端蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì),鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目端蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì)學(xué)院材料科學(xué)與工程年級(jí)2017 級(jí)專業(yè)材料成型及控制工程學(xué)生姓名詹萬(wàn)順學(xué)號(hào)17080140222指導(dǎo)教師李俊剛 教授佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)I目目錄錄1 1 零件分析零件分析. 11.1 零件結(jié)構(gòu)信息.11.2 技術(shù)要求.12 2 鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析. 32.1 造型方法、造芯方法的選擇.32.2 鑄造方法的選擇 .32.3 鑄型種類的選擇.32.4 鑄件澆注位置的確定.32.5 分型面的選擇.43 3 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù). 63.1 收縮率確定.63.2 灰鐵鑄出孔大小確定.63.3 加工量確定.73.4 起模斜度.113.5 吃沙量確定.134 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì). 144.1 澆注時(shí)間的確定.144.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算.155 5 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)冒口與冷鐵設(shè)計(jì). 206 6 鑄造工藝圖鑄造工藝圖. 217 7 工藝出品率工藝出品率. 228 8 合箱圖合箱圖. 239 9 結(jié)結(jié)論論. 27致致謝謝. 28參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn). 29佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11零件分析1.1 零件結(jié)構(gòu)信息端蓋零件的結(jié)構(gòu)如下圖 1.1 端蓋零件圖所示，端蓋結(jié)構(gòu)為腰形端蓋主體與方形底座組成。主要工作面位于端蓋腰形內(nèi)側(cè)面及七端面，裝配基準(zhǔn)在腰形端蓋端面，端蓋腰型內(nèi)側(cè)面與端面基準(zhǔn)面有垂直度要求；端面有與安裝端蓋的緊固螺絲孔（M10 通絲孔） ；端蓋的底座有 4 個(gè) M10 螺栓安裝的過(guò)孔與沉頭孔，沉頭孔孔徑為16，深度 2mm；端蓋的頂面進(jìn)、出口為 RC3/8 管螺紋。圖 1.1 端蓋零件圖1.2 技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的端蓋零件材質(zhì)為 HT150，最小抗拉強(qiáng)度為 200MPa，布氏硬度為 163241HBW，伸長(zhǎng)率 0.30.8%抗彎強(qiáng)度為 400 MPa，抗壓強(qiáng)度為 600800 MPa，抗剪強(qiáng)度為 248 MPa1，滿足大多數(shù)端蓋、端蓋零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：1.鑄件不許有氣孔、砂眼、夾渣等缺陷；2.未注鑄造圓角 R2。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2灰鑄鐵具有良好的鑄造性能1，材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得，本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造，手工造型，一箱四件生產(chǎn)該座零件。為了便于分析直觀，依據(jù)端蓋的零件二維圖紙，建立端蓋的三維零件如下圖 1.2.1 端蓋三維零件圖所示。圖 1.2.1 端蓋三維零件圖佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32鑄造工藝方案分析鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇。2.1 造型方法、造芯方法的選擇根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，選擇手工造型。2.2 鑄造方法的選擇根據(jù)零件的各參數(shù)，對(duì)照表格中的項(xiàng)目比較，選擇砂型鑄造。2.3 鑄型種類的選擇根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況選用自硬砂。2.4 鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則2：1）鑄件最重要的部分或交大平面朝下。2）鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐。3）當(dāng)鑄件需要冒口補(bǔ)縮時(shí)，最好使補(bǔ)縮部位處于鑄件的上部。4）為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營(yíng)放在下邊或立放或斜放。5）鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時(shí)，砂型和砂芯排氣。6）對(duì)于平板類鑄件，為了防止夾砂，可以傾斜放置，同時(shí)也有利于排氣，也可減少鐵水對(duì)鑄型的沖刷力。