支座砂型铸造工艺设计说明书16425.docx

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1、支座砂型型铸造工工艺设计计说明书书第一章 简 介1.1中中国古代代铸造技技术发展展中华文明明大致经经历了石石器时代代、铜器器时代和和铁器时时代三个个历史阶阶段，这这三种材材质的工工具和技技术的创创造发明明，随着着人类的的繁衍，不不断推动动人类文文明向高高级阶段段发展，金金属的应应用使人人类文明明产生了了根本性性的飞跃跃，而铸铸造技术术的运用用和金属属的发展展紧密联联系在一一起。对对古代很很多务农农的人来来说，铸铸造技术术是一门门手艺。据据历史考考证，我我国铸造造技术开开始于夏夏朝初期期，迄今今已有550000多年。到到了晚商商和西周周初期，青青铜的铸铸造技术术得到了了蓬勃发发展，形形成了灿灿烂

2、的青青铜文化化，遗留留到今天天的有一一批铸造造工艺水水平较高高的铸造造产品。中国古代代的铸造造方法有有：石型型即用石石头或石石膏制作作铸型；泥型古古称“陶范”；金属属型古称称“铁范”；失蜡蜡型有出出蜡法、走走蜡法、脱脱蜡法或或刻蜡法法；砂型型这种方方法是伴伴随泥型型一起产产生的。中国古代代铸造中中的精品品有：沧沧州铁狮狮，司母母戊方鼎鼎，四羊羊方尊，曾曾侯乙尊尊盘，永永乐大铜铜钟，大大型铜编编钟，铜铜车马仪仪仗队等等。1.2中中国铸造造技术发发展现状状尽管近年年来我国国铸造行行业取得得迅速的的发展,但仍然然存在许许多问题题。第一一,专业业化程度度不高,生产规规模小 。我国国每年每每厂的平平均生

3、产产量是8815tt,远远远低于美美国的446066t和日日本的448788t。第第二,技技术含量量及附加加值低。我我国高精精度、高高性能铸铸件比例例比日本本低约220个百百分点。第第三,产产学研结结合不够够紧密、铸铸造技术术基础薄薄弱。第第四,管管理水平平不高,有些企企业尽管管引进了了国外的的先进的的设备和和技术,但却无无法生产产出高质质量铸件件,究其其原因就就是管理理水平较较低。第第五,材材料损耗耗及能耗耗高污染染严重。中中国铸铁铁件能耗耗比美国国、日本本高700%1120%。第六六,研发发投入低低、企业业技术自自主创新新体系尚尚未形成成。1.3发发达国家家铸造技技术发展展现状发达国家家总

4、体上上铸造技技术先进进、产品品质量好好、生产产效率高高、环境境污染少少、原辅辅材料已已形成商商品化系系列化供供应，如如在欧洲洲已建立立跨国服服务系统统。生产产普遍实实现机械械化、自自动化、智智能化（计计算机控控制、机机器人操操作）。 在大批批量中小小铸件的的生产中中，大多多采用微微机控制制的高密密度静压压、射压压或气冲冲造型机机械化、自自动化高高效流水水线湿型型砂造型型工艺。 砂处理理采用高高效连续续混砂机机、人工工智能型型砂在线线控制专专家系统统, 制制芯工艺艺普遍采采用树脂脂砂热、温温芯盒法法和冷芯芯盒法。熔熔模铸造造普遍用用硅溶胶胶和硅酸酸乙酯做做粘结剂剂的制壳壳工艺。铸铸造生产产全过程

5、程主动、从从严执行行技术标标准，铸铸件废品品率仅22%-55%；标标准更新新快（标标龄4-5年）；普遍进进行ISSO90000、IISO1140000等认认证。重视开发发使用互互联网技技术，纷纷纷建立立自己的的主页、站站点。铸铸造业的的电子商商务、远远程设计计与制造造、虚拟拟铸造工工厂等飞飞速发展展。1.4我我国铸造造未来发发展趋势势自中国加加入WTTO以来来,我国国铸造行行业面临临机遇与与挑战。其其未来发发展将集集中在以以下几方方面。第第一,鼓鼓励企业业重组发发展专业业化生产产,包括括铸件大大型化和和轻量化化生产。第第二,加加大科技技投入切切实推动动自主创创新,实实现铸件件的精确确化生产产和

6、数字字化铸造造。第三三,培养养专业人人才加强强职工技技术培训训。第四四,大力力降低能能耗抓好好环境保保护,实实现清洁洁化铸造造。15蠕蠕墨铸铁铁蠕墨铸铁铁是在铸铸铁材料料方面介介于球墨墨铸铁与与灰铸铁铁之间的的一种材材科。蠕蠕虫状石石墨是介介于球伏伏与片状状之间的的一种过过渡型石石墨，因因而使这这种铸铁铁的材质质性能也也介于球球墨铸铁铁与灰铸铸铁之间间。简要要地说，蠕蠕墨铸铁铁具有接接近于球球墨铸铁铁的强度度、刚性性，一定定的韧性性，良好好的耐磨磨性；另另一方面面，它又又具有接接近于灰灰铸铁的的铸造性性能和热热传导性性能，因因此这种种铸铁材材料愈来来愈引起起人们的的注意，并并且巳开开始在生生产

