閥蓋鑄造工藝設(shè)計(jì),鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University學(xué)生姓名：佟思遠(yuǎn)學(xué)生姓名：佟思遠(yuǎn)學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：17080140231指導(dǎo)教師：李俊剛指導(dǎo)教師：李俊剛 教授教授閥蓋閥蓋20202020秋材料成型及控制工程專業(yè)秋材料成型及控制工程專業(yè)鑄造工藝設(shè)計(jì)答辯鑄造工藝設(shè)計(jì)答辯目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué) 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3 3 設(shè)計(jì)的原始資料設(shè)計(jì)的原始資料 1 1 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 2 2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 4 1 1 設(shè)計(jì)的原始資料設(shè)計(jì)的原始資料佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)零件圖零件圖 1 1 設(shè)計(jì)的原始資料設(shè)計(jì)的原始資料佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)零件基本信息零件基本信息 閥蓋零件材質(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)閥蓋、閥蓋零件的機(jī)械性能要求。閥蓋三維零件圖閥蓋三維零件圖2 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)造型方法：手工造型鑄造方法：砂型鑄造澆注位置確定：1.鑄件的重要部位應(yīng)盡量至于下部 2.重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀 3.鑄件大平面朝下 避免夾砂結(jié)疤類(lèi)缺陷 4.應(yīng)保證鑄件可以充滿 5.應(yīng)有力于鑄件的補(bǔ)縮 6.應(yīng)使合箱位置澆注位置和鑄件冷卻位置一致 2 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)分型面的選擇分型面的選擇1應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)2應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目3分型面應(yīng)選擇最大截面，盡量選擇平面4應(yīng)便于下芯，合箱，和檢查腔尺寸5不使砂箱過(guò)高6受力件的分型面的選擇不應(yīng)該削弱鑄件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度2 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)方案方案1m36螺紋下面和法蘭盤(pán)上做分型面螺紋下面和法蘭盤(pán)上做分型面三箱造型三箱造型 底部澆注底部澆注 中間澆注中間澆注 頂部澆注均可頂部澆注均可分型面平直簡(jiǎn)單，每一部分都可以順利造型。分型面平直簡(jiǎn)單，每一部分都可以順利造型。缺點(diǎn)是：使用三箱造型，增加工裝，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而缺點(diǎn)是：使用三箱造型，增加工裝，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而且閥蓋上、中、下三箱容易出現(xiàn)錯(cuò)箱問(wèn)題，影響鑄件質(zhì)量外且閥蓋上、中、下三箱容易出現(xiàn)錯(cuò)箱問(wèn)題，影響鑄件質(zhì)量外觀。觀。2 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)方案方案2與方案與方案1類(lèi)似類(lèi)似 將不能脫模的螺紋處做活塊將不能脫模的螺紋處做活塊兩箱造型，分型面簡(jiǎn)單。兩箱造型，分型面簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：在模樣上設(shè)計(jì)活塊，造型中增加勞動(dòng)強(qiáng)度，而且一缺點(diǎn)是：在模樣上設(shè)計(jì)活塊，造型中增加勞動(dòng)強(qiáng)度，而且一旦活塊缺失影響生產(chǎn)，不適合批量造型生產(chǎn)要求。旦活塊缺失影響生產(chǎn)，不適合批量造型生產(chǎn)要求。2 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)方案方案3從閥蓋中軸處做平直分型面，上、下模對(duì)稱，中軸處與以上從閥蓋中軸處做平直分型面，上、下模對(duì)稱，中軸處與以上兩方案不同，做水平芯子，該方案適合中間澆注系統(tǒng)兩方案不同，做水平芯子，該方案適合中間澆注系統(tǒng)分型面簡(jiǎn)單平直，勞動(dòng)強(qiáng)度低，保證鑄造質(zhì)量，易于大批量分型面簡(jiǎn)單平直，勞動(dòng)強(qiáng)度低，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。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，采用中間澆次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案三進(jìn)行分型分模，采用中間澆注系統(tǒng)。注系統(tǒng)。3 3 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 鑄件收縮率：鑄件收縮率：L1-L2/L1X100=1加工量確定：等級(jí)為加工量確定：等級(jí)為G級(jí)級(jí) 取取 3mm起模斜度：起模斜度：1.5砂芯設(shè)計(jì)：中間最小軸孔孔徑為砂芯設(shè)計(jì)：中間最小軸孔孔徑為16，砂芯長(zhǎng)度為，砂芯長(zhǎng)度為53，水水平芯頭的長(zhǎng)度平芯頭的長(zhǎng)度l，選取芯頭長(zhǎng)度，選取芯頭長(zhǎng)度l為為20mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)工藝出品率=鑄件質(zhì)量/鑄件質(zhì)量+澆冒口重量X100澆注時(shí)間AGn4.829s澆注系統(tǒng)的阻流截面積：斷面比為1：1.1：1.15工藝出品率：77.394 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)閥蓋鑄造工藝圖閥蓋鑄造工藝圖芯盒設(shè)計(jì) 芯盒是制芯過(guò)程中所必須的工藝裝備，本次閥蓋中間的水平芯子采用金屬材質(zhì)的鑄鋁芯盒，因?yàn)樾咀訛閳A柱回轉(zhuǎn)體，設(shè)計(jì)采用對(duì)半開(kāi)鑄鋁芯盒，根據(jù)芯子尺寸大小，采用25mm厚鑄鋁版設(shè)計(jì)芯盒.