左誘導(dǎo)輪支架鑄造工藝設(shè)計(jì)論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文進(jìn)行了左誘導(dǎo)輪支架零件的鑄造工藝設(shè)計(jì)。</p><p>　　ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架選用砂型鑄造，該鑄件為兩件小批量生產(chǎn)的大型件，且其形狀、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。通過分析該鑄件結(jié)構(gòu)，為簡(jiǎn)化鑄造工藝,合理選擇分型面。分型面的選擇與澆注位置保持一致，避免合型后翻轉(zhuǎn)砂箱。同時(shí)砂芯的形狀、尺寸及在砂型中的位置符

2、合鑄件要求，在鑄件形成的過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時(shí)的排出型外，保證鑄件的質(zhì)量。</p><p>　　為提高零件鑄造的可行性、保證充型順利，特開設(shè)一組直澆道、兩組橫澆道及內(nèi)澆道。通過AutoCAD平面繪圖，并用Pro/E三維實(shí)體造型，最終設(shè)計(jì)出了最佳的鑄造工藝方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計(jì)、鑄造、實(shí)體造型、分型面</p><p><b>　　

3、Abstract</b></p><p>　　This induced wheel support for the left part of the casting process design.</p><p>　　ZG32MnMo left inducer bracket used sand casting, the casting for the two large pi

4、eces of small batch production, and its shape, structure is more complex. By analyzing the structure of the casting, to simplify the casting process, a reasonable choice of parting. Sub-surface location is consistent wit

5、h the casting choice, avoid closing overturned sand box. Sand core while the shape, size and location of the line in the sand casting requirements, in the casting process of the formation of the gase</p><p>

6、　　To improve the feasibility of casting parts, to ensure a smooth filling, open a special set of sprue, runner and two groups within the runner. Plane through the AutoCAD drawing, and use Pro / E solid modeling, the fina

7、l design of the best casting solution.</p><p>　　Key words: process design, casting, the solid modeling, parting surf</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b&

8、gt;</p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究目的及意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外鑄造發(fā)展的狀況1</p><p>　　1.2.1 國(guó)內(nèi)鑄造工藝發(fā)展情況1</p><p

9、>　　1.2.2 國(guó)外鑄造工藝發(fā)展情況2</p><p>　　1.3 ZG32MnMo的性能及鑄造工藝特點(diǎn)3</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容4</p><p>　　1.5 本章小結(jié)4</p><p>　　第2章 ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的性能分析5</p><p>　　2.1 ZG32

10、MnMo的化學(xué)成分及力學(xué)性能5</p><p>　　2.2 ZG32MnMo的熔煉工藝5</p><p>　　2.3 ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的技術(shù)要求6</p><p>　　2.3.1 零件實(shí)體圖6</p><p>　　2.3.2 主要技術(shù)要求8</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)9

11、</b></p><p>　　第3章 鑄造工藝方案的確定10</p><p>　　3.1 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性10</p><p>　　3.1.1左誘導(dǎo)輪支架的結(jié)構(gòu)工藝性10</p><p>　　3.1.2鑄件質(zhì)量對(duì)零件結(jié)構(gòu)要求11</p><p>　　3.2 造型、造芯方法的選擇11</p

12、><p>　　3.3澆注位置的確定12</p><p>　　3.4分型面的選擇13</p><p>　　3.5 砂箱中鑄件數(shù)目的確定14</p><p>　　3.6 本章小結(jié)14</p><p>　　第4章 砂芯設(shè)計(jì)及鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1 砂芯、芯頭的設(shè)計(jì)15

13、</p><p>　　4.1.1 砂芯數(shù)量的確定15</p><p>　　4.1.2 砂芯的固定和定位16</p><p>　　4.1.3 1#砂芯的設(shè)計(jì)與校核17</p><p>　　4.1.4 2#砂芯的設(shè)計(jì)與校核18</p><p>　　4.1.5 3#砂芯的設(shè)計(jì)與校核20</p><

14、;p>　　4.1.6 4#砂芯的設(shè)計(jì)與校核21</p><p>　　4.1.7 5#砂芯的設(shè)計(jì)與校核23</p><p>　　4.2 鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)24</p><p>　　4.2.1 鑄件尺寸公差25</p><p>　　4.2.2 機(jī)械加工余量25</p><p>　　4.2.3 鑄造收縮率26

15、</p><p>　　4.2.4 起模斜度26</p><p>　　4.2.5 最小鑄出孔及槽27</p><p>　　4.2.6 分型負(fù)數(shù)27</p><p>　　4.3 本章小結(jié)29</p><p>　　第5章 澆注系統(tǒng)及冒口的設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)的類型及

16、選擇30</p><p>　　5.2 澆注時(shí)間的確定30</p><p>　　5.3 確定澆口比及各澆道的設(shè)計(jì)與計(jì)算31</p><p>　　5.3.1 確定澆口比31</p><p>　　5.3.2 阻流截面積計(jì)算32</p><p>　　5.3.3 各澆道的設(shè)計(jì)與計(jì)算32</p><

17、p>　　5.4 冒口的設(shè)計(jì)與計(jì)算34</p><p>　　5.5 本章小結(jié)34</p><p>　　第6章 鑄造工藝裝備的設(shè)計(jì)36</p><p>　　6.1 模樣的設(shè)計(jì)36</p><p>　　6.1.1 模樣材料的選擇36</p><p>　　6.1.2 模樣的尺寸和等級(jí)36</p>

18、<p>　　6.1.3 木模的坯料拼接37</p><p>　　6.2 芯盒的設(shè)計(jì)37</p><p>　　6.2.1 芯盒材料的確定及結(jié)構(gòu)形式37</p><p>　　6.2.2 木質(zhì)芯盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37</p><p>　　6.3 砂箱的確定38</p><p>　　6.4 鑄件的后續(xù)處理38

19、</p><p>　　6.5 本章小結(jié)38</p><p><b>　　結(jié) 論38</b></p><p><b>　　致 謝40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p><b>　　第1章 緒論&

20、lt;/b></p><p>　　1.1 研究目的及意義</p><p>　　在實(shí)際的鑄造生產(chǎn)中，鑄造工藝設(shè)計(jì)十分重要。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)鑄造出合格的左誘導(dǎo)輪支架，且鑄件的外觀尺寸符合要求，沒有內(nèi)部組織、力學(xué)性能和殘余應(yīng)力等缺陷，符合實(shí)際生產(chǎn)的需要。并全面的了解和掌握鑄造工藝設(shè)計(jì)的過程和一般方法。</p><p>　　鑄造碳鋼具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，成