7、上获获得了应应用。它它具有独独特的性性能，在在汽车发发动机、排排气管、玻玻璃模具具、柴油油机缸盖盖、制动动零、件件刹车盘盘等方面面应用取取得了良良好的效效果。第二章 铸造工工艺方案案的确定定21支支座的生生产条件件、结构构及技术术要求l 产品生产产性质大批批量生产产l 零件材质质RuuT3000l 零件的外外型示意意图如图图2.11所示，支支座的零零件图如如图2.2所示示，支座座的外形形轮廓尺尺寸为1160mmm*1135mmm*1100mmm，主主要壁厚厚18mmm，最最大壁厚厚20mmm，为为一小型型铸件；铸件除除满足几几何尺寸寸精度及及材质方方面的要要求外，无无其他特特殊技术术要求。图2

8、.11 支座座外型示示意图 图2.22 支支座零件件图 22支支座结构构的铸造造工艺性性零件结构构的铸造造工艺性性是指零零件的结结构应符符合铸造造生产的的要求，易易于保证证铸件品品质，简简化铸件件工艺过过程和降降低成本本。审查查、分析析应考虑虑如下几几个方面面：1. 铸件应有有合适的的壁厚，为为了避免免浇不到到、冷隔隔等缺陷陷，铸件件不应太太薄。2. 铸件结构构不应造造成严重重的收缩缩阻碍，注注意薄壁壁过渡和和圆角 铸件件薄厚壁壁的相接接拐弯等等厚度的的壁与壁壁的各种种交接，都都应采取取逐渐过过渡和转转变的形形式，并并应使用用较大的的圆角相相连接，避避免因应应力集中中导致裂裂纹缺陷陷。3. 铸

9、件内壁壁应薄于于外壁 铸铸件的内内壁和肋肋等，散散热条件件较差，应应薄于外外壁，以以使内、外外壁能均均匀地冷冷却，减减轻内应应力和防防止裂纹纹。4. 壁厚力求求均匀，减减少肥厚厚部分，防防止形成成热节。 5. 利于补缩缩和实现现顺序凝凝固。6. 防止铸件件翘曲变变形。7. 避免浇注注位置上上有水平平的大平平面结构构。对于支座座的铸造造工艺性性审查、分分析如下下：支座的轮轮廓尺寸寸为1660mmm*1335mmm*1000mmm。砂型型铸造条条件下该该轮廓尺尺寸允许许的最小小壁厚查查铸造造工艺学学表33-2-1得：最小允允许壁厚厚为34 mmm。而而设计支支座的最最小壁厚厚为100mm。符符合要

10、求求。支座设计计壁厚较较为均匀匀，两壁壁相连初初采用了了加强肋肋，可以以有效构构成热节节，不易易产生热热烈。22. 33造型，造造芯方法法的选择择支座的轮轮廓尺寸寸为1660mmm*1335mmm*1000mmm，铸件件尺寸较较小，属属于中小小型零件件且要大大批量生生产。采采用湿型型粘土砂砂造型灵灵活性大大，生产产率高，生生产周期期短，便便于组织织流水生生产，易易于实现现机械化化和自动动化，材材料成本本低，节节省烘干干设备、燃燃料、电电力等，还还可延长长砂箱使使用寿命命。因此此，采用用湿型粘粘土砂机机器造型型，模样样采用金金属模是是合理的的。在造芯用用料及方方法选择择中，如如用粘土土砂制作作砂

11、芯原原料成本本较低，但但是烘干干后容易易产生裂裂纹，容容易变形形。在大批批量生产产的条件件下，由由于需要要提高造造芯效率率，且常常要求砂砂芯具有有高的尺尺寸精度度，此工工艺所需需的砂芯芯采用热热芯盒法法生产砂砂芯，以以增加其其强度及及保证铸铸件质量量。选择择使用射射芯工艺艺生产砂砂芯。采采用热芯芯盒制芯芯工艺热热芯盒法法制芯，是是用液态态固性树树脂粘结结剂和催催化剂制制成的一一种芯砂砂，填入入加热到到一定的的芯盒内内，贴近近芯盒表表面的砂砂芯受热热，其粘粘结剂在在很短的的时间内内硬化。而而且只要要砂芯表表层有数数毫米的的硬壳即即可自芯芯取出，中中心部分分的砂芯芯利用余余热可自自行硬化化。2.

