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1、目 錄1 緒論12 結構分析22.1立柱的結構分析和功用22.1.1立柱的功用22.1.2 立柱的結構分析22.2審圖及校核23 工藝方案分析33.1 鑄造工藝方案中澆注位置和分型面的確定原則33.1.1 澆注位置的確定原則33.1.2 分型面的確定原則33.2 工藝方案的分析和確定43.2.1 方案一：以立柱導軌背面為分模面（樹脂砂造型）43.2.2 方案二：以立柱導軌的中心對稱線為分模面（樹脂砂造型）44 工藝參數(shù)54.1鑄件最小鑄出壁厚54.2 機械加工余量54.3 最小鑄出孔和槽74.4 不鑄出面74.5鑄造收縮率74.6 冷鐵放置計算84.7 分型負數(shù)的選擇94.8 拔模斜度94.9

2、鑄件在砂箱內冷卻時間95 砂芯及砂型設計115.1 砂芯設計115.1.1 芯頭設計115.1.2 排氣設計115.1.3 分芯原則115.1.4 分芯方案125.2 外模設計126 澆冒口系統(tǒng)設計136.1 澆注系統(tǒng)的概述和作用136.2 澆注系統(tǒng)的組成及其各自作用136.3澆注系統(tǒng)的設計146.4出氣孔設計176.4.1出氣孔的作用及設置原則176.4.2出氣孔的分類及尺寸187 砂箱的設計197.1 砂箱尺寸的確定19參考文獻致謝附錄1緒論1 緒論鑄造業(yè)發(fā)展簡介鑄造是一種古老的制造方法，在我國可以追溯到6000年前。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，鑄大型鑄件的質量直接影響著產品的質量，因此，鑄造在機

3、械制造業(yè)中占有重要的地位。鑄造技術的發(fā)展也很迅速，特別是19世紀末和20世紀上半葉，出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法，如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續(xù)鑄造等，在20世紀下半葉得到完善和實用化2。由于現(xiàn)今對鑄造質量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高，鑄造技術向著精密化、大型化、高質量、自動化和清潔化的方向發(fā)展，例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續(xù)鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發(fā)展迅速。中國鑄造工藝裝備同先進國家相比還有一定差距。20世紀90年代以前，鑄造模具的設計使用計算機的很少，制造也主要以普通萬能設備為主1。進入90年代，巨大的市場需求，特別是汽車、摩托車業(yè)的快速發(fā)展，

4、極大地推進了中國鑄造模具業(yè)的發(fā)展。同時隨著合資和獨資企業(yè)的介入，國外先進的模具設備和制造技術的引進，促使國產鑄造模具設計和制造技術水平逐步提高，一些企業(yè)已經具備設計和制造大型精密模具的能力。設計目的及意義 根據(jù)XK713型機床立柱設計圖紙編制生產其鑄件的鑄造工藝圖，設計說明書，并繪制外模圖。通過本次設計培養(yǎng)學生接受實際任務后，綜合運用所學知識，積極查找有關資料和各類手冊，尋找解決問題突破口和確定解決問題方法的能力。同時在解決問題過程中培養(yǎng)進一步學習新知識的能力，培養(yǎng)獨立思考，獨立工作，分析和解決實際問題的能力。通過提供零件鑄造工藝圖和設計說明書，提高歸納總結，機械制圖等綜合能力。設計原理及條件

5、金屬鑄件包括鑄鐵件（灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件）、鑄鋼件（碳鋼鑄件、合金剛鑄件、高錳鋼鑄件）和非鐵合金鑄件（鋁合金鑄件、鎂合金鑄件銅合金鑄件）4。機床立柱鑄件為灰鑄鐵件，本設計詳細介紹了該鑄件的鑄造工藝過程、包括分型面選擇、砂芯設計、澆注系統(tǒng)設計、出氣孔設計和砂箱尺寸設計。機械工程學院 92 結構分析2.1立柱的結構分析和功用 2.1.1立柱的功用 立柱是用地角螺栓固定于地基上，溜板箱沿著立柱的導軌上下移動，從而對固定在工作臺上的工件進行加工3。 2.1.2 立柱的結構分析 立柱的兩條導軌在立柱的兩側，它是立柱的工作部位，屬于重要部分，溜板箱在其上做上下運動。其要求的加工精度較高，所以立

6、柱的導軌所在的平面為重要平面。因此，設計時應首先考慮重要平面的位置，應盡量放在下箱或側面。2.2審圖及校核 （1）主視圖中兩側導軌內側上部帶螺紋孔凸臺處兩側實線去掉，下部帶螺紋孔凸臺處兩側實線去掉。相應的剖面CC視圖，俯視圖中凸臺處各刪掉一條邊，理由是凸臺兩側易出現(xiàn)薄的夾砂，在澆注過程中易燒結、裝配時易掉砂。 （2）剖面BB視圖中，立柱兩側下部筋板應為直筋板，將拐角去掉，否則不能撤料。 （3）剖面CC視圖中導軌處不應標75，因為視圖和剖面DD視圖中已在相應的位置標識了15。（4）立柱中部四個透門與內部筋板在俯視圖中應分隔開，并未連在一起，且內部筋板為長條狀，中間未斷開，應連在一起。（5）從右視

