 6～ 6 —— 150～ 200 —— 10～ 15 9～ 12 9～ 10 7～ —— 200～ 250 —— 13～ 18 12～ 14 10～ 11 ～ 10 8 —— 300～ 400 —— 15～ 23 13～ 12～ 13 10～ 12 9 —— 青海大學本科畢業(yè)設計：機床鑄件工藝設計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設計 16 機械工程學院 2022～ 3000 —— —— 54～ 60 34～ 50 30～ 34 28～ 32 24～ 28 橫澆道總面積為： ∑ Aru＝ ∑ Ag= 表 10 橫澆道尺寸 ah? ah ? ah ? mma/ mmb/ 2/ruAcm mma/ mmb/ mmh/ 2/ruAcm mma/ mmb/ mmh/ 2/ruAcm ?? 36 38 40 44 ?? 29 32 35 ?? 13 ?? 36 38 40 45 ?? 29 32 36 ?? 43 48 54 ?? 14 ?? 35 36 38 40 ?? 28 29 32 ? 54 57 60 ? 已知： ∑ Aru＝ cm2 與 cm2 接近，所以 根據(jù)表 10 選取橫澆道尺寸如下圖所示 ： 圖 62 橫澆道的形狀 圖 63 橫澆道橫截面 直澆道總面積為：∑ As＝ ∑ Ag= 6澆冒口系統(tǒng)設計 機械工程學院 17 表 11 直澆道尺寸 D 端面積 As∕ cm2 D∕ mm mmD/1 mml/ 直澆道每厘米長重量∕㎏ 35 40 45 50 43 45 47 48 50 52 53 55 57 58 60 62 400 500 600 400 500 600 400 500 600 400 500 600 已知：直澆道 ∑ As＝ cm2，且鑄件高度的一半為 ,所以選用 D 端面積 As＝ cm2的 D＝ 40mm, 1D ＝ 50mm， l ＝ 500mm 類型的直澆道。本方案設有 一 個內澆道和兩個陶管內徑φ 20（見工藝圖）。根據(jù)表 9可查得 當鑄件壁厚為 40～ 60cm2。 用鑄件重量，壁厚確定內澆道的總截面積：∑ Ag。 f）內澆道與鑄件的接合處的厚度，對凝固體收縮率大的合金，一般應不厚于鑄件壁厚的 1/2，最多不超過 2/3。 d）內澆道應有利于平穩(wěn)、快速充型和排氣、排渣，不嚴重沖刷砂型和砂芯，能盡量縮短金屬液在型腔中的流程。 c）內澆道不應開設在靠近有芯撐或冷鐵的部位。 青海大學本科畢業(yè)設計：機床鑄件工藝設計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設計 14 機械工程學院 內澆道位置設置的通則： a）凝固體收縮率大的、且壁厚差大的鑄件，內澆道開設在設有冒口的厚壁處，最好進入冒口，以形成順序凝固。對金屬液具有緩沖作用，能縮短直 —— 橫澆道拐角處的紊流區(qū)，改善橫澆道內的壓力分布。 內澆道：控制金屬液流入型腔的速度和方向，調節(jié)鑄件各部分的溫差。封閉式澆注系統(tǒng)一般要求橫澆道為窄、高形的橫截面，它的高度應為內澆道高度的 4— 6倍，以使內澆道的吸動作用達不到橫 澆道的頂面，避免將浮渣吸入鑄件。 橫澆道：除了將金屬液引入內澆道外，主要是撇渣（澆口杯往往起不到很好的撇渣作用）。一般澆口杯容積較大，當儲存有足夠的金屬液量時，還可以減少或消除在直澆道頂面產生水平旋渦，防止熔渣、夾雜物和氣體卷入直澆道的危險。 澆注系統(tǒng)的組成及其各自作用 常用的澆注系統(tǒng)大多由澆口杯（澆口盆或外澆口）、直澆道、橫澆道、內澆道等部分組成。 d）讓液態(tài)合金以最短的距離，最合宜的時間充滿型腔，并有合適的型內液面上升速度，得到輪廓完整清晰的鑄件。 b） 阻礙夾雜物進入型腔，以免在鑄件上形成渣孔。因此對澆注系統(tǒng)的設計必須慎重認真。此外，澆注系統(tǒng)的好壞還影響造型和清理工作的繁簡，砂型的體積大小和型砂的耗用運輸量，非生產性消耗的液態(tài)合金用量等等。6澆冒口系統(tǒng)設計 機械工程學院 13 6 澆 冒口 系統(tǒng) 設計 澆注系統(tǒng)的概述和作用 澆注系統(tǒng)是砂型中引導液態(tài)合金流入型腔的通道。即在下箱形成一個比 X3芯頭大的空隙，使其繞過 X1的凸出部位下進去，然后將多余的空間用 型 砂 填上?？刹捎玫跣緦ζ涔潭?，芯子和外模引尼龍管導氣。下箱 間隙 為 1，上箱 間隙 為 2，主要防止合箱時將 砂 子碰 落 ，最后造成缺陷。 分芯方案 根據(jù)已確定的工藝方案及分芯原則，砂芯設計情況具體如下 : ① X1(見工藝圖標示 )是形成立柱中部空腔的芯子，立柱兩側兩個 φ 60 的 孔 由 X1 直接帶出，立柱后面 10個 φ 80 的 孔 也由 X1直接帶 出。 f）重要面不得以要用芯撐 ,只能用鑄鐵芯撐 ,最好設計成不用芯撐。 d）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。