芯盒裝配圖4 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University閥蓋 鑄造工藝設(shè)計(jì) 鑄 造 工 藝 卡 231 HT-150 共1頁(yè) 第1頁(yè) 產(chǎn)品名稱 閥蓋 每臺(tái)件數(shù) 4 澆冒口重 零件圖號(hào) A3 每型件數(shù) 2 每型金屬液 1.30kg 零件名稱 閥蓋 凈 重 1.266kg 活塊數(shù) 0 材 質(zhì) HT-150 毛 重 1.30kg 芯 盒 數(shù) 1 準(zhǔn) 備 　砂　　　 箱 砂芯數(shù)量 4個(gè) 上箱 350mm×320mm×80mm 1#芯盒 230mm×105mm×100mm 下箱 350mm×320mm×80mm 2#芯盒 230mm×105mm×100mm 備 砂 型 砂 芯 砂 涂料 造 芯 設(shè) 備 手工 硬化方法 造 型 設(shè) 備 手工 硬化方法 易割冒口數(shù) 0 直澆道尺寸 Φ4.9 橫澆道尺寸 Φ4.0 內(nèi)澆道尺寸 Φ3.2 直澆道數(shù)量 1 橫澆道數(shù)量 1 內(nèi)澆道數(shù)量 4 合 箱 合箱至澆注時(shí)間 ≤ 24h 澆注溫度 1420℃ 開(kāi)箱時(shí)間 3h 工藝要求要求及操作要點(diǎn)： 1. 鑄造收縮率為1％. 2. 未注拔模斜度均為1.5°； 3. 上下面加工余量3mm， 4. 鑄件應(yīng)時(shí)效處理. 5. 鑄件中間澆注. 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目閥蓋鑄造工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)I目目 錄錄1 1 前前 言言 .11.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義.11.1.1 本設(shè)計(jì)的目的 .11.1.2 本設(shè)計(jì)的意義 .11.2 發(fā)達(dá)國(guó)家鑄造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).12 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 .22.1 零件分析.22.1.1 零件結(jié)構(gòu)信息 .22.1.2 技術(shù)要求 .22.2 鑄造工藝方案分析 .32.2.1 造型方法、造芯方法的選擇 .32.2.2 鑄造方法的選擇 .32.2.3 鑄型種類(lèi)的選擇 .32.2.4 鑄件澆注位置的確定 .32.2.5 分型面的的選擇 .53 3 設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)說(shuō)明 .63.1 鑄件工藝參數(shù).63.1.1 收縮率確定 .63.1.2 灰鐵鑄出孔大小確定 .63.1.3 加工量確定 .63.1.4 起模斜度 .113.1.5 砂芯設(shè)計(jì) .123.1.6 吃沙量確定 .143.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì).153.2.1 澆注時(shí)間的確定 .153.2.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算 .173.3 鑄造工藝圖及剩余壓頭校核.213.3.1 鑄造工藝圖 .213.3.2 剩余壓頭校核 .223.4 工藝出品率.243.5 上、下模板設(shè)計(jì).253.6 砂箱設(shè)計(jì).303.7 芯盒設(shè)計(jì).31鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)II4 4 結(jié)結(jié) 論論 .34致致 謝謝 .35參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) .36鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11 前前 言言1.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的鑄造工藝是研究做成產(chǎn)品的方法，更進(jìn)一步，提升生產(chǎn)效率，降低成本，規(guī)范操作，保證質(zhì)量，持續(xù)改進(jìn)，1.1.2 本設(shè)計(jì)的意義設(shè)計(jì)分析閥蓋零件的工藝方案，包括分型面，澆注位置。并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。從而設(shè)計(jì)出閥蓋零件的鑄造工藝。1.2 發(fā)達(dá)國(guó)家鑄造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)發(fā)達(dá)國(guó)家鑄造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)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化供應(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)。鑄鐵熔煉使用大型、高效、除塵、微機(jī)測(cè)控、外熱送風(fēng)無(wú)爐襯水冷連續(xù)作業(yè)沖天爐，普遍使用鑄造焦，沖天爐或電爐與沖天爐雙聯(lián)熔煉，采用氮?dú)膺B續(xù)脫硫或搖包脫硫使鐵液中硫含量達(dá) 0.01%以個(gè) 10-6 的水平。在重要鑄件生產(chǎn)中，對(duì)材質(zhì)要求高，采用先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有效控制鑄件質(zhì)量。普遍采用液態(tài)金屬過(guò)濾技術(shù)，過(guò)濾器可適應(yīng)高溫諸如鉆基、鎳基合金及不銹鋼液的過(guò)濾。過(guò)濾后的鋼鑄件射線探傷 A 級(jí)合格率提高 13 個(gè)百分點(diǎn)，鋁鎂合金經(jīng)過(guò)濾，抗拉強(qiáng)度提高50%、伸長(zhǎng)率提高 100%以上 l4。廣泛應(yīng)用合金包芯線處理技術(shù)，使球鐵、蠕鐵和孕育鑄鐵工藝穩(wěn)定、合金元素收得率高、處理過(guò)程無(wú)污染，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)自動(dòng)化控制。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案2.1 零件分析零件分析2.1.1 零件結(jié)構(gòu)信息零件結(jié)構(gòu)信息閥蓋零件的結(jié)構(gòu)如下圖 2.1.1 閥蓋零件圖所示，閥蓋結(jié)構(gòu)為圓柱回轉(zhuǎn)主體主體與方形底座組成。主要工作面位方形底座下面及 53 軸孔處，中間軸孔為主要尺寸基準(zhǔn)，中軸內(nèi)控尺寸為 20，閥蓋大端 35 孔與閥體有裝配要求，該軸孔軸線也是閥蓋的安裝臺(tái)部分的垂直基準(zhǔn)；閥蓋的底座有 4 個(gè) M12 螺栓安裝的過(guò)孔，螺絲過(guò)孔徑為 13。閥蓋的小端處有 M36X2 螺紋，與其他部件連接。