12、44浇注位位置的确确定铸件的浇浇注位置置是指浇浇注时铸铸件在型型内所处处的状态态和位置置。确定定浇注位位置是铸铸造工艺艺设计中中重要的的环节，关关系到铸铸件的内内在质量量，铸件件的尺寸寸精度及及造型工工艺过程程的难易易程度。初步对支支座对浇浇注位置置的确定定有：方方案一如如图2.3、方方案二图图2.44图2.33 浇浇注位置置确定方方案一 图2.44 浇浇注位置置确定方方案二 确定浇注注位置应应注意以以下原则则：1.铸件件的重要要部分应应尽量置置于下部部2.重要要加工面面应朝下下或直立立状态3.使铸铸件的答答平面朝朝下，避避免夹砂砂结疤内内缺陷4.应保保证铸件件能充满满5.应有有利于铸铸件的补

13、补缩6.避免免用吊砂砂，吊芯芯或悬臂臂式砂芯芯，便于于下芯，合合箱及检检验对于方案案一如图图2.33进行综综合分析析如下：1.铸件件的A面面（如图图2.33所示）为为重要加加工面，朝朝上放置置容易产产生气孔孔、非金金属夹杂杂物等缺缺陷。2.铸件件的重要要部分也也没能全全部置于于下部。对于方案案二如图图2.44进行综综合分析析如下：1.铸件件的重要要部分全全部置于于下部，这这样置于于下部的的重要部部分可以以得到上上部金属属的静压压力作用用下凝固固并得到到补缩，组组织致密密。2.铸件件的重要要加工面面A面、BB面（如如图2.4所示示）位于于侧立面面，比较较光洁，产产生气孔孔、非金金属夹杂杂物等缺缺

14、陷的可可能性小小。综合比较较，方案案二更加加科学可可行。2. 55分型面面的确定定分型面是是指两半半铸型相相互接触触的表面面。分型型面的优优劣在很很大程度度上影响响铸件的的尺寸精精度、成成本和生生产率。初步对支支座进行行分型有有：方案案一如图图2.55、方案案二图22.6、方方案三图图2.77图2.55 分型面面确定方方案一 图2.66 分型面面确定方方案二 图2.77 分型面面确定方方案三 而选择分分型面时时应注意意一下原原则：1. 应使铸件件全部或或大部分分置于同同一半型型内2. 应尽量减减少分型型面的数数目3. 分型面应应尽量选选用平面面4. 便于下芯芯、合箱箱和检测测5. 不使砂箱箱过

15、高6. 受力件的的分型面面的选择择不应削削弱铸件件结构强强度7. 注意减轻轻铸件清清理和机机械加工工量对方案一一如图22.5进进行综合合分析如如下：1. 铸件没有有能尽可可能的位位于同一一半型内内，这样样会因为为合箱对对准误差差使铸件件产生偏偏错。也也有可能能因为合合箱不严严在垂直直面上增增加铸件件尺寸。2. 砂芯不能能全部位位于下半半型内。3. 上箱难于于取出模模样。对方案二二如图22.6进进行综合合分析如如下：铸件没有有能尽可可能的位位于同一一半型内内，这样样会因为为合箱对对准误差差使铸件件产生偏偏错。也也有可能能因为合合箱不严严在垂直直面上增增加铸件件尺寸。对方案三三如图22.7进进行综

16、合合分析如如下：此方案较较之方案案一与方方案二更更加科学学可行。2. 66砂箱中中铸件数数量及排排列方式式确定支座轮廓廓尺寸为为1600mm*1355mm*1000mm，单单件质量量约为44kg，因因此看铸铸件为小小型简单单件。如如果一箱箱一件生生产则工工艺出品品率会较较低，如如此生产产成本较较高。所所以采用用一箱四四件生产产。这样样工艺出出品率大大幅提高高，生产产成本也也大大降降低。初步选取取砂箱尺尺寸由铸铸造实用用手册查查表1.5-445得：上箱为4450*3500*2000mmm 下箱箱为4550*3350*2000mm由铸造造实用手手册查查表1.5-444得：a200 ee300 ff

17、300 铸件在砂砂箱中排排列最好好均匀对对称，这这样金属属液作用用于上砂砂型的抬抬芯力均均匀，也也有利于于浇注系系统安排排，在结结合已经经确定分分型面及及浇注位位置以及及砂箱尺尺寸，基基本确定定铸件在在砂箱内内的排列列如图22.8所所示，其其中模样样的吃砂砂量基本本确定为为：a1=330 a2=40 e11=700 e2=70 f=35图2.88 砂箱中中铸件排排列示意意图 第三章 铸造工艺艺参数及及砂芯设设计3. 11 工艺艺设计参参数确定定铸造工艺艺设计参参数通常常是指铸铸型工艺艺设计时时需要确确定的某某些数据据，这些些工艺数数据一般般都与模模样及芯芯盒尺寸寸有关，及及与铸件件的精度度有密