7、圖可知剖面DD并未剖到立柱四周的縱向筋板，故立柱兩側縱向筋板在剖面DD視圖中不應打剖面線。（6）從主視圖上看立柱底座前部兩側為毛坯面，不加工，故P向視圖中相應位置應無加工符號。3工藝方案分析3 工藝方案分析3.1 鑄造工藝方案中澆注位置和分型面的確定原則 3.1.1 澆注位置的確定原則 a) 澆注時主要加工表面，主要工作面和受力面應盡量放在底部和側面，以防止產生砂眼，氣孔，夾渣等缺陷。b) 對于凝固體收縮較大的鑄件合金，應滿足順序凝固的原則，鑄件厚實部分應盡可能置于上方，利于冒口補縮。c) 應有利于砂芯的定位，固定和排氣，盡量避免摽芯和懸臂砂芯。d) 大平面應置于下部或傾斜位置，以防夾砂等缺陷

8、，有時為了方便造型，可采用“橫做立澆”“平做立澆”的方法。e) 鑄件的薄壁部分應置于鑄件的底部或側面，以防澆不到冷隔等缺陷。f) 在大批量生產中，應使鑄件的飛翅，毛刺最少與易于清除。 g) 要避免厚實鑄件冒口下面的受力面產生偏析。h) 盡量使冒口置于加工面上，以減少鑄件清理工作量。 3.1.2 分型面的確定原則分型面是指上半鑄型和下半鑄型的分界面，它往往也是模樣的分模面。在確定鑄件分型面的同時，實際上也確定了鑄件在砂箱中的位置（即澆注位置），因此，分型面的選擇對鑄件的質量和整個生產過程影響很大，是鑄造工藝是否合理的關鍵問題之一。確定分型面的原則有如下幾條：a) 盡量將鑄件的全部或大部分放在同一

9、箱內，以減少錯型和不便驗型造成的尺寸偏差；b) 盡量將加工定位面和主要加工面放在同一箱內。以減少加工定位的尺寸。c) 盡量減少分型面數(shù)量，在機器造型中一般采用一個分型面。d) 在機器造型中應盡量不使用活塊，必要時用砂芯取代模樣打活動料。e) 盡量減少砂芯數(shù)量。f) 盡量使分型面是平面，必要時也可不做成平面。g) 為了方便起模，分型面應在鑄件的最大截面處，對于較高的鑄件應盡量使鑄件在一箱內不宜過高。h) 在大量生產時，分型面的選擇應有利于鑄件的整理。i) 選擇分型面應考慮到造型的不同。高壓造型與射壓造型相比砂型緊實度較高。狹小吊砂處易損壞，故在高壓造型中應避免狹小吊砂。該鑄件的導軌面為重要表面，

10、根據(jù)以上原則應放于砂箱底面或者側面。采用本方案應將導軌面放在側面，分型面選擇中位面處，這樣選擇的優(yōu)點是不需出立柱地腳螺栓處斜筋板的芯子，節(jié)省芯盒，缺點是澆注系統(tǒng)不加考慮的話會造成導軌溫度不均，為避免這種情況的發(fā)生需對兩導軌同時澆注。澆注和分型面的具體位置見鑄造工藝圖。3.2 工藝方案的分析和確定 3.2.1 方案一：以立柱導軌背面為分模面（樹脂砂造型）該鑄件的導軌面為重要面應放在下箱或側面，采用方案一將鑄件放在一個砂箱內，從而保證導軌的質量。這樣可以減少錯箱和加工定位尺寸，但是地腳筋板處起模困難需要從工藝上出芯子加以處理。 3.2.2 方案二：以立柱導軌的中心對稱線為分模面（樹脂砂造型） 該鑄

11、件的導軌面為重要表面，應放在下箱或側面，采用方案二應將其放在沙箱側面?？梢员ＷC導軌的質量，同時避免立柱地腳筋板處出芯子，由外模直接帶出。靠型內定位及模型制做準確度來減少錯箱的傾向。需在澆注系統(tǒng)加以考慮，否則會造成上下導軌在澆注過程中溫度不同從而導致硬度不同。本設計采用方案二。4工藝參數(shù)4 工藝參數(shù)4.1鑄件最小鑄出壁厚合金液的流動性，鑄件的輪廓尺寸和鑄造方法，決定了合金液的充型能力。為了避免鑄件澆不足和冷隔等缺陷，應要求鑄件壁厚不小于最小壁厚。對于砂型鑄造各類鑄造合金鑄件的最小壁厚可參考表1。鑄件的內壁厚度應小于外壁厚度。表1 砂型鑄件最小壁厚 （單位：mm）鑄件材質鑄件輪廓尺寸鑄鋼灰鑄鐵球墨

