【正文】 造工藝圖，填寫鑄造工藝過程卡片； 3. 繪制鑄件圖和 總裝圖； 4. 設(shè)計(jì) 熔模 壓 型 模具，繪制模具零件圖； 5. 撰寫設(shè)計(jì)說明書（論文）。 （二）要求 1．通過理論 學(xué)習(xí)，熟悉熔模 工藝過程，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)； 2. 工程圖用 AutoCAD軟件繪制并打印； 3. 說明書（論文）按照學(xué)院統(tǒng)一格式，使用 word文檔并打印。 二、技術(shù)指標(biāo)： 1．生產(chǎn)類型：大批大量生產(chǎn) 2．生產(chǎn)及質(zhì)量要求：滿足產(chǎn)品圖紙的各項(xiàng)技術(shù)要求；工藝出品率較高，廢品率 5％以下；生產(chǎn)效率高；對工人技術(shù)水平要求較低，操作簡便。 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 進(jìn) 程 計(jì) 劃 表 序號 起止日期 計(jì)劃完成內(nèi)容 實(shí)際完 成情況 檢查簽名 — — — — — — — — 分析實(shí)物圖（文珂、楊帥、姜玉、范君艷）；根據(jù)實(shí)物圖畫零件圖（文珂）， 借資料并查閱相關(guān)要求，制定設(shè)計(jì)計(jì)劃（文珂、姜玉）； 作制定工藝的前期工作（范君艷、文珂），工藝性分析（文珂、楊帥），設(shè)計(jì)壓型（文珂）； 制定總工藝流程（楊帥、姜玉、范 君艷），畫壓型圖，壓型零件圖（文珂）； 模料的選擇及配制，型殼材料的選用及配制，制殼造型、焙燒等工藝（姜玉、范君艷） 制定熔煉工藝（楊帥），設(shè)計(jì)澆鑄系統(tǒng)（文珂），制定澆鑄、清理等工藝（范君艷、姜玉）； 各自編寫說明材料（自己設(shè)計(jì)部分）； 相互交換說明材料進(jìn)行檢查并編寫總說明書； 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行答辯。 根據(jù)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的應(yīng)用， 表明：熔模鑄造 適用于實(shí)際生產(chǎn) 中管接頭 的鑄造。 熔模鑄造 的 特點(diǎn) 1） 鑄件尺寸精 確，一般可達(dá) CT4～ 7,有時(shí)尺寸公差可小于177。 2） 可鑄造形狀復(fù)雜的鑄件。 在生產(chǎn)中可將一些原來由幾個(gè)零件組合而成的部件，通過改變零件的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)成為整體零件而直接由熔模鑄造鑄出，以節(jié)省加工工時(shí)和金屬材料的消耗，使零件結(jié)構(gòu)更為合理。 可用熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。 5） 工藝過程復(fù)雜，工序繁多，使生產(chǎn)過程控制難度大增。 壓制熔模時(shí)，采用型腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。所以，熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高，一般可達(dá) ～ 。由此可見，采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機(jī)床設(shè)備和加工工時(shí)，大幅度節(jié)約金屬原材料。失臘法是用臘制作所要鑄成器物的模子，然后在臘模上涂以泥漿，這就是泥模。一經(jīng)焙燒，臘模全部熔化流失，只剩陶模。 我國的失臘法至遲起源于春秋時(shí)期。此銅禁四邊及側(cè)面 均飾透雕云紋，四周有十二個(gè)立雕伏獸，體下共有十個(gè)立雕狀的獸足。戰(zhàn)國、秦漢以后，失臘法更為流行，尤其是隋唐至明、清期間，鑄造青銅器采用的多是失臘法。