左擺體的鑄造工藝設(shè)計(jì)

摘 要：文章從左擺體鑄造工藝的設(shè)計(jì)出發(fā)，分析了鑄件的冷卻、凝固、清理、處理等工藝過程。

關(guān)鍵詞：鑄造；鑄鋼；非硅質(zhì)砂；冒口

中圖分類號(hào)：TG255 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）6-0093-02

1 造型方法的選擇

鑄造按砂型的緊實(shí)成型方式分為手工造型和機(jī)器造型。手工造型靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，適于單件小批生產(chǎn)。但其生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不易穩(wěn)定。機(jī)器造型砂型緊實(shí)度高，強(qiáng)度大，精度較高。但噪音較大。選擇震擊式機(jī)器造型，是借機(jī)器震擊使型砂具有動(dòng)能和慣性，從而緊實(shí)成型，造型上松下緊，達(dá)到較好的緊實(shí)度和強(qiáng)度。

2 澆注位置和分型面的選擇

鑄件的澆注位要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、車間條件等因素綜合考慮。因此設(shè)計(jì)方案的選擇要滿足放砂芯較容易，整個(gè)砂芯作為一個(gè)整體，不易產(chǎn)生偏芯；砂芯的定位和支撐較穩(wěn)固；因錯(cuò)型而造成的尺寸偏差較小；起模方便；分型面選在最大截面處，鑄件的毛刺，飛翅易于清除；下箱的鑄件主要工作面質(zhì)量較好，澆注位置選擇中注式，能滿足零件的質(zhì)量要求。

3 鑄件工藝參數(shù)的選擇

3.1 鑄造收縮率

鑄件在凝固和冷卻過程中，體積要發(fā)生收縮，固態(tài)下的收縮量以模樣和鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)表示，即：K=■×100%，我們確定鑄鋼的收縮率為1.70%。

3.2 鑄件尺寸公差

鑄件尺寸公差等級(jí)的選定，綜合考慮鑄件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式、鑄件的設(shè)計(jì)要求、造型和制芯材料等因素。確定尺寸公差等級(jí)為CT12。根據(jù)毛坯鑄件的各部分的尺寸查表確定公差等級(jí)CT12的數(shù)值。毛坯鑄件基本尺寸約為380 mm的CT12數(shù)值為9.0 mm；毛坯鑄件基本尺寸約為450 mm的CT12數(shù)值為10.0 mm；毛坯鑄件基本尺寸約為820 mm的CT12數(shù)值為11.0 mm。

3.3 鑄件重量公差

鑄件重量公差等級(jí)根據(jù)鑄件的生產(chǎn)方式，鑄造金屬種類和鑄造工藝方法選取。鑄件重量公差等級(jí)根據(jù)鑄件尺寸公差等級(jí)對(duì)應(yīng)選取。鑄件重量上偏差和下偏差相同。確定重量公差等級(jí)為MT12。查表得MT12鑄件重量公差數(shù)值為12 kg。

3.4 機(jī)械加工余量

機(jī)械加工余量使用于整個(gè)毛坯鑄造，加工余量的代號(hào)用MA表示。根據(jù)鑄造合金種類、造型方法、尺寸公差等級(jí)、鑄件的最大輪廓尺寸來確定機(jī)械加工余量等級(jí)。根據(jù)鑄件的各部分的尺寸確定機(jī)械加工余量為E級(jí)的數(shù)值。

3.5 起模斜度

起模斜度的大小根據(jù)模樣的高度、模樣的尺寸和表面粗糙度以及造型方法來確定。選用起模斜度：木模樣外起模斜度為0 ？觷40 '；內(nèi)起模斜度為0 ？觷55 '。