閥蓋零件圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 閥蓋零件圖2.1.2 技術(shù)要求技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的閥蓋零件材質(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)閥蓋、閥蓋零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：1.鑄件應(yīng)時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力，不許有氣孔、砂眼、夾渣等缺陷；2.未鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3注鑄造圓角 R1R3?；诣T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)閥蓋的零件二維圖紙，建立閥蓋的三維零件如下圖 2.1.2.閥蓋三維零件圖如圖 2-2 所示。圖 2-2 閥蓋三維零件圖2.2 鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類(lèi)的選擇。2.2.1 造型方法、造芯方法的選擇造型方法、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。2.2.2 鑄造方法的選擇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。2.2.3 鑄型種類(lèi)的選擇鑄型種類(lèi)的選擇根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況選用自硬砂。2.2.4 鑄件澆注位置的確定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(chē)間的條件決定的。正確鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4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較大平面朝下 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，薄壁部分應(yīng)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.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。應(yīng)使下芯，合箱方便。該零件的澆注位置選擇有三種如圖 2-3 所示： 圖 2-3鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5 根據(jù)澆注位置選擇原則我們選擇第三種澆注位置。2.2.5 分型面的的選擇分型面的的選擇本方案選擇的澆注位置將閥蓋躺著放置，所以我們將閥蓋中軸處做平直分型面，上、下模對(duì)稱，做水平芯子，分型方案如圖 2-4 方案所示。此分型面簡(jiǎn)單平直，閥蓋造型勞動(dòng)低，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。采用中間澆注系統(tǒng)。 圖 2-4鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)63 設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)說(shuō)明3.1 鑄件工藝參數(shù)鑄件工藝參數(shù)3.1.1 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 =1 21 100%式中 摸樣長(zhǎng)度，鑄件長(zhǎng)度。12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%。圖 3-1 灰鐵收縮率3.1.2 灰鐵鑄出孔大小確定該閥蓋為大批量生產(chǎn)，依據(jù)表 3-2 灰鑄鐵不鑄出孔直徑可知零件圖中 13 的螺絲過(guò)孔比較小，不鑄出。閥蓋中間軸孔，最小值直徑 20，考慮到加工量，暫且依經(jīng)驗(yàn)取2mm，則鑄孔直徑為 16，需要鑄出。表 3-2 灰鑄鐵件不鑄出孔直徑 （單位 mm）3.1.3 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HT100,HT150,HT200灰鑄鐵牌號(hào)小中件中大件特大件HT250HT300HT350自由線收縮率（%）鑄造收縮率（受阻收縮率（%） ）0.91.10.81.00.81.00.70.90.70.90.60.80.91.10.70.91.51.0生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530單件或小批生產(chǎn)3050鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7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 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999） 。閥蓋為砂型鑄造手工造型批量生生產(chǎn)故，依據(jù)表 3-3 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 CT12（GB/T 6414-1999-CT12） 。圖 3-3 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999）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)由精到粗分為公差等級(jí) CT鑄 件 材 料方法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水玻璃79797958587979熔模鑄造硅溶膠46464646464646注1 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。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8A、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 3-4 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)選取該閥蓋的加工等級(jí)為 G 級(jí)。要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄件材質(zhì)方法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圖 3-4 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)查表 3-4 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)，閥蓋的方形安裝臺(tái)尺寸75X75X12mm，基本尺寸 75，查表 3.1.3.2 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999）CT12 公差值為 6，位于分型面的側(cè)面，查 3.1.3.3 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自GB/T6414-1999）加工余量等級(jí)為 RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 1.4，端面單側(cè)加工，位于澆注位置的側(cè)面，該尺寸的加工量為：6/4+1.4=2.9mm，取整數(shù)為 3.0mm。