材料成型與控制專業(yè)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、緒 論1</b></p><p>　　二、砂型鑄造概述1</p><p><b>　　2.1定義1</b></p><p><b>　　2.2特點(diǎn)1</b></p&

2、gt;<p><b>　　2.3應(yīng)用1</b></p><p><b>　　2.4發(fā)展概況2</b></p><p>　　三、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)2</p><p>　　3.1工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)2</p><p>　　3.2分析鑄件圖3</p><p>　　3

3、.3鑄件的結(jié)構(gòu)工藝分析4</p><p>　　3.4造型方法的選擇6</p><p>　　3.5鑄型種類的選擇7</p><p>　　3.6確定鑄件澆注位置7</p><p>　　3.7鑄型分型面的選擇8</p><p>　　3.8澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其選擇9</p><p>　　四、造型

4、材料及其制備15</p><p>　　4.1型砂的制備及性能控制15</p><p><b>　　4.2涂料17</b></p><p>　　4.3手工造型的方法19</p><p>　　五、鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1模樣的類型及其結(jié)構(gòu)19</p>

5、<p>　　5.2砂箱的選用及設(shè)計(jì)23</p><p>　　六、合金熔煉及其澆注27</p><p>　　6.1熔煉工藝順序及備料27</p><p>　　6.2鑄件的澆注29</p><p>　　6.3落砂與清理31</p><p>　　七 、鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)與缺陷修補(bǔ)32</p>&

6、lt;p>　　7.1鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)方法32</p><p>　　7.2鑄件的修補(bǔ)33</p><p><b>　　八、結(jié)論34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><

7、;p><b>　　一、緒 論</b></p><p>　　鑄鐵件廣泛地應(yīng)用在裝備制造業(yè)、冶金、建筑、農(nóng)機(jī)、給排水以及國(guó)防工業(yè)各部門，如在機(jī)械制造業(yè)中，鑄鐵件所占比重約為機(jī)械重量的40%～85%。生產(chǎn)的鑄鐵件也是多種多樣的，質(zhì)量從十幾克到幾百噸；厚度可以薄到2㎜，也可以達(dá)到500㎜；長(zhǎng)度可以由1㎝做到30㎝的各種形狀、各種用途、各種尺寸的鑄件。</p><p>　

8、　鑄鐵及鑄鐵件的特點(diǎn)：</p><p>　?、偃刍蔫T鐵溶液有很好的流動(dòng)性，能夠沖填很復(fù)雜、薄壁的鑄型，能夠得到很復(fù)雜形狀的鑄鐵件，如缸體、缸蓋、機(jī)床床身、水泵葉輪、液壓閥體等。</p><p>　?、阼T鐵的收縮小，在一定條件下常常在沒有冒口的條件下也可以得到致密的鑄件，并且形成應(yīng)力和裂紋的傾向也很小。</p><p>　?、坭T鐵的熔點(diǎn)較低，熔化的方法、采用的原料也

9、很簡(jiǎn)單，較其它材料加工成型方法如鍛造、焊接等，鑄鐵件生產(chǎn)成本相對(duì)較低廉。</p><p>　?、荑T鐵件能夠迅速吸收振動(dòng)。由于鑄鐵的集體中有石墨存在，割裂了金屬基體的相互聯(lián)系，使得在振動(dòng)時(shí)，尤其是機(jī)器在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠迅速吸收振動(dòng)。鑄鐵件用在機(jī)器底座有最好的效果。</p><p>　?、蓁T鐵件具有良好的切削加工性能。這也是因?yàn)殍T鐵中有石墨存在，是切削容易斷裂，并成為天然的潤(rùn)滑劑。同時(shí)鑄鐵件有