21、本較低，在重型機(jī)械中用于制造承受大負(fù)荷的零件，如軋鋼機(jī)機(jī)架等。采用合理的鑄造工藝，可生產(chǎn)出性能更好的產(chǎn)品，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大鑄鋼的應(yīng)用范圍。因此采用鑄鋼材料設(shè)計(jì)鑄件具用十分重要的意義。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外鑄造發(fā)展的狀況</p><p>　　1.2.1 國(guó)內(nèi)鑄造工藝發(fā)展情況</p><p>　　鑄造生產(chǎn)是一種金屬加工的方法，

22、應(yīng)用這種方法可以制成機(jī)器零件的毛坯、半成品甚至成品。</p><p>　　鑄造生產(chǎn)是機(jī)器制造中的頭道工序，它直接影響到整體機(jī)器的生產(chǎn)．它在汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、飛機(jī)、船舶、工程機(jī)械設(shè)備等各種機(jī)器生產(chǎn)中都占有重要地位．據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一般設(shè)備中，鑄件質(zhì)量約占機(jī)械設(shè)備總質(zhì)量的50%～90%，一輛汽車中鑄件質(zhì)量約占40%～60%，一臺(tái)拖拉機(jī)中鑄件質(zhì)量約占70%以上，而一臺(tái)機(jī)床中鑄件質(zhì)量約占70%～85%等等[1]。可見鑄造生產(chǎn)

23、出的鑄件在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都占有相當(dāng)?shù)谋戎亍?lt;/p><p>　　我國(guó)在鑄造技術(shù)方面，已有5000多年的悠久歷史，是世界上應(yīng)用鑄造技術(shù)最早的國(guó)家。我國(guó)古代鑄造技術(shù)居世界前列,勤勞智慧的中華名族在鑄造技術(shù)方面做出了偉大的貢獻(xiàn)。但是解放前，由于三座大山的殘酷統(tǒng)治下，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平大大的落后了，鑄造生產(chǎn)也長(zhǎng)期處于落后狀態(tài)。解放后，我國(guó)工藝水平也有了很大的發(fā)展和提高，尤其是改革開放以來隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展，鑄造生

24、產(chǎn)也突飛猛進(jìn)[2]。</p><p>　　中國(guó)是當(dāng)今世界上最大的鑄件生產(chǎn)國(guó)家，據(jù)資料介紹，我國(guó)鑄造產(chǎn)品的產(chǎn)值在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中約占1%左右。最近幾年，鑄件進(jìn)出口貿(mào)易增長(zhǎng)較快，鑄件的產(chǎn)量已達(dá)到9%左右。我國(guó)鑄造廠點(diǎn)多達(dá)2萬多個(gè)，鑄造行業(yè)從業(yè)人員達(dá)120萬之多?！伴L(zhǎng)三角”地區(qū)的鑄件產(chǎn)量占全國(guó)的1/3，該地區(qū)主要以民營(yíng)企業(yè)為主，汽車和汽車零部件行業(yè)的發(fā)展有力地拉動(dòng)了鑄造行業(yè)的發(fā)展[2]。</p><p&g

25、t;　　轎車氣缸體鑄件能力。尤其山西有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產(chǎn)業(yè)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，具有500個(gè)鑄造企業(yè)，80%為民營(yíng)企業(yè)。山西國(guó)際、河津山聯(lián)、山西華翔年產(chǎn)量分別達(dá)4萬t、2萬t、12萬t。“東三省”有一汽集團(tuán)、哈飛集團(tuán)等骨干汽車企業(yè)帶動(dòng)了汽車鑄件產(chǎn)量的增長(zhǎng)。一汽集團(tuán)鑄造公司，已經(jīng)形成40萬t鑄件的生產(chǎn)能力?！爸榻侵蕖眽鸿T行業(yè)發(fā)達(dá)，有700多個(gè)壓鑄企業(yè)，年產(chǎn)量達(dá)20萬t。東風(fēng)日產(chǎn)、廣州本田、廣州豐田和零部

26、件企業(yè)有力帶動(dòng)了壓鑄業(yè)的發(fā)展，轎車氣缸體、氣缸蓋的壓鑄件產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)。 但是我國(guó)鑄造行業(yè)中多數(shù)以上的鑄造車間屬于單件、小批量、多品種生產(chǎn)。生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度低，表面質(zhì)量差，能源和原材料消耗多，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，企業(yè)的效益差[5]。</p><p>　　1.2.2 國(guó)外鑄造工藝發(fā)展情況</p><p>　　近幾年來，全球鑄造業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)。巴西鑄件產(chǎn)量增長(zhǎng)最快，達(dá)到25.8%。而發(fā)達(dá)國(guó)家

27、的鑄件增長(zhǎng)率普遍較低。美國(guó)鑄件產(chǎn)量自2000年以來，已經(jīng)退居到第2位。2004年美國(guó)鑄件總產(chǎn)量為1231萬t，其中灰鐵件占35%、球鐵件占33%、鑄鋼件占8.4%、鋁合金件占16%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長(zhǎng)。2003年進(jìn)口鑄件占總需求的15%，進(jìn)口鑄件的價(jià)格比美國(guó)國(guó)內(nèi)低20%～50%[5]。近年來因鑄造環(huán)保要求高、能源消耗大、勞動(dòng)力昂貴等原因，美國(guó)大型汽車公司生產(chǎn)普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關(guān)閉，逐步將鑄件的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向中國(guó)、印

28、度、墨西哥、巴西等發(fā)展中國(guó)家。日本的鑄造業(yè)不景氣，其從業(yè)人員在減少。2004年日本鑄件總產(chǎn)量為639萬t，其中灰鐵件占42%、球鐵件占30%、鑄鋼件占4%、鋁合金件占21%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長(zhǎng)。日本鑄造界在技術(shù)創(chuàng)新方面作了大量工作，開發(fā)了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理，半固態(tài)鑄造生產(chǎn)用于汽車鋁輪轂，提高了強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。鎂合金壓鑄進(jìn)一步發(fā)展，并取代重力鑄造，其性能

29、提高，成本降低。</p><p>　　發(fā)達(dá)國(guó)家總體上鑄造技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染少、原輔材料已形成商品化系列供應(yīng)，如在歐洲已建立跨國(guó)服務(wù)系統(tǒng)。生產(chǎn)普遍實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化（計(jì)算機(jī)控制、機(jī)器人操作）[4]。</p><p>　　在大批量中小鑄件的生產(chǎn)中，大多采用微機(jī)控制的高密度靜壓、射壓或氣沖造型機(jī)械化、自動(dòng)化高效流水線濕型砂造型工藝。在鑄造生產(chǎn)的過程中，從嚴(yán)執(zhí)行技術(shù)

30、標(biāo)準(zhǔn)，鑄件的廢品率僅為2%-5%。總體上國(guó)外鑄造的機(jī)械化、智能化水平比較高[5]。</p><p>　　1.3 ZG32MnMo的性能及鑄造工藝特點(diǎn)</p><p>　　1.性能：較高的強(qiáng)度、塑性及韌性，重型機(jī)械中用于制造承受大負(fù)荷的零件，如軋鋼機(jī)機(jī)架、水壓機(jī)底座等；在鐵路車輛上用于制造受力大又承受沖擊的零件如搖枕、側(cè)架、車輪和車鉤。但其流動(dòng)性差，容易形成冷隔。鋼水溫度高，體收縮和線收縮比

