第三講 鑄造工藝裝備設(shè)計

第三講鑄造工藝裝備設(shè)計一、概述·1.鑄造工藝裝備種類：模型、模板、芯盒、砂箱、烘干器和檢驗樣板等。·2.鑄造工藝裝備的重要性：·影響鑄件的表面光潔度和精度，·影響生產(chǎn)效率，影響勞動條件。鑄造工藝裝備的設(shè)計依據(jù)：·鑄造工藝圖(依據(jù)對鑄件的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)特點設(shè)計)·生產(chǎn)批量·工廠的生產(chǎn)條件。本次課程設(shè)計的任務(wù)：完成一個標準通用砂箱的設(shè)計。二、常用砂箱的結(jié)構(gòu)與組成砂箱的結(jié)構(gòu)類型：方形，長方形、圓形和異形（隨鑄件形狀改變）砂箱的組成砂箱的本體，包括外輪廓，箱壁，凸緣等；定位裝置:泥號定位，箱錐定位，定位銷定位；搬運裝置:箱耳，箱把，吊軸4)緊固裝置: 壓鐵，箱卡，緊固裝置，楔形凸臺和楔形箱卡。3．

砂箱結(jié)構(gòu)設(shè)計應注意的問題1）強度要求:砂箱應有足夠的強度和剛度,以保證使用過程中不變形、不斷裂，在起吊時、翻箱時操作方便，安全可靠，澆注時能承受金屬液的壓力和熱作用。在滿足強度和剛度要求的前提下應使砂箱的重量最輕。2)功能要求:·砂箱應滿足鑄件在生產(chǎn)過程中的各項工藝要求.如砂箱與模樣之間應留有合適的吃砂量，不妨礙澆注系統(tǒng)和冒口的安放，不妨礙鑄件的收縮.·箱壁上要留有排氣口以利于烘干和鑄型排氣等。砂箱內(nèi)壁（包括箱帶）與型砂既

要有足夠的附著力，以使砂型翻轉(zhuǎn)、起

吊、合箱和澆注過程中不掉砂、不塌箱，又要便于落砂和脫出鑄件。砂箱定位要準確，既能保持鑄件精度，同時持久耐用。砂箱結(jié)構(gòu)應保證鑄造、加工、裝配方便。砂箱材料價格低廉，來源廣泛。7)砂箱規(guī)格要標準化、系列化、通用化。4．

砂箱設(shè)計的主要內(nèi)容砂箱材料的選定砂箱尺寸規(guī)格和吃砂量的確定；砂箱箱壁結(jié)構(gòu)的確定；箱帶和加強筋的結(jié)構(gòu)、尺寸及其布置；出氣孔尺寸及其分布；定位尺寸的確定和定位銷、套的選用；箱耳、吊軸及砂箱緊固方法及其裝置；實現(xiàn)的機械加工要求和砂箱的熱處理等，有機械加工要求的標出精度符號，其余用不加工符號∽標出。三、砂箱的本體結(jié)構(gòu)砂箱材料：鑄鐵HT150或HT200，鑄鋼（A3），鋁合金；砂箱的內(nèi)框尺寸砂箱的尺寸：考慮吃砂量、澆注系統(tǒng)和冒口布置及芯頭尺寸，確定砂箱的內(nèi)輪廓尺寸，有內(nèi)凸緣的從內(nèi)凸緣算起，尺寸表示方法為：A×B×H1/H2，即

長×寬×上箱高/下箱高需注意的是，A和B的個位數(shù)一定是0或5；吃砂量的確定：砂箱的輪廓尺寸輪廓尺寸=A×B×H1/H2→標準化A×B/2稱為砂箱平均輪廓尺寸3．

箱壁結(jié)構(gòu)1）斷面形狀：依據(jù)砂箱的工作條件和使用特點選擇，注意事項：①斷面有垂直和傾斜兩種，經(jīng)常翻箱的易采用傾斜壁，小批、單件采用直壁；②中箱采用帶內(nèi)外凸緣的垂直斷面，因無箱帶易塌箱；有帶內(nèi)外凸緣的兩種砂箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)凸緣一般設(shè)在分箱面上，有時分箱面和填砂面都設(shè)內(nèi)凸緣。填砂面上的內(nèi)凸緣的用途是防止翻箱時塌

