鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)題目：工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：專業(yè)：材料成型機(jī)控制工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：1鑄造工藝學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生熟悉對(duì)零件及產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、原則、方 法和步驟以及掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計(jì)的基本技能的一門(mén)主要專業(yè)課°課程設(shè)計(jì)則 是鑄造工藝學(xué)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是我們鑄造專業(yè)迎來(lái)的第一次全面的 自主進(jìn)行工藝和工裝設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練。在這個(gè)為期兩周的過(guò)程里，我們有過(guò)緊張， 有過(guò)茫然，有過(guò)喜悅，從中感受到了學(xué)習(xí)的艱辛，也收獲到了學(xué)有所獲的喜悅，回 顧一下，我覺(jué)得進(jìn)行鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的有如下幾點(diǎn)：通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用鑄造 工

2、藝學(xué)課程和其他先修課程的的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)制定和合理選擇工藝方案，正確計(jì)算零件結(jié)構(gòu)的工作能力，確定尺寸，掌 握了澆冒口的作用及其原理，具有正確設(shè)計(jì)澆冒口系統(tǒng)的初步能力；掌握鑄造工藝 和工裝設(shè)計(jì)的基本技能。熟悉型砂必須具備的性能要求，原材料的基本規(guī)格及作用，并初步具備分析和 解決型砂有關(guān)問(wèn)題的能力。熟悉涂料的作用、基本組成及質(zhì)量的控制；了解提高鑄件表面質(zhì)量和尺寸精度 的途徑。了金合金在鑄造過(guò)程中容易產(chǎn)生的鑄造缺陷以及采取相關(guān)的防止途徑，并初步 具備分析、解決這類(lèi)缺陷的基本解決途徑學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)等。目錄4. 3澆注系統(tǒng)

3、各部分尺寸的計(jì)算134. 3.1合金鑄造性能分析134. 3. 2鐵液在型內(nèi)的上升速度134. 3. 3澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計(jì)144.4冒口設(shè)計(jì)計(jì)算144. 4.1鑄件工藝出品率144. 4. 2出氣孔154. 4. 3冒口的作用及位置確定154. 5冷鐵設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算154. 5.1冷鐵的選用及作用154. 5. 2冷鐵的尺寸及放置位置的選擇15總結(jié)17參考文獻(xiàn)18附圖18第一章零件鑄造工藝分析1.1零件基本信息零件名稱：上冠鑄件。 零件材料：HT200o 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：成批量生產(chǎn)或者小批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)：屬厚、薄相差懸殊的大型回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。 上冠零件圖：4300圖1.1上冠零件圖1.2材料成分要求

4、根據(jù)相關(guān)資料查得HT200具體成分及其含量如表121所示。表L2.l HT200化學(xué)成分表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）CSiMnPSCr3.3-3.551.95-2.150600.900.08W0J20.15-0301. 3鑄造工藝參數(shù)的確定1. 3.1鑄造尺寸公差和重量公差該鑄件材質(zhì)為HT200,手工造型，經(jīng)查得，鑄件的尺寸公差等級(jí)為13級(jí)；重量公差等級(jí)為13 級(jí),該鑄件的重量公差為10%。1. 3. 2機(jī)械加工余量該鑄件為鑄鐵件，砂型人工造型，經(jīng)查加工余 量等級(jí)為H,經(jīng)查得，該鑄件法蘭端面以及錐面的 加工余量為13mm、孔的加工余量為8mm。1. 3. 3鑄造收縮率由于鑄件的固態(tài)收縮（線收縮）將使鑄件