10、較小的切口敏感性。</p><p>　?、掼T鐵件報(bào)廢時(shí)，鑄件可以回爐重熔，鑄鐵件的回用性好。</p><p>　　正因?yàn)殍T鐵件有一系列的優(yōu)點(diǎn)，鑄鐵件的生產(chǎn)占鑄件生產(chǎn)總量的比重最大，鑄鐵件的品種幾乎涵蓋了從機(jī)械制造到日常生活的各種零部件，從工作母機(jī)床身箱體到汽車的缸體缸蓋，從采暖鍋爐、排水管道到水泵閥門以及鐘、鼎等藝術(shù)品和日常生活的炊具等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鑄鐵本質(zhì)認(rèn)識(shí)的提高，鑄

11、鐵件不斷得到廣泛利用。</p><p><b>　　二、砂型鑄造概述</b></p><p><b>　　2.1定義</b></p><p>　　鑄造一般可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。當(dāng)直接形成鑄型的原材料主要為型砂，且液態(tài)金屬完全靠重力充滿整個(gè)型腔時(shí)，這種鑄造方法稱為砂型鑄造。</p><p>

12、　　砂型鑄造一般可分為手工砂型鑄造和機(jī)器砂型鑄造。前者主要適用于單件，小批量生產(chǎn)以及復(fù)雜和大型鑄件的生產(chǎn)，后者主要適用于成批，大量生產(chǎn)。</p><p>　　砂型鑄造生產(chǎn)工藝流程：材料準(zhǔn)備→造型制芯→下芯合箱→爐料準(zhǔn)備→合金熔煉→鑄件澆注→落砂清理→鑄件檢驗(yàn)→熱處理→合格入庫(kù)</p><p><b>　　2.2特點(diǎn)</b></p><p>　　

13、① 成形方便且適應(yīng)性強(qiáng)</p><p>　　金屬液態(tài)成型方法對(duì)工件的尺寸形狀幾乎沒有任何限制，鑄件的材料可以是鑄鐵，鑄鋼，鑄造鋁合金，鑄造銅合金等各種金屬材料，也可以是高分子材料和陶瓷材料；鑄件的尺寸可大可小，形狀可簡(jiǎn)單可復(fù)雜。</p><p><b>　?、?成本較低</b></p><p>　　由于成行方便，鑄件毛坯與零件形狀相近，能節(jié)省金

14、屬材料和切削加工工時(shí)，使用原材料來源廣泛，可以利用廢料、廢件等，節(jié)約資源；因此，鑄件的成本較低。</p><p>　?、?生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短</p><p>　　所用設(shè)備通常比較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，投資較少。</p><p>　?、?成形的組織性能較差</p><p>　　鑄件晶粒粗大﹙鑄態(tài)組織﹚，化學(xué)成分不均勻，力學(xué)性能較差。因此，以用作

15、受力不大或承受靜載荷的機(jī)械零件，如箱體，床身，支架等常用鑄件。</p><p><b>　　2.3應(yīng)用</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鑄鐵本質(zhì)認(rèn)識(shí)的提高，鑄鐵件得到了廣泛應(yīng)用。如高強(qiáng)度、高彈性模量的灰鑄鐵在機(jī)床鑄件的應(yīng)用，由于熔化設(shè)備的改進(jìn)和造型制芯技術(shù)的進(jìn)步以及國(guó)產(chǎn)的系列孕育劑、球化劑、蠕化劑的商品化，使高強(qiáng)度、薄壁鑄鐵件的鑄造生產(chǎn)技術(shù)得

16、到了很快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，灰鑄鐵表面激光強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，人工智能技術(shù)在灰鑄鐵性能預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，都使灰鑄鐵件質(zhì)量有大幅度的提高，不斷地?cái)U(kuò)大了鑄鐵件的應(yīng)用范圍。</p><p>　　依據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、重量、尺寸、數(shù)量不同，可選用不同的造型方式。在全部鑄件產(chǎn)量中，60%～70%的鑄件是用砂型生產(chǎn)的，主要是因?yàn)樯靶丸T造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，所以汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、汽缸蓋、曲軸等鑄件都是用濕型砂工藝生產(chǎn)的。當(dāng)濕型砂