12、鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金鎂合金銅合金200200200200500500500500810121520661015206125834633568根據(jù)表1以及所給已知條件：最大外形尺寸為1130410525mm，且材質為HT250，由工藝圖知鑄件最小壁厚為15mm，所以符合上表中砂型鑄件最小壁厚為15mm20mm的要求。4.2 機械加工余量GB/T64141999鑄件尺寸公差與機械加工余量中規(guī)定，機械加工余量值應根據(jù)最終機械加工后成品零件的最大輪廓尺寸和相應的尺寸范圍選取1。鑄件的某一部位在鑄態(tài)下的最大尺寸應不超過成品尺寸和要求的加工余量及鑄件總公差之和。當有斜坡時，斜度值應另加考慮。機械加工余量值由

13、精到粗分為A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，J和K共10個等級（見表2）。推薦用于各種鑄造方法和鑄造合金鑄件的RMA等級列表3中，它僅供參考。要求的機械加工余量應按下列方式標注在鑄件圖或技術文件中：a）用公差和要求的機械加工余量代號統(tǒng)一標注，例如：對于輪廓最大尺寸在2500-4000mm范圍內的鑄件，要求的機械加工余量等級為G，要求的機械加工余量為7mm，（同時鑄件的一般公差為GB/T6414-CT12），標注為： GB/T6414-CT12-RMA7（G）b）采用非標準加工余量時，應在鑄件圖樣上所需部位直接標出。檢驗與評定時，當鑄件實際測量尺寸位于鑄件基本尺寸所要求的公差帶范圍內時，應認為鑄件

14、的加工余量合格。表2要求的機械加工余量（RMA）（GB/T64141999）最大尺寸要求的機械加工余量等級ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.55710141

15、00016000.711.422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571015204000630011.422.845.581116206300100001.11.52.234.569121724表3 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級方法要求的機械加工余量等級鑄件材料鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合 金砂型鑄造手工造型GKFHFHFHFHFH砂型鑄造機器造型和殼型EHEGEGEGEGEG金屬型（重力和低壓鑄造）DFDFDFDFDF壓力鑄造BDBD熔模鑄造EEEEE該鑄型為手工造型，材料為HT

16、250，加工余量等級為FH，工件尺寸為1130410525mm，其中最大尺寸為1130mm，由表22查得在10001600范圍加工余量范圍為48mm。又結合實際，導軌面為重要面加工余量取7mm，鑄件側面凸臺加工余量取3mm,放在上箱的導軌側面為加工面，考慮到浮渣，所以加工余量應取9mm。具體見工藝圖。4.3 最小鑄出孔和槽機械零件上往往有許多孔、槽和臺階，一般來說，應盡可能在鑄造時鑄出1。這樣既可以節(jié)約金屬，減少機械加工的工作量，降低成本，又可使鑄件壁厚比較均勻，減少形成縮孔，縮松等鑄件缺陷的傾向。但是，當鑄件上的孔、槽的尺寸太小，而鑄件的壁厚又較厚和金屬壓力頭較高時，反而會使鑄件產生粘砂，造

17、成清鏟和機械加工困難；有的孔、槽，為了把它們鑄出，必須采用復雜而且難度較大的工藝措施，而實現(xiàn)這些措施還不如用機械加工的方法制出更為方便和經濟；有時由于孔距要求很精確，鑄出的孔如有偏心，就很難保證加工精度。因此，在確定零件上的孔和槽是否鑄出時，必須既考慮到鑄出這些孔或槽的可能性，又要考慮到鑄出這些孔或槽的必要性和經濟性。表4 鑄鐵件和非鐵合金鑄件最小鑄孔尺寸（單位：mm）鑄件材質壁厚最小孔徑鑄鐵8106102025101540501530501003550鋁合金、鎂合金20銅合金25 因該工件材料為HT250，基本壁厚為15mm，導軌處壁厚為44mm，所以選取壁厚處在4050mm之間，由表4可得

18、，最小鑄出孔直徑選15mm。本設計中螺紋孔，地腳螺釘孔等都為不鑄出孔，在鑄造工藝圖上已用紅線標出。4.4 不鑄出面如立柱底座處的小凹槽。4.5鑄造收縮率鑄件在凝固和冷卻過程中，體積一般要收縮。金屬在液態(tài)和凝固過程中的收縮量以體積的改變量表示，成為體收縮。在固態(tài)下的收縮量常以長度表示，稱為線收縮。由于鑄件的固態(tài)收縮（線收縮）將使鑄件各部分尺寸小于模樣原來的尺寸，因此為了使鑄件冷卻后的尺寸與鑄件圖示一致，則需要在模樣或芯盒上加上其收縮的尺寸。加大的這部分尺寸稱為鑄件的收縮量，一般用鑄件收縮率表示，可用下式求出： 鑄件收縮率式中：-模樣尺寸 ；-鑄件尺寸。在制造模樣時，為了方便起見，常用特別的“收縮