5、各部分 尺寸小于模樣原來(lái)的尺寸，因此，為了使鑄件冷卻后的尺寸與鑄件圖示尺寸一致,則需要在模樣或芯上加上其收縮的尺寸。加大的這部分尺寸為鑄件的收縮量，一般用鑄造收縮率表示。經(jīng)查可知該錐 體鑄件的線收縮率為1.0%。1. 3. 4拔模斜度由于該鑄件為錐形而且錐度大非常易于拔模， 因此錐體部分不設(shè)拔模斜度，而在立壁處可設(shè)置 31nm的起模斜度以便拔模。拔模斜度的示意如圖 L2和 1. 3O圖1.2外立壁拔模斜度示意圖圖1.3內(nèi)立壁拔模斜度示意圖1. 4其他工藝參數(shù)的確定1. 4.1工藝補(bǔ)正量對(duì)中小批量的鑄件由于選用的收縮尺寸與實(shí)際 的收縮率不符，或由于鑄件產(chǎn)生變形、操作中不可 避免的誤差等原因使加工

6、后鑄件的尺寸小于圖樣 要求尺寸，為提高尺寸精度，要在鑄件相應(yīng)的非加 工表面上增加金屬層厚度來(lái)彌補(bǔ),但由于該件在垂 直分型面的立壁上都設(shè)有較大的拔模斜度,故不放 工藝補(bǔ)正量。1. 4. 2分型負(fù)數(shù)干砂型、表面烘干型、自硬砂型以及砂型尺寸 超過(guò)2m以上的濕型才應(yīng)用分型負(fù)數(shù)。而此鑄件采 用樹(shù)脂自硬砂造型且砂箱尺寸小于2m,故不 型負(fù)數(shù)。1. 4. 3非加工壁厚的負(fù)余量由于該鑄件采用木模，手工造型、造芯過(guò)程中, 為取出木模要進(jìn)行敲模，同時(shí)木模受潮時(shí)會(huì)膨脹, 這些情況會(huì)使型腔尺寸增大,從而造成非加工壁厚 增加，為保證鑄件尺寸的準(zhǔn)確性應(yīng)該減小厚度尺 寸，但由于該件在無(wú)拔模斜度，且該件不是很大故 不放非加工

7、壁厚的負(fù)余量。1.4.4反變形量鑄造較大的平板類(lèi)、床身等類(lèi)鑄件時(shí)由于冷卻 速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現(xiàn)變形。為了解 決撓曲變形問(wèn)題，在制作模樣時(shí)，按鑄件可能產(chǎn)生 變形的相反方向做出反變形模樣,使鑄件冷卻后變 形的結(jié)果正好將反變形抵消，得到符合設(shè)計(jì)要求的 鑄件。一般中小型壁厚差別不大且結(jié)構(gòu)上剛度較大 時(shí)，不必留反變形量。由于該鑄件為中小型鑄件, 所以不需留反變形量。L 4. 5分芯負(fù)數(shù)對(duì)于分段制造的長(zhǎng)砂芯或分開(kāi)制造的大砂芯, 在接縫處應(yīng)留出分芯間隙量，即在砂芯的分開(kāi)面 處，將砂芯尺寸減去間隙尺寸，被減去的尺寸即為 分型負(fù)數(shù)。此鑄件沒(méi)有分段制造的長(zhǎng)砂芯，故可不 設(shè)分芯負(fù)數(shù)。第二章鑄件三維實(shí)體造

8、型1.1 上冠件圖紙技術(shù)要求:（1）鑄件應(yīng)作正回火處理;(2)鑄件材料及機(jī)械性能應(yīng)符合JB/T10264-2001 的要求;(3)波探傷檢查,行磁粉探傷,粗加工后按GB7233-87標(biāo)準(zhǔn)作超聲 達(dá)H級(jí)要求；過(guò)流面加工后按GB/T9444-1988進(jìn)達(dá)H級(jí)要求；(4)同爐澆鑄試驗(yàn)棒，回廠做化學(xué)成分和機(jī)械性能復(fù)核試驗(yàn);(5)過(guò)流面用樣板檢查;(6)請(qǐng)刻出葉片進(jìn)出水邊與上冠的交點(diǎn)圓線。1.2 上冠件結(jié)構(gòu)工藝分析:上冠件屬壁厚相差懸殊的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),其主要壁厚為50mm,最小壁厚為25mm,最大壁厚為275mm,零件的外形輪廓尺寸為上法蘭直徑510,法蘭另一端直徑。217.2,該 件質(zhì)量為1665kgo