31、較大，易縮孔縮松，熱烈冷冽傾向大，氧化吸氣較大，易產(chǎn)生夾渣的氣孔，粘砂比較嚴(yán)重。</p><p><b>　　2.工藝特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1) 型砂性能要求更高（如強(qiáng)度、耐火度、透氣性等）。為防止粘</p><p>　　砂，鑄型表面應(yīng)涂上一層耐火材料。</p><p>　　(2) 為使鋼液順利地流動(dòng)、充

32、型、補(bǔ)縮，使用更多的冒口和冷鐵。 </p><p>　　(3) 要嚴(yán)格控制澆注溫度，避免過高（使鋼液易氧化）或過低（使流動(dòng)性降低）。</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容</p><p>　　1、本文主要對(duì)ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架鑄造工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）審查零件結(jié)構(gòu)，確定最佳的澆注位置和分型面；</p

33、><p>　?。?）選擇最優(yōu)的造型、制芯方法；</p><p>　　（3）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則采用新穎的砂箱式澆口杯來實(shí)現(xiàn)兩組澆注系統(tǒng)的同注；</p><p>　　2、在確定了鑄造工藝方案后，對(duì)鑄造工藝裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　經(jīng)過對(duì)鑄件及砂芯的結(jié)構(gòu)形狀的分析，為節(jié)約成本及簡(jiǎn)化工藝，模樣與芯盒的設(shè)計(jì)則選擇了木質(zhì)材料，對(duì)木質(zhì)模樣及芯盒進(jìn)行可行

34、性的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3、利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來輔助鑄造工藝的設(shè)計(jì)。</p><p>　　主要采用AutoCAD對(duì)ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架零件進(jìn)行平面圖的繪制；利用Pro/E軟件對(duì)該零件進(jìn)行三維實(shí)體造型，更加直觀的表達(dá)出設(shè)計(jì)內(nèi)容。AutoCAD平面圖主要包括：零件圖，毛培圖，工藝圖，芯盒圖。 </p><p><b>　　1.5 本章小結(jié)</

35、b></p><p>　　本章主要對(duì)鑄造的發(fā)展和ZG32MnMo的性能及鑄造工藝特點(diǎn)進(jìn)行分析，為下一章的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　第2章 ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的性能分析</p><p>　　2.1 ZG32MnMo的化學(xué)成分及力學(xué)性能</p><p>　　和錳鋼相比，ZG32MnMo在高溫下具有較高的屈服強(qiáng)度，室溫下屈

36、服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都比較高，無明顯回火脆性和有較好的淬透性。</p><p>　　鑄造錳鉬鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能如表2-1和表2-2所示。</p><p>　　表2-1 ZG32MnMo的化學(xué)成分（%）</p><p>　　表2-2 ZG32MnMo的力學(xué)性能</p><p>　　2.2 ZG32MnMo的熔煉工藝</p>&

37、lt;p><b>　　熔煉工藝：</b></p><p>　　用氧化法可以冶煉各種低、中合金鋼，其冶煉方法與碳鋼相似。在工藝上應(yīng)注意掌握合金的加入和加入量。</p><p><b>　　1 熔化期</b></p><p>　?、偻娙刍迷试S最大功率通電，熔化爐料。</p><p>　　②助熔

38、推料助熔。熔化后期，加入適量的渣料造渣。爐料熔化60%-80%時(shí)，可吹氧助熔。</p><p>　?、廴影窃鼱t料熔清后，充分?jǐn)嚢桎撘?，取一?hào)鋼樣，分析C、P，保持渣量3%左右。</p><p><b>　　2氧化期</b></p><p>　　①脫碳當(dāng)鋼液溫度達(dá)到1560℃以上時(shí)，可進(jìn)行吹氧脫碳或吹氧-礦石脫碳操作。吹氧壓力0.6-0.8MP

39、a。</p><p>　?、诠烙?jì)鋼液含碳量低至規(guī)格下線時(shí)，停止供氧，充分?jǐn)嚢桎撘海《?hào)鋼液分析C、P、Mn。</p><p><b>　　3還原期</b></p><p>　?、侔窃鋈ト垦趸?，加入錳鐵，并加入2%-3%渣料，造稀薄渣。</p><p>　?、谶€原稀薄渣形成后，加入還原渣料，恢復(fù)通電，進(jìn)行還原。鋼液

40、在良好的還原渣下保持的時(shí)間一般不小于20min。</p><p>　?、廴映浞?jǐn)嚢瑁∪?hào)樣，分析C、Si、Mn、P、S并取渣樣分析。</p><p>　?、苷{(diào)整成分根據(jù)鋼樣分析結(jié)果，調(diào)節(jié)鋼樣的化學(xué)成分。</p><p>　?、轀y(cè)溫測(cè)量鋼液的溫度，并做圓環(huán)試樣，檢查鋼液的脫氧情況。</p><p><b>　　4出鋼</b&

41、gt;</p><p>　　①鋼液溫度符合要求，圓環(huán)試樣收縮良好，停電，升高電極，插鋁，出鋼。</p><p>　　其中出鋼澆鑄時(shí)要注意：</p><p>　　1）當(dāng)鋼液溫度、化學(xué)成分、脫氧情況符合要求時(shí)，插鋁終脫氧，停電清爐出鋼。鋼液出爐后在包內(nèi)鋼液表面上加覆蓋劑，鎮(zhèn)靜3-5min后澆鑄。</p><p>　　2）出爐后檢測(cè)：勤觀察爐況變化

42、，用化學(xué)分析法與直讀式光譜儀分析鋼的化學(xué)成分，爐前澆鑄圓環(huán)試樣檢查脫氧情況，用熱電偶測(cè)量鋼液溫度，出鋼溫度1600℃-1620℃，澆鑄溫度1540℃-1560℃[9]。</p><p>　　2.3 ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的技術(shù)要求</p><p>　　2.3.1 零件實(shí)體圖</p><p>　　ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架為高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)件，其形狀、結(jié)構(gòu)如圖2.1

43、（a）、（b）所示。</p><p><b>　?。╝） </b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p>　　圖2-1 ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的形狀及結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3.2 主要技術(shù)要求</p><p>　　1.未注鑄造圓角半徑

44、為R3-R6.鑄造尺寸公差為±2,鑄造斜度不大于3º；</p><p>　　2.熱處理硬度255-302HB（壓痕直徑3.8-3.5）；</p><p>　　3.外加工表面上最大尺寸為10，深度達(dá)5不聚集疵孔不超過5個(gè)時(shí)允許不補(bǔ)焊；</p><p>　　4.螺紋孔倒角120º至螺紋外徑；</p><p><