19、尺”或“鑄模尺”。收縮尺的刻度比普通刻度長，其加長的尺寸稱為收縮量。根據(jù)實際需要，可做成0.8%，1%，1.5%，2.0%等各種比例的收縮尺，以供選用。表5 幾種合金的鑄造收縮率合金種類鑄件收縮率 %自由收縮受阻收縮灰鑄鐵 中小型鑄件 中大型鑄件 特大型鑄件筒形鑄件 長度方向 直徑方向1.00.90.80.90.70.90.80.70.80.5孕育鑄鐵 HT 2547 HT 3054 HT 35611.01.01.50.80.81.0白口鐵1.751.5由于鑄件材料為HT250，最大外形輪廓尺寸為1140422525mm，鑄件為中型鑄件，且為自由收縮，根據(jù)表5和生產經驗。收縮率應該確定為1%

20、。4.6 冷鐵放置計算為了保證厚大部位重要表面的質量，防止產生縮孔等缺陷，提高導軌硬度，需在導軌處放置外冷鐵激冷5。冷鐵尺寸=粗大部位尺寸（0.250.4）該工藝中導軌為粗大部位，應放置冷鐵，根據(jù)導軌尺寸得：冷鐵尺寸=44mm(0.250.4)=1117mm取中間尺寸15mm，選取1540100mm規(guī)格的石墨冷鐵。4.7 分型負數(shù)的選擇起模后的修型和烘干會引起砂型變形，致使分型面凹凸不平，使合型不嚴密。為防止?jié)沧r從分型面跑火，合型時應在分型面上放耐火泥條或石棉繩1，這就增高了型腔高度。為了保證鑄件尺寸符合圖樣尺寸要求，模樣上必須減去相應的高度，減去的值稱為分型負數(shù)。確定分型負數(shù)，應該注意下述

21、幾點2：a）若模樣分成對稱的上、下兩半，則上、下半模各取分型負數(shù)的一半，否則，分型負數(shù)放在上半模樣。b）多箱造型時，每個分型面都要放分型負數(shù)。c）自硬砂型和濕型一般不放分型負數(shù)，但是砂型平面大于1.5m2時，也放分型負數(shù)，其值小于表中的數(shù)值。d）在分型面上的砂芯間隙不能比分型負數(shù)小。表6 模樣的分型負數(shù)（單位：mm） 砂箱長度分型負數(shù)a干 型表干型100021100120003220013500433501500054500076根據(jù)后續(xù)設計的砂箱長度2000mm，且型砂為自硬型樹脂砂，屬表干型，由表6查的分型負數(shù)為2。因鑄件對稱地放置在上下箱中，故分型負數(shù)上下箱各取1。4.8 拔模斜度為了在

22、造型和制芯時便于起模而不致?lián)p壞砂型和砂芯，應該在模樣或芯盒的出模方向帶有一定的斜度。如果零件本身沒有設計出相應的結構斜度時，就要在鑄型工藝設計時給出拔模斜度。模樣的起模斜度，應不致使鑄件超出尺寸公差。該鑄件高度為525mm，起模斜度可選1：100。4.9鑄件在砂箱內冷卻時間表7 中小型鑄鐵在砂型中內的冷卻時間鑄件的重量/kg55-1010-3030-5050-100100-250250-500500-1000鑄件的壁厚/mm812182530405060冷卻時間/min20-3025-4030-6050-10080-160120-300240-600480-720鑄件重量為352.8kg,主要

23、壁厚為44mm，由表7查得此鑄件在砂型內的冷卻時間為240600min，即4h10h。該鑄件壁厚較大、結構復雜，因此冷卻時間選取9h。5砂芯及砂型設計5 砂芯及砂型設計5.1 砂芯設計砂芯設計，主要包含芯頭設計、砂芯排氣設計等。必要時，還需有選用及安置芯撐的設計。本方案共有三個砂芯，分別為X1、X2、X3，需分別對其進行設計。5.1.1 芯頭設計砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。對于垂直砂芯，為了保證其軸線垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭長度或者采用摽芯的方式。以承受砂芯的重力和金屬液的浮力。芯頭與芯座之間應有適宜的間隙，以使砂型與砂芯的裝配方便，但又能確保金屬件的尺寸、精度；當芯子有方向

24、性要求時，應在芯頭上做定位角。5.1.2 排氣設計濕砂芯，干砂芯和自硬砂芯在澆注過程中，其粘合劑及表面中的有機物要揮發(fā)、分解、燃燒（氧化反應）、短時間內放出大量氣體，以及水分蒸發(fā)6。如果這些氣體不能及時排出型外，一旦鉆入金屬液體，就很可能留在里面而使鑄件產生氣孔。因此，在設計，制造砂芯及下芯，合箱的整個過程中，應十分重視砂芯的排氣。一定要讓澆注時砂芯中產生的氣體能夠及時地從芯頭排出鑄型外。芯子的排氣一般都是用蠟線或尼龍管做排氣孔引氣，將蠟線或尼龍管埋入砂芯中，在做好砂芯后，尼龍管充當砂芯中排氣孔道。最終從芯頭排出；若芯子沒有出芯頭，則可在芯子與鑄型分芯處，擺放一圈防火泥通過排氣孔引出。5.1.

