蝸輪箱鑄造工藝設計,蝸輪,鑄造,工藝,設計 鑄造工藝課程設計說明書設計題目蝸輪箱工藝設計學 院年 級專 業(yè)學生姓名學 號指導教師鑄造工藝課程設計說明書I目目 錄錄1 1 前前 言言.11.1 本設計的目的、意義.11.1.1 本設計的目的.11.1.2 本設計的意義.11.2 本設計的技術要求.11.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀.11.4 本領域存在的問題.21.5 本設計擬解決的關鍵問題.22 2 設計方案設計方案.32.1 蝸輪箱結構特點及技術要求.32.1.1 零件結構特點.32.2 零件技術與質量要求.42.2.1 技術要求.42.2.2 化學成分.42.2.3 質量要求.52.3 造型方法.52.4 澆注位置的選擇.52.5 分型面的選擇.63 3 工藝設計參數(shù)及砂芯設計工藝設計參數(shù)及砂芯設計.83.1 鑄造工藝參數(shù)的確定.83.1.1 鑄件尺寸公差.83.1.2 鑄件重量公差.83.1.3 鑄造收縮率.83.1.4 機械加工余量.93.1.5 起模斜度.103.1.6 鑄造收縮率.103.1.7 最小鑄出孔及槽.103.2 砂芯設計.113.2.1 砂芯的確定.113.2.2 砂芯的固定.123.2.3 芯頭的設計.124 4 澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)設計.13鑄造工藝課程設計說明書II4.1 澆注系統(tǒng)的類型.134.2 澆注時間.144.3 澆注系統(tǒng)尺寸的確定.144.3.1 平均壓力頭的計算.144.3.2 核算剩余壓力頭.15MH4.3.3 各澆道口截面積計算.154.4 各澆道口大小.154.4.1 直澆道.154.4.2 橫澆道.164.4.3 內澆道.164.5 冒口的設計.164.5.1 冒口模數(shù)的計算.174.5.2 冒口尺寸的確定.175 5 模樣、芯盒及砂箱設計模樣、芯盒及砂箱設計.185.1 模樣及模板.185.2 砂箱的選擇.195.3 芯盒.196 6 結結 論論.21致致 謝謝.22參參 考考 文文 獻獻.23鑄造工藝課程設計說明書11 前 言1.1 本設計的目的、意義1.1.1 本設計的目的本設計的目的是對灰鑄鐵件蝸輪箱的鑄造生產過程進行鑄造工藝設計，并對設計進行優(yōu)化，通過鑄造工藝的設計最終能夠獲得合格的鑄件，讓鑄件能夠有更好的性能，從而提高使用壽命等。1.1.2 本設計的意義通過設計這一實踐性教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生獨立思考力，熟悉并系統(tǒng)地掌握鑄造工藝與工藝設備的設計方法及設計能力；學會并掌握液態(tài)成型工藝設計過程；通過所學專業(yè)知識，提高運算、設計繪圖能力及查閱技術資料的技能；培養(yǎng)學生分析、解決液態(tài)成型工藝問題的能力。1.2 本設計的技術要求（1）鑄件材質為 HT200。（2）化學成分：符合 GB/T 1173-1995 規(guī)定。（3）鑄件尺寸公差等級符合 GB/T 6414-1999 CT10 要求。1.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀在現(xiàn)代機械制造工業(yè)中，鑄造是基礎工藝之一，因此鑄造業(yè)的發(fā)展是一個國家的生產實力的重要標志?？