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)47）應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯。8）應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到端蓋零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本次端蓋適合采用頂部、底部和中間澆注。2.5 分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來(lái)，使鑄造工藝簡(jiǎn)單，并易于保證鑄件質(zhì)量2。澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，端蓋零件可有以下三種分型方案。分型方案一：將以端蓋零件的對(duì)稱中心做分型面，將該零件分為上、下兩部分，選擇中間澆注系統(tǒng)適合此分型方案，該分型方案如圖 2.5.1 分型方案一。圖 2.5.1 分型方案一分型方案一的優(yōu)點(diǎn)是分型面平直。缺點(diǎn)是端蓋腰形內(nèi)部需做水平芯子，該方案增加工裝，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而且端蓋上下箱落差比較大。分型方案二：選擇頂澆注形式方案，該分型方案如圖 2.5.2 分型方案二所示。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5圖 2.5.2 分型方案二分型方案二的優(yōu)點(diǎn)分型面簡(jiǎn)單。該方案的缺點(diǎn)是，整個(gè)鑄件都在下箱，澆注落差較大，澆注不平穩(wěn)。分型方案三：分型方案二與分型方案二類似，該方案將端蓋全部置于上箱，該方案適合底部澆注系統(tǒng)，該分型方案如圖 3.3 分型方案三所示。圖 3.2 分型方案三分型方案三的優(yōu)點(diǎn)是分型面簡(jiǎn)單平直，將端蓋的重要端面至于底部，保證鑄造質(zhì)量，易于大批量生產(chǎn)，且澆注平穩(wěn)，易于充型。綜合比較，方案三最為合理，優(yōu)點(diǎn)符合批量生產(chǎn)條件。故本次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案三進(jìn)行分型分模，采用底部澆注系統(tǒng)。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)63鑄造工藝參數(shù)3.1 收縮率確定鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開(kāi)始溫度（從液相中析出枝晶搭成的骨架開(kāi)始具有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)的相對(duì)線收縮量，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示，即式中 L1摸樣長(zhǎng)度，L2鑄件長(zhǎng)度。由表 3.1 灰鐵自由收縮率1，可知支撐座材質(zhì)為 HT150，對(duì)應(yīng)的收縮率為 1%。表 3.1 灰鐵收縮率灰鑄鐵牌號(hào)HT100,HT150,HT200HT250HT300HT350小中件中大件特大件自由線收縮率（%）鑄造收縮率（受阻收縮率（%） ）0.91.10.81.00.81.00.70.90.70.90.60.80.91.10.70.91.51.03.2 灰鐵鑄出孔大小確定該端蓋為大批量生產(chǎn)，依據(jù)表 3.2 灰鑄鐵不鑄出孔直徑可知零件圖中9 的螺栓過(guò)孔比較小，不鑄出。端蓋上頂面大端52 斜度 1：10 的槽部黑皮面不需要加工，依據(jù)表 3.2灰鑄鐵不鑄出孔直徑可知該槽部需要鑄出。端蓋底面上62 深度 2mm 的槽部黑皮面不需加工，同樣需要鑄出。表 3.2 灰鑄鐵件不鑄出孔直徑 （單位 mm）生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7單件或小批生產(chǎn)30503.3 加工量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢；加工余量太大，會(huì)增加機(jī)械加工的工作量，且浪費(fèi)金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件的機(jī)械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件尺寸公差的代號(hào)用字母 CT 表示2。尺寸公差等級(jí)分為 16 級(jí)。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件尺寸公差等級(jí)見(jiàn)表 3.3.1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999） 。端蓋為砂型鑄造手工造型批量生生產(chǎn)故，依據(jù)表 3.3.1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999）選用鑄件公差等級(jí)為 CT11（GB/T 6414-1999-CT11） 。表 3.3.1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999）方法公差等級(jí) CT鑄 件 材 料鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型11141114111411141013101391211141114砂型鑄造機(jī)器造型和殼型81281281281081081079812812金屬型鑄造（重力鑄造或者低壓鑄造）8108108108107979壓力鑄造684647熔模鑄造水玻璃79797958587979硅溶膠46464646464646注佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)81 表中所列處的公差等級(jí)時(shí)至在大批量生產(chǎn)、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進(jìn)時(shí)鑄件通常能夠達(dá)到的公差等級(jí)。