25、3 分芯原則首先，先對芯子的分類做個簡單的了解。芯子分三類，即普通芯子（用X1等編號表示），置于砂芯中的NX，及預先粘到砂型上的SX三類。其中NX和SX是在特定情況下才用到的；NX應用在當一個芯子中間有凸臺等難撤料部位時，采用NX處理；SX用在當芯子較小，與砂型直接相接且粘上后不影響其它芯子下芯時，就預先粘到砂型的相應位置上，有定位準確，下芯便捷的優(yōu)點。 其次，分芯的一般原則：a) 砂芯的填砂面應寬敞，以便于造芯時填砂，舂砂，安放芯骨，及有利于采取排氣措施。b) 砂芯在烘干時的支承面最好是一個比較大的平面，以便于放置在平的烘干板上烘干。c) 一個砂芯分成兩半時，應盡量沿著砂型的分型面分開。這樣

26、可使砂芯的拔模斜度與模樣的斜度一致，保證鑄件壁厚均勻。d) 便于下芯合箱，保證鑄件的精度。e) 鑄件上位置精度要求高的部位，應盡可能用一個砂芯形成。f) 尺寸過大的砂芯，為了方便制芯下芯或者為了解決車間起重量不夠的困難，可將大砂芯分成數(shù)個較小的砂芯。g) 將砂芯由大分小時，應保證每個小芯應有足夠的強度和剛度。另外，關于芯撐要求如下：砂芯在鑄型中主要靠芯頭固定。但有時砂芯無法設置芯頭或只能靠芯頭固定難以保證砂芯穩(wěn)固。因此，在生產中常采用芯撐來加固，以起到輔助支撐作用。為了使芯撐良好地同鑄件焊合及不引起氣孔缺陷，使用芯撐時必須注意：a）芯撐材料的熔點應該比鑄件材質的熔點高，至少相同。因此，對于鑄鐵

27、件用低碳鋼或鑄鐵芯撐；有色金屬鑄件用與鑄件相同的合金材料做芯撐。 b）金屬液體未凝固前，芯撐應有足夠的強度，不得過早熔化而喪失支撐作用；在鑄件凝固過程中，芯撐須與鑄件很好地焊合。因此芯撐的重量不能過小或過大。 c）芯撐表面最好鍍錫。使用時，芯撐表面應無銹、無油、無水、無空氣。同時芯撐在放入鑄型之后，要盡快澆注，特別是濕型，以免芯撐表面因凝聚水氣而引起氣孔及焊合不良。 d）應盡量將芯撐放置在鑄件的非加工面上或不重要的表面上。 e）為了防止芯撐陷入砂型、砂芯（特別是濕型、濕芯）而造成鑄件壁厚不均，必要時，可在芯撐端面墊以面積較大的鐵片、干砂芯、或耐火磚。 f）重要面不得以要用芯撐,只能用鑄鐵芯撐,

28、最好設計成不用芯撐。 g）對有防滲漏要求的面，不得已使用芯撐時，芯撐與低熔點材料防滲盒一起使用。5.1.4 分芯方案根據(jù)已確定的工藝方案及分芯原則，砂芯設計情況具體如下:X1(見工藝圖標示)是形成立柱中部空腔的芯子，立柱兩側兩個60的孔由X1直接帶出，立柱后面10個80的孔也由X1直接帶出。采用吊芯法對其固定，芯子和外模引尼龍管導氣。下箱間隙為1，上箱間隙為2，主要防止合箱時將砂子碰落，最后造成缺陷。X2(見工藝圖標示)是形成導軌內側空腔的芯子，下X2時，由于被X1導軌處凸出部位阻擋，因此采用后填砂的方法?？刹捎玫跣緦ζ涔潭?，芯子和外模引尼龍管導氣。X3(見工藝圖標示)是形成立柱底座處空腔及兩

29、側透門的芯子，由于下芯時先下X1,而X1的凸出部位將X3擋住，使X3無法下芯，因此在下箱設置一個后填砂工藝。即在下箱形成一個比X3芯頭大的空隙，使其繞過X1的凸出部位下進去，然后將多余的空間用型砂填上。5.2 外模設計所謂外模設計也即形成工件外表面的木模的設計過程，它主要從以下幾方面考慮：a) 加工余量；b) 透門處由芯子帶出還是由外模帶出，若由芯子帶出是否出芯頭及芯頭尺寸；c) 凸臺及牙邊等難撤料部位應采用活塊處理；d) 與外部表面相關的不鑄出孔不鑄出面；e) 外表面上的螺絲窩及拐角等部位芯頭尺寸。機械工程學院 196澆冒口系統(tǒng)設計6 澆冒口系統(tǒng)設計6.1 澆注系統(tǒng)的概述和作用澆注系統(tǒng)是砂型

