鑄造課程設(shè)計(jì)工藝說明書

目錄摘要 摘要：鑄造工藝課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。這次設(shè)計(jì)零件是濾清器。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是濾氫器。了解了濾清器的作用，接下來根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。濾清器的工藝性分析，可以設(shè)計(jì)處多種成型方案，我們通過對每一種工藝方案進(jìn)行比較選擇出最佳方案，然后對選擇的方案進(jìn)行進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)包括：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇、工裝模具設(shè)計(jì)等.最后由工廠進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn).一、鑄造工藝方案的確定1、零件的特點(diǎn)①零件名稱：機(jī)油濾清器支座②產(chǎn)品生產(chǎn)性質(zhì)：機(jī)械大批量生產(chǎn)③零件用途：汽車發(fā)動機(jī)④技術(shù)要求：表面質(zhì)量均勻，內(nèi)部組織密實(shí)，沒有缺陷。⑤零件材質(zhì)：灰鑄鐵（HT250）⑥零件結(jié)構(gòu)2、零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性指的是零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡化鑄造工藝過程和降低成本。鑄件結(jié)構(gòu)：該鑄件結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通。1）主要加工表面有筒體內(nèi)外表面，底座表面，底座上要加工多個(gè)孔，孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。2）鑄件底座上有均分有4個(gè)連接孔其尺寸為φ11孔，筒體端面還有4個(gè)φ10孔，鑄造手冊可以不鑄出，件側(cè)面的孔由于制芯復(fù)雜，工藝質(zhì)量無法保證，故不鑄出，這些鑄造無法達(dá)到公差等級的地方考慮加工出來，提高生產(chǎn)率，鑄鑄件中間孔可以采用下砂芯并放一定加工余量最后加工達(dá)到要求的精度等級.3）查鑄造手冊鑄件最小壁厚為,6～10mm，該鑄件的最小壁厚為5mm，故應(yīng)提高澆注溫度或者改變鑄件壁厚。在此我們采用提高澆注溫度的方法來提高金屬液的充型能力。機(jī)械加工余量由鑄造手冊可知，灰鑄鐵件的機(jī)械加工余量等級為E～G，在此，我們選擇F級為我們這次工藝中的機(jī)械加工等級。根據(jù)機(jī)械加工余量等級，便可以查表得出要求的鑄件的加工余量。零件的材料是灰鑄鐵，機(jī)械加工余量的等級是E～G，查表可以得出加工余量。查《鑄造工藝手冊》可知機(jī)械加工余量為2mm，但筒體端面的尺寸精度要求高，可適當(dāng)加大機(jī)械加工余量，故最終此處確定為3mm。機(jī)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面：鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄。鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應(yīng)采取逐漸過渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁鑄件的內(nèi)壁和肋等，散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)力和防止裂紋。壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固。防止鑄件翹曲變形。避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。對此鑄件的工藝性審查，分析如下：零件壁厚較為均勻，過渡處均為逐漸過渡，符合工藝要求。3、造型、造芯方法的選擇零件的輪廓尺寸為206mm*142mm*137mm，鑄件尺寸較小，屬于中小型零件且要大批量生產(chǎn)。采用濕型粘土砂造型靈活性大，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，材料成本低，節(jié)省烘干設(shè)備、燃料、電力等，還可延長砂箱使用壽命。因此，采用濕型粘土砂機(jī)器造型，模樣采用金屬模是合理的。在造芯用料及方法選擇中，如用粘土砂制作砂芯原料成本較低，但是烘干后容易產(chǎn)生裂紋，容易變形。