用這種方法鑄出的銅器既無范痕，又無墊片的痕跡，用它鑄造鏤空的器物更佳?，F(xiàn)代工業(yè)的熔模精密鑄造，就是從傳統(tǒng)的失臘法發(fā)展而來的。四十年代中期，美國工程師奧斯汀創(chuàng)立以他命名的現(xiàn)代熔模精密鑄造技術(shù)時(shí)，曾從中國傳統(tǒng)失蠟法得到啟示。 熔模鑄造適用于 形狀復(fù)雜、難以用其他方法加工的成形的精密鑄件的生產(chǎn)，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、葉輪，復(fù)雜的薄壁框架，雷達(dá)天線，帶有很多散熱薄片、柱、銷軸的框架，齒套等。中國傳統(tǒng)的熔模鑄造技術(shù)對世界的冶金發(fā)展有很大的影 響。 用這種方法鑄出的銅器既無范痕，又無墊片的痕跡，用它鑄造鏤空的器物更佳。 3 現(xiàn)代熔模鑄造技術(shù)是在 金屬義齒鑄造基礎(chǔ)上，于 20世紀(jì) 40年代的第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的。除了航空制造業(yè)和兵器工業(yè)以外，在機(jī)械制 造、電子、石油、化工、核能、交通運(yùn)輸、紡織、醫(yī)療器械、泵、閥等制造工業(yè)中， 都得到了廣泛的應(yīng)用。 4 二、熔模工藝設(shè)計(jì) 零件圖 圖 21為管接頭零件圖，材料為錫青銅，牌號 ZCuSn6Zn6Pb3，錫青銅 具有較高的耐磨性 、耐蝕性及良好的 切削性， 廣泛的 使用于閥體管件的制造。也就是在滿足工作要求的前提下，希望零件結(jié)構(gòu)能兼顧到熔模鑄造的工藝特點(diǎn)，使之盡量與熔模鑄造的工藝要求相吻合。 熔模鑄件的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合熔模鑄造的生產(chǎn)特點(diǎn)。表 22銅合金的熔模鑄件的最小壁厚推薦值和可能鑄出的最小值。 由上表得銅合金熔模鑄造 最小壁厚 為 。 ⑵ 鑄件結(jié)構(gòu) 整個(gè)鑄件 中，沒有工藝?yán)呓Y(jié)構(gòu)，有孔 槽結(jié)構(gòu)。10的 通孔 ，其配合要求為 H7/f7， 所有的通孔都是直接鑄造出來 的 。該鑄件全部尺寸均為標(biāo)注公差。 確定工藝方案和工藝參數(shù) ⑴ 鑄孔 熔模鑄件上細(xì)而長的孔，由于制殼時(shí)的內(nèi)部不易上涂料和撒砂，所以一般孔徑 d＜ ～ mm、孔高與孔徑比 h/d＞ 5的通孔和 h/d＞ ～ 的不通孔不予鑄出。表 22 所示為正常鑄造情況下的最小鑄出孔的孔徑和深度。 本次設(shè)計(jì)的 鑄孔：直徑為 248。 ⑶ 鑄件精度和表面粗糙度 影響鑄件尺寸的因素很多，主要是熔模、型殼和鑄件三方面的尺寸變化（收縮和膨脹 ）這些變化中有些因素較為固定，有些則多變的，這就使得鑄件的尺寸在一 定范圍內(nèi)波動(dòng)，波動(dòng)范圍愈小，尺寸愈精確。 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差按表 24進(jìn)行選用。 7 ⑷ 加工余量 本鑄件 的收縮率為 %，所以整體基本無需加工， 只有 一 個(gè)端面有配合 ， 加工余量為 3mm及 兩個(gè) 凹臺需加工 。 2）補(bǔ)充液體金屬凝固時(shí)的體積 收縮。因此要有足夠的強(qiáng)度，以防止制殼過程中易熔模脫落。因此澆注系統(tǒng)應(yīng)能保證排除模料通暢。 6）在保證鑄件質(zhì)量前提下，應(yīng)盡可能提高鑄件工藝出品率。 此圖改 ⑶ 澆注系統(tǒng)的計(jì)算 本鑄件質(zhì)量為 ，熱節(jié)圓直徑為 cD =21mm，熱節(jié)截面面積 cF =314mm。 ???????CgCg FkF Dkd21 (2— 4) 式中 gd 、 gF —— 分別為內(nèi)澆道直徑和內(nèi)澆道截面積； 1k 、 2k —— 比例系數(shù)， 1k 一般取 — 1， 2k 一般取 — 。 