2 本標(biāo)準(zhǔn)還適用于本表未列出的由鑄造廠和采購(gòu)方之間協(xié)議商定的工藝和材料。鑄件切削加工余量的代號(hào)用字母 MA 表示。切削加工余量等級(jí)由精到粗分為 A、B、C、D、E、F、G、H、J 共 9 個(gè)等級(jí)2。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件加工余量等級(jí)按表表3.3.2 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)選取該端蓋的加工等級(jí)為 G 級(jí)。表 3.3.2 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)方法要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄件材質(zhì)鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造機(jī)器造型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH壓力鑄造DFDFDFDFDFDF熔模鑄造EEEEEEE端蓋的下端面尺寸為：100X28，基本尺寸 100，查表 3.3.3 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999）CT11 公差值為 4.4，位于分型面頂面，查 3.3.4 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999）加工余量等級(jí)降一級(jí)即為 RMA(H)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 2.0，端蓋端面雙側(cè)加工，位于澆注位置的頂面，則該尺寸的加工量為：4.4/4+2.0=3.3mm，取整數(shù)為 3.5mm。因?yàn)樵撛摱嗣嫖挥跐沧⑽恢玫捻斆?，所以加工量適當(dāng)取大一點(diǎn)的值，本次設(shè)計(jì)取加工量為 4.0mm表 3.3.3 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999）（單位：mm）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí) CT1）大于至123456789101112132）142）152）162）3）佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.240.340.560.781.11.62.23.24.46.29121620254006300.400.640.91.21.82.63.657101418222863010000.7211.422.84681116202532100016000.801.11.62.23.24.6791318232937160025002.63.85.48101521263342250040004.46.2912172430384940006300710142028354456630010000111623324050641）在等級(jí) CT1CT15 中對(duì)壁厚采用粗一級(jí)公差（見(jiàn)第 7 章）2）對(duì)于不超過(guò) 16mm 的尺寸，不采用 CT13CT16 的一般公差，對(duì)于這些尺寸應(yīng)標(biāo)注個(gè)別公差。3）等級(jí) CT16 僅適用于一般公差規(guī)定為 CT15 的壁厚。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10端蓋的上端面加工部分尺寸62X16，基本尺寸為62，端面雙側(cè)加工，位于澆注位置的底面，對(duì)應(yīng)公差等級(jí) CT11 公差值為 4.0，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 0.7，則加工量為：4.0/4+0.7=1.7mm，圓整取加工量為 2.0mm端蓋的上端側(cè)面加工部分尺寸62X16，基本尺寸為62，側(cè)面雙側(cè)加工，位于澆注位置的側(cè)面，對(duì)應(yīng)公差等級(jí) CT11 公差值為 4.0，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 0.7，則加工量為：4.0/4+0.7=1.7mm，圓整取加工量為 2.0mm端蓋的上端臺(tái)階面加工部分尺寸100X12，基本尺寸為100，端面雙側(cè)，位于澆注位置的底面，對(duì)應(yīng)公差等級(jí) CT11 公差值為 4.4，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 1.4，則加工量為：4.4/4+1.4=2.5mm。端蓋的上端臺(tái)階面?zhèn)让婕庸げ糠殖叽?00X12，基本尺寸為100，側(cè)面雙側(cè)，位于澆注位置的側(cè)面，對(duì)應(yīng)公差等級(jí) CT11 公差值為 4.4，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為1.4，則加工量為：4.4/4+1.4=2.5mm。