18、切切关系，同同时也与与造型、制制芯、下下芯及合合箱的工工艺过程程有关。这这些工艺艺数据主主要是指指加工余余量、起起模斜度度、铸造造收缩率率、最小小铸出孔孔、型芯芯头尺寸寸、铸造造圆角等等。工艺艺参数选选取的准准确、合合适，才才能保证证铸件尺尺寸精确确，使造造型、制制芯、下下芯及合合箱方便便，提高高生产率率，降低低成本。3.1.1铸件件尺寸公公差铸件尺寸寸公差是是指铸件件公称尺尺寸的两两个允许许的极限限尺寸之之差。在在两个允允许极限限尺寸之之内，铸铸件可满满足机械械加工，装装配，和和使用要要求。支座为砂砂型铸造造机器造造型大批批量生产产，由铸铸造工艺艺设计查查表1-10得得：支座的尺尺寸公差差为

19、CTT8112级，取取CT99级。支座的轮轮廓尺寸寸为1660mmm*1335mmm*1000mmm，由铸铸造工艺艺设计查查表1-9得：支座尺寸寸公差数数值为22.5mmm。3.1.2机械械加工余余量机械加工工余量是是铸件为为了保证证其加工工面尺寸寸和零件件精度，应应有加工工余量，即即在铸件件工艺设设计时预预先增加加的，而而后在机机械加工工时又被被切去的的金属层层厚度。支座为砂砂型铸造造机器造造型大批批量生产产，由铸铸造工艺艺设计查查表1-13得得：支座的加加工余量量为EG级，取取G级。支座的轮轮廓尺寸寸为1660mmm*1335mmm*1000mmm，由铸铸造工艺艺设计查查表1-12得得：支

20、座加工工余量数数值为22.2mmm，取取2mmm。但在分型型面及浇浇注系统统设置中中，不得得已将重重要加工工面底面面朝上放放置，这这样使其其容易产产生气孔孔、非金金属夹杂杂物等缺缺陷，所所以将采采取适当当加大加加工余量量的方法法使其在在加工后后不出现现缺陷。将将底面的的加工余余量调整整为3mmm。3.1.3铸造造收缩率率铸造收缩缩率又称称铸件线线收缩率率，用模模样与铸铸件的长长度差除除以模样样长度的的百分比比表示：=（LL1-LL2）/L1*1000铸造造收缩率率L1模模样长度度L2铸铸件长度度支座受阻阻收缩率率由铸铸造工艺艺设计查查表1-14得得：受阻收缩缩率为00.93.1.4起模模斜度为

21、了方便便起模，在在模样、芯芯盒的出出模方向向留有一一定斜度度，以免免损坏砂砂型或砂砂芯。这这个斜度度，称为为起模斜斜度。起起模斜度度应在铸铸件上没没有结构构斜度的的，垂直直于分型型面的表表面上应应用。初步设计计的起模模斜度如如下：外型模的的A面（如如图3.1所示示）高115mmm的起模模斜度由由铸造造工艺设设计查查表1-15得得：粘土砂造造型外表表面起模模斜度为为=110,a=0.88mm外型模的的B面（如如图3.1所示示）高1115mmm的起起模斜度度由铸铸造工艺艺设计查查表1-15得得：粘土砂造造型外表表面起模模斜度为为=025,a=1.22mm但是同一一铸件要要尽量选选用同一一起模斜斜度

22、，以以免加工工金属模模时频繁繁的更换换刀具。所所以选用用同一起起模斜度度为=110,a=0.88mm由于A面面，B面面（如图图3.11所示）均均为非加加工表面面，因此此起模斜斜度的形形式选用用增加和和减少铸铸件尺寸寸的方法法。图3.11 外外型模起起模斜度度示意图图3.1.5最小小铸出孔孔和槽零件上的的孔、槽槽、台阶阶等，究究竟是铸铸出来好好还是靠靠机械加加工出来来好，这这应该从从品质及及经济角角度等方方面考虑虑。一般般来说，较较大的孔孔、槽等等应该铸铸出来，以以便节约约金属和和加工工工时，同同时还可可以避免免铸件局局部过厚厚所造成成热节，提提高铸件件质量。较较小的孔孔、槽或或则铸件件壁很厚厚

23、则不易易铸出孔孔，直接接依靠加加工反而而方便。根据支座座的轮廓廓尺寸1160mmm*1135mmm*1100mmm由铸铸造工艺艺设计查查表1-5得：最小铸出出孔约为为6mmm支座的孔孔25（如如图3.2所示示）考虑虑加工余余量后直直径为119mmm，厚度度为233mm。该该孔直径径比较大大，高径径比也不不大，则则应该铸铸出。支座的孔孔14（如如图3.2所示示）考虑虑加工余余量后直直径为88mm，厚厚度为227mmm。该孔孔直径较较小，高高径比较较大，不不应该铸铸出，机机械加工工较为经经济方便便。图3.22 最最小铸出出孔示意意图3.1.6铸件件在砂型型内的冷冷却时间间铸件在砂砂型内的的冷却时时