17、不能滿足要求時(shí)可以考慮使用濕型表干型、干砂型或其他砂型。</p><p><b>　　2.4發(fā)展概況</b></p><p>　　鑄造業(yè)在我國(guó)具有悠久的歷史，他充分的體現(xiàn)出了我國(guó)勞動(dòng)人民聰明才智。</p><p><b>　　①早期</b></p><p>　　中國(guó)商朝的重875公斤的司母戊方鼎，戰(zhàn)

18、國(guó)時(shí)期的曾侯乙尊盤，西漢的透光鏡，都是古代鑄造的代表產(chǎn)品。早期的鑄件大多是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、宗教、生活等方面的工具或用具，藝術(shù)色彩濃厚。那時(shí)的鑄造工藝是與制陶工藝并行發(fā)展的，受陶器的影響很大。</p><p><b>　?、诎l(fā)展</b></p><p>　　中國(guó)在公元前513年，鑄出了世界上最早見于文字記載的鑄鐵件－晉國(guó)鑄型鼎,重約270公斤。歐洲在公元八世紀(jì)前后也開始生產(chǎn)

19、鑄鐵件。鑄鐵件的出現(xiàn)，擴(kuò)大了鑄件的應(yīng)用范圍。例如在15～17世紀(jì)，德、法等國(guó)先后敷設(shè)了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道。18世紀(jì)的工業(yè)革命以后，蒸汽機(jī)、紡織機(jī)和鐵路等工業(yè)興起，鑄件進(jìn)入為大工業(yè)服務(wù)的新時(shí)期，鑄造技術(shù)開始有了大的發(fā)展。</p><p><b>　?、劢?lt;/b></p><p>　　進(jìn)入20世紀(jì)，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步，要求鑄件各

20、種機(jī)械物理性能更好，同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能；另一個(gè)原因是機(jī)械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展，給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件。如檢測(cè)手段的發(fā)展，保證了鑄件質(zhì)量的提高和穩(wěn)定，并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件；電子顯微鏡等的發(fā)明，幫助人們深入到金屬的微觀世界，探查金屬結(jié)晶的奧秘，研究金屬凝固的理論，指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)。</p><p>　　三、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1工藝設(shè)

21、計(jì)的依據(jù)</p><p>　?、?鑄造零件圖樣。 </p><p>　　提供的圖樣必須清楚無誤，尺寸和標(biāo)記完整、標(biāo)記齊全。經(jīng)審查有必要修改圖樣時(shí)，應(yīng)與用戶協(xié)商，取得一致意見后已修改的圖樣作為設(shè)計(jì)依據(jù)。</p><p>　　② 零件的技術(shù)要求。</p><p>　　包括金屬材質(zhì)牌號(hào)、金相組織、力學(xué)性能要求、鑄件尺寸和重量公差及其他特殊性能要求，

22、如是否經(jīng)過水壓或氣壓檢驗(yàn)、零件在機(jī)器上的工作條件等，在鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿足這些要求。</p><p>　?、鬯囇b備盡可能產(chǎn)品批量及生產(chǎn)期限。</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量可劃分為三種生產(chǎn)類型：即大量生產(chǎn)，成批生產(chǎn)和單件小批量生產(chǎn)。對(duì)于批量大的產(chǎn)品，應(yīng)盡可能的采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，以保證質(zhì)量，滿足時(shí)限要求。對(duì)于應(yīng)急的單件產(chǎn)品，則應(yīng)考慮是工簡(jiǎn)單，以便縮短生產(chǎn)周期，并獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。&

23、lt;/p><p><b>　　3.2分析鑄件圖</b></p><p>　　圖3—1 端蓋的零件圖</p><p>　　該鑄件為端蓋，其材料為HT150,灰鑄鐵的特征有斷口呈暗灰色，碳主要以石墨形式存在，為片狀石墨，少量溶于基體中，部分以碳化鐵形式組成珠光體。</p><p>　　HT150的性能特點(diǎn)：強(qiáng)度低、好的減震性

24、和鑄造性能。</p><p>　　生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn)；</p><p>　　造型材料：粘土砂造型，一箱一件；</p><p>　　應(yīng)用:力學(xué)性能要求不高的零件。</p><p>　　最大尺寸348㎜×72㎜</p><p><b>　　最大壁厚20.5㎜</b></p>&