45、b>　　5.倒鈍銳邊；</b></p><p>　　6.在Ø112，Ø216的圓柱表面上最大尺寸達(dá)10，深度達(dá)5不聚集疵孔不超過5個(gè)時(shí)允許不補(bǔ)焊；</p><p>　　7.外表面T?鐵紅C06-1?II?YHG/T2009-1991；</p><p>　　8.Ø112孔壁在1/3圓周上允許減薄到18不小于15時(shí)允許補(bǔ)焊

46、；</p><p>　　9.螺紋孔12×M20×1.5在20長(zhǎng)度內(nèi)允許有2扣斷扣，孔數(shù)不多于2個(gè)；</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的性能分析和零件技術(shù)要求的了解，為下一章鑄造工藝方案的確定打下基礎(chǔ)。</p><p>　　第

47、3章 鑄造工藝方案的確定 </p><p>　　根據(jù)ZG32MnMo的合金特性、左誘導(dǎo)輪支架的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量要求和生產(chǎn)批量，合理選擇鑄造工藝方法，不僅要確保產(chǎn)品質(zhì)量，還需要提高生產(chǎn)效率，降低成本，提其高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　ZG32MnMo鑄件通常采用砂型鑄造和金屬型鑄造，由于左誘導(dǎo)輪支架尺寸較大，生產(chǎn)數(shù)量為2件，制作金屬型的成本較

48、高，工作不方便靈活，且砂型鑄造的生產(chǎn)周期短、成本低，因此選用砂型鑄造。</p><p>　　砂型鑄造工藝方案通常包括下列內(nèi)容:審查零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性，造型、造芯方法的選擇，澆注位置的確定，分型面的選擇。</p><p>　　3.1 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性</p><p>　　3.1.1左誘導(dǎo)輪支架的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　零件結(jié)構(gòu)鑄造

49、工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易保證鑄件的品質(zhì)，簡(jiǎn)化鑄造工藝過程和降低成本。</p><p>　　左誘導(dǎo)輪支架結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　壁厚合適，最小壁厚為14mm，滿足表3-1所要求的最小壁厚。鑄造時(shí)能有效的避免澆不到、冷隔等缺陷，保證有良好的充型。</p><p>　　零件最大壁厚65mm，壁厚分布有利于實(shí)現(xiàn)順序凝固，但在厚壁處熱節(jié)太大

50、，導(dǎo)致中心部分晶粒粗大，容易出現(xiàn)縮松和縮孔缺陷，降低力學(xué)性能。</p><p>　　鑄件沒有長(zhǎng)板，長(zhǎng)箱體等易產(chǎn)生翹曲變形的結(jié)構(gòu)，雖鑄件收縮較大，但鑄造時(shí)不用考慮變形。</p><p>　　在鑄件的壁厚處有圓角過渡，使鑄件在凝固收縮時(shí)阻力較小，減小了熱裂的產(chǎn)生 。</p><p>　　3.1.2鑄件質(zhì)量對(duì)零件結(jié)構(gòu)要求</p><p>　?。?）

51、鑄件的最小壁厚</p><p>　　查《鑄造手冊(cè)（5）鑄造工藝》表3-1得知</p><p>　　當(dāng)鑄件最大輪廓尺寸為400-800mm時(shí)最小壁厚為12mm，而本課題中的最小壁厚為14，所以鑄件可鑄出。</p><p>　　表3-1 砂型鑄造時(shí)鑄件的最小允許壁厚δ</p><p>　　3.2 造型、造芯方法的選擇</p>&l

52、t;p>　　ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架為兩件小批量生產(chǎn)的大型鑄件，選用手工造型即可。手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求，比較靈活，不要求很高的工藝裝備。考慮到該鑄件為鑄鋼件，而且為大件，為提高其精度、減小鑄造缺陷，選用生產(chǎn)效率高、節(jié)能、型砂強(qiáng)度高，落砂性能好的三乙胺氣硬法樹脂砂造型和造芯。</p><p>　　雖然現(xiàn)在有更環(huán)保的無毒氣硬冷芯盒樹脂砂，但已研發(fā)出的幾種無毒氣硬冷芯盒樹脂砂仍存在著一些問題[6]：

53、</p><p>　?。?）砂芯的常溫強(qiáng)度較低，為了提高砂芯的常溫強(qiáng)度，不得不增加樹脂的加入量，而導(dǎo)致制芯成本提高；</p><p>　　（2）吹氣體不能夠迅速凝膠，并建立起較高的初強(qiáng)度和終強(qiáng)度；</p><p>　?。?）砂芯吸濕性較差。</p><p>　　該鑄件的型砂配方組成如表3-2所示。</p><p>　　

54、表3-2 ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的型砂配方</p><p><b>　　混制工藝：</b></p><p>　　原砂＋酚醛樹脂＋聚異氰酸酯→混制→卸砂</p><p>　　10s 10s 50s</p><p>　　混好的型（芯）砂應(yīng)盡快使用，存放時(shí)間一般為2~3小時(shí)。</p>

55、<p>　　3.3澆注位置的確定</p><p>　　鑄件的澆注位置是指鑄件在鑄型內(nèi)澆注時(shí)的所處的位置。</p><p>　　澆注位置是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特性、鑄造方法及生產(chǎn)車間的條件決定的。</p><p>　　正確的澆注位置應(yīng)能保證獲得健全的鑄件，并使造型、造芯和清理方便。澆注位置的選擇，主要是保證鑄件質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn)。因

56、此在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)技術(shù)要求，先找出鑄件質(zhì)量要求高的部位和容易產(chǎn)生缺陷的部分，將這些部分放在有利的位置，保證其質(zhì)量要求。</p><p>　　經(jīng)分析鑄件的結(jié)構(gòu)，根據(jù)合金的凝固理論的研究和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)確定該鑄件的澆注位置有以下圖3-1和圖3-2兩種方案：</p><p>　　圖3-1方案一 圖3-2方案二</p><p>　

57、　分析：方案一的頂部上表面是一個(gè)類似于圓臺(tái)的結(jié)構(gòu)，在鑄后要機(jī)械加工，所以能保證鑄件質(zhì)量,且表面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有益于冒口的安放，有益于實(shí)現(xiàn)順序凝固。而方案二的頂部上表面為非加工面，且不平整，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有凸臺(tái)、凹坑等，所以若澆注位置選方案二，則上表面的質(zhì)量無法保證，且將給機(jī)械加工帶來很大的不便。方案一所示澆注位置較方案二有以上優(yōu)點(diǎn)，綜上所述：選擇方案一所示澆注位置。</p><p><b>　　3.4分型面的選

