鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計

1、題目：工藝學(xué)課程設(shè)計學(xué)院：專業(yè)：材料成型機(jī)控制工程班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)老師：鑄造工藝學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生熟悉對零件及產(chǎn)品工藝設(shè)計的基本內(nèi)容、原則、方 法和步驟以及掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計的基本技能的一門主要專業(yè)課。課程設(shè)計則 是鑄造工藝學(xué)課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時也是我們鑄造專業(yè)迎來的第一次全面的 自主進(jìn)行工藝和工裝設(shè)計能力的訓(xùn)練。在這個為期兩周的過程里，我們有過緊張， 有過茫然，有過喜悅，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，我覺得進(jìn)行鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計的目的有如下幾點(diǎn)：通過課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運(yùn)用鑄造 工藝學(xué)課程和其他先修課程的的理論

2、與實際知識去分析和解決實際問題的能力。通過制定和合理選擇工藝方案，正確計算零件結(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)計澆冒口系統(tǒng)的初步能力；掌握鑄造工藝 和工裝設(shè)計的基本技能。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。了解合金在鑄造過程中容易產(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、解決這類缺陷的基本解決途徑學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊目錄第一章零件鑄造工藝分析,41.1 零件基本信息，,

3、，41.2 材料成分要求,41.3 鑄造工藝參數(shù)的確定,41.3.1 鑄造尺寸公差和重量公差,51.3.2 機(jī)械加工余量,51.3.3 鑄造收縮率,51.3.4 拔模斜度，,，51.4 其他工藝參數(shù)的確定,51.4.1 工藝補(bǔ)正量,51.4.2 分型負(fù)數(shù),51.4.3 非加工壁厚的負(fù)余量，,，51.4.4 反變形量5.,1.4.5 分芯負(fù)數(shù)，,，6第二章鑄造三維實體造型，,，62.1 上冠件圖紙技術(shù)要求,62.2 上冠件結(jié)構(gòu)工藝分析,62.3 基于 UGt件的三維造型,62.3.1 軟件簡介,，62.3.2 零件的三維造型圖,6第三章鑄造工藝方案設(shè)計，,，73.1 工藝方案的確定,73.1.1

4、 鑄造方法,73.1.2 型（芯）砂配比，,，83.1.3 混砂工藝，,，83.1.4 鑄造用涂料、分型劑及修補(bǔ)材料,83.2 鑄造熔煉,83.2.1 熔煉設(shè)備，,，93.2.2 熔煉工藝，,，93.3 分型面的選擇，,，93.4 砂箱大小及砂箱中鑄件數(shù)目的確定，,，103.5 砂芯設(shè)計及排氣,113.5.1 芯頭的基本尺寸,113.5.2 芯撐、芯骨的設(shè)計,123.5.3 砂芯的排氣，,，12第四章澆冒系統(tǒng)的設(shè)計及計算,124.1 澆注系統(tǒng)的類型及選擇,124.2 澆注位置的選擇,124.3 澆注系統(tǒng)各部分尺寸的計算，,，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

5、,134.3.3 澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計,144.4 冒口設(shè)計計算,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)計及尺寸計算,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：HT200b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：圖1.1 上冠零件圖1.2 材料成分要求根據(jù)相關(guān)資料查得 HT200具體成分及其含量如表1.2.1所示。表1.2

6、.1HT200化學(xué)成分表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，）CSiMnPSCr3.33.551.952.150.600.90<0.08<0.120.150.301.3 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，鑄彳的尺寸公差等級為13級；重量公差等級為13級，該鑄件的重量公差為 10%。H,經(jīng)查得，該鑄件法蘭端面以及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)查加工余量等級為錐面的加工余量為 13mm孔的加工余量為 8mm1.3.3 鑄造收縮率由于鑄件的固態(tài)收縮（線收縮）將使鑄件各部分尺寸小于模樣原來的尺寸，因此，為了使 鑄件冷卻后的尺寸

7、與鑄件圖示尺寸一致，則需要在模樣或芯盒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3mm勺起模斜度以便拔模。拔模斜度的示意如圖1.2和1.3。圖1.231.4其他工藝參數(shù)的確定1.4.1 工藝補(bǔ)正量對中小批量的鑄件由于選用的收縮尺寸與實際的收縮率不符，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彌補(bǔ)，但由于該件在垂直分型面

8、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2m以上的濕型才應(yīng)用分型負(fù)數(shù)。而此鑄件采用樹脂自硬砂造型且砂箱尺寸小于2m,故不留分型負(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、造芯過程中，為取出木模要進(jìn)行敲模，同時木模受潮 時會膨脹，這些情況會使型腔尺寸增大，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，但由于該件在無拔模斜度，且該件不是很大故不放非加工壁厚的負(fù)余量。1.4.4 反變形量鑄造較大的平板類、床身等類鑄件時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，