9、由零件圖可知，該零件外形 不是很復(fù)雜，內(nèi)腔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，壁厚不均勻, 材料為灰鐵，流動(dòng)性較好，收縮大，在澆注時(shí) 容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、熱裂、 內(nèi)應(yīng)力以及變性和冷裂等缺陷。該件為中大型 鑄件,可采用砂型鑄造中濕型鑄造,操作方便, 勞動(dòng)量較小。1.3 基于UG零件的三維造型2. 3.1軟件簡(jiǎn)介UG NX 是由 Siemens PLM Software 發(fā)布的集CAD/CAM/CAE 一體化解決方案軟件，它涵蓋了產(chǎn)品 設(shè)計(jì)、工程和制造中的全套開(kāi)發(fā)流程。NX產(chǎn)品開(kāi) 發(fā)解決方案完全支持制造商所需的各種工具。NX 與UGS PLM的其他解決方案的完整套件無(wú)縫結(jié)合，這些對(duì)于CAD、CAM和CAE

10、在可控環(huán)境下 的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實(shí)體模 型和可視化都是一個(gè)補(bǔ)充。本件采用UG NX進(jìn)行三維立體建模使工藝設(shè)計(jì) 直觀形象，便于后續(xù)分析、模擬及加工等過(guò)程的管 理與控制。2. 3. 2零件的三維造型圖通過(guò)運(yùn)用NX8. 0對(duì)零件進(jìn)行立體建模得到如圖2.1、2.2所示三維圖。圖2.1零件的三維造型圖圖2. 2零件的剖視圖第三章鑄造工藝方案設(shè)計(jì)2.1 工藝方案的確定3. 1. 1鑄造方法1)若生產(chǎn)綱領(lǐng)為單件小批量生產(chǎn)，基于鑄件材料 (HT200)、尺寸、精度及技術(shù)要求等綜合考慮， 通過(guò)查閱相關(guān)資料,可選的合適鑄造方法只有木模 樹(shù)脂砂鑄造或者消失模鑄造兩種方法。需要澆鑄的 產(chǎn)品上冠鑄件

11、屬于中大型簡(jiǎn)單鑄件,如果采用消失 模鑄造，其加工余量少，而且可以精確成型，無(wú)須 起模，無(wú)分型面，無(wú)型芯，因而鑄件無(wú)飛邊毛刺, 減少了由型芯組合而引起的鑄件尺寸誤差。另外消 失模鑄造大大地簡(jiǎn)化了砂型鑄造及熔模鑄造的工 序。所以本次設(shè)計(jì)選擇消失模樹(shù)脂砂型鑄造來(lái)生產(chǎn) 此鑄件。2)若生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批量生產(chǎn)可采用砂型鑄造，鑄型和型芯都采用唉喃樹(shù)脂自硬砂，每箱一件，乙醇 涂料，造型時(shí)按模型材質(zhì)選擇合適的脫模劑。采用 樹(shù)脂砂的優(yōu)點(diǎn)有：強(qiáng)度高，可自硬，精度高，鑄件 易清理，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。3.1.2型（芯）砂配比根據(jù)零件結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求,該鑄件采用塊喃樹(shù) 脂自硬砂造型、造芯即可，具體數(shù)值參考型、芯砂 配比如表3

12、. 1和表3. 2所示。表3.1型砂配比（配比重量Wt%）新砂mF700 塊 喃樹(shù)脂固化劑附加物氧 化鐵粉百分比10 %90%1.6%2 0%15%0 L 5%表3. 2芯砂配比（配比重量Wt%）新砂mF700 陜 喃樹(shù)脂固化劑附加物氧 化鐵粉百分比60 %40%2. 3%2 5%>10%0 L 5%表中催化劑含量為占樹(shù)脂砂的百分比o3. 1. 3混砂工藝合理地選用混砂機(jī)，采用正確的加料順序和恰 當(dāng)?shù)幕焐皶r(shí)間有助于得到高質(zhì)量的樹(shù)脂砂。樹(shù)脂砂 各種原料稱量要準(zhǔn)確，其混砂工藝如下:砂+催化劑咫空力口樹(shù)脂甩上出砂上述順序不可顛倒，否則局部發(fā)生劇烈的硬化反 應(yīng)，縮短可使用時(shí)間，影響到樹(shù)脂砂的使用