25、lt;p><b>　　最小壁厚7㎜</b></p><p><b>　?、勹T件的力學(xué)性能。</b></p><p>　　表3—1 鑄件力學(xué)性能 </p><p><b>　　②鑄件的化學(xué)成分。</b></p><p>　　表3—2 鑄件化學(xué)成分（質(zhì)量

26、分?jǐn)?shù)，%）</p><p>　　3.3鑄件的結(jié)構(gòu)工藝分析</p><p>　?、?端蓋結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性和生產(chǎn)條件，結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求。</p><p>　　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(jiǎn)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：</p><p>　　1）鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷

27、隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄。</p><p>　　2）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。</p><p>　　3）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。</p><p>

28、　　4）壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。 </p><p>　　5）利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固。</p><p>　　6）防止鑄件翹曲變形。</p><p>　　7）避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　?、?鑄造工藝參數(shù)</b></p><p><b>

29、　　1）鑄造收縮率</b></p><p>　　鑄造收縮率又稱為鑄件線收縮率或鑄件縮尺，用模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示：</p><p>　　e=(L-l)/L×100% (3-1)</p><p>　　式中 e—鑄造收縮率</p><p><b>　　L—

30、模樣長(zhǎng)度</b></p><p>　　l—鑄件長(zhǎng)度模樣的選擇</p><p>　　木模：輕便，容易加工，價(jià)格低廉，但強(qiáng)度低，易吸潮變形，只適合于單件、小批量生產(chǎn)的各種鑄件，通常采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。</p><p>　　金屬模：金屬制作摸樣的材料有鋁合金、銅合金、鑄鐵等。銅合金輕便、加工性能好、表面光潔、不易生銹，但耐磨性較差，主要用于大批量生產(chǎn)的模樣及模板；銅

31、合金易加工、表面光滑、耐蝕、耐磨但成本高，重量大，主要用于精度要求較高的薄、小鑄件和活塊；鑄鐵強(qiáng)度強(qiáng)度、硬度較高，耐磨且價(jià)低，表面光滑，但重量大、易生銹且不易加工，主要用于大批量生產(chǎn)的模底板及少數(shù)情況下的模樣。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)單件小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)原則以簡(jiǎn)單、方便、器材簡(jiǎn)單、效率高，所以選木模。</p><p>　　表3—3 鑄鐵件鑄造收縮率</p>&

32、lt;p>　　該鑄件的收縮率為0.9。</p><p><b>　　2）機(jī)械加工余量</b></p><p>　　查《鑄造工手冊(cè)》得，該鑄件機(jī)械加工余量為8㎜。</p><p><b>　　3）起模斜度</b></p><p>　　圖3—2 起模斜度的形式</p><p&

33、gt;　　表3—4 起模斜度及應(yīng)用</p><p>　　該鑄件選用增加壁厚法。</p><p>　　表3—5 砂型鑄造用起模斜度</p><p><b>　　4）工藝補(bǔ)正量</b></p><p>　　查《鑄造工手冊(cè)》得，該工藝補(bǔ)正量為2.5㎜。</p><p><b>　　

34、5）分型負(fù)數(shù)</b></p><p>　　查《鑄造工手冊(cè)》得，該分型負(fù)數(shù)為1.0㎜。</p><p>　　3.4造型方法的選擇</p><p>　　手工造型和制芯應(yīng)用面廣，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)組織靈活，生產(chǎn)周期短；工藝裝備簡(jiǎn)單，制造容易。因此，對(duì)單件、小批量、多品種鑄件的生產(chǎn)具有明顯優(yōu)勢(shì)。手工生產(chǎn)還是某些復(fù)雜鑄件、大型鑄件以及重型鑄件的最基本生產(chǎn)方法。<