24、间短，容容易产生生变形，裂裂纹等缺缺陷。为为使铸件件在出型型时有足足够的强强度和韧韧性，铸铸件在砂砂型内应应有足够够的冷却却时间。支座的冷冷却时间间由铸铸造工艺艺设计查查表1-25得得：冷却却时间为为3060mmin。3.1.7铸件件重量公公差铸件重量量公差是是以占铸铸件公称称重量的的百分比比表示的的铸件重重量变动动的允许许范围。支座的公公称重量量约为44kg，尺尺寸公差差为CTT9级。由铸造造工艺设设计查查表1-57得得：支座座的重量量公差为为MT114级。3.1.8工艺艺补正量量在单件小小批量生生产中，由由于选用用的缩尺尺与铸件件的实际际收缩率率不符，或或由于铸铸件产生生了变形形等原因因，

25、使得得加工后后的铸件件某些部部分的壁壁厚小于于图样要要求尺寸寸，严重重时会因因强度太太弱而报报废。因因此工艺艺需要在在铸件相相应的非非加工壁壁厚上增增加层厚厚度称为为工艺补补正量。但但支座在在大批量量生产前前的小批批量试产产过程中中将进行行调整，所所以设计计中不考考虑工艺艺补正量量。3.1.9分型型负数干砂型、表表面烘干干型以及及尺寸较较大的湿湿砂型，分分型面由由于烘烤烤，修整整等原因因一般都都不很平平整，上上下型接接触面很很不严。为为了防止止浇注时时炮火，合合箱前需需要在分分型面之之间垫以以石棉绳绳、泥条条等，这这样在分分型面处处明显增增加了铸铸件的尺尺寸。为为了保证证铸件尺尺寸精确确，在拟

26、拟定工艺艺时为抵抵掉铸件件增加的的尺寸而而在模样样上减去去相应的的尺寸称称为分型型负数。而而支座是是湿型且且是小型型铸件故故不予考考虑分型型负数。3.1.10反反变形量量铸造较大大的平板板类、床床身类等等铸件时时，由于于冷却速速度的不不均匀性性，铸件件冷却后后常出现现变形。为为了解决决挠曲变变形问题题，在制制造模样样时，按按铸件可可能产生生变形的的相反方方向做出出反变形形模样，使使其于变变形量抵抵消，这这样在模模样上做做出的预预变形量量称为反反变形量量。而支支座没有有较大平平板故基基本不会会产生挠挠曲变形形，所以以不用设设置反变变形量。3.1.11非加工工壁厚负负余量在手工粘粘土砂造造型、制制

27、芯过程程中，为为了取出出木模，要要进行敲敲模，木木模受潮潮时将发发生膨胀胀，这些些情况均均会使型型腔尺寸寸扩大，从从而造成成非加工工壁厚的的增加，使使铸件尺尺寸和重重量超过过公差要要求。为为了保证证铸件尺尺寸的准准确性，凡凡形成非非加工壁壁厚的木木模或芯芯盒内的的肋板厚厚度尺寸寸应该减减少，即即小于图图样尺寸寸。为减减少的厚厚度尺寸寸称为非非加工壁壁厚的负负余量。支支座砂芯芯属于机机器造芯芯，造型型属于机机器造型型。故不不用设置置非加工工壁厚负负余量。3. 22砂芯设设计砂芯的功功用是形形成铸件件的内腔腔、孔和和铸件外外型不能能出砂的的部分。砂砂型局部部要求特特殊性能能的部分分有时也也用砂芯芯

28、。支座砂芯芯的外型型如图33.3所所示。图3.33 砂芯外外型示意意图 3.2.1芯头头的设计计砂芯主要要靠芯头头固定在在砂型上上。对于于垂直芯芯头为了了保证其其轴线垂垂直、牢牢固地固固定在砂砂型上，必必须有足足够的芯芯头尺寸寸。根据实际际设计量量取计算算砂芯高高度： L=97mmm 砂芯芯直径： （AA+B）/2=(80+64)/2=72mmm芯头长度度初步选选取由铸铸造工艺艺设计查查表1-31得得：h=2530mmm 取h=30mmm出于考虑虑分型面面的选取取等因素素综合芯芯头选用用垂直芯芯头并且且不能做做出上芯芯头，只只设计下下芯头并并且加大大下芯头头。下芯头长长度设计计修正为为：h=3