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）100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.469111418鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9圖 3-4 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）100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.240.340.560.781.11.62.23.24.46.29121620254006300.400.640.91.21.82.63.657101418222863010000.7211.422.84681116202532100016000.801.11.62.23.24.6791318232937160025002.63.85.48101521263342250040004.46.2912172430384940006300710142028354456630010000111623324050641）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。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10閥蓋的中間軸孔加工部分尺寸 20X36，基本尺寸為 20，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) CT12 公差值為 4.6，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 0.5，則加工量為：4.6/4+0.5=1.65mm，圓整取加工量為 2.0mm。閥蓋的中間 20 軸孔兩端面加工部分尺寸 28.5X5、35X7、M36X2，基本尺寸分別為 28.5、35、36，側(cè)面雙側(cè)加工，位于澆注位置的側(cè)面，基本尺寸在表 3.1.3.2 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)，在同一范圍內(nèi)即：大于 25 至 40 范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)公差等級(jí) CT12 公差值為 5.0，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 0.5，則加工量為：5.0/4+0.5=1.75mm，圓整取加工量為 2.0mm。閥蓋的中間軸大端加工部分尺寸 47、50、53，基本尺寸為分別為47、50、53，因?yàn)榇颂幵谕欢?，基本尺寸選取 53 計(jì)算加工量。端面雙側(cè)，位于澆注位置的側(cè)面，對(duì)應(yīng)公差等級(jí) CT12 公差值為 5.6，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為0.7，則加工量為：5.6/4+0.7=2.1mm，圓整取加工量為 2.5mm。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。2）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。表 3-5 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999） (單位：mm)閥蓋的上、下端面，小端尺寸為 36、大端尺寸為 53，總長(zhǎng)度為 48，所以加工的基本尺寸為 53，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) CT12 公差值為鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)115.6，加工余量等級(jí) RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 0.7，則加工量為：5.6/4+0.7=2.1mm，圓整取加工量為 2.5mm。3.1.4 起模斜度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 3-6 中圖 1） 、增減鑄件壁厚（如圖3-6 中圖 2）或者減小鑄件壁厚（如圖 3-6 中圖 3）的方法來(lái)形成。 圖 3-1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 3-7 起模斜度（JB/T 5105-1991） 。起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣測(cè)量面高度 HmmAA mmAA mm103300.64000.810401501.42051.6401000501.60551.61001600351.60402.01602500302.20352.62504000303.60354.2鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)124006300254.60305.663010000205.80257.41000160002511.61600250002518.22500025 表 3-7 起模斜度 （摘自 JB/T 5015-1991）該閥蓋零件垂直分型面的高度分別為 20mm、29mm、375mm，均不超過(guò) 40mm，采用金屬模樣造型中間澆注， ，依據(jù)表 3.4.1 起模斜度（JB/T 5105-1991）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CT12 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 圖 3-2 閥蓋鑄件三維圖3.1.5 砂芯設(shè)計(jì)砂芯設(shè)計(jì)依據(jù)前文，本次設(shè)計(jì)采用分型方案三分型，則閥蓋中軸處孔需鑄出，需設(shè)計(jì)水平砂芯，計(jì)算加工量后，中間最小軸孔孔徑為 16，砂芯長(zhǎng)度為 53，依據(jù)表 3.1.5.1 水平芯頭的長(zhǎng)度 l，選取心頭長(zhǎng)度 l 為 20mm。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13D 或者（A+B）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鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14表 3-8 水平芯頭的長(zhǎng)度 l （單位：mm）為了便于下芯，芯頭與芯頭座設(shè)計(jì)合適的間隙，依據(jù)表 3.1.5.2 水平芯頭的斜度及間隙，S1=0.5mm、S2 =S3=1.0mmD 或者（A+B）/25051100101150151200201300301400401500501700701 10001001150015012000200010.