經(jīng)計(jì)算得內(nèi)澆道直徑 gd =， ,內(nèi)澆道截面積 gF =。其橫截面形狀如圖所示 2）橫澆道尺寸的確定 采用梯形截面橫澆道 橫澆道的節(jié)圓尺寸應(yīng)大于內(nèi)澆道，并且兩端伸出部分一般取 8~20mm，因此橫澆道參數(shù)為： a=30mm, b=24mm, R=4mm 3） 直澆道和澆口杯 根據(jù)內(nèi)澆道尺寸選擇直澆道和澆口杯，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式直澆道的直徑一般取內(nèi)澆道的 倍，所以直澆道的直徑為 30mm,澆口杯選用的尺寸為 80mm。 （ 3）設(shè)計(jì)機(jī)械加工壓型應(yīng)滿足的要求 1）裝拆方便，輕巧耐用，取模容易； 2）保證制出的易熔模能達(dá)到要求的尺寸精度和表面粗糙度； 3）壓型的各個(gè)零件均應(yīng)符合 機(jī)械加工要求，機(jī)械加工方便，經(jīng)濟(jì)合理； 4）小件用一型多腔，以提高易熔模生產(chǎn)率； （ 4）機(jī)械加工壓型結(jié)構(gòu) 機(jī)械加工壓型的機(jī)構(gòu)主要由型體、型芯、抽芯機(jī)構(gòu)、起模機(jī)構(gòu)、定為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)以及排氣機(jī)構(gòu)等組成。 分型面選擇 分型面是指壓型型體之間的界面，選擇不同的分型面會導(dǎo)致壓型結(jié)構(gòu)不同，并直接影響到壓型加工的方便程度、使用性以及易熔模的生產(chǎn)率，因此分型面選擇是壓型設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。因此我們選擇中心線處為分型面。 13 圖 32 分型面 型體設(shè)計(jì) （ 1）形體壁厚 在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，為了減輕重量，便于操作，壓型型體壁厚盡可能小 ，如圖 3 34所示 圖 33 上壓型 14 圖 34 下壓型 （ 2） 型體定位 上下型體之間的定位面一般需要設(shè)置兩個(gè)以上定位銷才能限制其自由度，但過多的定位銷會引起過定位 。在本設(shè)計(jì)中，采用 M8 的定位銷，如圖 34，其一在壓型左上方，另一個(gè)在其的右下方，才有對角線布置距離兩側(cè)邊緣分別為 25mm 和 20mm。兩型體與圓柱銷的配合原則是，上型體與圓柱銷采用間隙配合，下型體與圓柱銷采用過盈配合。 圖 35 圖 4 下型體剖面圖 15 ⑶ 型體鎖緊 型體鎖緊機(jī)構(gòu)是為了在壓蠟前，將壓型所有組成塊牢固的鎖緊成一體，保證壓蠟時(shí)不漲開，不錯(cuò)位，不跑蠟。 本設(shè)計(jì)中采用碟形螺母活節(jié)螺栓鎖緊，選擇 M10 的活節(jié)螺栓和碟形螺母 [2]，活節(jié)螺栓的長度為 218mm，螺紋長度為 26mm。采用直徑為Φ 8mm 的圓柱銷，將活節(jié)螺栓固定在型體上，其中圓柱銷與凸耳的配合采用過盈配合 H7/s6[6]。懸臂型芯由于受磨料壓力作用可能產(chǎn)生浮動(dòng)或移動(dòng)因此要保持較長的定位長度，對于兩端支承的型芯，每端定位段的長度可以小至 10mm。為了拔芯方便，型芯上均作出手柄部分。本設(shè)計(jì)采用金屬型芯。 圖 3– 7 芯 1 16 圖 37 芯 2 1)型芯的定 位 固定金屬型芯的方法很多，在本設(shè)計(jì)中采用芯銷定位，芯銷結(jié)構(gòu)如圖 38 所示 圖 38 芯銷 壓型排氣 模料注入壓型時(shí)如果型腔內(nèi)的氣體來不及排除或者在型腔深處形成氣袋，往往會造成易熔模成形不良，因此壓型應(yīng)該具有良好的排氣條件。 