梢哉f，在“十五”期間，我國的鑄造機械行業(yè)有了很快的發(fā)展。 “十二五”期間，乃至今后一個歷史時期，在國際、國內這兩個巨大市場需求的刺激下，鑄造仍然可以以較高的速度發(fā)展1。因為與市場需求相比，鑄造機械產品的技術水平仍然存在較大的差距，所以鑄造行業(yè)仍然存在巨大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間，這也是鑄造行業(yè)快速增鑄造工藝課程設計說明書2長難得的機遇2。1.4 本領域存在的問題面對全球，信息、技術飛速發(fā)展，機械制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化水平高速提升，中國鑄造業(yè)當清醒認識自己的歷史重任和與發(fā)達國家的現(xiàn)實差距，大膽利用現(xiàn)代科學技術及管理的最新成果，認清“只有實現(xiàn)高新技術化才能跟上時代步伐”的道理2，把握現(xiàn)代鑄造技術的發(fā)展趨勢，采用先進適用技術，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，立足現(xiàn)實又高瞻遠矚，以振興和發(fā)展中國鑄造業(yè)的累累碩果來奠定中國現(xiàn)代工業(yè)文明進程的堅實基礎。1.5 本設計擬解決的關鍵問題（1）通過讀圖，進行蝸輪箱的結構分析（2）確定蝸輪箱的澆注位置和分型面的選擇（3）進行鑄件的砂芯設計（4）蝸輪箱的鑄造工藝裝備設計鑄造工藝課程設計說明書32 設計方案2.1 蝸輪箱結構特點及技術要求2.1.1 零件結構特點蝸輪箱屬于中小型鑄件，結構較簡單，左右結構對稱。因為蝸輪箱的壁厚非均勻常，鑄造工藝比較簡單，質量要求較高。由于鑄件的內部為中空結構，所以在鑄造的過程中很容易出現(xiàn)夾砂、氣孔等缺陷，因此在確定鑄造工藝的時候，我們需要綜合考慮鑄件的結構和技術要求等各方面的因素。該鑄件所選用的材料為 HT200，鑄鐵材料容易制造出含有內腔、外形復雜的毛坯，其在鑄件生產過程中具有很高的靈活性，適用性廣泛，鑄鐵材料在液態(tài)成型鑄件的尺寸大小方面限制比較大。對于塑性比較低的鑄件，液態(tài)成型是生產其毛坯或零件的一種方法。(1) 零件名稱：蝸輪箱(2) 材料：HT200(3) 零件尺寸：504mm549mm520.5mm(4) 生產批量：大批量生產三維模型及零件圖如下圖所示。圖 2-1 蝸輪箱三維圖鑄造工藝課程設計說明書4圖 2-2 蝸輪箱零件圖2.2 零件技術與質量要求2.2.1 技術要求（1）鑄件材質為 HT200。（2）化學成分：符合 GB/T 1173-1995 規(guī)定。（3）鑄件尺寸公差等級符合 GB/T 6414-1999 CT10 要求。2.2.2 化學成分表 2-1 HT200 化學成分SiMgSZnMnCu7.5%0.35%0.5%0.3%0.35%0.2%鑄造工藝課程設計說明書52.2.3 質量要求（1）鑄件不允許存在裂紋。鑄件液態(tài)成型不允許存在氣孔、砂眼、縮松、縮孔等缺陷。（2）鑄件表面應平整，澆口、毛刺、粘砂等應清除干凈。（3）鑄件上的型砂、芯砂、粘沙等應鏟磨平整，清理干凈。（4）非加工表面上的澆冒口殘留量要鏟平、磨光，達到表面質量要求。2.3 造型方法因為蝸輪箱是一中小型鑄鐵件，結構相對簡單，成批量生產，所以采用機器造型的方法。