【正文】 煉準(zhǔn)備 ............................................................................................... 24 爐料和輔助材料的準(zhǔn)備 ............................................................. 24 工具 ............................................................................................. 24 澆注方法 ................................................................................................ 24 第八章 件的后處理 .............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。本次的設(shè)計(jì)主要使用Solidworks 制圖軟件，結(jié)合生活生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)設(shè)計(jì)模具的整體結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)鑄件形狀、尺寸等方面的測(cè)量分析來(lái)確定工藝。 本次搖臂座的鑄造工藝，將采用特種鑄造方法即熔模鑄造。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 搖臂座鑄造工藝與模具設(shè)計(jì) 作 者： 二級(jí)學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 材料成型及控制工程 指導(dǎo)教師： 職 稱： 高級(jí)工程師 2020 年 6 月 10 日 搖臂座鑄造工藝及模具設(shè)計(jì) 摘 要 模具制造作為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)舉足輕重的產(chǎn)業(yè)，模具行業(yè)的逐漸成長(zhǎng)和強(qiáng)盛，越來(lái)越受到廣大人民群眾的注重與關(guān)心?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”，這句話早已印刻在行業(yè)內(nèi)人士的心里。熔模鑄造又稱失蠟?zāi)ｈT造，壓型，也就是失蠟?zāi)＞摺Ｓ?solidworks 完成 設(shè)計(jì)與裝配，然后能直接導(dǎo)出相關(guān) CAD 零件圖和裝配圖，為本次設(shè)計(jì)省了大量功夫與時(shí)間。 型殼的清理 ............................................................................................ 24 切割澆冒口 ............................................................................................ 25 第九章 結(jié)束語(yǔ) .................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 27 致謝 ...................................................................................................................... 28 機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 模具的概論 模具的定義及應(yīng)用 模具作為制造業(yè)的核心部件，作為一個(gè)制造業(yè)工程師或生產(chǎn)工程師，首要要了解模具的基本概念。通常是和與模具相關(guān)的各種系統(tǒng)以及輔助機(jī)構(gòu)一起工作，把高溫液態(tài)的材料填充到模具型腔內(nèi)，冷卻后即可生產(chǎn)出具有特定的形狀、尺寸、功 用和質(zhì)量的需求零件。模具的應(yīng)用面很廣，可以用于型材沖裁、模具鍛造、各種鑄造，粉狀金屬件壓制成形、還有工程用塑料、陶瓷、橡膠等產(chǎn)品的成形加工。 第一種：非塑膠模具有：鑄造模、鍛造模、沖裁模、壓鑄模等。 國(guó)內(nèi)外熔模鑄造發(fā)展情況綜述 熔模鑄造源頭研究 二 十世紀(jì)三十年代末，在國(guó)外的 Austenal 實(shí)驗(yàn)室，有人找到一種叫做鈷基合金的材料，它具有優(yōu)良的耐高溫性能，原本是為外科移植手術(shù)開(kāi)發(fā)的，非常適用于制作渦輪。 熔模精密鑄造是一類近凈成形技藝，適用于精度方面要求高、結(jié)構(gòu)更為高級(jí)復(fù)雜的鑄造零件，尤其是熔煉時(shí)溫度較高、化學(xué)活性較強(qiáng)的金屬成形中起著非常重要的功用。 特點(diǎn)一，尺寸精度高。 特點(diǎn)二，鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 特點(diǎn)三，適用合金廣。 特點(diǎn)四，批量靈活。 中國(guó)熔模鑄造現(xiàn)狀調(diào)查與發(fā)展研究 在中國(guó)，熔模鑄造技術(shù)方面的發(fā)展以及進(jìn)步是與很多航空業(yè)聯(lián)系十分密切。通過(guò)進(jìn)品，借鑒，利用和再改變，航空精密鑄造系統(tǒng)更加完備，真正做到了模料、型殼材料等國(guó)產(chǎn)化以及工藝技能水準(zhǔn)的提高，同一時(shí)間也對(duì)國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)作出了的重要貢獻(xiàn)。 航空件精密鑄造工藝是鑄造行業(yè)的一個(gè)重要組成結(jié)構(gòu)，僅管現(xiàn)在在中國(guó)的整體份額仍然較小，但它是技術(shù)進(jìn)步的重要源頭和動(dòng)力來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種在中國(guó)內(nèi)地企業(yè)約有 60，產(chǎn) 量保持穩(wěn)定，近年來(lái)較快增長(zhǎng)。美機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 國(guó)，德國(guó)和意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家與部分汽車(chē)企業(yè)通力合作，全身心投入研究 EPC，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期技術(shù)累積后，批量生產(chǎn)鋁和各種合金鑄件的技術(shù)逐漸成熟。