58、擇</b></p><p>　　合理的選擇分型面對(duì)于簡(jiǎn)化鑄造工藝、提高生產(chǎn)率、降低成本、提高鑄件質(zhì)量等都有之直接關(guān)系。分型面的選擇盡量與澆注位置保持一致，避免合型后翻轉(zhuǎn)砂箱。根據(jù)分型面的選擇原則與鑄件的結(jié)構(gòu)特征，分型面的選擇考慮了圖3-3所示的兩種選擇方案。1處分型面為方案一，2處分型面為方案二。</p><p>　　圖3-3分型面選擇的兩種方案</p><

59、p><b>　　方案一特點(diǎn)：</b></p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）該平面有利于起模，便于造型；</p><p>　　（2）鑄件內(nèi)部空腔通過砂芯解決，主要砂芯放在下半型中，有利于下芯、合型和檢查型腔尺寸；</p><p>　?。?）鑄件的大部份置于同一半

60、型內(nèi)；</p><p>　?。?）易于鑄件清理；</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）在澆注時(shí)，金屬液對(duì)垂直砂芯沖刷，容易發(fā)生偏芯。</p><p>　　（2）砂箱高度較高，對(duì)起模有一定不利影響。</p><p><b>　　方案二特點(diǎn)：</b&g

61、t;</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　?。?） 分型面為鑄件橫向最大平面。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）鑄件幾乎平分于兩個(gè)半型，對(duì)鑄件的精度和鑄件成分的同一性有不利影響。</p><p>　　（2）分型面

62、雖然是鑄件橫向的最大平面，但是由于1處凸臺(tái)的影響，非常不利于起模，造型。</p><p>　　對(duì)兩種方案進(jìn)行分析對(duì)比，在充分保證鑄件質(zhì)量的前提下，綜合考慮以上兩種分型，最終采用分型方案一。</p><p>　　3.5 砂箱中鑄件數(shù)目的確定</p><p>　　在小批量生產(chǎn)中，ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架的零件尺寸為323×317×527mm，其尺

63、寸比較大，考慮到車間的起吊能力及吃砂量，節(jié)約成本、簡(jiǎn)便工藝，故選用標(biāo)準(zhǔn)砂箱，一箱兩件。</p><p><b>　　3.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要確定澆鑄位置和飛型面，為下一章砂芯的設(shè)計(jì)提供有力的基礎(chǔ)。</p><p>　　第4章 砂芯設(shè)計(jì)及鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 砂芯、芯頭的

64、設(shè)計(jì)</p><p>　　砂芯的功用是形成鑄件內(nèi)腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位。砂芯應(yīng)滿足以下要求：砂芯的形狀、尺寸以及在砂型中的位置應(yīng)符合鑄件要求，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在鑄件形成過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時(shí)排除鑄型外，鑄件收縮時(shí)阻力小并且容易清砂。</p><p>　　4.1.1 砂芯數(shù)量的確定</p><p>　　砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。ZG32MnMo左

65、誘導(dǎo)輪支架的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)過分析，最終確定由五個(gè)砂芯組成，即可實(shí)現(xiàn)形成其內(nèi)腔和孔。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中總共用到5個(gè)砂芯，其位置與形狀大致如圖4-1（a）、(b)所示：</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　圖4-1 鑄

66、件所需用砂芯的位置及形狀</p><p>　　4.1.2 砂芯的固定和定位</p><p>　　一般用芯頭來固定，也有用芯撐或鐵絲來固定。本設(shè)計(jì)中的1、2、3、4、5號(hào)砂芯都為垂直砂芯，1 用上芯頭固定，2、3、4、5用下芯頭固定。</p><p>　　4.1.3 1#砂芯的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　1#砂芯的CAD圖如圖4-2所示，實(shí)

67、體圖如4-3所示。 </p><p>　　圖4-2 1#砂芯CAD圖 圖4-3 1#砂芯實(shí)體圖</p><p>　　1#砂芯為垂直砂芯，芯頭的斜度和水平芯頭與芯座之間的間隙，以及芯頭長(zhǎng)度和防壓環(huán)尺寸可查文獻(xiàn)[4]

68、《鑄造手冊(cè)》表3-92、表3-93和表3-94得出：</p><p>　　砂芯長(zhǎng)度為L(zhǎng)=186mm（101~200mm），芯頭的橫截面積尺寸分別為D1=330mm（301~500mm），D2=206mm（151~300mm），</p><p>　　表4-1 1#砂芯的芯頭尺寸</p><p>　　圖4-4 芯頭間隙和斜度示意圖</p><p>

69、;　　1#砂芯芯頭承壓面積的核算：芯頭的承壓面積S應(yīng)滿足公式 （4-1）</p><p>　　式中，F(xiàn)芯——計(jì)算的最大浮力或重力;</p><p>　　k ——安全系數(shù)，k=1.3~1.5，取1.3；</p><p>　　[σ壓]——鑄型許用應(yīng)力，干砂型可取0.6~0.8Mpa，本鑄件為樹脂砂，取0.7Mp

70、a。</p><p>　　F芯=F浮-G=ρ金×V×g-G=76Kg×9.8N/Kg-65.86Kg×9.8N/Kg</p><p><b>　　=99.372N</b></p><p>　　=1.3×99.372N/0.7Mpa=184.548mm2</p><p>　

71、　S=D1×l1+D2×l2=330mm×40+206mm×60mm=25560mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足金屬液浮力要求。</p><p>　　F芯=G=65.86Kg×9.8N/Kg=645.428N</p><p>　　=1.3×645.428N/0.7Mpa=1198.652mm2&

72、lt;/p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足重力要求。</p><p>　　4.1.4 2#砂芯的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　2#砂芯的CAD圖如圖4-5所示，實(shí)體圖如4-6所示。 </p><p>　　圖4-5 2#砂芯CAD圖 圖4-6 2#砂芯實(shí)體圖</p><p&g

73、t;　　2#砂芯為垂直砂芯，芯頭的斜度和水平芯頭與芯座之間的間隙，以及芯頭長(zhǎng)度和防壓環(huán)尺寸可查文獻(xiàn)[5]《鑄造手冊(cè)》表3-92、表3-93和表3-94得出：</p><p>　　砂芯長(zhǎng)度為L(zhǎng)=151mm（101~200mm），芯頭的橫截面積尺寸分別為D1=102mm（101~150mm），D2=247mm（151~300mm），</p><p>　　表4-2 2#砂芯的芯頭尺寸</p

74、><p>　　2#砂芯芯頭承壓面積的核算：芯頭的承壓面積S應(yīng)滿足公式</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p>　　式中，F(xiàn)芯——計(jì)算的最大浮力或重力;</p><p>　　k ——安全系數(shù)，k=1.3~1.5，取1.3；</p><p>　　[σ壓]——鑄型許用應(yīng)力，干砂型可取