機器造型有以下優(yōu)點，鑄件的尺寸精度相對較高，其加工表面光潔，而且生產效率高，勞動條件好，易實現(xiàn)自動化，可以節(jié)約生產成本。在造型材料方面用的是樹脂砂。2.4 澆注位置的選擇鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在型內所處的狀態(tài)和位置。由于蝸輪箱是中小型鑄鐵件，充型金屬液 HT200，澆注溫度較低冷卻較快，而且澆注位置要設置到零件的加工面上，易于清理，保證鑄件的表面質量與美觀。選定的澆注位置如下：圖 2-3 澆注位置示意圖鑄造工藝課程設計說明書62.5 分型面的選擇鑄造分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。充分分析零件的結構從而選擇出最佳的分型面，可以極大的簡化鑄造工藝、節(jié)約勞動成本，增強生產的效率，在提升鑄件質量方面起到關鍵作用。選擇分型面需要符合以下要求： （1）盡可能使鑄件全部或大部置于同一箱內，以減少錯型帶來的尺寸偏差保證鑄件尺寸精度，便于造型和合型操作。（2）在合理的情況下，盡可能的的降低分型面的數(shù)目，最好只有一個分型面，可以方便造型、合型等工藝。（3）分型面的選擇一般情況下應該選擇平面，分型面選擇平面可以極大地簡化造型總作以及模底板的制作，可以確保鑄件的精度。鑄件結構特殊的情況下，為了方便工藝設計可以選擇曲面。（4）應盡量把鑄件加工定位面和主要加工面放在同一箱內，減少加工定位尺寸的偏差。（5）盡可能使鑄件澆筑后的清理工作能夠方便容易。根據(jù)蝸輪箱的結構特點確定了以下兩種分型面分型方法。圖 2-4 分型面的選擇方案一方案一：如圖 2-4 所示，蝸輪箱從圖中可以看到沒有盡可能使鑄件全部或大部置于同鑄造工藝課程設計說明書7一箱內，不便于造型和合型操作。圖 2-5 分型面的選擇方案二方案二：如圖 2-5 所示，有以下幾個優(yōu)點：（1）分型面位于同一個平面且在鑄件最大斷面處，造型時更加的簡單方便；（2）在同一平面可以方便起模，保證鑄件質量；綜合上述二種方案的優(yōu)缺點比較，可以確定分型面依據(jù)上述方案二。鑄造工藝課程設計說明書83 工藝設計參數(shù)及砂芯設計3.1 鑄造工藝參數(shù)的確定3.1.1 鑄件尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差，蝸輪箱是大批量生產砂型鑄造、機器造型，根據(jù)鑄件尺寸大小，鑄件尺寸公差等級取 GB/T 6414-1999 CT10，尺寸公差數(shù)值為 5mm。鑄件尺寸公差數(shù)值參照如表 3-1 所示。表 3-1 鑄件尺寸公差數(shù)值（mm）鑄件基本尺寸公差等級大于到567891011121001600.620.881.21.82.53.65.07.01602500.701.01.42.02.84.05.68.02504000.781.11.62.23.24.46.29.04006300.901.21.82.63.65.07.0103.1.2 鑄件重量公差鑄件重量公差是以占鑄件公稱質量的百分率為單位的鑄件質量變動的允許值。蝸輪箱質量為 95Kg，查鑄造工藝學表 6-4 得到蝸輪箱的重量公差等級為 10 級，重量公差數(shù)值為 10%。3.1.3 鑄造收縮率為了保證鑄件尺寸精度，需要通過對鑄件的結構分析來選擇適合鑄件的收縮率。