使用時，芯撐表面應無銹、無油、無水、無空氣。因此芯撐的重量不能過小或過大。因此，對于鑄鐵件用低碳鋼或鑄鐵芯撐；有色金屬鑄件用與鑄件相同的合金材料做芯撐。因此，在生產中常采用芯撐來加固，以起到輔助支撐作用。 另外，關于芯撐要求如下： 砂芯在鑄型中主要靠芯頭固定。 f) 尺寸過大的砂芯，為了方便制芯下芯或者為了解決車間起重量不夠的困難，可將大砂芯分成數(shù)個較小的砂芯。 d) 便于下芯合箱，保證鑄件的精度。 c) 一個砂芯分成兩半時，應盡量沿著砂型的分型面分開。 其次，分芯的一般原則： a) 砂芯的填砂面應寬敞，以便于造芯時填砂，舂砂，安放芯骨，及有利于采取排氣措施。芯子分三類，即普通芯子（用 X1 等編號表示 ），置于砂芯中的 NX，及預先粘到砂型上的 SX 三類。最終從芯頭排出；若芯子沒有出芯頭，則可在芯子與鑄型分芯處，擺放一圈防火泥通過排氣孔引出。一定要讓澆注時砂芯中產生的氣體能夠及時地從芯頭排出鑄型外。 如果這些氣體不能及時排出型外，一旦鉆入金屬液體，就很可能留在里面而使鑄件產生氣孔。芯頭與芯座之間應有適宜的間隙，以使砂型與砂芯的裝配方便，但又能確保金屬件的尺寸、精度；當芯子有方向性要求時，應在芯頭上做定位角。對于垂直砂芯，為了保證其軸線垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭長度或者采用摽芯的方式。本方案共有三 個 砂 芯 ，分別為 X X X3，需分別對其進行設計。5砂芯及砂型設計 機械工程學院 11 5 砂芯及砂型設計 砂芯設計 砂芯設計，主要包含芯頭設計、砂芯排氣設計等。 鑄件在砂箱內冷卻時間 青海大學本科畢業(yè)設計：機床鑄件工藝設計 —— 立柱鑄件鑄造工藝設計 10 機械工程學院 表 7 中小型鑄鐵在砂型中內的冷卻時間 鑄件的重量 /kg 5 510 1030 3050 50100 100250 250500 5001000 鑄件的壁厚 /mm 8 12 18 25 30 40 50 60 冷卻時間/min 2030 2540 3060 50100 80160 120300 240600 480720 鑄件重量為 ,主要壁厚為 44mm，由表 7 查得此鑄件在砂型內的冷卻時間為 240～ 600min，即 4h～ 10h。 模樣的 起 模斜度，應不致使鑄件超出尺寸公差。 拔模斜度 為了在造型和制芯時便于起模而不致?lián)p壞砂型和砂芯，應該在模樣或芯 盒 的出模方向帶有一定的斜度。 表 6 模樣的分型負數(shù) （單位： mm） 砂箱長度 分型負數(shù) a 干 型 表干型 ? 1000 2 1 1001～ 2022 3 2 2022～ 3500 4 3 3501～ 5000 5 4 5000 7 6 —— —— —— 根據(jù)后續(xù)設計的砂箱長度 2022mm，且型 砂 為自硬型樹脂 砂 ，屬表干型，由表 6 查的分型負數(shù)為 2。 c）自硬砂型和濕型一般不放分型負數(shù)，但 是砂型平面大于 時，也放分型負數(shù)，其值小于表中的數(shù)值。 確定分型負數(shù)，應該注意下述幾點 [2]： a）若模樣分成對稱的上、下兩半，則上、下半模各取分型負數(shù)的一半，否則，分型負 數(shù) 放在 上半模樣。為防止?jié)沧r從分型面跑火，合型時應在分型面上放耐火泥條或石棉繩 [1]，這就增高了型腔高度。 冷鐵尺寸 =粗大部位尺寸（ ～ ） 該工藝中導軌為粗大部位，應放置冷鐵，根據(jù)導軌尺寸得： 冷鐵尺寸 =44mm (～ )=11～ 17mm 取中間尺寸 15mm，選取 15 40 100mm 規(guī)格的 石墨 冷鐵。收縮率應該確定為 1% 。根據(jù)實際需要，可 做成 %， 1%， %， %??等各種比例的收縮尺，以供選用。 在制造模樣時，為了方便起見，常用特別的“收縮尺”或“鑄模尺”。由于 鑄件的固態(tài)收縮（線收縮）將使鑄件各部分尺寸小于模樣原來的尺寸，因此為了使鑄件冷卻后的尺寸與鑄件圖示一致，則需要在模樣或芯盒上加上其收縮的尺寸。金屬在液態(tài)和凝固過程中的收縮量以體積的改變量表示，成為體收縮。 不鑄出 面 如 立柱底座處的 小凹槽。 表 4 鑄鐵件和非鐵合金鑄件最小鑄孔尺寸 （單位： mm） 鑄件材質 壁厚 最小孔徑 鑄鐵 8～ 10 6～ 10 20～ 25 10～ 15 40～ 50 15～ 30 50～ 100 35～ 50 鋁合金、鎂合金 —— 20 銅合金 —— 25 因該工件材料為 HT250，基本壁厚為 15mm， 導軌處壁厚為 44mm，所以選取壁厚 處在 40～ 50mm之間，由表 4 可得，最小鑄出孔直徑選 15mm。但是，當鑄件上的孔、槽的尺寸太小，而鑄件的壁厚又較厚和金屬壓力頭較高時 ，反而會使鑄件產生粘砂，造成清鏟和機械加工困難；有的孔、槽，為了把它們鑄出，必須采用復雜而且難度較大的工藝措施，而實現(xiàn)這些措施還不如用機械加工的方法制出更為方便和經(jīng)濟；有時由于孔距要求很精確，鑄出的孔如有偏心，就很難保證加工精度。 4工藝參數(shù) 機械工程學院