35、/p><p>　　與手工造型、制芯方法相比，在中小型鑄件的大批量生產(chǎn)方面，機(jī)器造型和制芯，尤其是采用自動(dòng)化生產(chǎn)方式，更能夠滿足現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的鑄件需求。無論是鑄件質(zhì)量還是產(chǎn)品質(zhì)量，都是手工生產(chǎn)無法比擬的。因此 ，在可能條件下，應(yīng)盡量選用機(jī)器造型和制芯。</p><p>　　該鑄件選用手工造型。</p><p>　　3.5鑄型種類的選擇</p><p>

36、;<b>　?、?濕型。</b></p><p>　　一般情況下，中小型鑄鐵件應(yīng)盡量選用濕型鑄造。濕型生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短；砂型無需烘干，勞動(dòng)條件好；砂型成形性好，鑄件尺寸精度高；鑄型的落砂性好，砂箱使用壽命長(zhǎng)。因此，機(jī)械化造型以及自動(dòng)高壓造型線均采用濕型鑄造。</p><p>　　濕型也存在某些不足之處：鑄型強(qiáng)度低，在鐵水的沖擊或烘烤作用下，容易產(chǎn)生砂眼、夾砂缺陷；

37、砂型含有較多水分，鑄件容易嗆火，產(chǎn)生氣孔。對(duì)于厚大、形狀復(fù)雜以及技術(shù)要求高的鑄件，往往也不能采用濕型。</p><p><b>　?、?干型。</b></p><p>　　干型是將砂型和砂芯刷上涂料后，進(jìn)入烘爐里烘干，使整個(gè)砂型和砂芯都得到干燥。干型水分少，強(qiáng)度高，透氣性好，鑄件質(zhì)量能夠得到保證。但使用干型占地面積大，工時(shí)長(zhǎng)，消耗能源，污染環(huán)境。</p>

38、<p><b>　　③ 表干型。</b></p><p>　　指將鑄型表層烘干一定深度，是介于濕型和干型之間的一種改良鑄型。它與濕型相比，砂型表面層水分少，澆注大件就不容易產(chǎn)生氣孔、粘砂、夾砂和沖砂等缺陷。與干型相比，節(jié)約能源，縮短了生產(chǎn)周期。因此，適合于輪廓尺寸較大或地坑中生產(chǎn)的鑄件。</p><p><b>　　在此選用濕型。</b&g

39、t;</p><p>　　3.6確定鑄件澆注位置</p><p>　　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的難易程度。確定鑄件澆注位置在很大程度上取決于控制的凝固。實(shí)現(xiàn)順序凝固的鑄件，可消除縮孔、縮松、保證獲得致密的鑄件，確定澆注位置應(yīng)遵循“三下一上”的原則。</p><p>　?、僦匾庸っ鎽?yīng)朝下或呈直立狀態(tài)。&l

40、t;/p><p>　?、诒M可能使鑄件大平面朝下，避免夾砂結(jié)疤類缺陷。</p><p>　?、郾”诓课粦?yīng)盡量朝下。</p><p>　?、芎翊蟛糠謶?yīng)放在上部，以利于鑄件的補(bǔ)縮。</p><p>　　⑤盡量避免用吊砂、吊芯或懸臂芯，便于下芯、合箱及檢驗(yàn)。</p><p>　　⑥應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件冷卻位置相一致。<

41、;/p><p>　　3.7鑄型分型面的選擇</p><p>　　分型面的選擇在很大程度上影響著鑄件的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率。因此，分型面要仔細(xì)分析對(duì)比、慎重加以選擇的。分型面的選擇要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)類型和車間生產(chǎn)條件來確定。選擇分型面應(yīng)注意如下幾項(xiàng)原則：</p><p>　　①要保證起模方便，盡量不用或少用活塊。</p><p>　　②應(yīng)盡量

42、減少分型面數(shù)目。</p><p>　?、郾M量選用平直分型面。</p><p>　?、軕?yīng)盡量使鑄件整個(gè)或大部分置于同一半型內(nèi)。</p><p>　?、輵?yīng)盡量使砂芯數(shù)量少，芯頭穩(wěn)固可靠，下芯方便，便于合箱及檢驗(yàn)壁厚。</p><p>　?、迲?yīng)盡量降低鑄型總高度。</p><p>　?、叻中兔娴倪x擇，應(yīng)盡量減少鑄件毛刺飛邊。