金屬液在凝固之后的冷卻過程中的收縮介于“自由收縮”和“受阻收縮” ，鑄造收縮率計算公式如 3-1 所示。%100JJMLLLK（3-1）式中 K鑄造收縮率；鑄造工藝課程設計說明書9 LM 模樣主要工作面的尺寸；LJ 鑄件尺寸。查鑄造工藝學表 6-10 得自由收縮率為 0.91.1%，受阻收縮率為 0.81.0%。蝸輪箱為 HT200 的材料，計算出收縮率為 1.0%。3.1.4 機械加工余量蝸輪箱為中小型鑄鐵件，因為采用機器造型。根據(jù)鑄造工藝學表 6-7 查得，蝸輪箱的機械加工余量等級為 G，表 3-2 為鑄件機械加工余量等級表，根據(jù)鑄件尺寸得機械加工余量為 6mm。 。表 3-2 鑄件的機加工余量列表圖 3-1 鑄件加工余量簡圖序號基本尺寸/mm加工余量等級加工余量數(shù)值/mm說明1204J7.5上表面降一級雙側加工2450G6.0側面、雙側加工397.5J4.5孔、降一級雙側加工4390G5.0底面雙側加工5180J7.5孔、降一級雙側加工鑄造工藝課程設計說明書103.1.5 起模斜度鑄件成型后，為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定的出模斜度。根據(jù)鑄造工藝學表 6-11 得鑄件起模斜度為 2。3.1.6 鑄造收縮率鑄造工藝設計時鑄造收縮率 K 可以決定模樣和芯盒的尺寸，所以要正確的選擇鑄件收縮率，鑄造收縮率 K 的定義如公式 3-1 所示： （3-1）%100JJMLLLK式中 K鑄造收縮率； LM模樣主要工作面的尺寸； LJ鑄件的尺寸。本次設計蝸輪箱材料為 HT200，屬于中小型鑄件，查下表 3-3 可得蝸輪箱的自由收縮率為 0.91.1%，受阻收縮率為 0.81.0%。收縮率均取平均值，即自由收縮率為 1%，受阻收縮率為 0.9%。表 3-3 灰鑄鐵收縮率（%）收縮率（%）鑄件種類自由收縮受阻收縮中小型鑄件0.91.10.81.0大中型鑄件0.81.00.70.93.1.7 最小鑄出孔及槽最小鑄出孔或槽的尺寸與鑄件的生產產量、合金種類、鑄件大小、孔或槽處鑄件的壁厚、孔的長度及直徑等有關。查下表 3-4 鑄件的最小鑄出孔尺寸，本設計鑄件側邊孔直徑為 24mm，比較小，選擇不鑄出。表 3-4 鑄件的最小鑄出孔尺寸（mm）鑄件材質壁厚最小鑄出孔直徑8106102025101525351520鑄鐵40501530鑄造工藝課程設計說明書113.2 砂芯設計砂芯的工用是形成鑄件的內腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位。在制作砂芯時要認真分析鑄件的內腔結構，在設計時一般要符合以下幾個基本要求：砂芯的形狀和尺寸要根據(jù)鑄件內腔結構符合鑄件地一些技術要求，砂芯在沙箱中的放置也需要根據(jù)鑄件的技術要求，砂芯還需要有足夠的強度和剛度。要確保鑄件形成過程中由于砂芯產生的氣體可以及時排出型外。3.2.1 砂芯的確定在對砂芯設計時需要符合下面幾個原則：（1）盡量減少砂芯的數(shù)量；（2）復雜的砂芯分塊設計；（3）設計砂芯時要根據(jù)鑄件型腔選擇合適的形狀，鑄型時方便填砂、排氣、安置芯骨等措施。（4）砂芯的分盒面應盡量與砂型的分型面一致；（5）便于下芯和合型；（6）多個砂芯相連需要有良好的固定。對于本次設計的零件蝸輪箱，采用樹脂自硬砂制芯，涉及不到砂芯的烘干。砂芯可以幫助鑄件成型、確保鑄件精度的關鍵因素。