3.6 最小鑄出孔和槽

機(jī)械零件上有許多孔、槽和臺(tái)階等，一般應(yīng)盡可能在鑄造時(shí)鑄出，最小鑄出孔或槽的尺寸根據(jù)鑄件的生產(chǎn)產(chǎn)量、合金種類、鑄件大小、孔或槽處鑄件的壁厚、孔的長(zhǎng)度和直徑來確定。孔的尺寸≤Φ80 mm，槽的尺寸h>d1；d1=（1+20%）d；L>3 d1 h，不予鑄出，燕尾槽上部的槽不鑄出，在零件圖上尺寸較小的孔（Φ50）不鑄出；同時(shí)零件下部的燕尾槽為方便起模，燕尾槽不鑄出。

4 砂箱中鑄件數(shù)量及吃砂量的確定

砂箱中的鑄件數(shù)量根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)條件來確定，在工藝設(shè)計(jì)中根據(jù)各種條件綜合考慮，以確定砂箱中鑄件數(shù)量。吃砂量按鑄件重量來確定。吃砂量太小，砂型緊實(shí)困難，易引起脹砂、包砂、掉砂、跑火等缺陷。吃砂量太大，又不經(jīng)濟(jì)合理。綜合以上根據(jù)鑄件尺寸大小、考慮到澆注系統(tǒng)的布置和一定的吃砂量、生產(chǎn)工藝要求、生產(chǎn)批量、造型方法等確定吃砂量為60 mm。

5 鑄件相關(guān)計(jì)算

5.1 鑄件體積的計(jì)算

我們采用鑄件總體積分割成幾個(gè)體積之和的近似計(jì)算。

鑄件的體積

V=422×356×222.5-68×68×3.14×422+68×422×831+280.5×68×831=39 835 922.918-7 965 834.324+

73 745 617.768+20 410 463.35=12 572 169.71 mm3

5.2 鑄件質(zhì)量的計(jì)算

鑄件的質(zhì)量

G=V×？籽=12 572 169.71×7.85=98.691532.22 kg≈99 kg

考慮鑄件出品率及各種工藝參數(shù)，確定出品率為50%，所以澆入鑄型內(nèi)鋼液的總質(zhì)（重）量為99×（1+50%）=145 kg。

6 砂芯設(shè)計(jì)

①砂芯的固定及定位：砂芯在砂型中的位置一般用芯頭固定。根據(jù)零件圖、澆注位置及分型面的選擇，所設(shè)計(jì)的砂芯為垂直加水平放置的砂芯，芯頭的固定形式為垂直加水平固定。砂芯的定位要準(zhǔn)確，根據(jù)砂芯在砂型中放置的位置，為防止沿垂直方向移動(dòng)和限制繞水平軸旋轉(zhuǎn)，我們選用垂直加水平芯頭定位的形式。

②芯頭的尺寸和間隙：芯頭橫截面的尺寸與采用的鑄造工藝有關(guān)，一般決定于鑄件相應(yīng)部位孔、槽的尺寸。根據(jù)砂芯在型腔中安放時(shí)的穩(wěn)定程度及用木模制造時(shí)是否易于變形、放置時(shí)的吃砂量。

③砂芯的排氣：澆注時(shí)，砂芯在高溫金屬液體作用下由于有機(jī)物的揮發(fā)，分解和燃燒，以及水分蒸發(fā)，澆注后短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的氣體。由于本鑄件所用的砂芯直徑不大，所以采用通氣針進(jìn)行排氣。

7 澆注系統(tǒng)類型的選擇及引入位置的確定

本鑄件采用封閉開放式的澆注系統(tǒng)—阻流澆口。此系統(tǒng)有利于擋渣又使沖型平穩(wěn)。澆注系統(tǒng)的引入位置影響到澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型的確定。應(yīng)有利于鑄件清理、鑄件凝固補(bǔ)縮、改善鑄件鑄態(tài)組織、提高鑄件外觀質(zhì)量、金屬液平穩(wěn)充滿鑄型、減少鑄件收縮應(yīng)力和防止裂紋等。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉文川.對(duì)氣缸體類鑄件鑄造工藝圖繪制的幾點(diǎn)看法[J].鑄造，1996，（12）.