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.021.01.51.51.52.02.03.03.04.04.04.54.5濕型31.52.02.02.03.03.04.04.05.05.06.06.011.01.51.51.52.02.02.52.53.03.04.05.021.52.02.03.03.04.04.05.05.06.08.010.0干型320.3.03.04.04.06.06.08.08.09.010.012.0表 3-9 水平芯頭的斜度及間隙 （單位：mm）3.1.6 吃沙量確定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。由前文可知閥蓋單件重量為 1.0039Kg，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。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15鑄件重量/kgabcdef100004050607090100120150200250275300350400405060709010012015020025027530035040030404050506070901001251501752002503040505060708090100125150175200250304050607010030303040506070120150200225250250250表 3-10 按鑄件重量確定的吃沙量 （單位 mm）3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1 澆注時(shí)間的確定澆注時(shí)間的確定閥蓋鑄件單件重量為 1.0039Kg。由于該件為一箱兩四件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)表 3.2.1.1 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 1.0039X4X1.2=4.81872Kg。 工藝出品率 =鑄件重量鑄件重量 + 澆冒口重量 100%表 3-11 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澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 式中；澆注時(shí)間（s）鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)16鑄件或者澆注金屬質(zhì)量（kg） ；A、n系數(shù)，見(jiàn)表 6-68；表 3-12 公式中的系數(shù)因?yàn)殚y蓋鑄件的斜度依據(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=4.829S = = 2.2X 4.818726.0768閥蓋鑄件高度為 75X1.01=75.75mm，通過(guò)計(jì)算液面上升速度校驗(yàn)澆注時(shí)間是否合理，在澆注時(shí)間確定后，需要計(jì)算型內(nèi)液面的上升速度，參考表表 3.2.1.3 中數(shù)值，型內(nèi)液面上升速度數(shù)值應(yīng)大于表表 2.4.1.3 中所列參考值，如太小則應(yīng)修正。vLvL=hC式中 型內(nèi)頁(yè)面上升速度（cm/s） ；vL 鑄件在澆注位置時(shí)的高度（cm） ； hC 澆注時(shí)間（s） 。 1.57 cm/svL=7.5754.829=表 3-13 最小液面上升速度與鑄件壁厚關(guān)系鑄件壁厚/mmVL/cm S- 140，水平位置澆注081.040，上箱為大平面2.03.010401.02.04102.03.0鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)171.54310閥蓋鑄件平均壁厚大于 10mm，查表 4.1.3 最小液面上升速度與鑄件壁厚關(guān)系，最小液面上升速度為 1.02.0 cm/s，計(jì)算的液面上升速度為1.57 cm/s，滿足最小液面上升vL=速度，故計(jì)算澆注時(shí)間為4.829S 合理。 =3.2.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類(lèi)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(lèi)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(lèi)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 3.2.2.1 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.內(nèi)橫直表 3-14 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用截面比例直橫內(nèi)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鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18前文計(jì)算的鑄件高度 75mm，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 75X1.01/2+40=77.875mm，取上砂箱高度 100mm（下砂箱取100mm） 。確定靜壓頭高度，依據(jù)表 3-15 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 3-15 普通漏斗形外澆口尺寸直澆道下端直徑 d/mm/mD1m/mD2mh/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:10.0=+5.0-7.5X1.1/8=14.05313cm則依據(jù)截面比的關(guān)系：=1：1.1:1.15內(nèi)橫直截面比設(shè)計(jì)法，則內(nèi)澆道計(jì)算公式為： 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：鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19 本次設(shè)計(jì)為一箱四件，通過(guò)前文計(jì)算宗內(nèi)澆道斷面面積為 cm2,依據(jù)表 3-16 內(nèi)澆道尺內(nèi)= 2.40寸，選取每個(gè)鑄型內(nèi)澆道最小斷面面積為 0.6cm2面積， ，每個(gè)內(nèi)澆口面積為 0.8cm2，對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口尺寸 a=11mm，b=9mm，c=6mm。