圖 39 型芯間隙排氣 17 壓型冷卻 由于熔模鑄造的模料的導(dǎo)熱性一般都較差，導(dǎo)致在制模過程中冷卻比較慢，因此壓鑄模料后易熔模在壓型中的冷卻時(shí)間較長，成了影響易熔模生產(chǎn)率的關(guān)鍵之一，壓型的冷卻方法有： 壓型工作圖設(shè)計(jì) （ 1）型腔尺寸計(jì)算 壓型的型腔工作尺寸要兼顧到鑄件的綜合收縮率、鑄件的尺寸精度等因素。曾有人將這三方面的影響分別考慮，然后疊加并用下式表示： [3] 321 KKKK ??? 式中 K—— 總收縮率； K1—— 合金的收縮率； K2—— 模料的收縮率； K1—— 型殼的膨脹和變形 但是，實(shí)踐證明這種計(jì)算方法不全面。 在本閥體設(shè)計(jì)中，采用低溫模料，涂料為水玻璃硅石粉，多層型殼。在設(shè)計(jì) 中，型體內(nèi)腔所有尺寸都要進(jìn)行收縮補(bǔ)償，其補(bǔ)償量為： ??? la 其中： a—— 補(bǔ)償量 L—— 內(nèi)腔尺寸；在設(shè)計(jì)過程中，為求計(jì)算簡便，將補(bǔ)償量進(jìn)行簡化計(jì)算： ??la ，其結(jié)果與上式結(jié)構(gòu)并沒有多大區(qū)別 。一般型腔尺寸的制造公差為鑄件公差的 1/4~1/6。壓型的加工精度和表面粗糙度見表 31和 32取 . 18 表 31 壓型加工精度 壓型部位 尺寸精度 型腔及型芯的成形部位 IT6～ IT10 活塊、鑲塊頂干等的配合部位 IT6～ IT9 影響鑄件尺寸的自有尺寸 12～ IT14 表 32 壓型各部分的表面粗糙度 壓型部位 表面粗糙度 Rα (181。 （ 4）壓型材料 表 44所示為壓型常用材料及熱處理要求 表 3— 3 壓型常用材料 零件名稱 材料 熱處理 型體、型芯 ZL102 — 定位銷、芯銷 45鋼 淬火 35～ 40HRC 澆注系統(tǒng)模具 ZL102 — 19 注蠟孔的設(shè)計(jì) 熔模鑄造中，注蠟孔的位置對蠟?zāi)Ｙ|(zhì)量有極大影響。圖 39是注蠟孔的示意圖。 首先熔模本身就應(yīng)該具有高的尺寸精度和表面光潔度。 為得到上述高質(zhì)量要求的熔模， 除了應(yīng)有好的壓型（壓制熔模的模具）外，還必須選擇合適的制模材料 。模料一般用蠟料、天然樹脂和塑料（合成樹脂）配制。 松香基模料 強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好，但配制 生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，成本較高 適用于制作生產(chǎn)精度要求很高的復(fù) 雜的中，小型鑄件。 由于本次設(shè)計(jì)屬于小件大批量和尺寸精度 要求不高，表面粗糙度要求不細(xì) 的普通鑄件，所以選擇蠟基模料。 2） 模料的 選用原則性能要求 ： ①熔點(diǎn)適中，熱穩(wěn)定性好，收縮率小。 ③具有一定的強(qiáng)度和 塑性。 ⑤資源豐富，價(jià)格便宜。 ②硬脂酸：與石蠟并用，能提高模料的流動(dòng)性，涂掛性，和軟化性。 ②將石蠟，硬脂酸放入干凈的鋁制坩堝內(nèi)通電熔化，熔化溫度不超過 90℃。 ④用篩過濾去除模料中的雜質(zhì)。 制熔模 ⑴ 制模時(shí)分型劑的選擇 壓制熔之前，需先在壓型表面涂薄層分型劑，以便從壓型中取出熔模。 此次選用的分型劑為：蓖麻油 50% 、 酒精 50%。 ⑷ 制模設(shè)備的選擇 （制模聯(lián)動(dòng)線裝置）常用于大批量小件的蠟基模。 分型劑層越薄越好，使熔模能更好地復(fù)制壓型的表面，提高熔模的表面光潔度 。 ⑺ 熔模的清洗 為了清除熔模表面附著的蠟削，分型劑，提高涂料對溶模的潤濕性，熔模在組合和涂料前必須進(jìn)行清洗，此次選用的清洗劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的肥皂水，溫度 22℃ ～ 25℃ 。 ⑵ 熔模的組裝 熔模的組裝 形成鑄件的熔模和形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組合在一起，主要有兩種方法：