失蠟鑄造業(yè)在美國(guó)和歐洲的軍工和航空方面占有一定的市場(chǎng)，航天方面占銷售額的 50%到 70%。給定搖臂座零件，畫(huà)出零件 CAD\Solidworks 圖，確定其鑄造工藝，并分析設(shè)計(jì)其鑄造壓型模具。然而，由于認(rèn)識(shí)不足，失蠟鑄造材料，工藝條件，工藝粗糙，產(chǎn)品的性能和更大的用戶的要求。 圖 2— 1 鑄件圖 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 熔模鑄造的結(jié)構(gòu)工藝，要從投資的角度出發(fā)，鑄造，生產(chǎn)，零部件的要求。 促使鑄件結(jié)構(gòu)合理性達(dá)不到要求的因素多種多樣，有最終質(zhì)量、選擇的生產(chǎn)工藝和難易程度以及生產(chǎn)資本。 鑄件壁厚 因?yàn)樵谌勰ｈT造中，型殼表層光滑 ，而且工業(yè)上通常采用熱型殼澆注的方法，機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 所以更薄一點(diǎn)的熔模鑄件壁厚可以實(shí)現(xiàn)。 表 21 熔模鑄件壁厚尺寸（單位 mm） 鑄件外形尺寸 10～ 50 50～ 100 100～ 200 200～ 300 〉 350 壁厚 一般 ～ ～ ～ ～ ～ 最小 此外，設(shè)計(jì)最好選取均勻的鑄件壁厚，縮短熱節(jié)；壁交界處做圓角，過(guò)渡不同的 壁厚，以防止模具和鑄件變形和開(kāi)裂。 由于大平面上比較易發(fā)夾砂，凹陷等缺陷。 鑄件結(jié)構(gòu) 對(duì)孔和槽的要求：熔模精鑄法可鑄出比其他任何鑄造法都復(fù)雜的孔和內(nèi)腔，如彎管，管接頭等零件，但應(yīng)避免盲孔，以防涂料，撒沙不便。通常對(duì)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(huì)有很長(zhǎng)的，又細(xì)的孔時(shí)，由于對(duì)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。在正常工藝操作下允許鑄出孔的孔徑以及孔深，見(jiàn)表 22。37mm，孔深 12mm與直徑 248。 基準(zhǔn)面的選擇 此搖臂座零件形狀比較規(guī) 則，外形簡(jiǎn)單，只是內(nèi)孔比較復(fù)雜。 鑄件精度和表面粗糙度 ， 有許多因素會(huì)對(duì)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(duì)是固定的，少數(shù)是變動(dòng)的，導(dǎo)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(zhǔn)。 表 23 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí) 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(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(gè)鑄件基本是不需要磨削的，留處理余量 3mm。 （ 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)的結(jié)構(gòu)形式 依照本零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，選 擇使用直澆道 — 內(nèi)澆道式，如圖 22 所示。 機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第三章 壓型設(shè)計(jì) 裝配圖 零件的裝配圖，如圖 31 所示。 （ 2）機(jī)械加工壓型特點(diǎn) 材料：鋼、銅合金、鋁合金；能夠盡最大努力滿足設(shè)計(jì)所要求能達(dá)到的尺寸精度；使用壽命可達(dá)十萬(wàn)次以上。 （ 3）機(jī)械加工壓型 整體設(shè)計(jì)需要保證做到的條件 便于拆裝，使用期限長(zhǎng)，開(kāi)模簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 （ 4）機(jī)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(gè)部分組成：成型部分包括上、下壓型、型芯等構(gòu)件，定位機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、起模裝置、注蠟口與封蠟板。 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(gè)型塊，這些型塊的接合面稱為分型面。 經(jīng)過(guò)對(duì)搖臂座鑄件的簡(jiǎn)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(duì)稱的。 圖 32 分型面 型體的設(shè)計(jì) 型體壁厚 在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，我們首要的任務(wù)是完成鑄件的外型，根據(jù)鑄件采用上下對(duì)稱的壓型，簡(jiǎn)單，易取模。 機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(duì)固定的情況相愛(ài)才能使用，因此我們需要設(shè)置定位銷，一個(gè)定位銷不能固定模具，最少要使用兩個(gè)，但同時(shí)也要注意采用過(guò)多的定位銷會(huì)導(dǎo)致過(guò)定位。 型體鎖緊 型體鎖緊機(jī)構(gòu)，壓蠟前會(huì)把所有壓型組塊整合鎖緊成一個(gè)整體，確保壓蠟時(shí)壓型不會(huì)錯(cuò)位，不會(huì)漲開(kāi)。本次采用碟形螺母與 M10 的活節(jié)螺栓，螺栓長(zhǎng) 35mm，螺紋長(zhǎng)14mm。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(guò)盈配合。 在冷卻過(guò)程中蠟?zāi)Ｈ菀桩a(chǎn)生收縮現(xiàn)象，會(huì)緊密的扣住型芯，為盡量避免破壞易熔模，開(kāi)型前先拔出型芯。型芯一和型芯二都是鑄造通孔芯，只是型芯二較為復(fù)雜，如圖 36 ， 37 所示。 圖 38 型銷 壓型排氣 在壓注時(shí)，如果不及時(shí)排出型腔內(nèi)的氣體通常會(huì)造成蠟?zāi)Ｍ庑瓮暾炔桓?，這就需