13、性能。砂和催化劑的混合時(shí)間應(yīng)以催化劑能均勻的覆蓋 住沙粒表面所需的時(shí)間為準(zhǔn)。3.1.4鑄造用涂料、分型劑及修補(bǔ)材料鑄造涂料在鑄型和砂芯的表面上形成耐火的保護(hù)層，避免鑄件產(chǎn)生表面粗糙、機(jī)械粘砂、化學(xué) 粘砂以及減少鑄件產(chǎn)生與砂子有關(guān)的其它鑄造缺 陷，是改善鑄件表面質(zhì)量的重要手段之一。雖然采 用涂料增加了工序和費(fèi)用，但使用涂料之后，不僅 鑄件表面光潔，也減少了缺陷降低了清理費(fèi)用，增 加了鑄件在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，綜合效益得以提高。 為滿足要求可選水溶性涂料,根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)選用手 工刷涂的方式施涂。鑄造用分型劑可在造型造芯過(guò)程中在模樣、芯盒工作表面覆蓋一薄層可以減少或者防止型砂、芯 砂對(duì)模樣或芯盒的粘附，降

14、低起模力，以便得到表 面光潔、輪廓清晰的砂型或砂芯,可手工涂涂柴油O如砂型或砂芯出現(xiàn)裂紋、孔洞、掉角以及不平 整等缺陷可用膠補(bǔ)劑進(jìn)行修補(bǔ)，以提升生產(chǎn)效率。 對(duì)自硬樹(shù)脂砂可用同種自硬砂+修補(bǔ)膏+膠合劑進(jìn) 行修補(bǔ)。3. 2鑄造熔煉3. 2.2熔煉設(shè)備: 為保證獲得化學(xué)成分均勻、穩(wěn)定且溫 度較高的鐵液，滿足生產(chǎn)需要這一前提，在大批量 流水生產(chǎn)中，宜采用沖天爐-電爐雙聯(lián)熔煉工藝。 它可以保證出爐鐵液溫度在1500C以上，溫度波 動(dòng)范圍小于等于+ (-) 10,化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))精度達(dá)到(：小于等于+ (-) 0. 05%, ASi 小于等于+ (-) o. 10%o3. 2.2熔煉工藝:(1)廢鋼加

15、廢鋼可明顯提高灰鑄鐵基體中D型石墨和初生奧氏體的數(shù)量;加廢鋼能促進(jìn) 初生奧氏體的形核及長(zhǎng)大;可增加鑄件的強(qiáng)度和孕 育。(2)出爐溫度和澆注溫度出爐溫度一般都控 制在14001450之內(nèi)，澆注溫度一般控制在 13701440 o (3)孕育處理為改善石墨形態(tài)和材質(zhì)的均勻性，孕育處理是十分重要的。孕育的作 用為消除白口、改善加工性能，細(xì)化共晶團(tuán)、獲得A型石墨，使石墨細(xì)化及分布均勻，改善基體組織、提高力學(xué)性能，減小斷面敏感性。綜合孕育劑選擇的主要兩個(gè)因素：滿足工藝性及性能、金相組織的 需要；避免鑄件產(chǎn)生氣孔、縮松、滲漏等缺陷。由 于75SiFe瞬時(shí)孕育效果好，溶解性能優(yōu)良，故此 鑄鐵熔煉采用此方法。