3.3.4 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999）(單位：mm)最大尺寸1）要求的機(jī)械加工余量等級(jí)大于至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014100016000.711.422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571014204000630011.422.845.581116226300100001.11.52.234.5691217241）最終機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)112）等級(jí) A 和 B 僅用于特殊場(chǎng)合，例如，在采購(gòu)方與鑄造廠已就加持面或者基準(zhǔn)目標(biāo)商定模樣裝備、鑄造工藝和機(jī)械工藝的成批上產(chǎn)情況下。3.4 起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚（如圖 3.4.1 中圖 1） 、增減鑄件壁厚（如圖3.4.1 中圖 2）或者減小鑄件壁厚（如圖 3.4.1 中圖 3）的方法來(lái)形成。圖 3.4.1 壁厚尺寸在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過(guò)鑄件的壁厚工差要求。鑄件的起模斜度值參考表 3.4.1 起模斜度（JB/T 5105-1991） 。表 3.4.1 起模斜度 （摘自 JB/T 5015-1991）測(cè)量面高度 Hmm起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣AAmmAAmm103300.64000.810401501.42051.6401000501.60551.61001600351.60402.01602500302.20352.62504000303.60354.24006300254.60305.6佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1263010000205.80257.41000160002511.61600250002518.22500025該端蓋零件垂直分型面的總高度為 28mm，采用金屬模樣造型頂部澆注，分型面在端蓋端面的大平面上，鑄型每層臺(tái)階的高度均不超過(guò) 40mm，依據(jù)表 3.4.1 起模斜度（JB/T5105-1991）以及表 3.3.3 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999） ，綜合比較，為了使脫模順利，在保證不超過(guò) 40mm 的 CT11 對(duì)應(yīng)的公差值 3.6mm 情況下，增大起模斜度，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為 150,本次設(shè)計(jì)側(cè)面起模斜度為 1.5，最終繪制端蓋零件的鑄件圖如圖 3.4.2 端蓋鑄件圖所示。圖 3.4.2 端蓋鑄件圖根據(jù)以上結(jié)果，最終確定端蓋鑄件三維圖如圖 3.4.2 端蓋鑄件三維圖，通過(guò)軟件計(jì)算該端蓋鑄件質(zhì)量為 1.266kg。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13圖 3.4.3 端蓋鑄件三維圖3.5 吃沙量確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃沙量。由前文可知端蓋單件重量為 1.266Kg，依據(jù)表 3.6.1 按重量確定吃砂量表，可確定吃沙量最小尺寸為 a=40mm，b=40mm，c=30mm，d=30mm，e=30mm， f=30mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表 3.6.1按鑄件重量確定的吃沙量（單位 mm）鑄件重量/kgabcdef100004050607090100120150200250275300350400405060709010012015020025027530035040030404050506070901001251501752002503040505060708090100125150175200250304050607010030303040506070120150200225250250250佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)144澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 澆注時(shí)間的確定端蓋鑄件單件重量為 1.266Kg。由于該件為一箱四件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)表 3.2.1 鑄鐵件工藝出品率參照單件大批量生產(chǎn)，確定澆注過(guò)程中的總體金屬液重量，澆冒占比為 20%，則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為 1.266X4X1.2=6.0768Kg。表 4.1.1 鑄鐵件工藝出品率（%）鑄件重量/Kg大量流水生產(chǎn)成批量生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)100085908090對(duì)于重量小于 450Kg 的形狀復(fù)雜的薄壁鑄鐵件，其澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式（4-1）計(jì)算式中t 澆注時(shí)間（s） ；Gl 型內(nèi)金屬液總重量，包含澆冒口系統(tǒng)重量（Kg） ；S系數(shù)，取決于逐漸壁厚，可由表 4.1.2 系數(shù) S 和鑄件壁厚 的關(guān)系查出。