30、中引導液態(tài)合金流入型腔的通道。生產中常常因澆注系統(tǒng)設計安排不當造成：砂眼、夾砂、粘砂、夾渣、氣孔、鐵豆、抬箱、縮孔、縮松、冷隔、澆不足、變形、裂紋、偏折等鑄造缺陷。此外，澆注系統(tǒng)的好壞還影響造型和清理工作的繁簡，砂型的體積大小和型砂的耗用運輸量，非生產性消耗的液態(tài)合金用量等等。所以，澆注系統(tǒng)與獲得優(yōu)質鑄件，提高生產效率和降低鑄件成本的關系是密切相聯(lián)的。因此對澆注系統(tǒng)的設計必須慎重認真。澆注系統(tǒng)除導入液態(tài)合金這一基本作用外，正確的澆注系統(tǒng)還應具有以下功能和注意事項： a）使液態(tài)合金平穩(wěn)充滿砂型，不沖擊型壁和砂芯，不產生激濺和渦流，不卷入氣體，并順利地讓型腔內的空氣和其他氣體排除型外，以防止金屬過

31、渡氧化及產生砂眼、鐵豆、氣孔等缺陷。 b）阻礙夾雜物進入型腔，以免在鑄件上形成渣孔。 c）起一定的補流作用，一般是在內澆道凝固前補給部分液態(tài)收縮。 d）讓液態(tài)合金以最短的距離，最合宜的時間充滿型腔，并有合適的型內液面上升速度，得到輪廓完整清晰的鑄件。 e）充型流股不要正對冷鐵和芯撐，防止降低外冷鐵的激冷效果及表面溶化，造成鑄件壁變化。6.2 澆注系統(tǒng)的組成及其各自作用常用的澆注系統(tǒng)大多由澆口杯（澆口盆或外澆口）、直澆道、橫澆道、內澆道等部分組成。其各自作用分別為6：澆口杯：承接金屬液，避免金屬液飛濺，并將其導入直澆道，防止液流直接沖入直澆道。一般澆口杯容積較大，當儲存有足夠的金屬液量時，還可以

32、減少或消除在直澆道頂面產生水平旋渦，防止熔渣、夾雜物和氣體卷入直澆道的危險。直澆道：引導澆口杯中的金屬液進入橫澆道，建立起足夠的壓力頭，將金屬液在重力作用下克服流動阻力，及時充滿型腔和防止鑄件產生侵入性氣孔。橫澆道：除了將金屬液引入內澆道外，主要是撇渣（澆口杯往往起不到很好的撇渣作用）。因此，它應有一定的高度和長度。封閉式澆注系統(tǒng)一般要求橫澆道為窄、高形的橫截面，它的高度應為內澆道高度的46倍，以使內澆道的吸動作用達不到橫澆道的頂面，避免將浮渣吸入鑄件。橫澆道的末端長度應距最后一道內澆道的距離不少于75mm。內澆道：控制金屬液流入型腔的速度和方向，調節(jié)鑄件各部分的溫差。另外，澆注系統(tǒng)還有澆口窩

33、組成。對金屬液具有緩沖作用，能縮短直橫澆道拐角處的紊流區(qū)，改善橫澆道內的壓力分布。其底部要放干砂芯片或耐火磚塊，可防止沖砂。內澆道位置設置的通則：a）凝固體收縮率大的、且壁厚差大的鑄件，內澆道開設在設有冒口的厚壁處，最好進入冒口，以形成順序凝固。b）凝固體收縮率小的、且壁厚差大的鑄件，內澆道應分散地開設在薄壁處和次薄壁處，不開設在鑄件的熱節(jié)和冒口的根部，以有利于鑄件的凝固。c）內澆道不應開設在靠近有芯撐或冷鐵的部位。即使需要開在有外冷鐵的部位，也需加厚冷鐵和采用鋼、銅或石墨冷鐵。d）內澆道應有利于平穩(wěn)、快速充型和排氣、排渣，不嚴重沖刷砂型和砂芯，能盡量縮短金屬液在型腔中的流程。e）內澆道盡可能

34、開在分型面上，但對有一定高度的鑄件，最好采用底注式或階梯式澆道。f）內澆道與鑄件的接合處的厚度，對凝固體收縮率大的合金，一般應不厚于鑄件壁厚的1/2，最多不超過2/3。6.3澆注系統(tǒng)的設計表8 灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)各組元的截面積比和應用范圍類型Ag：Aru：As應用范圍封閉式1:1.5:21:1.2:1.41:1.1:1.151:1.06:1.111:1.25:1.5大型鑄件中、大型鑄件中、小型鑄件薄壁件和濕型生產的小鑄件用樹脂砂生產的鑄件半封閉式1:(1.31.5):(1.11.2)1:1.4:1.21:1.5:1.1中、小型鑄件重型機械鑄件表干型生產的鑄件注：Ag：內澆道總面積 Aru：橫澆道