16、3.3分型面的選擇根據(jù)分型面的選擇原則，分型面的選擇位置如下:L有利于順序凝固和沖型以及易于保證鑄件的精度;2、3、4、有利于鑄件的補(bǔ)縮；鐵液在鑄型中的流動(dòng)不穩(wěn)定；由于該件外形為錐體，這樣分形的好處是易 于起模，在側(cè)面處可不設(shè)起模斜度。方案二:1:重要面放在側(cè)面和下面，有利于重要面得到 致密的組織；2：避免了吊芯；3：不利于順序凝固和補(bǔ)縮；方案三：特點(diǎn):1、減小了砂箱尺寸；2、有利于下芯；3、對(duì)上下箱的合箱、造型精度要求很高;4、鐵液在鑄型中的流動(dòng)不平穩(wěn)。根據(jù)三種方案的對(duì)比，選擇方案二比較合理。3. 4砂箱大小及砂箱中鑄件數(shù)目的確定:由于鑄件為錐體件，一端的表面積較大，因此 采用一箱一件的生產(chǎn)

17、方式。砂箱的尺寸計(jì)算：砂箱寬=90+1526+90=1706mm,取砂箱長(zhǎng)度 為 1800mm。砂箱長(zhǎng)=90+1526+80+90=1786mm,取砂箱寬 度為 2000mm。砂箱高度的計(jì)算:上砂箱高=286+150=436mm,冒口高度為 286mm,故取上箱500mmF砂箱高=622+180=802mm,下砂箱取850mm。砂箱各部位的尺寸如下表所列。砂箱外形尺寸砂箱長(zhǎng) (mm)上箱2000砂箱寬 (mm)砂箱高 (mm)1800500下箱20001800850如工廠有尺寸相近砂箱也可選用O3.5砂芯設(shè)計(jì)及排氣砂芯的功用是形成鑄件的內(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

18、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(guò)程中砂芯所產(chǎn) 生的氣體能及時(shí)排出型外，鑄件收縮時(shí)阻力小和容 易輕砂。3. 5.1芯頭的基本尺寸芯頭是砂芯的重要組成部分。芯頭的作用是:定位、支撐和排氣。定位作用：通過(guò)芯頭與芯座的 配合，便于將砂芯準(zhǔn)確地安放在砂型中。支撐作用：砂芯通過(guò)芯頭支撐在鑄型中，保證 砂芯在它本身的重力及金屬液體的浮力作用下位 置不變。排氣作用：在澆注凝固過(guò)程中，砂芯中產(chǎn)生的大量氣體能夠及時(shí)地從芯頭排出鑄型o 間的間隙s=lmm,芯頭高度：h下二60mm,斜度, h =5° o芯頭各部分尺寸及形狀見(jiàn)圖3.1。為下芯方便,根據(jù)課

19、本可留垂直心頭與芯座之圖3. 1芯頭的尺寸及形狀3. 5. 2芯撐、芯骨的設(shè)計(jì)由于砂芯較小，且位于內(nèi)澆道附近，因此不用芯撐。為了保證砂芯在制芯、搬運(yùn)、配芯和澆注過(guò)程中不易開(kāi)裂、不易變形、不被金屬液沖擊折斷，生 產(chǎn)中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其剛度和強(qiáng) 度。由于該鑄件為小型鑄件，且砂芯尺寸不大，故 可以采用細(xì)鋼管做芯骨，防止砂芯變形、開(kāi)裂，同 時(shí)在鋼管上鉆若干小孔利于砂芯排氣。4. 5. 3砂芯的排氣砂芯在澆注過(guò)程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機(jī) 物要燃燒（氧化反應(yīng)）放出氣體，砂芯中的殘余水 分受熱蒸發(fā)放出氣體，如果這些氣體排不出型外, 則要引起鑄件產(chǎn)生氣孔。芯骨有小孔利于砂芯排氣，還可用通氣針扎