表中壁厚 指鑄件的主要壁厚，對(duì)實(shí)心體鑄件取壁厚（為鑄件的當(dāng)量厚度）=鑄件的體積/鑄件的面積。表 4.1.2系數(shù)和鑄件壁厚的關(guān)系鑄件壁厚mm2.53.53.588.015系數(shù)1.631.852.2佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15因?yàn)槎松w鑄件的斜度依據(jù)增加壁厚方式來(lái)形成，故壁厚適當(dāng)取大值計(jì)算。澆注時(shí)間:=2.2X=5.423S4.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開(kāi)放式、封閉開(kāi)放式等 4 種類型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置（引入位置） ，可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等 4 種類型。本次支撐座澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用封閉澆注系統(tǒng)、頂注式，查表 4.2.1 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用，因?yàn)樵撝巫鶠橹?、小型灰鐵件砂型鑄造，故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為：=1：1.1：1.15。表 4.2.1 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用截面比例應(yīng)用21.51大型灰鑄鐵砂型鑄造1.41.21中、大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.151.11中、小型灰鑄鐵件砂型鑄造1.111.061薄壁灰鑄鐵件砂型鑄造1.51.11可鍛鑄鐵1.11.21.31.51表面干燥型中、小型鑄鐵件1.21.41表面干燥型重型機(jī)械鑄鐵件1.11.251.11.51干型中、小型鑄鐵件1.21.11干型中型鑄鐵件1241.54球墨鑄鐵件124鋁合金、鎂合金鑄件1.231.221青銅合金鑄件11212鑄鋼件漏包澆注1.50.811薄壁球墨鑄鐵小件底注佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)16前文計(jì)算的鑄件高度 34.5mm，縮尺為 1%， ，依據(jù)吃沙量前文查表選取為a=b=40mm，則上砂箱最小高度為 34.5X1.01+40=74.845mm，取上砂箱高度 80mm（下砂箱取 80mm） 。確定靜壓頭高度，依據(jù)表 4.3.1 普通漏斗形外澆口尺寸，初步澆口杯高度尺寸，暫定澆口杯高度為 50mm。表 4.2.1 普通漏斗形外澆口尺寸直澆道下端直徑d/mm/mm/mmh/mm鐵液容量/Kg165652400.516185854420.618206056440.720226258460.822246460480.924266662501.026286864521.228307066541.3本次設(shè)計(jì)采用鑄型在上箱的底部澆注形式， 則計(jì)算靜壓頭高度為:8.0+5.0-3.45X1.1/2=11.25765cm則依據(jù)截面比的關(guān)系：=1：1.1：1.15。內(nèi)澆道采用截面比設(shè)計(jì)法，則內(nèi)澆道計(jì)算公式為：pgh2t 內(nèi)LGA 其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道 4 個(gè)部分的四單元澆注系統(tǒng)，則有：x11.257654.359cm=3.09cm2佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17依據(jù)表 4.2.2 內(nèi)澆道尺寸，選取的內(nèi)澆道最小斷面面積為 A內(nèi)=3.09cm2面積，本次設(shè)計(jì)選取內(nèi)澆口面積為 3.2cm2，一箱四件，每個(gè)鑄件設(shè)計(jì)為 1 個(gè)內(nèi)澆口，則需 4 個(gè)內(nèi)澆口，每個(gè)內(nèi)澆口面積為 0.8cm2，對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口尺寸 a=10mm，b=8mm，c=9mm。表 4.2.2 內(nèi)澆道尺寸（單位：mm）序號(hào)內(nèi)澆道斷面積/abcabcabcabcda10.311936464399536.58.520.41194757531096479.530.5119586764101074810.540.611968.66.586.54.511117591250.8141261089851212861013.561.015137119109514149711.51571.218147.5121011106151610712.516.581.52018814111211717181181418.591.82119916121312818201291520.5102.2232110171315131920221491723112.625231117.513.5171392424151018.524.5123.02824121814191410262716112026133.43225121915201510282817122128144.03830122115221610303018132230.5154.54036122216241711323020142432.5165.0423812.523172518113435201525.534175.4444013241825.51912353521152635186.045411425212620123736221627.537199.05650173023342416454228193445.52012.05852223728362820504832223950計(jì)算出橫澆道總斷面面積為=1.1X3.2=3.52cm2,取橫澆道斷面面積為 4.0 cm2，因?yàn)橹睗驳牢挥跈M澆道中間位置，則橫澆道為兩段，每段橫截面面積取值為 2.0cm2，每個(gè)橫澆道截面面積為 2.4 cm2，查表 4.2.3 澆注系統(tǒng)截面面尺寸，取對(duì)應(yīng)的橫澆道尺寸為：A=15mm，B=10mm，H=16mm。