左擺體的鑄造工藝設計

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

關鍵詞：鑄造；鑄鋼；非硅質砂；冒口

中圖分類號：TG255 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）6-0093-02

1 造型方法的選擇

鑄造按砂型的緊實成型方式分為手工造型和機器造型。手工造型靈活，適應性強，適于單件小批生產。但其生產效率低、勞動強度大，質量不易穩定。機器造型砂型緊實度高，強度大，精度較高。但噪音較大。選擇震擊式機器造型，是借機器震擊使型砂具有動能和慣性，從而緊實成型，造型上松下緊，達到較好的緊實度和強度。

2 澆注位置和分型面的選擇

鑄件的澆注位要根據零件的結構特點、技術要求、車間條件等因素綜合考慮。因此設計方案的選擇要滿足放砂芯較容易，整個砂芯作為一個整體，不易產生偏芯；砂芯的定位和支撐較穩固；因錯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量較好，澆注位置選擇中注式，能滿足零件的質量要求。

3 鑄件工藝參數的選擇

3.1 鑄造收縮率

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

3.2 鑄件尺寸公差

鑄件尺寸公差等級的選定，綜合考慮鑄件的生產批量和生產方式、鑄件的設計要求、造型和制芯材料等因素。確定尺寸公差等級為CT12。根據毛坯鑄件的各部分的尺寸查表確定公差等級CT12的數值。毛坯鑄件基本尺寸約為380 mm的CT12數值為9.0 mm；毛坯鑄件基本尺寸約為450 mm的CT12數值為10.0 mm；毛坯鑄件基本尺寸約為820 mm的CT12數值為11.0 mm。

3.3 鑄件重量公差

鑄件重量公差等級根據鑄件的生產方式，鑄造金屬種類和鑄造工藝方法選取。鑄件重量公差等級根據鑄件尺寸公差等級對應選取。鑄件重量上偏差和下偏差相同。確定重量公差等級為MT12。查表得MT12鑄件重量公差數值為12 kg。

3.4 機械加工余量

機械加工余量使用于整個毛坯鑄造，加工余量的代號用MA表示。根據鑄造合金種類、造型方法、尺寸公差等級、鑄件的最大輪廓尺寸來確定機械加工余量等級。根據鑄件的各部分的尺寸確定機械加工余量為E級的數值。

3.5 起模斜度

起模斜度的大小根據模樣的高度、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 '；內起模斜度為0 ？觷55 '。

3.6 最小鑄出孔和槽

機械零件上有許多孔、槽和臺階等，一般應盡可能在鑄造時鑄出，最小鑄出孔或槽的尺寸根據鑄件的生產產量、合金種類、鑄件大小、孔或槽處鑄件的壁厚、孔的長度和直徑來確定。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 砂箱中鑄件數量及吃砂量的確定

砂箱中的鑄件數量根據工藝要求和生產條件來確定，在工藝設計中根據各種條件綜合考慮，以確定砂箱中鑄件數量。吃砂量按鑄件重量來確定。吃砂量太小，砂型緊實困難，易引起脹砂、包砂、掉砂、跑火等缺陷。吃砂量太大，又不經濟合理。綜合以上根據鑄件尺寸大小、考慮到澆注系統的布置和一定的吃砂量、生產工藝要求、生產批量、造型方法等確定吃砂量為60 mm。

5 鑄件相關計算

5.1 鑄件體積的計算

我們采用鑄件總體積分割成幾個體積之和的近似計算。

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 鑄件質量的計算

鑄件的質量

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，確定出品率為50%，所以澆入鑄型內鋼液的總質（重）量為99×（1+50%）=145 kg。

6 砂芯設計

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。根據零件圖、澆注位置及分型面的選擇，所設計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。砂芯的定位要準確，根據砂芯在砂型中放置的位置，為防止沿垂直方向移動和限制繞水平軸旋轉，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，一般決定于鑄件相應部位孔、槽的尺寸。根據砂芯在型腔中安放時的穩定程度及用木模制造時是否易于變形、放置時的吃砂量。

③砂芯的排氣：澆注時，砂芯在高溫金屬液體作用下由于有機物的揮發，分解和燃燒，以及水分蒸發，澆注后短時間內會產生大量的氣體。由于本鑄件所用的砂芯直徑不大，所以采用通氣針進行排氣。

7 澆注系統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—阻流澆口。此系統有利于擋渣又使沖型平穩。澆注系統的引入位置影響到澆注系統結構類型的確定。應有利于鑄件清理、鑄件凝固補縮、改善鑄件鑄態組織、提高鑄件外觀質量、金屬液平穩充滿鑄型、減少鑄件收縮應力和防止裂紋等。

參考文獻：

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