在大批量生產(chǎn)的條件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工藝所需的砂芯采用熱芯盒法生產(chǎn)砂芯，以增加其強(qiáng)度及保證鑄件質(zhì)量。選擇使用射芯工藝生產(chǎn)砂芯。采用熱芯盒制芯工藝熱芯盒法制芯，是用液態(tài)固性樹脂粘結(jié)劑和催化劑制成的一種芯砂，填入加熱到一定的芯盒內(nèi)，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結(jié)劑在很短的時(shí)間內(nèi)硬化。而且只要砂芯表層有數(shù)毫米的硬殼即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余熱可自行硬化。4、澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量、鑄件的尺寸精度及造型工藝過程的難易，因此往往須制訂出幾種方案加以分析、對比，擇優(yōu)選用。澆注位置與造型（合箱）位置、鑄件冷卻位置可以不同。生產(chǎn)中常以澆注時(shí)分型面是處于水平、垂直或傾斜位置，分別稱為水平澆注、垂直澆注或傾斜澆注。澆注位置一般于選擇造型方法之后確定。根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，結(jié)合選定的造型方法，先確定出鑄件上質(zhì)量要求高的部位（如重要加工面、受力較大的部位、承受壓力的部位等）。結(jié)合生產(chǎn)條件估計(jì)容易發(fā)生缺陷的部位（如厚大部位容易出現(xiàn)收縮缺陷；大平面上容易產(chǎn)生夾砂結(jié)疤；薄壁部位容易發(fā)生澆不到、冷隔；薄厚相差懸殊的部位應(yīng)力集中，容易發(fā)生裂紋等）。這樣在確定澆注位置時(shí)，就應(yīng)使重要部位處于有利的狀態(tài)，并針對容易出現(xiàn)的缺陷，采取相應(yīng)的工藝措施予以防止。確定澆注位置在很大程度上應(yīng)著眼于控制鑄件的凝固。順序凝固的鑄件，可消除縮孔、縮松，保證獲得致密的鑄件。澆注位置的確定應(yīng)有利于安放冒口；實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固的鑄件，內(nèi)應(yīng)力小，變形小，金相組織比較均勻一致，不用或很少采用冒口，節(jié)約金屬，減小熱裂傾向。鑄件內(nèi)部可能有縮孔或軸線縮松存在。因此多應(yīng)用于薄壁鑄件或內(nèi)部出現(xiàn)輕微軸線縮松不影響使用的情況下。如果鑄件有較厚部位，可置于澆注位置的底部，利用冷鐵實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固。確定澆注位置時(shí)應(yīng)考慮以下原則：鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài)，鑄件在澆注時(shí)，朝下或垂直安放部位的質(zhì)量比朝上安放的高。氣孔、非金屬夾雜物等缺陷多出現(xiàn)在朝上的表面，而朝下的表面或側(cè)立面通常比較光潔，出現(xiàn)缺陷的可能性小。鑄件的大平面應(yīng)朝下，鑄件的大平面朝下可避免氣孔和夾雜，又可以防止在大平面上形成砂眼缺陷。應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮，對于因合金體收縮大或鑄件結(jié)構(gòu)上厚薄不均勻而易于出現(xiàn)縮孔、縮松的鑄件，澆注位置的選擇應(yīng)優(yōu)先考慮實(shí)現(xiàn)順序凝固的條件，要便于安放冒口和發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮作用。應(yīng)保證鑄件有良好的液態(tài)金屬導(dǎo)入未注，保證鑄件能充滿，較大而壁薄的鑄件應(yīng)朝下、側(cè)立、或傾斜以保證金屬液的充填。應(yīng)盡量少用或不用砂型；若需要使用砂芯時(shí)，應(yīng)注意保證砂芯定位穩(wěn)固排氣通暢和下芯檢驗(yàn)方便?？紤]到砂芯安放固定與排氣、起模、充型等，選擇將澆注位置確定為中間位置。綜合以上因素，該鑄件用中間注入式澆注系統(tǒng)。5、分型面的確定分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。選擇分型面時(shí)應(yīng)注意一下原則：應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目分型面應(yīng)盡量選用平面便于下芯、合箱和檢測不使砂箱過高受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量因?yàn)槭且膳a(chǎn)，且要機(jī)器造型，故采用兩箱式造型。分型面的優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。