29、0*(1+40%)=442mmm芯头间隙隙初步选选取由铸铸造工艺艺设计查查表1-31得得：s=0.33mm但考虑砂砂芯为垂垂直的湿湿型小砂砂芯且不不设置上上芯头，所所以使用用过盈的的芯头，过过盈量为为0.22mm芯头斜度度选取由由铸造造工艺设设计查查表1-32得得：7 取=73.2.2砂芯芯的定位位结构砂芯要求求定位准准确，不不允许沿沿芯头轴轴向移动动或绕芯芯头轴线线转动。对对于形状状不对称称的砂芯芯，为了了定位准准确，需需要做出出定位芯芯头。定定位芯头头结构如如图3.4图3.44 定位芯芯头结构构图 3.2.3压环环、防压压环和集集砂槽芯芯头结构构在湿型大大批量生生产中，为为了加速速下芯、合

30、合芯及保保证铸件件质量，在在芯头的的模样上上常常做做出压环环、防压压环和集集砂槽。压环、防防压环和和集砂槽槽尺寸由由铸造造工艺设设计查查表1-38得得：e=2mmm f=3mmm r=22mm3.2.4芯骨骨设计为了保证证砂芯在在制芯、搬搬运、配配芯和浇浇注过程程中不开开裂、不不变形、不不被金属属液冲击击折断，生生产中通通常在砂砂芯中埋埋置芯骨骨，以提提高其刚刚度和强强度。因为砂芯芯尺寸较较小，而而且采用用树脂砂砂，故砂砂芯强度度较好，砂砂芯内不不用放置置芯骨。3.2.5砂芯芯的排气气砂芯在浇浇注过程程中，其其粘结剂剂及砂芯芯中的有有机物要要燃烧（氧氧化反应应）放出出气体，砂砂芯中的的残余水水

31、分受热热蒸发放放出气体体，如果果这些气气体排不不出型外外，则要要引起铸铸件产生生气孔。而支座的的砂芯采采用热芯芯盒造芯芯，故不不用有意意设置排排气道、排气孔孔等排气。3.2.6砂芯芯负数大型粘土土砂芯在在春砂过过程中砂砂芯向四四周涨开开，刷涂涂料以及及在烘干干过程中中发生的的变形，使使砂芯四四周尺寸寸增大。为为了保证证铸件尺尺寸准确确，将芯芯盒的长长、宽尺尺寸减去去一定量量，这个个被减去去的量叫叫做砂芯芯负数。因为砂芯芯负数只只用于大大型粘土土砂芯，本本设计中中的砂芯芯为小型型砂芯不不设计砂砂芯负数数。第四章浇浇注系统统及冒口口、冷铁铁、出气气孔等设设计4.1浇浇注系统统的设计计浇注系统统是铸

32、型型中引导导液体金金属进入入型腔的的通道，它它由浇口口杯，直直浇道，横横浇道和和内浇道道组成。4.1.1选择择浇注系系统类型型浇注系统统分为封封闭式浇浇注系统统，开放放式浇注注系统，半半封闭式式浇注系系统和封封闭-开开放式浇浇注系统统。因为为封闭式式浇注系系统控流流截面积积在内浇浇道，浇浇注开始始后，金金属液容容易充满满浇注系系统，呈呈有压流流动状态态。挡渣渣能力强强，但充充型速度度快，冲冲刷力大大，易产产生喷溅溅，金属属液易氧氧化。适适用于湿湿型铸件件小件。而而支座就就是采用用湿型的的铸件小小件，所所以选择择封闭式式浇注系系统。4.1.2确定定内浇道道在铸件件上的位位置、数数目、金金属引入入

33、方向支座结构构较为简简单且是是小型件件，铸造造时采取取一箱四四件，故故每个铸铸件上只只用一个个内浇道道。为了了方便造造型，内内浇道开开设在分分型面上上。因为为铸件采采用底座座朝上且且铸件全全部位于于下箱的的方式进进行铸造造，这样样铸件凝凝固顺序序为由下下至上凝凝固，这这样有利利于支座座的重要要部分先先凝固并并得到补补缩，如如此内浇浇道则设设置在底底部侧面面引入金金属液，如如图4.1所示示。图4.11 内浇道道位置示示意图 4.1.3决定定直浇道道的位置置和高度度实践证明明，直浇浇道过低低使充型型及液态态补缩压压力不足足，容易易出现铸铸件棱角角和轮廓廓不清晰晰、浇不不到上表表面缩凹凹等缺陷陷。初

34、步步设计直直浇道高高度等于于上沙箱箱高度2200mmm。但但应检验验该高度度是否足足够。检验依据据为，剩剩余压力力头应满满足压力力角的要要求，如如下式所所列：HMLLtg式中 HM最小小剩余压压力头 LL直浇浇道中心心到铸件件最高且且最远点点的水平平投影距距离压压力角由铸造造工艺学学查表表3-44-111得：为910 取110Ltg=1880*ttg10032mmm因为铸件件全部位位于下箱箱，所以以剩余压压力头HHM等于于上箱高高度2000mmm经过验证证剩余压压力头满满足压力力角的要要求。4.1.4计算算浇注时时间并核核算金属属上升速速度根据铸件件图计算算单个铸铸件的体体积V=(33.144