分析鑄件的結構，鑄件的尺寸較大，需要做一個砂芯，如圖 3-2 所示。圖 3-2 砂芯圖鑄造工藝課程設計說明書123.2.2 砂芯的固定砂芯放置在沙箱中需要固定在合理的位置，保證砂芯在金屬液的沖擊下不可以發(fā)生偏移和損壞，而且砂芯在金屬液體的浮力作用下不可以發(fā)生浮動。由于蝸輪箱的砂芯使用樹脂自硬砂，所以制出的砂芯會有很高的強度，不容易發(fā)生損壞。砂芯在沙箱中發(fā)生偏移或者浮動，鑄件將會容易產生一些損壞、缺失甚至發(fā)生較嚴重的變形從而導致鑄件作廢，因此，必須保證鑄件的砂芯在砂型之中的位置足夠的牢固。砂芯有一個垂直芯頭可以確保砂芯在型砂中牢牢固定，不發(fā)生移動。因為鑄件的內腔較簡單，在整個砂芯的固定中無需采用芯撐等結構。3.2.3 芯頭的設計芯頭是伸出鑄件型腔以外的砂芯一部分，它可以起到定位砂芯的作用。根據(jù)蝸輪箱的型腔結構，設置一個垂直芯頭和兩個水平芯頭。因為 L=520.5mm，D=126mm，根據(jù)鑄造工藝學表 6-17 可得到取間隙 S=0.5，H=45mm。鑄造工藝課程設計說明書134 澆注系統(tǒng)設計澆注系統(tǒng)是引導金屬液進入鑄型型腔的通道，如果澆注系統(tǒng)設計的不合理，可能造成鑄件夾砂、冷隔、澆不到等多種缺陷，從而使鑄件的質量大大降低。所以澆注系統(tǒng)對鑄件的質量影響非常大，容易引起各類鑄造缺陷。所以合理的澆注系統(tǒng)應滿足金屬液流動均勻平穩(wěn)，盡量消除紊流，在金屬中形成理想的溫度分布，分離金屬液中的非金屬夾雜或渣滓。澆注系統(tǒng)是包括四個基本組成部分，分別是澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道。根據(jù)鑄件的結構和鑄件材料的特點，在設計時也可以適當?shù)卦黾踊驕p少組員。澆注系統(tǒng)的設計包括對澆注系統(tǒng)類型的選擇，內澆道在鑄件位置上的選擇，對阻流截面、直澆道、橫澆道、內澆道的截面積計算，和通過各組員的界面劑對各組員大小的選擇。在對澆注系統(tǒng)的設計時需要遵循以下原則：（1）所確定的內澆道的位置、方向和個數(shù)應符合鑄件的凝固原則或補縮方法；（2）在所計算出的時間內確保金屬液進入型腔到充型完畢；（3）具有良好的阻渣能力；（4）澆注系統(tǒng)設計時要保證適當?shù)鼐彌_力，確保金屬液流入鑄型內的線速度不能夠太快了，防止產生飛濺、沖刷型壁或砂芯的不良后果；（5）在澆注系統(tǒng)設計時要確保冷鐵和芯撐不被毀壞；（6）保證在澆注時最大限度減少對金屬液的消耗，并且在澆注完畢后方便進行清理。（7）盡可能地縮中型腔體積，使造型變得更加簡單，方便制出模樣。4.1 澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)有不同的分類方式：按阻元截面積分類，可分為封閉式澆注系統(tǒng)、開放式澆注系統(tǒng)、半封閉半開放式澆注系統(tǒng)；由于蝸輪箱是鑄鐵件，根據(jù)鑄造工藝學表 7-3和 7-4 各類型澆注系統(tǒng)的特點和應用,可以知道封閉式澆注系統(tǒng)適用于非鐵合金等易氧化鑄造工藝課程設計說明書14金屬件，蝸輪箱屬于鑄鐵件，選擇封閉式澆注系統(tǒng)。 澆注系統(tǒng)根據(jù)內澆道在鑄件上的位置，可以將澆注系統(tǒng)分成頂注式、中注式、底注式和階梯注入式。