75、0.6~0.8Mpa，本鑄件為樹脂砂，取0.7Mpa。</p><p>　　F芯=F浮-G=ρ金×V×g-G=42Kg×9.8N/Kg-35.6Kg×9.8N/Kg</p><p><b>　　=62.72N</b></p><p>　　=1.3×62.72N/0.7Mpa=116.48mm2&

76、lt;/p><p>　　S=18900mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足金屬液浮力要求。</p><p>　　F芯=G=35.6Kg×9.8N/Kg=348.88N</p><p>　　=1.3×348.88N/0.7Mpa=647.92mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足重力要求。&

77、lt;/p><p>　　4.1.5 3#砂芯的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　3#砂芯的CAD圖如圖4-7所示</p><p>　　圖4-7 3#砂芯CAD圖</p><p>　　砂芯長(zhǎng)度為L(zhǎng)=323mm（301~500mm），芯頭的橫截面積尺寸分別為D1=131mm（101~150mm），D2=146mm（101~150mm）。</p&g

78、t;<p>　　表4-3 3#砂芯的芯頭尺寸</p><p>　　3#砂芯芯頭承壓面積的核算：芯頭的承壓面積S應(yīng)滿足公式</p><p><b>　?。?-1） </b></p><p>　　式中，F(xiàn)芯——計(jì)算的最大浮力或重力;</p><p>　　k ——安全系數(shù)，k=1.3~1.5，取1.3；</

79、p><p>　　[σ壓]——鑄型許用應(yīng)力，干砂型可取0.6~0.8Mpa，本鑄件為樹脂砂，取0.7Mpa。</p><p>　　F芯=F浮-G=ρ金×V×g-G=52Kg×9.8N/Kg-42.16Kg×9.8N/Kg</p><p><b>　　=96.432N</b></p><p&g

80、t;　　=1.3×96.432N/0.7Mpa=179.088mm2</p><p>　　S=14000mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足金屬液浮力要求。</p><p>　　F芯=G=42.16Kg×9.8N/Kg=413.168N</p><p>　　=1.3×413.168N/0.7Mpa=767

81、.312mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足重力要求。</p><p>　　4.1.6 4#砂芯的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　4#砂芯的CAD圖如圖4-8所示</p><p>　　圖4-8 4#砂芯CAD圖</p><p>　　砂芯長(zhǎng)度為L(zhǎng)=323mm（301~500mm），芯頭的橫截面積尺寸分別為D1=5

82、0mm（31~60mm），D2=186mm（151~300mm）。</p><p>　　表4-4 4#砂芯的芯頭尺寸</p><p>　　4#砂芯芯頭承壓面積的核算：芯頭的承壓面積S應(yīng)滿足公式 （4-1）</p><p>　　式中，F(xiàn)芯——計(jì)算的最大浮力或重力;</p><p>　　k

83、——安全系數(shù)，k=1.3~1.5，取1.3；</p><p>　　[σ壓]——鑄型許用應(yīng)力，干砂型可取0.6~0.8Mpa，本鑄件為樹脂砂，取0.7Mpa。</p><p>　　F芯=F浮-G=ρ金×V×g-G=40.2Kg×9.8N/Kg-30.3Kg×9.8N/Kg</p><p><b>　　=97.02N&l

84、t;/b></p><p>　　=1.3×97.02N/0.7Mpa=194.04mm2</p><p>　　S=D1×l1+D2×l2=410mm×40+149mm×60mm=13160mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足金屬液浮力要求。</p><p>　　F芯=G=30.3

85、Kg×9.8N/Kg=296.94N</p><p>　　=1.3×296.94N/0.7Mpa=551.46mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足重力要求。</p><p>　　4.1.7 5#砂芯的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　5#砂芯的CAD圖如圖4-9所示</p><p>　　圖4-

86、9 5#砂芯CAD圖</p><p>　　砂芯長(zhǎng)度為L(zhǎng)=329mm（301~500mm），芯頭的橫截面積尺寸分別為D1=55mm（31~60mm），D2=162mm（151~300mm）。</p><p>　　表4-5 5#砂芯的芯頭尺寸</p><p>　　5#砂芯芯頭承壓面積的核算：芯頭的承壓面積S應(yīng)滿足公式

87、 （4-1） </p><p>　　式中，F(xiàn)芯——計(jì)算的最大浮力或重力;</p><p>　　k ——安全系數(shù)，k=1.3~1.5，取1.3；</p><p>　　[σ壓]——鑄型許用應(yīng)力，干砂型可取0.6~0.8Mpa，本鑄件為樹脂砂，取0.7Mpa。</p><p>　　F芯=F浮-G=ρ金×V×g-G=90.2Kg&

88、#215;9.8N/Kg-76.2Kg×9.8N/Kg</p><p><b>　　=137.2N</b></p><p>　　=1.3×137.2N/0.7Mpa=178.36mm2</p><p>　　S=11920mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足金屬液浮力要求。</p>

89、<p>　　F芯=G=76.2Kg×9.8N/Kg=746.76N</p><p>　　=1.3×746.76N/0.7Mpa=1386.84mm2</p><p>　　經(jīng)校核芯頭S滿足重力要求。</p><p>　　4.2 鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　工藝參數(shù)選取的準(zhǔn)確、合適，才能保證鑄件尺寸精確，

90、使造型、制芯、下芯、合箱方便，提高生產(chǎn)率，降低成本。由于工藝參數(shù)的選取與鑄件尺寸、重量、驗(yàn)收條件有關(guān)，把鑄件的尺寸和重量公差也在此說明。</p><p>　　4.2.1 鑄件尺寸公差 </p><p>　　鑄件的尺寸精度取決于工藝設(shè)計(jì)及工藝過程控制的嚴(yán)格程度，其主要考慮因素有：鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度；鑄件設(shè)計(jì)及鑄造工藝設(shè)計(jì)水平；造型、制芯設(shè)備及工裝設(shè)備的精度和質(zhì)量；造型、制芯材料的性能和質(zhì)量；鑄

91、造金屬和合金種類；鑄件熱處理工藝；鑄件清理質(zhì)量；鑄件表面粗糙度和表面質(zhì)量；鑄造廠的管理水平等。</p><p>　　該鑄件為鑄鋼兩件小批量生產(chǎn)的大型鑄件，采用樹脂砂手工造型，按照GB6414-86《鑄件尺寸公差制》最終選取公差等級(jí)為CT12。</p><p>　　4.2.2 機(jī)械加工余量</p><p>　　為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，應(yīng)留有加工余量，即在鑄件工

92、藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工時(shí)又被切去的金屬層厚度。加工余量過大浪費(fèi)金屬和加工工時(shí)；過小，不能完全去除表面缺陷，甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)要求[3]。</p><p>　　該鑄件按GB/T11350-89《鑄件機(jī)械加工余量》規(guī)定的加工余量的數(shù)值和確定方法，與GB6414《鑄件尺寸公差》配合最終選取，具體位置如圖4.10，具體數(shù)值見表4-6。</p><p>　　圖4.10 機(jī)械加工部位</