35、*4/2+6*88)*11.8+3.114*33*0.5-33.144*0.95*2.3+(3*22.5/2)*1+88*1.8*110+33.144*1*0.6*22-3.3*00.6*10*25455cm儒墨铸铁铁密度由由铸造造实用手手册查查表1.1-990得：7.007.2 取密度为为7.11一箱四件件质量为为m=5545*7.11*4=15.4788kg15.5kgg支座大批批量生产产的工艺艺出品率率约为885%，可可估计铸铸型中铁铁水总重重量GG=155.5/85%18kkg初步计算算浇注时时间由铸铸造实用用手册查查表1.4-661得：T=SG=22.2*189s计算铁水水液面上上升

36、速度度 v=C/tt=1115/99=133mm/s校核铁水水上升速速度，一一般允许许铁水的的最小上上升速度度范围由由铸造造实用手手册查查表1.4-662得：上升速速度v=1020ss通过比对对13mmm/ss的上升升速度符符合实际际，不必必调整经经验系数数。4.1.5计算算阻流截截面积根据水力力学近似似计算公公式：F内= m/t(2ggHp)0.55 ccm式中 mm流经阻阻流的金金属质量量 kggt充满满行腔总总时间 s金属属液密度度 kgg/cmm浇注注系统阻阻流截面面的流量量系数Hp充充填型腔腔时的平平均计算算压力头头 cmmF内=118/0.000711*9*0.55*(22*100

37、00*20)0.553cmm4.1.6确定定浇口比比浇口比由由铸造造实用手手册查查表1.4-558得：S直：S横：S内=1.44：1.2：114.1.7计算算内浇道道截面积积内浇道是是控制充充型速度度和方向向，分配配金属液液，调节节铸件各各部位的的温度和和凝固顺顺序，浇浇注系统统的金属属液通过过内浇道道对铸件件有一定定补缩作作用。由于设计计内浇口口有四个个，因此此S内=3/880.4cm内浇道形形状取梯梯形断面面形状如如图4.2图4.22 内内浇道截截面示意意图 梯形断面面大小由由铸造造实用手手册查查表1.4-775得：a=7mmm b=55mm c=7mm4.1.8计算算横浇道道截面积积横浇

38、道的的功用是是向内浇浇道分配配洁净的的金属液液，储留留最初浇浇入的含含气和渣渣污的低低温金属属液并阻阻留渣滓滓，使金金属液流流平稳和和减少产产生氧化化夹杂物物。由于设计计横浇口口有两个个，因此此S横=3*11.2/2=11.8 cm横浇道形形状取梯梯形断面面形状如如图4.3图4.33 横浇道道截面示示意图 梯形断面面大小由由铸造造实用手手册查查表1.4-775得：A=155mm B=10mmm C=116mmm4.1.9计算算直浇道道截面积积直浇道的的功用是是从浇口口杯引导导金属液液向下，进进入横浇浇道、内内浇道或或直接进进入型腔腔。并提提供足够够的压力力头，使使金属液液在重力力作用下下能克服

39、服各种流流动阻力力充型。由于设计计直浇口口有一个个，因此此S直=3*11.4=4.22cm直浇道形形状取圆圆形截面面形状如如图4.4图4.44 直浇道道截面示示意图 圆形断面面大小由由铸造造实用手手册查查表1.4-775得：D=255mm 为了方便便取模直直浇道做做成上小小下大的的倒圆锥锥形，（通通常锥度度取1/50）。因此直浇浇道上端端是直径径约为：D1=225-（11/500）*1150=22mmm4.1.10浇浇口窝的的设计浇口窝对对于来自自直浇道道的金属属有缓冲冲作用，能能缩短直直横浇浇道拐弯弯处的紊紊流区，改改善横浇浇道内的的压力分分布，并并能浮出出金属液液中的气气泡。浇口窝直直径为

40、直直浇道下下端直径径两倍，因因此D=2*225=550mmm浇口窝高高度为横横浇道高高度两倍倍，因此此h=22*166=322mm浇口窝底底部放置置耐火砖砖防止充充型。4.1.11浇浇口杯的的设计浇口杯是是用来承承接来自自浇包的的金属液液，防止止金属液液飞溅和和溢出，便便于浇注注，并可可以减轻轻金属液液对型腔腔的冲击击，还可可分离渣渣滓和气气泡，阻阻止其进进入型腔腔。浇口杯选选用普通通漏斗形形浇口杯杯，其断断面形状状如图44.5所所示图4.55 浇浇口杯截截面示意意图 浇口杯断断面大小小由铸铸造实用用手册查查表1.4-889得：D1=668mmm, D2=64mmm, H=52mmm4.2冒冒