本次蝸輪箱設計采用中注式澆注。 綜合上面幾點的分析可以確定蝸輪箱應該采用封閉式中注式澆注系統(tǒng)，封閉式澆注系統(tǒng)具備以下幾點優(yōu)點：封閉式澆注系統(tǒng)具有充型相對平穩(wěn)，而且對型腔沖刷能力小，發(fā)生卷氣可能性小，不容易發(fā)生氧化。中注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點：有助于進行自下而上的凝固，金屬液流入型腔比較平穩(wěn)并且?guī)椭懦颓粌鹊目諝狻?.2 澆注時間合適的繞注時間與鑄件結構、鑄型工藝條件、合金種類及選用的澆注系統(tǒng)類型等有關。每種鑄件，在已確定的鑄造工藝條件下，都對應有適宜的澆注時間范圍。由于近年來普遍認識到快速澆注對鑄件的益處，因此澆注時間比過去普遍縮短，特別是灰鑄鐵和球墨鑄鐵件更是如此。依據(jù)公式： (4-1)nAm式中 澆注時間；m鑄件或澆注金屬質量，算上澆注系統(tǒng)后和加工余量等；A系數(shù)；n系數(shù)；和鑄造工藝學表 7-5 鑄鐵、鑄鋼件的澆注時間，結合鑄件尺寸，計算澆注時間為12s。4.3 澆注系統(tǒng)尺寸的確定4.3.1 平均壓力頭的計算根據(jù)平均壓力頭計算公式計算平均壓力頭， 依據(jù)公式4-2：Hp=H0 (4-2)式中 Hp平均壓力頭；H0阻流截面以上的金屬壓力頭， 鑄件平均壓力頭H0=150mm鑄造工藝課程設計說明書15則平均壓力頭Hp為15cm。4.3.2 核算剩余壓力頭MH計算核算剩余壓力頭用到（4-3）公式： (4-3)LtgHM式中 最小剩余壓力頭；MHL直澆道中心到鑄件最高且最遠點的水平投影距離，L 取 700.5mm；壓力角的大小按照鑄造工藝學表 3-4-11 中的要求選擇，取12。則最小剩余壓力頭=60mmLtgHM由于HP=150mm，所以直澆道高度大于 60mm 即可。MH4.3.3 各澆道口截面積計算因為是蝸輪箱是鑄鐵件，選擇的是封閉式中注式澆注系統(tǒng)。根據(jù)鑄造工藝手冊表 3-178 選取： (4-2)(7 . 45 .14981281. 34 . 0107 . 228. 3223cmgHtGAPLL阻計算得：A阻：A橫澆道：A直澆道=1:1.11:1.154.4 各澆道口大小4.4.1 直澆道本次設計選取圓錐形直澆道，直澆道直徑為 60mm 因為圓錐形直澆道模制造容易、造型方便，適用于中、小型鑄件。圖 4-1 直澆道截面鑄造工藝課程設計說明書164.4.2 橫澆道根據(jù)鑄造工藝手冊表 3-178，確定 A橫=5.2cm2。查鑄造工藝手冊表 3-187，得 a=54mm,h=54mm,b=45mm。圖 4-2 橫澆道截面4.4.3 內澆道通過上面計算可以知道整個澆注系統(tǒng)內澆道的截面積是 4.7cm2，由于整個澆注系統(tǒng)有兩個內澆道，所以得到內澆道截面積為 2.35 cm2。中型鑄鐵件一般選擇截面為扁平平面的內澆道。因為扁平內澆道可以有效地防止金屬液吸渣而進入型腔內，扁平內澆道還能夠通過分散分布、增減其數(shù)目的少來有效地調節(jié)溫差和凝固順序，內澆道的入口處需要進行適當?shù)牡箞A，向型腔口型腔方向逐漸加寬的擴張式引入方法。根據(jù)鑄造工藝手冊表 3-189，a=36mm，b=27mm，h=30mm。