43、</p><p>　　⑧分型面的選擇應(yīng)盡量避免鑄型合箱后再翻轉(zhuǎn)鑄型。</p><p>　　初步對(duì)端蓋進(jìn)行分型有：方案一如圖a、方案二如圖b；</p><p>　　圖3—3a 分型面方案一</p><p>　　圖3—3b 分型面方案二 </p><p>　　對(duì)方案一進(jìn)行綜合分析如下：</p>

44、<p>　?、勹T件位于同一半型內(nèi)，合箱對(duì)準(zhǔn)卻誤差小；</p><p>　?、谏疤ト课挥谏习胄蛢?nèi)，呈吊砂狀態(tài)；</p><p>　?、蹪沧㈩愋蜑轫斪⑹?，壓頭壓力小，較易充型；</p><p>　　④凝固順序?yàn)橛上轮辽?，端蓋重要部分先凝固；</p><p>　　對(duì)方案二進(jìn)行綜合分析如下：</p><p>　?、?/p>

45、鑄件位于同一半型內(nèi)，合箱對(duì)準(zhǔn)卻誤差?。?lt;/p><p>　?、跐沧㈩愋蜑榈鬃⑹?，壓頭壓力大，易沖型；</p><p>　?、勰添樞?yàn)橛缮现料?，端蓋重要部分最后凝固；</p><p>　　考慮鑄件的重要部分與缺陷產(chǎn)生條件，選擇方案一。</p><p>　　3.8澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其選擇</p><p>　?、?澆注系統(tǒng)的特

46、點(diǎn)及其應(yīng)用</p><p>　　澆注系統(tǒng)按內(nèi)澆道在鑄件上的注入位置，可分為頂注式、中間注入式、底注式以及階梯注入式。</p><p><b>　　1）頂注式。</b></p><p>　　此類澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于造型，節(jié)約鐵水。頂注式鑄件中所形成的溫差，符合順序凝固原則，有利于冒口補(bǔ)縮。缺點(diǎn)是鐵水對(duì)鑄型底部有沖擊，鐵水飛落激濺，易造成砂眼

47、、鐵豆、氣孔和氧化夾渣等缺陷。</p><p>　　頂注式澆注系統(tǒng)適宜于結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且高度不大的薄壁鑄件，或致密性要求較高，需用冒口補(bǔ)縮的中、小型厚壁鑄件。</p><p><b>　　2）中間注入式</b></p><p>　　它對(duì)于鑄件在分型面一下部分相當(dāng)于頂澆，對(duì)于上半部分則是底澆，故兼有頂澆和底澆兩方面特點(diǎn)。</p>&l

48、t;p>　　中間注入式澆注系統(tǒng)，適宜于壁厚均勻，高度不很大的各類中、小型鑄件。機(jī)器造型中應(yīng)用普遍。</p><p><b>　　3）底注式。</b></p><p>　　底注式?jīng)_型平穩(wěn)，不會(huì)沖壞型腔和產(chǎn)生鐵水激濺，型腔內(nèi)的氣體易于排除，擋渣效果較好。由于高溫鐵水從底部引入型腔，對(duì)鑄件補(bǔ)縮不利。此外，沖型速度比較慢。底注式澆注系統(tǒng)，適用于技術(shù)要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄鐵

49、件。</p><p><b>　　4）階梯注入式。</b></p><p>　　這種澆注方式鐵水沖擊力小，沖型平穩(wěn)，高溫鐵水集中在型腔上部，有利于補(bǔ)縮和排氣，內(nèi)澆道分散，減輕了鑄型局部過熱程度。但是這種澆注系統(tǒng)鐵水消耗多，造型比較麻煩。</p><p>　　階梯式澆注系統(tǒng)，適用于形狀復(fù)雜和高大的鑄件。</p><p>　