41、口的设设计冒口是铸铸型内用用于储存存金属液液的空腔腔，在铸铸件形成成时补给给金属，有有防止缩缩孔、缩缩松、排排气、集集渣的作作用。支座所用用的蠕墨墨铸铁在在凝固时时其体积积变化情情况与一一些工业业上常用用的金属属及合金金不同，其其特点是是在液态态冷却时时发生收收缩，冷冷却至共共晶温度度时停止止收缩，由由于析出出石墨而而发生膨膨胀，在在接近凝凝固终了了时余下下的液态态金属凝凝固时又又开始收收缩，直直至凝固固结束。所所以其凝凝固时的的膨胀和和液态收收缩趋于于互相补补偿。故故蠕墨铸铸铁补缩缩时需要要的铁水水量少，而而且支座座壁厚均均匀无厚厚大壁，所所以可利利用浇注注系统进进行补缩缩不设置置冒口。4.

42、3冷冷铁的设设计为了增加加铸件局局部冷却却速度，在在型腔内内部及工工作表面面安放的的金属块块称为冷冷铁。支座铸件件壁厚较较为均匀匀，且无无厚大壁壁，固不不易产生生裂纹缩缩松等缺缺陷。而而且设置置冷铁会会增加生生产工序序，使成成本增大大。所以以不设置置冷铁，但但是采用用在壁厚厚交叉部部位的型型腔和砂砂芯上刷刷激冷涂涂料用以以防止缩缩松等缺缺陷。4.4出出气孔的的设计出气孔用用于排出出型腔内内的气体体，改善善金属液液充填能能力、排排除先冲冲到型腔腔中的过过冷金属属液与浮浮渣，还还可作为为观察金金属液充充满型腔腔的标志志。出气气孔设置置位置详详见工艺艺图。防止出气气孔过大大导致铸铸件形成成热节，以以

43、至产生生缩孔，出出气孔根根部直径径，不应应大于设设置处铸铸件壁厚厚的0.5倍。即即出气孔孔直径应应小于110.55mm(0.55*211mm)。防止出气气孔过小小导致型型内气压压过份增增大，出出气孔根根部总截截面接应应大于内内浇口总总截面积积3cmm。因此设计计出气孔孔根部直直径为110mmm，一箱箱4件共共4个出出气孔。为为方便取取模采用用上小下下大的锥锥形，斜斜度为起起模斜度度=110出气孔总总截面积积为3.14*（1.0/22）*4=3.114cmm4.5铸铸件工艺艺出品率率的校核核铸型中铁铁水总重重量=铸铸件重量量+浇注注系统重重量+冒冒口重量量+气孔孔等的重重量=1155000+00

44、.7*0.55*7*4*77.1+（11.5+1）*1.66/22*322*7.1+（3.14*1.225+3.14*1.11）*115/2*77.1+（33.144*3.4+3.14*3.22）*55.2/2*7.11+3.14*2.55*3.2*77.1+3.114*（11.0/2）*4*20*7.11155500+70+4555+4669+112644+4446+4445=186649gg=188.6449kgg工艺出品品率=铸铸件重量量/铸型型中铁水水总重量量=155.5/18.649983%在计算浇浇注系统统时估计计工艺出出品率为为85%，基本本符合事事实。第五章铸铸造工艺艺装备设设

45、计铸造工艺艺装备是是造型、造造芯及合合箱过程程中所使使用的模模具和装装置的总总称。5.1模模样的设设计5.1.1模样样材料的的选用模样是造造型工艺艺过程必必须的工工艺装备备，用来来形成铸铸型的型型腔，因因此直接接关系着着铸件的的形状和和尺寸精精确度。支座为大批量生产，所以用金属模样，该金属模样的材料选用如下：模样：铝铝合金（质质轻、不不生锈，加加工性能能好，加加工后表表面光滑滑，并有有一定的的耐磨性性，但耐耐磨性较较差）出气针、气气孔针：45号号钢5.1.2金属属模样尺尺寸的确确定模样尺寸寸铸件件尺寸（11K），（模模样尺寸寸精确到到小数点点后两位位） 注：K 铸件线线收缩率率支座的收收缩率KK=0.9%5.1.3壁厚厚与加强强筋的设设计模样壁厚厚由铸铸造实用用手册查查表1.522得：模型壁厚厚6mmm。由于模样样轮廓尺尺寸较小小约为：1600mm*1355mm*1000mm，内内部不用用设置加加强筋。5.1.4金属属模样的的技术要要求模样的尺尺寸精度度、表面面光洁度度是影响响铸件质质量的一一个重要要因素，因因此对其其表面光光洁度和和尺寸偏偏差应严严格控制制。由铸造造实用手手册查查表1.555得：模样表面面的粗糙糙度为33.2，模模样与模模板接触触面的粗粗糙度为为6.33 。5.1