分型面確定的是否合理，對于能否簡化鑄造工藝、降低成本、提高鑄件質(zhì)量等都有直接關(guān)系。通常砂型分型面的選擇應(yīng)與澆注位置盡量一致，以避免合型后還要翻轉(zhuǎn)。分型面應(yīng)確定為中間位置，以便順利起模、下芯、充型。如圖所示：6、砂箱中鑄件數(shù)量及排列方式確定支座輪廓尺寸為206mm*142mm*137mm，單件質(zhì)量約為5.2kg，因此看鑄件為小型簡單件。如果一箱一件生產(chǎn)則工藝出品率會較低，如此生產(chǎn)成本較高。所以采用一箱四件生產(chǎn)。這樣工藝出品率大幅提高，生產(chǎn)成本也大大降低。初步選取砂箱尺寸由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：上下箱都為700mm*500mm*150mm由《鑄造實(shí)用手冊》查表1.5-44得：a>30mme>f>鑄件在砂箱中排列最好均勻?qū)ΨQ，這樣金屬液作用于上砂型的抬芯力均勻，也有利于澆注系統(tǒng)安排，在結(jié)合已經(jīng)確定分型面及澆注位置以及砂箱尺寸，基本確定鑄件在砂箱內(nèi)的排列如圖2.8所示，其中模樣的吃砂量基本確定為：a1=30a2=30e1=110e2=110f=55砂箱中鑄件排列示意圖二、鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)通常是指鑄型工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的某些數(shù)據(jù)，這些工藝數(shù)據(jù)一般都與模樣及芯盒尺寸有關(guān)，及與鑄件的精度有密切關(guān)系，同時(shí)也與造型、制芯、下芯及合箱的工藝過程有關(guān)。這些工藝數(shù)據(jù)主要是指加工余量、起模斜度、鑄造收縮率、最小鑄出孔、型芯頭尺寸、鑄造圓角等。工藝參數(shù)選取的準(zhǔn)確、合適，才能保證鑄件尺寸精確，使造型、制芯、下芯及合箱方便，提高生產(chǎn)率，降低成本。1、鑄件尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件公稱尺寸的兩個(gè)允許的極限尺寸之差。在兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)，鑄件可滿足機(jī)械加工，裝配，和使用要求。零件為砂型鑄造機(jī)器造型大批量生產(chǎn)，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：鑄件的尺寸公差為CT8～10級，取CT9級。零件的輪廓尺寸為206mm*142mm*137mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查得：鑄件尺寸公差數(shù)值為2.8mm。2、機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量是鑄件為了保證其加工面尺寸和零件精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工時(shí)又被切去的金屬層厚度。零件為砂型鑄造機(jī)器造型大批量生產(chǎn)，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：鑄件的加工余量F級。零件的輪廓尺寸為206mm*142mm*137mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表：因采用機(jī)器造型，金屬模板，芯盒，鑄件尺寸精度高，故加工余量選2mm，但筒體端面尺寸精度要求高，故機(jī)械加工余量調(diào)整為3mm。3、最小鑄出孔和槽零件上的孔、槽、臺階等，究竟是鑄出來好還是靠機(jī)械加工出來好，這應(yīng)該從品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)角度等方面考慮。一般來說，較大的孔、槽等應(yīng)該鑄出來，以便節(jié)約金屬和加工工時(shí)，同時(shí)還可以避免鑄件局部過厚所造成熱節(jié)，提高鑄件質(zhì)量。較小的孔、槽或則鑄件壁很厚則不易鑄出孔，直接依靠加工反而方便。但在此次工藝過程中，孔過小或者砂芯難以制造，故都不鑄出，均采用機(jī)械加工出。4、起模斜度為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個(gè)斜度，稱為起模斜度。起模斜度應(yīng)在鑄件上沒有結(jié)構(gòu)斜度的，垂直于分型面的表面上應(yīng)用。