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18表 4.2.3 澆注系統(tǒng)截面面尺寸橫澆道直澆道序號(hào)斷面積/A/mmB/mmC/mmA/mmB/mmC/mm序號(hào)斷面積/D/mm11.0119101810611.81522.01510162013823.12032.416111822141034.92543.017132024151147.13053.619142228171259.63564.0201523301813612.64075.0241625352015715.94586.0271728362216819.65097.0281830382417923.755108.03020324026181028.260119.03222344228191133.2651211.03624374530211238701313.03827405232241344751413.83828425533251450.38015174430466036281556.7851619.54632506539301663.790172452365472433317719518285640587846361878.510019346044668651401986.51052038.56545709054432095.21102148655580102604821104115佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19計(jì)算出直澆道總斷面面積為=1.15X3.2 =3.68cm2,又因?yàn)楣什楸?4.2.3 澆注系統(tǒng)截面面尺寸，直澆道截面面積取 4.9cm2，直徑為25mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖 4.3 澆道截面尺寸所示。圖 4.3 澆道截面尺寸佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)205 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)灰鑄鐵和球磨鑄鐵在凝固過(guò)程中都析出石墨并伴隨相變膨脹，有一定的自補(bǔ)縮能力，因而縮松、縮孔的傾向小性較鑄鋼件小。鑄鐵件的補(bǔ)縮應(yīng)以澆注系統(tǒng)后補(bǔ)縮（澆注系統(tǒng)在完成教主以后，對(duì)鑄件的補(bǔ)縮，稱為后補(bǔ)縮）和石墨化膨脹自補(bǔ)縮為基礎(chǔ)，只是由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個(gè)需要設(shè)置冒口補(bǔ)縮的鑄件，也必須利用后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮，冒口僅是補(bǔ)充后補(bǔ)和自補(bǔ)不足的差額。本次端蓋不設(shè)計(jì)冒口。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)216 鑄造工藝圖由前文鑄造工藝參數(shù)選取以及吃砂量的確定，因?yàn)橐幌渌募a(chǎn)該端蓋，可確定鑄造工藝排布圖，端蓋的鑄造工藝圖如圖 6.1 端蓋鑄造工藝圖所示。圖 6.1 端蓋鑄造工藝圖最終確定端蓋鑄件圖見(jiàn)附錄一；一箱四件鑄造工藝布置圖，見(jiàn)附錄二；鑄造工藝卡，見(jiàn)附錄三。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)227 工藝出品率澆口杯體積為：直澆道體積為：直澆道窩體積為：橫澆道體積為：內(nèi)澆道體積為：則澆冒質(zhì)量為：一箱四件，鑄件質(zhì)量為 1.266X4=5.06Kg則工藝出品率為佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)238 合箱圖由前文計(jì)算選取的吃沙量以及鑄造工藝排布，選擇砂箱內(nèi)框尺寸，上砂箱內(nèi)框尺寸為：350X320X80，下砂箱內(nèi)框尺寸為：350X320X80。根據(jù)表 8.1.1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸，依據(jù)本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇 500X400 砂箱尺寸對(duì)應(yīng)的造型機(jī)為 Z145。表 8.1.1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸砂箱尺寸（mm）400300500400600500800600造型機(jī)Z114A，Z124Z145，ZZ415Z146，ZB326ZB148A，3ZZ318砂箱尺寸8007001000800110090016001200造型機(jī)Z148A，Z158Z2310，Z2410ZB1410ZB1416一般內(nèi)框平均尺寸小于 500mm 的手工砂箱，砂箱把手可采用圖 8.1.1 砂箱把手所示把手。圖 8.1.1 砂箱把手選擇導(dǎo)向銷結(jié)構(gòu)，如圖 8.1.2 導(dǎo)向銷結(jié)構(gòu)所示，尺寸選直徑為16mm 的導(dǎo)向銷。圖 8.1.2 導(dǎo)向銷結(jié)構(gòu)選擇插銷結(jié)構(gòu)，如圖 8.1.2 導(dǎo)插銷結(jié)構(gòu)所示，尺寸選直徑為16mm 的導(dǎo)向銷。