35、總面積 As：直澆道總面積由已知條件：本零件是用樹脂砂生產的鑄件，并且為封閉式，根據(jù)表8，選取內澆道，橫澆道與直澆道的總截面積比為5：Ag：Aru：As=1：1.25：1.5。用鑄件重量，壁厚確定內澆道的總截面積：Ag。零件材料HT250，壁厚等于44mm，重量為294kg，再加上澆注系統(tǒng)質量29420%58.8 kg，總重量為294+58.8352.8 kg。根據(jù)表9可查得當鑄件壁厚為4060cm2。所以選取Ag9cm2。本方案設有一個內澆道和兩個陶管內徑20（見工藝圖）。內澆道面積Ag(內澆道總面積-兩陶管截面積)/內澆口數(shù)量(9-23.1412) /2=1.36cm2，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，選取

36、Ag= 1.5cm2。，為了制造簡單及防止內澆口處發(fā)生沖砂現(xiàn)象，一個澆口選用型內澆口，其形狀如圖：圖6-1 內澆道橫截面表9 灰鑄鐵件內澆道總截面積Ag鑄件重量G/kg鑄件壁厚/mm5510101515252540406060100Ag/mm2130.80.80.60.8351.61.61.22.21.22.01.21.85102.01.83.01.62.61.62.41.22.210152.62.43.72323.21.82.715204.03.84.23.23.633.42.72.820405.04.45.2453.64.23.24.040607.25.87.05.66.45.26.04.

37、25.060100786.57.46.26.55610015081281088.667.66150200101591291078.87.52002501318121410119.410830040015231315.41213101292000300054603450303428322428橫澆道總面積為：Aru1.25Ag=11.25cm2表10 橫澆道尺寸363840442930.5323511.51314.417.4363840452930.532364345.548541415.517.321.835363840282930.53252.554576016.517.319.520.6已

38、知：Aru11.25 cm2與11.5 cm2接近，所以根據(jù)表10選取橫澆道尺寸如下圖所示： 圖6-2 橫澆道的形狀 圖6-3 橫澆道橫截面 直澆道總面積為：As1.5Ag=13.5cm2表11 直澆道尺寸 D端面積Ascm2Dmm直澆道每厘米長重量 9.612.615.919.6354045504345474850525355575860624005006004005006004005006004005006000.0690.0920.0170.144已知：直澆道As13.5 cm2，且鑄件高度的一半為262.5mm,所以選用D端面積As12.6 cm2的D40mm, 50mm，500mm類

39、型的直澆道。是根據(jù)實際選擇，上箱高度（600mm） 100mm上模鑄件高度（262.5mm）600mm100mm262.5 mm437.5 mm取整500mm其尺寸及結構如鑄造工藝圖。6.4出氣孔設計6.4.1出氣孔的作用及設置原則出氣孔用于排出型腔中的氣體，改善金屬液充填能力、排除先充填到型腔中的過冷金屬液與浮渣，還可以作為觀察充滿型腔的標志。出氣孔一般設在鑄件按澆注位置的最高點及容易產生氣阻（窩氣）的法蘭、上平面、筋板、凸臺與暗冒口等處。出氣孔根部直徑（或厚度），不應大于設置處鑄件厚度的1/2，間接出氣孔的直徑可大些。要防止因出氣孔尺寸過大，導致鑄件形成熱節(jié)，以致產生縮孔。如果沒有明冒口，

40、雖然砂型能透氣，但對金屬液的快速充型，它是無法將型腔內的氣體及時排出型外，因此，通常認為出氣孔根部總截面積至少應與內澆道總截面積相等；對于采用暗出氣孔的砂型，出氣孔根部總截面積至少應為內澆道總截面積的1.5倍；以防止型內氣壓過分增大。對于濕型鑄造和采用暗冒口的工藝，應特別重視排除型內的氣體，防止鑄件澆不足和產生氣孔缺陷。6.4.2出氣孔的分類及尺寸出氣孔按是否與型外大氣直接相通，分為明出氣孔和暗出氣孔。按是否與鑄件直接相連，分為直接出氣孔和間接出氣孔。出氣孔分圓形截面與扁形截面兩種。扁形出氣孔多用在鑄件的法蘭和大平面上；圓柱形出氣孔多用在凸臺、筋板及暗冒口等處。根據(jù)所鑄零件的實際形狀和生產中所

41、總結的生產經驗。本方案設計采用四排明冒口，分布在上箱四處充型時的厚壁上方，因為它們不但位于鑄件的最高點而且都需要大量的補給量。其截面為：1040mm。其高度為500mm的四方棒。拔模斜度為1:100。7砂箱的設計7 砂箱的設計7.1 砂箱尺寸的確定 圖7-1 砂箱形狀表12 模型的最小吃砂量鑄件重量（kg）最小吃砂量砂箱尺寸abcd或efg400010000200300350200200由于鑄件的最大尺寸是1140mm,根據(jù)上表a70mm,b100mm,c120mm,f60mm,g70mm。最小砂箱長度：a 芯頭尺寸（395mm） f g 鑄件長度（1140mm）70mm395mm60mm70