表 3-16 內(nèi)澆道尺寸（單位：mm）序號(hào)內(nèi)澆道斷面積/A內(nèi)cm2abcabcabcabcda10.311936464399536.58.520.41194757531096479.530.5119586764101074810.540.611968.66.586.54.511117591250.8141261089851212861013.561.015137119109514149711.51571.218147.5121011106151610712.516.581.52018814111211717181181418.591.82119916121312818201291520.5102.2232110171315131920221491723112.625231117.513.5171392424151018.524.5123.02824121814191410262716112026133.43225121915201510282817122128144.03830122115221610303018132230.5154.54036122216241711323020142432.5165.0423812.523172518113435201525.534175.4444013241825.51912353521152635186.045411425212620123736221627.537199.05650173023342416454228193445.5鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)202012.05852223728362820504832223950計(jì)算出橫澆道總斷面面積為=1.1X2.4=2.64cm2，取橫澆道斷面面積為 4.0 cm2，橫因?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， ，查表 3-17 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。表 3-17 澆注系統(tǒng)截面面尺寸橫澆道直澆道序號(hào)斷面積/A橫cm2A /mmB /mmC /mmA /mmB /mmC /mm序號(hào)斷面積/A橫cm2D/mm11.0119101810611.81522.01510162013823.12032.416111822141034.92543.017132024151147.13053.619142228171259.63564.0201523301813612.64075.0241625352015715.94586.0271728362216819.65097.0281830382417923.755108.03020324026181028.260119.03222344228191133.2651211.03624374530211238701313.03827405232241344751413.83828425533251450.38015174430466036281556.785鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)211619.54632506539301663.790172452365472433317719518285640587846361878.510019346044668651401986.51052038.56545709054432095.21102148655580102604821104115計(jì)算出直澆道總斷面面積為=1.15X2.4 =2.76cm2,又因?yàn)橹惫什楸?3-18 澆注系統(tǒng)截面面尺寸，直澆道截面面積取直：直橫= 1.15：1.1，4.9cm2，直徑為 25mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖 3-3 澆道截面尺寸所示。圖 3-3 澆道截面尺寸3.3 鑄造工藝圖及剩余壓頭校核鑄造工藝圖及剩余壓頭校核3.3.1 鑄造工藝圖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)橐幌鋬伤募a(chǎn)該閥蓋，可確定鑄造工藝排布圖，閥蓋的鑄造工藝圖如圖 3-4 閥蓋鑄造工藝圖所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22圖 3-4 閥蓋鑄造工藝圖3.3.2 剩余壓頭校核剩余壓頭校核直澆道中心到鑄件最遠(yuǎn)端距離大約為 130mm，查表 3.3.2 計(jì)算最小剩余壓頭高度用的壓力角，取壓力角，則有 = 1022.923mmhM= Ltan = 130tan10 =式中最小剩余壓頭高度（mm） ；hM金屬液的流程，即鑄件最高、最遠(yuǎn)點(diǎn)至直澆道中心的水平距離（mm） ；L壓力角（） 。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)23通過(guò)鑄造工藝圖可知，設(shè)計(jì)剩余壓頭為 112.5mm，大于最小剩余壓頭 22.923mm，故設(shè)計(jì)合理。表 3-18 計(jì)算最小剩余壓頭高度用的壓力角鑄件壁厚 /mm35588151520202525353545L/mm壓力角 /使用范圍4000675656564545350067565656454530006767565645452800676767675645260078676767564524007867676756562200897867675656用兩個(gè)或更多的直澆道澆注金屬液2000897867675656180089787878676716008978787867671400根據(jù)具體情況確定898978786767120010119108978786767100011129109107878676780012139109108978786760013141011910910897867用一個(gè)直澆道澆注金屬鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)243.4 工藝出品率工藝出品率澆口杯體積為：V澆=(502)2+(502)(252)+(252)2 3.14 503= 57239.83直澆道體積為：V直=(252)2 3.14 100 = 49062.53直澆道窩體積為：V窩=2 (252)33 3.14 = 4088.5423橫澆道體積為：V橫=(15 + 10) 162 167 = 334003內(nèi)澆道體積為：V內(nèi)=(1 + 9) 62 23.5 4 = 56403則澆冒質(zhì)量為：澆冒=(57239.8 + 49062.5 + 4088.542 + 33400 + 5640)1000000000 7.85 = 1.173K一箱兩四件，鑄件質(zhì)量為 1.0139X4=4.0516Kg則工藝出品率為：4.05164.0516 + 1.173 100% = 77.39%3.5 上、下模板設(shè)計(jì)上、下模板設(shè)計(jì)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)框尺寸鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25為：300X300X100，下砂箱內(nèi)框尺寸為：300X300X100。根據(jù)表 3-19 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 400X300 砂箱尺寸對(duì)應(yīng)的造型機(jī)為 Z114A。 表 3-19 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經(jīng)上述分析設(shè)計(jì)，通過(guò)三維計(jì)算澆注系統(tǒng)如圖 3-5 閥蓋澆注系統(tǒng)價(jià)及砂芯三維圖所示，經(jīng)測(cè)量澆注系統(tǒng)質(zhì)量為 1.1281Kg，鑄件質(zhì)量為：1.0139X4=4.0516Kg，則校驗(yàn)。