圖 4-3 內澆道截面4.5 冒口的設計冒口作為鑄型中設計者所設計的用以儲存金屬液的型腔，具有很強的補縮效果，可以避免鑄件產生縮松、縮孔，并兼有排氣、集渣、引導充型的作用。本設計采用暗冒口，控制壓力暗冒口的體積為鑄件體積的 5%，冒口模數(shù)要大于（1.2 倍）鑄件厚實部分的模數(shù)。鑄造工藝課程設計說明書174.5.1 冒口模數(shù)的計算冒口被補縮部位的體積與散熱表面積的比值稱為模數(shù)。不管鑄件的形狀如何，只要鑄件的模數(shù)相等，其凝固時間就相等或接近。冒口模數(shù)為鑄件模數(shù)的 1.2 倍，由下列鑄件模數(shù)計算公式： Mr=1.2 (4-3)cm(/ AVM 式中 Mr冒口模數(shù)M鑄件模數(shù)；V鑄件體積；A鑄件表面積；計算得到冒口模數(shù)Mr為1.14。4.5.2 冒口尺寸的確定確定冒口尺寸的方法有模數(shù)法、三次方程法、補縮液量法、比例法、形狀因素法、熱節(jié)圓法及縮管法等。選擇模數(shù)法進行計算。已知冒口模數(shù) Mr=1.14，根據(jù)圓柱形模數(shù)的計算公式，Mr=D/6，所以有 D=6Mr=5.8cm。得到的冒口如圖 4-4 所示。圖 4-4 冒口示意圖鑄造工藝課程設計說明書185 模樣、芯盒及砂箱設計5.1 模樣及模板模樣分為上模和下模，由于蝸輪箱為大批量生產，根據(jù)鑄造工藝學表 9-1（模樣的分類）和表 9-2（常用金屬模材料、特點及應用范圍）選擇金屬模。金屬模具有表面光潔，尺寸精確，強度高，剛度大和使用壽命長等特點。適用于大量、成批生產的各種鑄件。模板由模底板、模樣、澆胃口系統(tǒng)模、加熱元件、定位元件等組成。在組合快換模板系統(tǒng)中，還包括有模板框及其定位、固定元件。模板尺寸應符合造型機的要求。模底板和砂箱、各模樣之間應有雅確的定位，模板應有足夠的強度、剛度和耐磨性，制作容易，使用方便，盡量標準化。圖 5-1 為造型模板示意圖。圖 5-1 造型模板示意圖鑄造工藝課程設計說明書195.2 砂箱的選擇按砂箱尺寸大小和重量不同分類，分為小型砂箱（內框尺寸 300mm250mm-500mm400mm，質量不超過 25kg)、中型砂箱（內框尺寸 500mm350mm1200mm900mm，質量不超過 65kg）和大型砂箱（內框尺寸大于 1200mm900mm）三類，各類砂箱各有特點和使用范圍，蝸輪箱單件重量為 95Kg，大批量生產，采用一箱四件的方式生產，單件尺寸為 504mm549mm520.5mm，上下箱高度一致，收縮率為 1%。結合實際數(shù)據(jù)，此蝸輪箱選用大型砂箱 1800mm900mm900mm。其結構示意圖如圖 5-2 所示：圖 5-2 砂型示意圖5.3 芯盒制作砂芯過程中必須用到芯盒，芯盒設計的合理與否對砂芯的質量具有關鍵作用，也會直接影響到鑄件的質量。在對芯盒的設計制作過程中必須符合下面幾點要求：（1）在設計芯盒結構時需要根據(jù)生產的批量進行相配；（2）制作出的芯盒必須具有一定的強度、剛度和耐磨性等方面優(yōu)點，從而保證設計鑄造工藝課程設計說明書20出的芯盒具有一定的使用壽命；（3）芯盒的類型選擇和尺寸要求要根據(jù)設計的砂芯形狀和尺寸進行合理設計；（4）在確保砂芯設計合理的情況下，可以通過減小芯盒尺寸等因素來降低芯盒重量，從而減輕能耗和勞動強度；（5）設計的芯盒需要方便操作，在其制作過程盡量可以簡單，降低生產成本；綜合封閉開關所使用地造型方法，因為鑄件使用樹脂砂造芯，所以選用自硬芯盒法手工制芯。