9、在制作模樣時，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，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。1.4.5 分芯負(fù)數(shù)對于分段制造的長砂芯或分開制造的大砂芯，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)。此鑄件沒有分段制造的長 砂芯，故可不設(shè)分芯負(fù)數(shù)。第二章鑄件三維實體造型2.1 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)粗加工后按 GB

10、7233-87標(biāo)準(zhǔn)作超聲波探傷檢查，達(dá)H級要求；過流面加工后按 GB/T9444-1988進(jìn)行磁粉探傷，達(dá)H級要求；(4)同爐澆鑄試驗棒，回廠做化學(xué)成分和機(jī)械性能復(fù)核試驗；(5)過流面用樣板檢查；(6)請刻出葉片進(jìn)出水邊與上冠的交點(diǎn)圓線。2.2 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41510,法蘭另一端直徑4217.2, 該件質(zhì)量為1665kg。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，流動性較好，收縮大，在澆注時容易產(chǎn)生澆不足、 冷隔、縮孔和縮

11、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，勞動量較小。2.3 基于UG件的三維造型2.3.1 軟件簡介UG NX是由Siemens PLM Software 發(fā)布的集 CAD/CAM/CA體化解決方案軟件，它涵蓋 了產(chǎn)品設(shè)計、工程和制造中的全套開發(fā)流程。NX產(chǎn)品開發(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縫結(jié)合，這些對于CAD、CAM和CAE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)字化實體模型和可視化都是一個補(bǔ) 充。本件采用UG NXS行三維立體建模使工藝設(shè)計直觀形象，便于后續(xù)分析、模擬及加工

12、等 過程的管理與控制。2.3.2 零件的三維造型圖通過運(yùn)用NX8.0對零件進(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3.1 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，通過查閱相關(guān)資料，可選的合適鑄造方法只有木模樹脂砂鑄造或者消失模鑄造兩種方 法。需要澆鑄的產(chǎn)品上冠鑄件屬于中大型簡單鑄件，如果采用消失模鑄造，其加工余量少，而 且可以精確成型，無須起模，無分型面，無型芯，因而鑄件無飛邊毛刺，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

13、大地簡化了砂型鑄造及熔模鑄造的工序。所以本次設(shè) 計選擇消失模樹脂砂型鑄造來生產(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，鑄型和型芯都采用吠喃樹脂自硬砂，每箱一 件，乙醇涂料，造型時按模型材質(zhì)選擇合適的脫模劑。采用樹脂砂的優(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，該鑄件采用吠喃樹脂自硬砂造型、造芯即可，具體數(shù)值參考 型、芯砂配比如表 3.1和表3.2所示。表3.1型砂配比（配比重量 Wt%成分新砂再生砂F700吠喃樹脂固化劑附加物氧化鐵粉百分比10%90%1.6% 2.0%15%0 1.5%表3.2芯砂配比（配比重量

14、 Wt%成分新砂再生砂F700吠喃樹脂固化劑附加物氧化鐵粉百分比60%40%2.3% 2.5%>10%0 1.5%表中催化劑含量為占樹脂砂的百分比。3.1.3 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間有助于得到高質(zhì)量的樹脂 砂。樹脂砂各種原料稱量要準(zhǔn)確，其混砂工藝如下：上上一一下上T砂+催化劑7 加樹脂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)，縮短可使用時間，影響到樹脂砂的使用性 能。砂和催化劑的混合時間應(yīng)以催化劑能均勻的覆蓋住沙粒表面所需的時間為準(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)

15、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，增加了鑄件在市場上的競爭力，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、芯砂對模樣或芯盒的粘附，降低起模力，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。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。對自硬樹脂砂可用同種自硬砂咯補(bǔ)膏+膠

16、合劑進(jìn)行修補(bǔ)。3.2 鑄造熔煉3.2.1 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，溫度波動范圍小于等于+ （-） 10C,化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）精度達(dá)到C小于等于十 （ -） 0.05%, ASi 小于等于+ （ -） 0.10%。3.2.2 熔煉工藝：（1）廢鋼 加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 14007450c之內(nèi)，澆注溫度一般控制

17、在 13701440C。（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瞬時孕育效果好，溶解性能優(yōu) 良，故此鑄鐵熔煉采用此方法。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: 萬案一特點(diǎn)：選擇最大截面1、有利于順序凝固和沖型以及易于保證鑄件的精度；2、有利于鑄件的補(bǔ)縮；3、鐵液在鑄型中的流動不穩(wěn)定；4、由于該件

18、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。方案一:特點(diǎn)：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；方案二：特點(diǎn)：1、減小了砂箱尺寸；2、有利于下芯；3、對上下箱的合箱、造型精度要求很高;4、鐵液在鑄型中的流動不平穩(wěn)。根據(jù)三種方案的對比，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)方式。 砂箱的尺寸計算：砂箱寬=90+1526+90=1706mm,取砂箱長度為 1800mm砂箱長=90+1526+80+90=1786mm取砂箱寬度為 2000mm砂箱