工藝出品率為：4.05164.0516 + 1.1281 100% = 78.22%圖 3-5 閥蓋澆注系統(tǒng)及砂芯三維圖模板一般使用模底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷(xiāo)等裝配而成，通常模底板的工作平面形成鑄件的分型面，模樣及澆冒口系統(tǒng)形成鑄件的外輪廓及澆冒口系統(tǒng)型腔，依據(jù)表 3-19，選擇螺栓將模樣與模底板固定。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26砂箱內(nèi)框尺寸為：300X300，考慮砂箱四周砂箱厚度，所以模底板水平方向尺寸設(shè)計(jì)為 330X330，則平均砂箱內(nèi)框尺寸為小于 500，按照?qǐng)D 3-6 所示選擇與定位銷(xiāo)與導(dǎo)向銷(xiāo)結(jié)構(gòu)。 圖 3-6 模底板用定位銷(xiāo)及導(dǎo)向銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)材料：20 滲碳，5255HRC依據(jù)砂箱內(nèi)框平均尺寸500 從表 3-20 中選擇公稱直徑為的定位銷(xiāo)與導(dǎo)向20- 0.065- 0.117銷(xiāo)。表 3-20 模底板用定位銷(xiāo)及導(dǎo)向銷(xiāo)的尺寸 （單位：mm）模底板平均輪廓尺寸（A0+B0）/25005017507511500150125002500（d9）20- 0.065- 0.11725- 0.065- 0.11730- 0.065- 0.11730- 0.065- 0.11735- 0.080- 0.14240- 0.080- 0.142（h8）118- 0.033- 0.0020- 0.033- 0.0024- 0.033- 0.0024- 0.033- 0.0030- 0.033- 0.0034- 0.039- 0.0021313161620243M16M16M20M20M24M30424303535404512023282833382455060607080121620202530S121620202430D233036364046鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)272530505050503040606075755050707010010075758080125125100100100100150150125125125125175175l150150150150200200Ll+60l+75l+90l+90l+105l+120注：1.工作不分長(zhǎng)度 可根據(jù)生產(chǎn)需要選取，但尾數(shù)應(yīng)為 0 或 5.l2.銷(xiāo)子外徑允許的磨損量（按尺寸下限）：定位銷(xiāo)中心距小于 1000mm 為 0.25mm，大于 1000mm 為 0.5mm。3.用雙螺母固定時(shí) L2 可加長(zhǎng)。銷(xiāo)子的工作部分，分為定位和導(dǎo)向兩部分，在選取倒像部分的斜度何高度時(shí)，應(yīng)保證有導(dǎo)向作用和保證在放置砂箱時(shí)不至于碰壞模樣。手工或者橋式起重機(jī)起模時(shí)，倒像部分的頂端應(yīng)高出模樣 2025mm，定位銷(xiāo)中心矩按表 3-21 選擇 A+110mm，即410mm。表 3-21 模底板定位銷(xiāo)孔中心距 （單位：mm）定位銷(xiāo)孔中心距砂箱上的箱耳和吊軸分開(kāi)鑄出砂箱平均內(nèi)框尺寸(A+B)/2砂箱上的箱耳和吊軸整鑄在一起鑄鐵鑄鋼500A+80100A+140A+120501750A+100140A+150A+1407511000A+140160A+190A+15010011500A+160200A+230A+18015012500A+200240A+250A+220定位銷(xiāo)耳選擇圖 3-7 定位銷(xiāo)耳結(jié)構(gòu)圖中的 c 型。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28圖 3-7 定位銷(xiāo)耳結(jié)構(gòu)對(duì)于平均輪廓尺寸小于 500mm 的小型模底板一般不設(shè)手柄。為了方便生產(chǎn)起吊木板工裝，需設(shè)計(jì)吊軸，吊軸可以和模底板一起鑄出，稱為整鑄式，也可以鑄接。鑄鐵模底板整鑄式吊軸的結(jié)構(gòu)和尺寸見(jiàn)表 2.8.1-4，選擇 d=30mm 的整鑄吊軸。表 3-21 鑄鐵模底板整鑄式吊軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 （單位：mm）吊軸上允許負(fù)荷/kNdd0DabLrR2.53012519122535385451876141535555119602410218185070615鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29158032136242265958202510040160303080120102535120481903640951451230注：吊軸直徑為 d=30mm 和 45mm 時(shí)，則 d0=12mm 和 18mm 的孔，在澆注時(shí)應(yīng)插入冷鐵。上模板上設(shè)計(jì)閥蓋零件的主體部分，依據(jù)前文，將閥蓋零件的上模樣，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(xiāo)；依據(jù)手冊(cè)設(shè)計(jì)合適的板厚以及筋條厚度與位置，上模樣選擇 M10 內(nèi)六角螺栓裝配，具體上模板尺寸與安裝定位詳見(jiàn)上模板的二維圖所示，最終設(shè)計(jì)上模板裝配如圖 3-8 所示。圖 3-8 上模板三維裝配圖下模板設(shè)計(jì)與上模板設(shè)計(jì)類(lèi)似，最終設(shè)計(jì)下模板裝配如圖 3-9 所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30圖 3-9 下模板三維裝配圖3.6 砂箱設(shè)計(jì)砂箱設(shè)計(jì)砂箱內(nèi)框尺寸為 300X300，前文選擇上下砂箱高度為 100mm，查表 3.6 可知砂箱內(nèi)框平均尺寸500 的砂箱高度為 120200mm，砂箱厚度選擇 15mm。表 3-22 簡(jiǎn)易砂箱箱壁斷面尺寸 (單位：mm)砂箱內(nèi)框平均尺寸（A+B）/2h1bh1h25001202001215101350175015030018221518200300283025277511000301400252822252503003035273210011500301450283225282530352732一般內(nèi)框平均尺寸小于 500mm 的手工砂箱，砂箱把手可采用圖 3-10 砂箱把手所示把手。圖 3-10 砂箱把手砂箱的定位銷(xiāo)與導(dǎo)向銷(xiāo)依據(jù)手冊(cè)借本尺寸為 20 和 20 的定位銷(xiāo)與導(dǎo)向銷(xiāo)，砂箱高度鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)31按照標(biāo)準(zhǔn)選取高度為 100mm。3.7 芯盒設(shè)計(jì)芯盒設(shè)計(jì)芯盒是制芯過(guò)程中所必須的工藝裝備，本次閥蓋中間的水平芯子采用金屬材質(zhì)的鑄鋁芯盒，因?yàn)樾咀訛閳A柱回轉(zhuǎn)體，設(shè)計(jì)采用對(duì)半開(kāi)鑄鋁芯盒，根據(jù)芯子尺寸大小，采用25mm 厚鑄鋁版設(shè)計(jì)芯盒。