93、p><p>　　表4-6 機(jī)械加工余量具體數(shù)值</p><p>　　4.2.3 鑄造收縮率</p><p>　　鑄造收縮率K定義為：</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　式中，LM——模樣工作面的尺寸；</p><p><b>　　LJ

94、——鑄件尺寸；</b></p><p>　　查《鑄造工藝設(shè)計(jì)》表1-14常用鑄造合金線收縮率（%），得出鑄造碳鋼自由收縮率1.6~2.2%，受阻收縮率1.5~1.7%，選取其收縮率為1.6%。</p><p>　　4.2.4 起模斜度</p><p>　　為了方便起模，在模樣及芯盒的出模方向應(yīng)有一定起摸斜度，起模斜度的形式有三種，如圖4.11所示。本鑄件

95、的大部分壁厚為18-30mm，所以采用第三種減少鑄件壁厚的形式即可，由于本鑄件采用樹脂砂而且是采用木模，所以查《鑄造工藝設(shè)計(jì)》表1-15,確定a=3.8mm。</p><p>　　圖4-11 起模斜度形式（JB/T5105-1991）</p><p>　　4.2.5 最小鑄出孔及槽</p><p>　　零件上的孔是否鑄出，必須即考慮鑄出孔的可行性，又要考慮到鑄出孔的

96、必要性和經(jīng)濟(jì)性。鑄鋼鑄件最小鑄出孔直徑如表4-7所示，實(shí)體圖如4-12所示。</p><p>　　表4-7鑄剛件最小鑄出孔尺寸 (單位：mm)</p><p>　　圖4.12 鑄孔的位置</p><p>　　表4-8 左誘導(dǎo)輪支架鑄出孔情況</p><p>　　綜合考慮各方面因素，最終確定本鑄件不鑄出這幾種孔，其他的孔則

97、鑄出。</p><p>　　4.2.6 分型負(fù)數(shù)</p><p>　　為了保證鑄件尺寸精度，抵消鑄件在分型面部位的增厚，在模樣上相應(yīng)減去的尺寸稱為分型負(fù)數(shù)。具體數(shù)值參照表4-9后，分型負(fù)數(shù)選取3mm。</p><p>　　表4-9分型負(fù)數(shù)選取原則</p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p>

98、<p>　　本章主要進(jìn)行了鑄造工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)，為下一章的澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。</p><p>　　第5章 澆注系統(tǒng)及冒口的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)的類型及選擇</p><p>　　澆注系統(tǒng)是砂型中引導(dǎo)液態(tài)金屬進(jìn)入型腔的通道。應(yīng)滿足以下要求：</p><p>　?。?）控制金屬流動(dòng)的速度和方向，并保證充滿型

99、腔；</p><p>　　（2）有利于鑄件溫度的合理分布；</p><p>　　（3）金屬液在型腔中的流動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)、均勻，以避免夾帶空氣、產(chǎn)生金屬氧化物及沖刷砂型；</p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)應(yīng)具有除渣功能；</p><p>　　本鑄件選取開放式中間注入式澆注系統(tǒng)，具有金屬液進(jìn)入型腔時(shí)液流速度小，充型平穩(wěn)，沖刷力小，金屬氧化輕等優(yōu)點(diǎn)。&

100、lt;/p><p>　　5.2 澆注時(shí)間的確定</p><p><b>　　查公式得：</b></p><p>　　τ=Amn (5-1) </p><p>　　式中 τ — 澆注時(shí)間（s）</p><p>　　m — 鑄件重量（kg）</p><

101、;p>　　A，n—系數(shù)，取決于鑄件壁厚</p><p>　　該鑄件的體積為：15469.565685cm3，其密度為：7.8×10-3kg/cm3，所以鑄件的質(zhì)量為：15469.565685cm3×7.8×10-3kg/cm3=120.662612343kg</p><p>　　查鑄造工藝學(xué)表3-4-4得：</p><p>　　A

102、=1.5-2.35 n=0.5</p><p>　　故當(dāng)A取最小時(shí)τ=Amn=1.5×120.660.5=16.5s</p><p>　　當(dāng)A取最大時(shí)τ=Amn=2.35×120.660.5=25.85s</p><p>　　所以τ的取值范圍為16.5~25.85s</p><p><b>　　澆注

103、時(shí)間的校核</b></p><p>　　型內(nèi)金屬液面上升速度V型</p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　C-鑄件（或某段）的高度</p><p>　　-澆注時(shí)間（或澆注某段鑄件時(shí)間）</p><p>　　從理論上看，存在著V型min（防止?jié)膊坏健⒗涓艉蛫A砂

104、等缺陷）和V 型max(保證型內(nèi)排氣和防止過度紊流)兩個(gè)極限值，合適的澆注 時(shí)間τ應(yīng)滿足如下條件：存在著V型min （防止?jié)膊坏?、冷隔和夾砂等缺陷）和V型max (保證型內(nèi)排氣和防止過度紊流)兩個(gè)極限值，合適的澆注 時(shí)間τ應(yīng)滿足如下條件：</p><p>　　≤≤ (5-3)</p><p>　　對(duì)于鑄鋼鑄件，一般只核算最小上升速度，該鑄件壁厚在14-25mm，

105、相對(duì)整個(gè)鑄件而言壁厚較厚，查鑄造工藝學(xué)表3-4-7取為20mm/s,該鑄件高度約為360mm，最大澆注時(shí)間為360/20=18s。</p><p>　　根據(jù)本鑄件的壁厚特點(diǎn)，為了減少充型期間對(duì)砂型上表面的熱作用時(shí)間，防止夾砂結(jié)疤、粘砂、冷隔、澆不足等缺陷，該件選擇快澆，而且對(duì)于鑄鋼件，快澆可充分利用共晶膨脹消除縮孔縮松缺陷。</p><p>　　本鑄件質(zhì)量121Kg<250 Kg，查

106、表3-4-3，一般取12～20秒，結(jié)合本鑄件最終確定澆注時(shí)間為18秒。</p><p>　　5.3 確定澆口比及各澆道的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　5.3.1 確定澆口比</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用階梯式澆注系統(tǒng)，此種澆注系統(tǒng)為開放式澆注，根據(jù)澆道系統(tǒng)類型，初步確定澆口比為：∑S直：∑S橫：∑S內(nèi)=1:1.2:1。</p><p>

107、　　5.3.2 阻流截面積計(jì)算</p><p><b>　　由奧贊公式</b></p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　--阻流截面積 m—通過阻流澆道的金屬液質(zhì)量（kg）</p><p>　　ρ--金屬液密度，取7.8×10-3kg/cm3 --充填型