設(shè)計(jì)采用金屬模具，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及尺寸，采用“增加厚度法”設(shè)置拔模斜度，初步設(shè)計(jì)的起模斜度如下：底座外型模的高mm的起模斜度由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：粘土砂造型外表面起模斜度為а=1°10＇,a=0.8mm側(cè)邊外型模高137mm的起模斜度由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：粘土砂造型外表面起模斜度為а=0°25＇,a=1.2mm但是同一鑄件要盡量選用同一起模斜度，以免加工金屬模時(shí)頻繁的更換刀具。所以選用同一起模斜度為а=1°10＇,a=0.8mm鑄孔起模斜度(mm)鑄孔直徑（mm）鑄孔高度21～40起模斜度a≤308°51～708°5、鑄造收縮率鑄造收縮率又稱鑄件線收縮率，用模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示：K=[（L1-L2）/L1]*100％K—鑄造收縮率L1—模樣長度L2—鑄件長度零件受阻收縮率由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：鑄鐵的鑄造收縮率鑄鐵種類線收縮率（%）阻礙收縮自由收縮灰鑄鐵：中小型鑄件0.91.0在此次工藝設(shè)計(jì)中為自由收縮，，故收縮率為1.0。6、分型負(fù)數(shù)干砂型、表面烘干型以及尺寸較大的濕砂型，分型面由于烘烤，修整等原因一般都不很平整，上下型接觸面很不嚴(yán)。為了防止?jié)沧r(shí)炮火，合箱前需要在分型面之間墊以石棉繩、泥條等，這樣在分型面處明顯增加了鑄件的尺寸。為了保證鑄件尺寸精確，在擬定工藝時(shí)為抵掉鑄件增加的尺寸而在模樣上減去相應(yīng)的尺寸稱為分型負(fù)數(shù)。而零件是濕型且是小型鑄件故不予考慮分型負(fù)數(shù)。7、鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間短，容易產(chǎn)生變形，裂紋等缺陷。為使鑄件在出型時(shí)有足夠的強(qiáng)度和韌性，鑄件在砂型內(nèi)應(yīng)有足夠的冷卻時(shí)間。零件的冷卻時(shí)間由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表1-25得：冷卻時(shí)間為25～40min。8、反變形量鑄造較大的平板類、床身類等鑄件時(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題，在制造模樣時(shí)，按鑄件可能產(chǎn)生變形的相反方向做出反變形模樣，使其于變形量抵消，這樣在模樣上做出的預(yù)變形量稱為反變形量。而零件沒有較大平板故基本不會產(chǎn)生撓曲變形，所以不用設(shè)置反變形量。9、非加工壁厚負(fù)余量在手工粘土砂造型、制芯過程中，為了取出木模，要進(jìn)行敲模，木模受潮時(shí)將發(fā)生膨脹，這些情況均會使型腔尺寸擴(kuò)大，從而造成非加工壁厚的增加，使鑄件尺寸和重量超過公差要求。為了保證鑄件尺寸的準(zhǔn)確性，凡形成非加工壁厚的木?；蛐竞袃?nèi)的肋板厚度尺寸應(yīng)該減少，即小于圖樣尺寸。為減少的厚度尺寸稱為非加工壁厚的負(fù)余量。零件砂芯屬于機(jī)器造芯，造型屬于機(jī)器造型。故不用設(shè)置非加工壁厚負(fù)余量。10、澆注溫度這個(gè)零件的最小壁厚為5mm，過薄，因此提高澆注溫度來解決，同時(shí)也有利于減小縮孔縮松的形成，最終確定澆注溫度為1380℃。三、砂芯設(shè)計(jì)砂芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外型不能出砂的部分。砂型局部要求特殊性能的部分有時(shí)也用砂芯。砂芯主要用于形成鑄件的內(nèi)腔和孔，影響鑄件的質(zhì)量，鑄造工藝過程和鑄造工藝裝備。一個(gè)鑄件所需要的砂芯數(shù)量，主要取決于鑄件的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝方案。在滿足砂芯支撐穩(wěn)固、定位準(zhǔn)確和排氣通暢的情況下，芯頭的數(shù)量越少越好，本鑄件決定使用1個(gè)砂芯。芯頭是砂芯的重要組成部分，其作用一般為定位、支撐和排氣。定位主要是通過芯頭與芯座的配合，便于將砂芯準(zhǔn)確的安放在砂型中;支撐主要是砂芯通過芯頭支撐在鑄型中，保證砂芯在它本身的重力和金屬液的浮力作用下位置不變;排氣主要是在澆注凝固過程中，保證砂芯中產(chǎn)生的大量氣體能夠及時(shí)的從芯頭排出鑄型。一個(gè)砂芯的芯頭能否滿足這三方面的要求，主要是由芯頭的形式、個(gè)數(shù)、形狀和尺寸決定的。造芯材料呋喃Ⅰ型樹脂砂，采用造芯方法采用熱芯盒法。1、砂芯的形狀根據(jù)零件的形狀及澆注位置的選擇，設(shè)置水平砂芯。