定位銷(xiāo)套采用過(guò)盈配合式定位銷(xiāo)和定位銷(xiāo)套，具體結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖 圖 A）I 型（螺母緊固式）定位銷(xiāo) b）II 型（過(guò)盈配合式）定位銷(xiāo)材料：45 鋼；硬度：4550HRC；d 與 D1同軸度誤差不得大于 0.01mm表 3-23 定位銷(xiāo)結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）DD1d1d2DLlL1l2I 型I、II型I、II 型I、II 型I 型II 型I 型II型I、II 型長(zhǎng)銷(xiāo)短銷(xiāo)長(zhǎng)銷(xiāo)短銷(xiāo)長(zhǎng)銷(xiāo)短銷(xiāo)I型II型I、II型8- 0.040- 0.07616+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.5132065503015131618610- 0.040- 0.07616+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.5132070603520131620812- 0.050- 0.09320+ 0.020+ 0.00816+ 0.041+ 0.028M20X1.517208065402513202210鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32圖 3-11 定位銷(xiāo)套結(jié)構(gòu)a）I 型（螺母緊固式） b）I 型 II 型（過(guò)盈配合式）表 3-24 定位銷(xiāo)套結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）dD1d1d2DLlI、IIIIIIII、IIIIII158+ 0.036 0.0016+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.513203530162010+ 0.036 0.0016+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.513203535162512+ 0.043 0.0020+ 0.020+ 0.00820+ 0.041+ 0.028M20X1.51724424020芯盒的夾緊裝置設(shè)計(jì)，對(duì)于對(duì)半開(kāi)芯盒，為了保證填砂緊實(shí)，采用夾緊裝置鎖緊，在本次設(shè)計(jì)中采用活節(jié)螺栓與蝶形螺母鎖緊裝置，如下圖所示，結(jié)構(gòu)與尺寸按表 3-24 選取 M10 的活節(jié)螺栓。圖 3-12 蝶形螺母與活節(jié)螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)1-活節(jié)螺栓，2蝶形螺母，3墊片，4上芯盒，5下芯盒表 3-25 蝶形螺母鉸鏈?zhǔn)綂A緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）基本尺寸名稱活節(jié)螺栓蝶形螺母墊片圓柱銷(xiāo)沉頭螺釘開(kāi)槽錐端緊定螺釘HAB標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T 798-1988GB/T 62-1988GB/T 119-2000GB/T 68-2000GB/T 71-198515135M8X35M845X36X35M5X12M5X12鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3352040M10X45M1045X358X40M6X16M6X1825245M12X55M1245X3510X45M6X16M6X18最終閥蓋芯盒設(shè)計(jì)為 1 次制芯制 4 個(gè)砂芯，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖 3-13 所示。3-13 芯盒裝配圖1-下芯盒，2-上芯盒，3-蝶形螺母，4-活節(jié)螺栓，5-定位銷(xiāo)套，6-定位銷(xiāo)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)344 結(jié)結(jié) 論論世界上發(fā)展不會(huì)停滯的工業(yè)門(mén)類(lèi)之就是鑄造行業(yè)， 鑄造行業(yè)支撐起了我國(guó)制造業(yè)的騰飛，可謂是功不可沒(méi)，有許多行業(yè)都需要鑄造工藝制造出較高力學(xué)、加工及結(jié)構(gòu)性能的次成型的灰鑄鐵鑄鐵零件?；诣T鐵行業(yè)的未來(lái)必然趨向于高精度，高效率。怎么去提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量成為了當(dāng)下一個(gè)非常重要的問(wèn)題。對(duì)于我們機(jī)械行業(yè)從業(yè)者來(lái)說(shuō)，我們最大的幸福就是想辦法提高我國(guó)該行業(yè)在國(guó)際上的領(lǐng)導(dǎo)力。為此，我們要努力實(shí)現(xiàn)這一偉大的理想。此次鑄造工藝時(shí)我去圖書(shū)館借閱了許多相關(guān)書(shū)籍，仔細(xì)研究所做工藝設(shè)計(jì)過(guò)程和注意事項(xiàng)。通過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)我對(duì)自己的課題更加了解，在軟件制圖上的應(yīng)用方面也有了很大提升，在繪制閥蓋鑄造工藝時(shí)遇到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在向老師請(qǐng)教后，成功解決了問(wèn)題。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)35致 謝非常感謝這次設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和建議，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到難題，各位同學(xué)的幫助，讓我思路更清晰，方法更可靠的完成了本次設(shè)計(jì)，掌握了軟件功能的熟練使用，和專業(yè)知識(shí)的深層次理解，讓我對(duì)這個(gè)行業(yè)更進(jìn)一步的了解并且懷有了信心。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)36參 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，1989.4 鑄造手冊(cè)鑄造工藝/中國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)鑄造分會(huì)編. 機(jī)械工業(yè)出版社 2003.1.5 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì).鑄造手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.6 徐允長(zhǎng).鑄造工技術(shù)（高級(jí)）.化學(xué)工業(yè)出版社.