108、腔時(shí)間（S）</p><p>　　μ--澆注系統(tǒng)的流量損耗系數(shù)，對(duì)于四組元件而言取0.48 </p><p>　　ｇ--重力加速度，取9.8×10-3kg/cm3</p><p>　?。萷--充填型腔時(shí)的平均計(jì)算壓力頭高度</p><p><b>　　m計(jì)算</b></p><

109、;p>　　根據(jù)鑄件質(zhì)量和預(yù)計(jì)工藝出品率估算型內(nèi)的鋼液的質(zhì)量，該鑄件為特別重要中等件，大部分壁厚大于18mm，采用暗冒口，初步定為70%，則有</p><p>　　m型=m/70%=121×2kg</p><p><b>　　m=345.7kg</b></p><p><b>　　Hp 的計(jì)算</b><

110、/p><p>　　Hp=上層砂箱高度-鑄件上砂箱高度=400-114=286mm所以有：</p><p>　　5.3.3 各澆道的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　根據(jù)上述阻流截面的面積得到 ， 。</p><p>　　該澆注系統(tǒng)有1個(gè)主直澆道，2個(gè)分直澆道，1個(gè)橫澆道，4個(gè)底內(nèi)澆道，4個(gè)上內(nèi)澆道。</p><p>　　

111、根據(jù)鑄造手冊(cè)-鑄造工藝-表3-224得到：</p><p><b>　　主直澆道：</b></p><p><b>　　分直澆道：</b></p><p><b>　　每個(gè)分直澆道：</b></p><p><b>　　同理取</b></p>

112、<p><b>　　橫澆道：， </b></p><p>　　根據(jù)鑄造手冊(cè)-鑄造工藝-表3-225得：</p><p><b>　　底內(nèi)澆道： </b></p><p>　　根據(jù)鑄造手冊(cè)-鑄造工藝-表3-227得：</p><p><b>　　上層內(nèi)澆道：</b>

113、</p><p>　　根據(jù)鑄造手冊(cè)-鑄造工藝-表3-227得： </p><p><b>　　則實(shí)際澆口比為：</b></p><p>　　各個(gè)澆注系統(tǒng)的尺寸如圖5-1。</p><p>　　圖5-1 各澆注系統(tǒng)尺寸</p><p>　　5.4 冒口的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p

114、>　　冒口是在鑄型內(nèi)認(rèn)為設(shè)置貯存金屬液的結(jié)構(gòu)，用以補(bǔ)償鑄件形成過程中產(chǎn)生的收縮，冒口的設(shè)計(jì)的基本原則有：</p><p>　?。?）冒口的凝固時(shí)間應(yīng)不小于鑄件被補(bǔ)縮部分在凝固過程中的收縮時(shí)間；</p><p>　?。?）冒口所能提供的補(bǔ)縮液量應(yīng)不小于鑄件的液態(tài)收縮、凝固收縮和型腔擴(kuò)大量之和；</p><p>　?。?）冒口和鑄件需要補(bǔ)縮部分之間的整個(gè)補(bǔ)縮過程中

115、應(yīng)存在通道；</p><p>　?。?）冒口體內(nèi)要有足夠的補(bǔ)縮壓力；</p><p>　?。?）冒口和鑄件連接形成的熱節(jié)應(yīng)不大于鑄件的幾何熱節(jié)；</p><p>　　本鑄件最后凝固部位出現(xiàn)在中間的壁厚部分，雖然鑄件外側(cè)部位不是加工表面，但為了保證鑄件的尺寸及減少鑄造缺陷，決定在鑄件中心加冒口，由于冒口上側(cè)是澆口杯，所以選用暗冒口，并且為了能順利起摸，所以設(shè)計(jì)最終冒口

116、的形狀和尺寸如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 冒口的形狀及尺寸</p><p><b>　　5.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要確定澆注系統(tǒng)和冒口的設(shè)計(jì)，為工藝裝備的選擇做準(zhǔn)備。</p><p>　　第6章 鑄造工藝裝備的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　

117、6.1 模樣的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1.1 模樣材料的選擇</p><p>　　左誘導(dǎo)輪支架鑄件是兩件小批量手工造型生產(chǎn)，根據(jù)鑄件所要求的尺寸精度、生產(chǎn)成本、制模周期和使用壽命等考慮，采用輕便、容易加工、價(jià)格低廉的木質(zhì)模樣。其經(jīng)濟(jì)合理，使用方便，同時(shí)能滿足工藝要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量[8]。</p><p>　　6.1.2 模樣的尺寸和等級(jí)&l

118、t;/p><p>　　ZG32MnMo左誘導(dǎo)輪支架選用木質(zhì)模樣。木質(zhì)模樣的生產(chǎn)，一般由制模工人直接依照鑄造工藝圖進(jìn)行制作，很少進(jìn)行模樣設(shè)計(jì)。只需在鑄造工藝卡片上填寫模樣的結(jié)構(gòu)形式等級(jí)。</p><p>　　木質(zhì)模樣的分模面與鑄件的分型面一致。</p><p>　　根據(jù)木質(zhì)模樣和芯盒使用的次數(shù)對(duì)鑄件精度的要求不同分為三級(jí)。經(jīng)過分析，該鑄件選用Ⅱ級(jí)模樣。其原則為：</

119、p><p>　?。?）鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量有一定要求或尺寸精度和表面質(zhì)量要求不高，但均是多次使用的模樣和芯盒；</p><p>　　（2）鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高，但使用次數(shù)不多的模樣和芯盒；</p><p>　　（3）樹脂砂用模樣和芯盒，鑄件產(chǎn)量不多于5件的。（滿足以上情況之一即可選用Ⅱ級(jí)木質(zhì)模樣和芯盒）；</p><p>　　該鑄

120、件所有砂芯所要形成的部位為鑄件的側(cè)孔和內(nèi)腔，其尺寸精度和質(zhì)量要求不高，該鑄件每批僅生產(chǎn)2件，且每個(gè)芯盒使用次數(shù)不超過5次。因此選用木制模樣及芯盒是可以實(shí)現(xiàn)該鑄件的生產(chǎn)的。</p><p>　　6.1.3 木模的坯料拼接</p><p>　　木模在制造過程中，為減少其翹曲，坯料通常是由多塊木料膠合拼接而成。設(shè)計(jì)模樣結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)根據(jù)木材變形的特點(diǎn)，注意紋理排列，年輪方向，采取正反交叉拼接。多

121、層膠合時(shí)相鄰的兩層模板，應(yīng)以橫順互相處置迭放，即利用木材變形規(guī)律，使其相互制約對(duì)方的變形，達(dá)到減少或不變形的目的。 </p><p>　　各級(jí)木模坯料拼接基本形式見文獻(xiàn)[8]表2-8。</p><p><b>　　6.2 芯盒的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.2.1 芯盒材料的確定及結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　芯