19、高度的計算：上砂箱高=286+150= 436mm冒口高度為 286mm故取上箱 500mm下砂箱高=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（mrm砂箱寬（mrm砂箱圖（mm上箱20001800500下箱20001800850如工廠有尺寸相近砂箱也可選用。3.5 砂芯設(shè)計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 過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時排出型外，鑄件收縮時阻力小和容易輕砂 。3.5.1 芯頭的基本尺寸芯頭是砂芯

20、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：在澆注凝固過程中，砂芯中產(chǎn)生的大量氣體能夠及時地從芯頭排出鑄型。為下芯方便，根據(jù)課本可留垂直心頭與芯座之間的間隙s=1mm芯頭高度：h下二60mm斜度，h下=5。芯頭各部分尺寸及形狀見圖3.1 。圖3.1芯頭的尺寸及形狀3.5.2 芯撐、芯骨的設(shè)計由于砂芯較小，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)、配芯和澆注過程中不易開裂、不易變形、不被金屬液沖擊折 斷，生產(chǎn)中通常在

21、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、 開裂，同時在鋼管上鉆若干小孔利于砂芯排氣。3.5.3 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。芯骨有小孔利于砂芯排氣，還可用通氣針扎出排氣孔的方法排氣。第四章澆冒系統(tǒng)的設(shè)計及計算4.1 澆注系統(tǒng)的類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（n）澆注系統(tǒng)。以橫澆道截面最大，阻渣效果較好，可防止金

22、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)。匯 S內(nèi)：匯S橫：匯S 直=1:1.5:1.14.2 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)置三個內(nèi)澆口分別位于三個腰圓形冒口 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；（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。方案一：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，對鑄

23、鐵有一定的補(bǔ)縮作用。且節(jié)省材料，降低生 產(chǎn)成本。對比以上兩種方案，由于鑄鐵具有良好的流動性，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)各部分尺寸的計算根據(jù)相關(guān)資料查得 HT200具體成分及其含量如表 4.3.1所示。表4.3.1HT200化學(xué)成分表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，）SiMnCr3.33.551.952.15 0.600.90 <0.08 <0.12 0.150.304.3.1 合金鑄造性能分析：灰鑄鐵具有良好的鑄造性能：（1）流動性?；诣T鐵的熔點(diǎn)較低，結(jié)晶溫度范圍較小，在適宜的澆注

24、溫度下，具有良好的流動性，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?；诣T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)的鐵液上升速度計算法，查鑄造工藝學(xué)表 3-4-6知鐵液在型中上升速度Vl (mm/s)在 20mm/s- 30 mm/s 之間，取 Vl =25mm/s。4.3.3 澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計用奧贊公式可計算阻流截面積

25、："2gH 二m下為澆注質(zhì)量，鑄件質(zhì)量m a 1665 kg ,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) 0.42 ,澆注時間查鑄造工藝學(xué)表 3-4-3對于鑄鐵件t=1030s 取t=30s澆注速度V =m/t=1665/30=55.5kg/s澆注溫度13701440 c4.4 冒口設(shè)計計算根據(jù)補(bǔ)縮液量法：已知該件體積約為232871987mm3查課本P299可得鑄鐵體收縮率名取1.9 ,冒口的補(bǔ)縮效率取 14%鑄件壁厚取主要壁厚50。3d0 =6 Vc =946mm ji式中：V-鑄件被補(bǔ)縮部分體積； c名-鑄件金屬的凝固收縮率理論上需要

26、用以補(bǔ)縮部分液體的體積V1 ;d 0 :補(bǔ)縮球直徑。Dr=T+ d 0=50+946=996mm.Dr:冒口直徑。該件采用三個同形狀冒口，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質(zhì)量鑄件質(zhì)量+冒口質(zhì)量+澆注系統(tǒng)質(zhì)量X 100%對該鑄件工藝出品率 =1665/(1665+781+312)=60%4.4.2 出氣孔開始澆注的瞬間，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

27、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，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。壓力過大可能瞬時拾起上箱，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 小砂型充滿時的動壓力，以及便于觀察型內(nèi)的充滿程度等。但此鑄件可不需專門的出氣孔，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冒口是鑄型內(nèi)用以儲存金屬液的空腔，在鑄件凝固過程中補(bǔ)給金屬，能有效防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用。對于

28、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個環(huán)形大冒口。如下圖所示：4.5 冷鐵設(shè)計及尺寸計算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，對該件采用鑄鋼材質(zhì)板型外冷鐵，對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，使整個鑄件接近于同時凝固，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 B= （0.25人0.5 ） 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3-23所列。表4.1冷鐵尺寸冷鐵長度（mm冷鐵間隙（mm冷鐵厚度（mim數(shù)