42、mm1140mm1735mm考慮型板上定位銷的尺寸將砂箱長度取2000mm最小砂箱寬度：芯頭尺寸（200mm） 鑄件寬度（422mm）200mm422mm622mm考慮型板上定位銷的尺寸將砂箱寬度取900mm最小砂箱高度：要保證直澆道在澆注時能產生足夠的壓力頭上箱高度鑄件高度2 澆注長度tg15 525mm2 1222mm0.2679590mm因此上箱高度取600mm下箱高度c鑄件高度2 120mm 525mm2382.5mm 取整為400mm砂箱尺寸為：2000900600400mm參考文獻1 李弘英，趙成志鑄造工藝設計北京：機械工業(yè)出版社，20052 顧維邦金屬切削機床（上冊）北京：機械工

43、業(yè)出版社,19843 大連理工大學工程畫教研室編機械制圖第四版北京：高等教育出版社，19934 孟慶貴.鑄工實用技術手冊.南京：江蘇科學技術出版社，2002. 5 上海鑄造協(xié)會編.簡明鑄工手冊.北京:機械工業(yè)出版社，2003.6 中國機械工程學會鑄造專業(yè)學會編.鑄造手冊：第5卷鑄造工藝.第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2003.致謝本設計是在機械工程學院領導的支持下，在雷富軍老師的悉心指導下完成的，在此本人對他們表示最誠摯的謝意。對大學四年來所有關心和幫助過本人的老師和同學表示由衷的感謝。附錄.繪制工藝圖.繪制外模圖（見附圖）.鑄造工藝卡英文翻譯a您好，為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請您刪除以

44、下內容，O(_)O謝謝！AnationalsurveywasrecentlylaunchedtoevaluatetheeyehealthofChinesechildrenandteenagers.OnJune6,ChinasannualNationalDayforEyeCare,theChinaYouthDevelopmentServiceCenterandZhejiangMedicine,aleadinglistedChinesepharmaceuticalcompany,jointlyannouncedthekickoffofthesurvey.Inaboutonemonth,aquest

45、ionnairecompiledbytopeyecaremedicalexpertsinChinawillbedistributedthroughmultipleonlinepartners,includingH,aswellasthroughofflinesurveyeventsheldinuniversities,middleschoolsandprimaryschoolsacrossthecountry.Areportwillbereleasedbasedonthesurveystatisticsandanalysis,andmostimportantly,guidelinesforpa

46、rentsandyouthonhowtocarefortheeyesandpreventmyopiaagrowingprobleminChinasdigitizedsociety,willalsobeattachedonthereport.Myopiaisnotonlyadiseasethatmakespeopleseethingsblurrily,butalsoleadstoseverecomplications,suchasglaucoma(increasedpressurewithintheeyeball),andcancauseblindness,saidZhouYuehua,anes

47、tablishedeyecarespecialistwithBeijingTongrenHospital.Itisveryimportantforparentsandchildrentoknowabouttheriskandcarefortheireyes.Thereareabout450millionmyopiapatientsinChina.AmongChinesemyopiapatients,30millionareseverepatients,accordingtoZhouTheprevalenceofmyopiaamonghighschoolandcollegestudentsism

48、orethan70percent,andthesituationiscontinuouslyworsening,headded.SunZhu,directorwiththeChinaYouthDevelopmentServiceCenter,saidlonghoursofstudy,lackofexercise,especiallyoutdooractivities,andattachmenttoelectronicscreenaresomeofthetopreasonsbehindthewidespreadmyopiaproblems,andtheincreaseofyoungerpatie

49、nts,althoughChinahasmadegreatprogressinimprovingthehardwarefacilitiesandlightingconditionsinschools.Hesaidhehopesthesurveywillalertpeopleonthethreateningsituation,andalsohelpmedicalexpertstobetterguidelineparentsandchildrensbehaviorstocareforeyes,basedonthetimelyandfactualstatisticsthesurveycollecte

50、d.Aseriesoffollow-upeventswillalsobeheldinsixcities,includingJinaninShandongprovince,andChangshainHunanprovince,toeducatepeopleonhowtocareforeyesafterthesurveystarted. More and more Chinese are jogging to get and stay fit. Most joggers will run alone, but some will jog with friends or even coaches.

51、The Beijing Olympic Forest Park is one of the most popular spots. It is packed with runners in the afternoon, usually after work, and at weekends. Jogging after a whole days work can be a way to unwind. It is true for He Wenjun, whose workplace is right near the forest park. She discovered her athle

52、tic aptitude at the age of seven, when she began playing tennis. Then she turned to jogging, and she has persevered with it for 10 years. I come to jog almost every day after work, whenever I have time. I think jogging is good for my health. And for me, a girl, it helps me to achieve to eternal goal

53、, to keep slim, He said. He says she prefers jogging alone, so she can focus better. She loves jogging, even during Beijings smoggy days. If the smog is severe, Ill hold off jogging for a while. But if I really want to get away from work, Ill wear a mask, or just ignore the smog and go on jogging, s

54、he said. For those who are not so athletic, jogging also has its attractions. Wu Houbin started roughly two years ago, when he was severely obese. Within two months, his weight dropped from 82 kilograms to 64 kilograms. The success helped him recover health, and he has made friends. Jogging does not require speed, but stamina. If you want to stick t