箱，如果箱壁做成有斜度的也可以防止翻箱

時塌箱，這樣在填砂面上就可以不設(shè)內(nèi)凸緣，有箱帶的也可以不在填砂面上設(shè)內(nèi)凸緣。外凸緣一般砂箱都有，它的作用是增加砂箱的剛度和強度并因增大接觸面積而減小接觸應力，內(nèi)凸緣也能起到這樣的作用。3）砂箱角砂箱角是應力集中處，使用和鑄造時常出現(xiàn)裂紋，應給予特別的注意。本次課程設(shè)計采用不同心的圓形砂箱角。4）砂箱的加強筋為了提高砂箱的強度和剛度，節(jié)省材料，通常在砂箱壁上作出縱、橫加強筋。一般中大型砂箱都設(shè)有加強筋。①平均輪廓尺寸小于750mm的小砂箱可不設(shè)加強筋，②高度大于300mm在拐角處設(shè)橫筋，其它部位設(shè)豎筋；③高度300mm—500mm的砂箱設(shè)一道橫筋，

500mm以上設(shè)兩道橫筋。4）砂箱壁排氣孔為了烘干和澆注時排出鑄型內(nèi)的氣體，要在砂箱壁上開設(shè)排氣孔。排氣孔一般為圓形或長圓形，內(nèi)小外大。4．

箱帶的結(jié)構(gòu)箱帶的作用是增加砂箱的強度和剛度，同時增加砂型的附著力。設(shè)計中應注意的問題：小砂箱可不設(shè)箱帶:即手工造型當平均輪廓尺寸小于400mm時，機器造型平均輪廓尺

寸小于600mm時，可不設(shè)箱帶。對長而窄的砂箱，當寬度小于500mm時，設(shè)橫箱帶；寬度大于500mm時既設(shè)橫箱帶，

也要設(shè)縱箱帶。通用砂箱的箱帶高度h=0.25—0.3H.箱帶形狀應盡量簡單，并有足夠的強

度，排列要交錯，以免應力集中、開裂和變

形；本次設(shè)計的箱帶不隨形，這樣通用性強，專用砂箱是隨形的。箱帶不應妨礙舂砂，在保證強度的前提下，排放稀疏為好。而且要交錯排列以免引起裂紋，大砂箱的箱帶要留出收縮口；箱帶的安放要不妨礙澆冒口的布置和影響鑄件的收縮，要留出芯頭和其它工藝位置，不影響填砂和落砂。箱帶頂面最好比箱口低些，以減少加工量。四、砂箱的定位設(shè)計標準砂箱時采用定位銷定位，因此，設(shè)計定位裝置時要同時考慮箱耳的設(shè)計。砂箱的定位裝置由三部分組成：箱耳、銷套、定位銷。箱耳：是砂箱上設(shè)置定位裝置的地方。中小型砂箱的箱耳一般都在砂箱的兩端，而且一般在砂箱的中心線上。設(shè)計箱耳時要注意的問題是：箱耳的尺寸要足夠大，以便加工和安裝定位銷套；定位銷孔的中心距以0或5結(jié)尾，以利于標準化；箱耳高度應低于分箱面，以防止變形后頂在模板上。表6-97中小型砂箱的定位箱耳2．

定位銷選擇定位銷的長度要考慮砂箱的高度，砂箱高度不大時用插銷，高度大時用座銷。定位銷按形狀分為圓銷、方銷、三角銷。應用最多的是圓銷。3．

定位銷套為了增加耐磨性，在箱耳的銷孔內(nèi)應鑲銷套。另外在砂箱使用過程中，由于受熱或受型砂的張力作用，很容易變形，使兩端定位銷的中心距增大。為了適應這種情況，將砂箱一端的銷套內(nèi)孔作成圓形的（稱為定位銷套）；另一端的銷套內(nèi)孔作成橢圓形的（稱為導向銷套）。銷套與箱耳孔的配合采用基孔制二級精度靜配合或過渡配合；當砂箱不大或要求不高時，也可選用三級或四級精度的靜配合。銷套與定位銷的配合是基軸制。五、

砂箱的緊固裝置合箱后還要將上下箱夾緊，以防搬運時和澆注時抬箱。常用的夾緊裝置有以下幾種：楔形卡，常用于成批和大量生產(chǎn)的中小型砂箱。弓形卡和夾緊框用于單件小批生產(chǎn)的中小型砂箱。另外，在大量流水生產(chǎn)和脫箱造型時常用成型壓鐵。六、

砂箱的