20、出排氣孔的方法排氣。第四章澆冒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1 澆注系統(tǒng)的類(lèi)型及選擇該鑄件為鑄鐵中大型鑄件，壁厚不均勻，根據(jù) 鑄鐵件生產(chǎn)要求及特點(diǎn)，根據(jù)鑄造工藝學(xué)表 3-4-12選擇封閉式(II)澆注系統(tǒng)。以橫澆道截面最大，阻渣效果較好，可防止金屬液卷入氣體, 消耗金屬少，清理方便；但缺點(diǎn)是內(nèi)澆道為阻流, 充型不平穩(wěn)。ES內(nèi)：ES橫：ES直5. 2澆注位置的選擇方案一：采用頂注澆注系統(tǒng)澆注位置設(shè)在冒口上, 設(shè)置三個(gè)內(nèi)澆口分別位于三個(gè)腰圓形冒口上，如圖 所示:澆注系統(tǒng)示意圖此澆注的優(yōu)點(diǎn):(1)澆注系統(tǒng)位于冒口上因此在機(jī)加工時(shí)省去了切割澆道的工序;(2)澆道和冒口相連降低冒口的冷卻速度，有利于冒口的補(bǔ)縮;(

21、3)澆道位于該件的中心位置充型平穩(wěn)，而且鑄件的質(zhì)量均一。方案二:采用頂注式，內(nèi)澆道鑲嵌在下模樣邊上，便于清理，橫澆道搭接在內(nèi)澆道上，和直澆道一起放在 上模樣，具體構(gòu)造如下圖:特點(diǎn)：便于清理，可用澆注系統(tǒng)當(dāng)冒口，對(duì)鑄鐵有一定的補(bǔ)縮作用。且節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本。對(duì)比以上兩種方案，由于鑄鐵具有良好的流動(dòng)性，容易填充形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，且不易產(chǎn)生氣 孔、澆不足、冷隔等缺陷，且澆注溫度較低，充 型能力好，可以不用另設(shè)冒口，因此采用方案一。4. 3澆注系統(tǒng)各部分尺寸的計(jì)算根據(jù)相關(guān)資產(chǎn)查得HT200具體成分及其含量如 表4.3.1所示?；诣T鐵具有良好的鑄造性能:（1）流動(dòng)表431 HT200化學(xué)成分表（質(zhì)

22、量分?jǐn)?shù)，%）CSiMnPSCr3.3-3.551.95-2.150.60 0.90W0.08020.15-0304. 3.1合金鑄造性能分析:性?；诣T鐵的熔點(diǎn)較低，結(jié)晶溫度范圍較小, 在適宜的澆注溫度下，具有良好的流動(dòng)性,容易填充形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，且不易產(chǎn)生氣孔、澆 不足、冷隔等缺陷。（2）收縮性。灰鑄鐵的澆注溫度較低，凝固中發(fā)生共析石墨化轉(zhuǎn)變，使其線收縮小，產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力也較 小，所以鑄件出現(xiàn)翹曲變形和開(kāi)裂的傾向以及 形成縮孔、縮松的傾向都較小。（3）灰鐵 充型能力好，強(qiáng)度較高，耐磨、耐熱性好，減振性良好，鑄造性較好，但需人工時(shí)效。4. 3. 2鐵液在型內(nèi)的上升速度根據(jù)澆注系統(tǒng)的鐵液上升速

23、度計(jì)算法，查 鑄造工藝學(xué)表3-4-6知鐵液在型中上升速度匕（mm/s）在 20mm/s 30 mm/s 之間，取匕=25mm/s。4. 3. 3澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計(jì)用奧贊公式可計(jì)算阻流截面積:5阻=機(jī)下pg2gHo下為澆注質(zhì)量，鑄件質(zhì)量m n 1665kg 9考慮增重5% m 下=1748kg/? = 7.21kg / m3查表得濕型中等鑄鐵流量系數(shù)"x 0.42 , 澆注時(shí)間查鑄造工藝學(xué)表3-4-3對(duì)于鑄鐵件 t=1030s 取 t=30s澆注速度V =m/t=1665/30=55. 5kg/s澆注溫度13701440C4.4冒口設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)補(bǔ)縮液量法：已知該件體積約為 23287