2、砂芯主要尺寸根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)量取計(jì)算砂芯長度：L=110mm砂芯直徑：D=70mm芯頭長度初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表1-34得：h=40～50mm取h=45mm出于考慮分型面的選取等因素綜合芯頭選用水平芯頭并且不能同時(shí)做出兩側(cè)芯頭，只設(shè)計(jì)一側(cè)芯頭。芯頭間隙初步選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表1-36得：s=0.8mm芯頭斜度選取由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表1-36得：а=7°砂芯結(jié)構(gòu)圖3、砂芯的定位結(jié)構(gòu)砂芯要求定位準(zhǔn)確，不允許沿芯頭軸向移動或繞軸線轉(zhuǎn)動。對于形狀不對稱的砂芯，為了定位準(zhǔn)確，需要做出定位芯頭。定位芯頭結(jié)構(gòu)如圖定位芯頭結(jié)構(gòu)圖4、壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽芯頭結(jié)構(gòu)在濕型大批量生產(chǎn)中，為了加速下芯、合芯及保證鑄件質(zhì)量，在芯頭的模樣上常常做出壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽。如圖：壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽尺寸由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表得：a=5mmr=1.5mmb=0.5mmc=1.5mms=0.8mm5、芯骨設(shè)計(jì)為了保證砂芯在制芯、搬運(yùn)、配芯和澆注過程中不開裂、不變形、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。因?yàn)樯靶境叽巛^小，而且采用樹脂砂，故砂芯強(qiáng)度較好，砂芯內(nèi)不用放置芯骨。6、砂芯強(qiáng)度校正F浮=π/4*0.072*0.11*7300*9.8N=30.3NG芯=π/4*0.072*0.11*1300*9.8N=5.4NF芯=F浮-G芯=14.9N最小承壓面積=（1.3*14.9）/6=3.23cm2砂芯實(shí)際承壓面積=2D*h=2*7*4.5=63cm2實(shí)際承壓面積遠(yuǎn)大于最小承壓面積，因此滿足要求7、砂芯的排氣砂芯在澆注過程中，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。故在砂芯內(nèi)部設(shè)置出氣孔，具體如工藝圖所示。8、砂芯負(fù)數(shù)大型粘土砂芯在春砂過程中砂芯向四周漲開，刷涂料以及在烘干過程中發(fā)生的變形，使砂芯四周尺寸增大。為了保證鑄件尺寸準(zhǔn)確，將芯盒的長、寬尺寸減去一定量，這個(gè)被減去的量叫做砂芯負(fù)數(shù)。因?yàn)樯靶矩?fù)數(shù)只用于大型粘土砂芯，本設(shè)計(jì)中的砂芯為小型砂芯不設(shè)計(jì)砂芯負(fù)數(shù)。四、澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是鑄型中引導(dǎo)液體金屬進(jìn)入型腔的通道，它由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成。1、選擇澆注系統(tǒng)類型澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉-開放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開始后，金屬液容易充滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動狀態(tài)。擋渣能力強(qiáng)，但充型速度快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺，金屬液易氧化。適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的鑄件小件，所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。2、確定內(nèi)澆道在鑄件上的位置、數(shù)目、金屬引入方向零件結(jié)構(gòu)較為簡單且是小型件，鑄造時(shí)采取一箱四件，故每個(gè)鑄件上只用一個(gè)內(nèi)澆道。為了方便造型，內(nèi)澆道開設(shè)在分型面上，這樣鑄件凝固順序?yàn)橛上轮辽夏蹋@樣有利于零件的重要部分先凝固并得到補(bǔ)縮，如此內(nèi)澆道則設(shè)置在底部側(cè)面引入金屬液。3、決定直澆道的位置和高度實(shí)踐證明，直澆道過低使充型及液態(tài)補(bǔ)縮壓力不足，容易出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮凹等缺陷。