其優(yōu)點可以制作方便，降低制作成本。芯盒圖結構如下圖 5-3 所示：圖 5-3 芯盒圖鑄造工藝課程設計說明書216 結結 論論本次對蝸輪箱的鑄造工藝課程設計中，借閱了許多相關書籍，仔細研究所做課題的設計過程和注意事項。通過一段時間的學習我對自己的課題更加了解，在軟件制圖上的應用方面也有了很大提升，在繪制蝸輪箱零件圖時遇到復雜結構，在聽老師講解后，成功解決了問題。分型面的選擇非常合適，易分型，澆注更充分。從澆注系統(tǒng)上分析，采用中間注入封閉式澆注系統(tǒng)，其具有阻渣性能好，不易吸氣，內澆道易清理，金屬消耗少，不易氧化，金屬澆注平穩(wěn)且不噴射等優(yōu)點。把直澆道放置于靠近砂箱內壁處，便于澆注。設置出氣孔，其主要目的是降低型腔內壓力，使整體砂芯和砂型有良好的排氣環(huán)境。經分析此方案選用的參數(shù)合理，澆注系統(tǒng)設計優(yōu)良和有可行性。整個設計總結為以下工序。（1）設計方案（2）工藝設計參數(shù)及砂芯設計（3）澆注系統(tǒng)設計（4）模樣、芯盒及砂型設計鑄造工藝課程設計說明書22致 謝在本次鑄造工藝課程設計中，得到了材料科學與工程學院朱永長教授的具體指導，解決了在設計過程中遇到的主要困難工作。鑄造工藝課程設計說明書23參 考 文 獻1 王文清, 李魁盛. 鑄造工藝學M. 北京: 機械工業(yè)出版社. 2002.2 李魁盛主編. 鑄造工藝設計基礎M. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1981.3 沈永華,潘東杰,黃列群.高強度灰鑄鐵的研究進展J.材料科學與工程,2000:138-142.4 葉榮茂. 鑄造工藝課程設計手冊M. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學出版社, 1995.5 石德全造型材料M北京：北京大學出版社. 2009, 9: 184-222.6陸文華，李隆盛，黃良余鑄造合金及熔煉M. 北京：機械工業(yè)出版社. 2012, 8: 262-278.蝸輪箱 鑄造工藝設計 鑄 造 工 藝 卡 111 HT200 共1頁 第1頁 產品名稱 蝸輪箱 每臺件數(shù) 2 澆冒口重 25kg 零件圖號 A3 每型件數(shù) 2 每型金屬液 240.2kg 零件名稱 蝸輪箱 凈 重 95kg 活塊數(shù) 0 材 質 HT200 毛 重 120.1kg 芯 盒 數(shù) 2 準 備 　砂　　　 箱 砂芯數(shù)量 2個 上箱 1800mm×900mm×450mm 1#芯盒 780mm×750mm×150mm 下箱 1800mm×900mm×450mm 2#芯盒 690mm×750mm×150mm 備 砂 型 砂 樹脂砂 芯 砂 650樹脂砂 涂料 樹脂砂 造 芯 設 備 混砂機 硬化方法 CO2 造 型 設 備 震實臺 硬化方法 自硬 易割冒口數(shù) 0 直澆道尺寸 Φ60 橫澆道尺寸 Φ54 內澆道尺寸 Φ32 直澆道數(shù)量 1 橫澆道數(shù)量 2 內澆道數(shù)量 4 合 箱 合箱至澆注時間 ≤ 24h 澆注溫度 1380℃ 開箱時間 1.5h 工藝要求要求及操作要點： 1. 鑄造收縮率為1%； 2. 未注拔模斜度均為2°； 3. 上下面加工余量4.5-7.5mm； 4. 下箱芯頭四周均向內斜15mm； 5. 鑄件單向澆注。