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24圖 8.1.2 導(dǎo)插銷結(jié)構(gòu)上模板上設(shè)計(jì)端蓋零件的主體部分，依據(jù)前文，將端蓋零件的上模樣，安裝固定在上模板上；澆筑系統(tǒng)，依據(jù)鑄造工藝分析及排布，設(shè)計(jì)在上模板上；上模板的基板按照手冊(cè)參考設(shè)計(jì)定位耳以及定位銷；依據(jù)手冊(cè)設(shè)計(jì)合適的板厚以及筋條厚度與位置。具體上模板尺寸與安裝定位詳見(jiàn)上模板的二維圖 8.1.3 上模板圖所示。圖 8.1.3 上模板下模板上有四個(gè)成型凹槽，一個(gè)冒口窩，下模板定位銷同上模板設(shè)計(jì)，具體下模板佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25安裝定位見(jiàn)下模板的二維圖 8.1.4 下模板圖所示。圖 8.1.4 下模板佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26最終確定端蓋的合箱圖如下圖 8.1.4 合箱圖所示。圖 8.1.4 合箱圖佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)279結(jié)結(jié)論論本次設(shè)計(jì)的鑄造工藝端蓋的用途很廣泛，相信在以后可以應(yīng)用的范圍很多。通過(guò)本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于注塑模具的知識(shí)，以及可以很好的將其應(yīng)用出來(lái)，能成功設(shè)計(jì)出一個(gè)零件模具也讓我倍感高興，同時(shí)自己也擁有了很大的成就感，我會(huì)將這次的設(shè)計(jì)銘記在心里。關(guān)于對(duì)計(jì)算機(jī)的一些相關(guān)知識(shí)以及運(yùn)用也是能夠熟練的進(jìn)行掌握 ，比如對(duì)一些計(jì)算機(jī)軟件的相關(guān)運(yùn)用 ，如 Microsoft Word，CAD，CREO。在最初開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件操作的課程設(shè)計(jì)時(shí)候 ，因?yàn)闆](méi)有完備的計(jì)算機(jī)知識(shí) ，所以 ，進(jìn)行的不是特別順利 ，在后期 ，經(jīng)過(guò)查閱了相關(guān)的論文設(shè)計(jì)資料 ，掌握了設(shè)計(jì)的具體操作流程以及順序 ，才真的開(kāi)始對(duì)此論文設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識(shí)以及了解 ，而且 ，為了更為深入的進(jìn)行了解 ，我先后進(jìn)行了多次論文設(shè)計(jì)資料的收集以及查閱 ，對(duì)于一些難以完全理解的設(shè)計(jì)問(wèn)題 ，針對(duì)性的向老師進(jìn)行請(qǐng)教。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28致謝這次的課程設(shè)計(jì)也算圓滿完成，也后悔過(guò)為什么不在課堂上聽(tīng)懂老師講的知識(shí)點(diǎn)，以至于如今深夜挑燈斟酌用詞選句。當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程中，很多專業(yè)相關(guān)的知識(shí)也在反復(fù)思索中開(kāi)始被我理解讀懂，一些以前在課堂學(xué)到的知識(shí)也在本次設(shè)計(jì)里面得到選用，當(dāng)我全身心投入到課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)造中，我感慨時(shí)間流逝是如此之快，但是有種充實(shí)而踏實(shí)的感觸，特別是在自己的思想與同學(xué)老師法師發(fā)生碰撞，心底產(chǎn)生一種滿足之感，慢慢開(kāi)始享受到這種共同完成一項(xiàng)事業(yè)的參與感。在此還要感謝我的指導(dǎo)老師，在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，從開(kāi)題報(bào)告到初稿以及多次修改后的定稿，都離不開(kāi)我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與幫助，在疫情期間仍然一絲不茍逐字逐句審閱批注多次為我指正缺處。分別在即，天各一方，難能聚首，這些年我們一起走過(guò)的歲月，是我的寶貴記憶之一。感謝老師指導(dǎo)，學(xué)校教育，同學(xué)陪伴。佳木斯大學(xué)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29參 考 文 獻(xiàn)1 中國(guó)鑄造協(xié)會(huì).鑄造工程師手冊(cè)(第三版) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2 機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造學(xué)會(huì)編.鑄造手冊(cè)（第 5 卷：鑄造工藝） （M）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.3 葉榮茂、吳維岡、高景燕.鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（M）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989.