24、1987mm3,查課本P299可得鑄鐵體收縮率*取1.9, 1厚50?？诘难a(bǔ)縮效率取14%,鑄件壁厚取主要壁d0= , (=946mm式中：V鑄件被補(bǔ)縮部分體積；廣鑄件金屬的凝固收縮率理論上需要用 以補(bǔ)縮部分液體的體積X；d0：補(bǔ)縮球直徑。31Dr=T+ do=5O+946=996mm.Dr:|1|口直徑。該件采用三個(gè)同形狀冒口，冒口的高度取為300mm.由于該件為灰鑄鐵，采用保溫冒口可提高鑄件工藝出品率10%15%,能夠很顯著地節(jié)約材料和 降低成本。為了冒口的易于切割，降低后續(xù)機(jī)加工 難度，在冒口底部可放置帶孔隔板或易切片便于冒 口的切割。4. 4.1鑄件工藝出品率鑄件工藝出品率;鑄件廟曷目

25、鬻魯量海注系紡質(zhì)量X 鑄件質(zhì)量+冒口放量+曉任系統(tǒng)放量100%對(duì)該鑄件工藝出品率=1665/ (1665+781+312)=60%4. 4.2出氣孔開(kāi)始澆注的瞬間，型腔內(nèi)的空氣即被加熱膨脹, 型內(nèi)壓力迅速增加，有些空氣可從型砂的空隙逸 出，但型砂的透氣性常不足以防止壓力的顯著增 高。當(dāng)澆注系統(tǒng)完全充滿時(shí)，壓力可以高到使液態(tài) 合金倒流，再周期性地返回，并降低澆注速度。壓 力過(guò)大可能瞬時(shí)拾起上箱，引起“跑火”，甚至從 直澆道中噴濺,造成事故。道氣不良還會(huì)造成氣孔、 澆不足和冷隔等缺陷。所以要用出氣孔，將型內(nèi)氣 體引至砂型之外出氣孔除排出型腔的空氣和氣體 之外，還可減小砂型充滿時(shí)的動(dòng)壓力，以及便于觀

26、 察型內(nèi)的充滿程度等。但此鑄件可不需專門(mén)的出氣 孔,可以選取通氣針在砂型上扎出排氣道的方法排 氣。4. 4.3冒口的作用及位置確定口是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔,在鑄件凝固過(guò)程中補(bǔ)給金屬，能有效防止縮孔、縮松、排 氣和集渣的作用。對(duì)于該鑄件采用普通明冒口，由 于該鑄件熱節(jié)處壁厚較大,經(jīng)分析可設(shè)置1個(gè)環(huán)形 大冒口。如下圖所不:4. 5冷鐵設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 4. 5.1冷鐵的選用及作用為增加鑄件局部冷卻速度常常在鑄件表面或者內(nèi)部放置激冷材料,對(duì)該件采用鑄鋼材質(zhì)板型外 冷鐵，對(duì)于該件使用冷鐵有諸多優(yōu)點(diǎn):1）在冒口難于補(bǔ)縮的部位防止縮孔縮松;2）冷鐵可與冒口配合使用，利用冷鐵形成末端區(qū)，能加強(qiáng)鑄件的順序凝固條件、擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮 距離或范圍，減少冒口數(shù)目或體積;3）防止立壁與鑄件表面交接部位形成裂紋；4）用冷鐵加速熱節(jié)部位的冷卻，使整個(gè)鑄件 接近于同時(shí)凝固，既可防止或減少鑄件變形，又可 提高工藝出品率；5）改善局部組織和力學(xué)性能，提高表面硬度和耐磨性;6）減輕或防止該鑄件厚壁部位的偏析。4. 5. 2冷鐵的尺寸及放置位置的選擇通常冒口的厚度及（0. 250.5） T,可取B=84mm。根據(jù)查表可知冷鐵的其他尺寸及參數(shù)如表323所列。表4.1冷鐵尺寸冷鐵長(zhǎng)度 （順）冷鐵間隙 （222ZZ7）冷鐵厚度 （順）數(shù)量18012°8420總結(jié)