初步設(shè)計(jì)直澆道高度等于上沙箱高度150mm。但應(yīng)檢驗(yàn)該高度是否足夠。檢驗(yàn)依據(jù)為，剩余壓力頭應(yīng)滿足壓力角的要求，如下式所列：HM≥Ltgа式中HM——最小剩余壓力頭L——直澆道中心到鑄件最高且最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平投影距離а——壓力角由《鑄造工藝學(xué)》查表3-4-11得：а為9～10取10Ltgа=55*tg10≈9mm因?yàn)殍T件上下箱對稱，所以剩余壓力頭HM=80mm經(jīng)過驗(yàn)證剩余壓力頭滿足壓力角的要求。4計(jì)算澆注時(shí)間并核算金屬上升速度根據(jù)鑄件圖計(jì)算單個(gè)鑄件的體積V=71cm2灰鑄鐵密度由《鑄造實(shí)用手冊》查表1.1-90得：7.2～7.4g/cm2取密度為7.3g/cm2一箱四件,單個(gè)質(zhì)量為m=5.2kg，加機(jī)械加工余量得m=5.46kg支座大批量生產(chǎn)的工藝出品率約為75%，可估計(jì)鑄型中鐵水總重量GG=5.46/75%≈7.28kg初步計(jì)算澆注時(shí)間由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：t=S√G=2.2*√7.28≈5.94s計(jì)算鐵水液面上升速度v=C/t=137/5.94=23.1mm/s校核鐵水上升速度，一般允許鐵水的最小上升速度范圍由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：上升速度v=20～30mm/s通過比對23.1mm/s的上升速度符合實(shí)際，不必調(diào)整經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。5、計(jì)算阻流截面積 根據(jù)水力學(xué)近似計(jì)算公式：F內(nèi)=m/[ρtμ(2gHp)0.5]cm2式中m—流經(jīng)阻流的金屬質(zhì)量kgt—充滿行腔總時(shí)間sρ—金屬液密度kg/cm3μ—澆注系統(tǒng)阻流截面的流量系數(shù)Hp—充填型腔時(shí)的平均計(jì)算壓力頭cmF內(nèi)=29.12/[0.0073*5.94*0.43*(2*980*134)]≈9.64cm26、確定澆口比澆口比由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：∑S直：∑S橫：∑S內(nèi)=1.15：1.1：17、計(jì)算內(nèi)澆道截面積內(nèi)澆道是控制充型速度和方向，分配金屬液，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過內(nèi)澆道對鑄件有一定補(bǔ)縮作用。由于設(shè)計(jì)內(nèi)澆口有四個(gè)，因此S內(nèi)=9.64/4≈2.41cm2內(nèi)澆道形狀取梯形斷面形狀如圖內(nèi)澆道截面示意圖梯形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：a=26mmb=22mmc=10mm8、計(jì)算橫澆道截面積橫澆道的功用是向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液，儲留最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓，使金屬液流平穩(wěn)和減少產(chǎn)生氧化夾雜物。由于設(shè)計(jì)橫澆口有兩個(gè)，因此S橫=9.64*1.1/2=5.3cm2橫澆道形狀取梯形斷面形狀如圖4.3橫澆道截面示意圖梯形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：A=25mmB=16mmC=26mm9、計(jì)算直澆道截面積直澆道的功用是從澆口杯引導(dǎo)金屬液向下，進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接進(jìn)入型腔。并提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力充型。由于設(shè)計(jì)直澆口有一個(gè)，因此S直=9.64*1.15=11.09cm2直澆道形狀取圓形截面形狀如圖直澆道截面示意圖圓形斷面大小由《鑄造實(shí)用手冊》查表得：D=38mm為了方便取模直澆道做成上小下大的倒圓錐形，（通常錐度取1/50）。因此直澆道上端是直徑約為：D1=38-（1/50）*150=35mm10、直澆道窩的設(shè)計(jì)直澆道窩對于來自直澆道的金屬有緩沖作用，能縮短直——橫澆道拐彎處的紊流區(qū)，改善橫澆道內(nèi)的壓力分布，并能浮出金屬液中的氣泡。如圖所示：直澆道窩直徑為直澆道下端直徑兩倍，因此D=2*