50、　該鑄件選用頂注式澆注系統(tǒng)。</p><p>　　澆注系統(tǒng)按各組員截面比例，可分為封閉式、開放式、半封閉式以及封閉——開放式四種類型。</p><p>　　表3—6 澆注系統(tǒng)按各組員截面比例分類</p><p>　　該鑄件選用封閉式充型。</p><p><b>　　②澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p>&l

51、t;p>　　1）鑄件的體積和質(zhì)量</p><p><b>　?。?）體積</b></p><p>　　V1=3.14×（57.5²—46.5²）×38=136502.08㎜³</p><p>　　V2=3.14×9.5²×38×3×1∕2=

52、16152.945㎜³</p><p>　　V3=（148.5²—138²）3.14×44=415619.8㎜³</p><p>　　V4=3.14×7×（138²—67²）=319918.9㎜³</p><p>　　V5=（38+25）×15×1

53、∕2×4+10×20×71×3=44490㎜³</p><p>　　V=136502.08+16152.945+415619.8+319918.9+44490=932683.7㎜³</p><p><b>　?。?）質(zhì)量</b></p><p>　　灰鐵的密度ρ=7.2g／㎝³

54、;</p><p>　　m=ρv （3—2）</p><p>　　M=7.2g／㎝³×932.68㎝³=6715.3g=6.8㎏</p><p><b>　　2）澆注時(shí)間</b></p><p>　　t=k

55、 （3—3）</p><p>　　式中：t—澆注時(shí)間（s）;</p><p>　　G—澆入型內(nèi)的金屬液總質(zhì)量（㎏）；</p><p>　　δ—鑄件的平均壁厚（㎜），對(duì)于圓形或正方形的鑄件，δ取其直徑或邊長(zhǎng)的一半；</p><p><b>　　k—系數(shù)。</b></p><p>　　表3

56、—8 鑄鐵件k值的選擇</p><p><b>　　t=k </b></p><p><b>　　=7.6s</b></p><p>　　3）型內(nèi)金屬液面上升速度</p><p>　　V=C／t （3—4）</p><p&g

57、t;　　式中C—鑄件最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的距離，按澆注時(shí)的位置確定（㎜）；</p><p>　　T—計(jì)算的澆注時(shí)間（s）。</p><p><b>　　V= C／t</b></p><p><b>　　=31.6㎜／s</b></p><p>　　表3—9 一般允許鐵液的最小上升速度V范圍的參考值&l

58、t;/p><p><b>　　4）阻流截面的面積</b></p><p>　?。?）平均壓頭Hp的計(jì)算</p><p>　　Hp=Ho- （3—5）</p><p>　　Hp—內(nèi)澆到以上的金屬液壓頭，等于內(nèi)澆道至澆口盆液面的高度（㎝）；</p><p&

59、gt;　　C—澆注時(shí)鑄件高度（㎝）；</p><p>　　P—內(nèi)澆道以上的鑄件高度（㎝）。</p><p>　　表3—10 平均壓頭Hp的計(jì)算方法</p><p>　　由于本鑄件澆注選用頂注式，所以Hp=Ho=12cm²</p><p><b>　?。?）阻流截面積</b></p><

60、p>　　S阻= （3—6）</p><p>　　式中：S阻—阻流截面面積（㎝²）；</p><p>　　G—澆注重量（㎏）；</p><p><b>　　μ—流量系數(shù)；</b></p><p>　　t—澆注時(shí)間（s）；</p><p>　　

61、Hp—作用于內(nèi)澆道的金屬液靜壓頭，一般取平均壓頭（㎝）。</p><p>　　表3—11 灰鑄鐵的流量系數(shù)μ值</p><p>　　該鑄件鑄型阻力小選用濕型，μ=0.5</p><p>　　表3—12流量系數(shù)μ的修正值</p><p>　　該鑄件選用兩個(gè)內(nèi)澆道 μ=0.5 修正后μ=0.45</p><p>　

62、　S阻= </p><p><b>　　=2.3cm²</b></p><p><b>　　②澆道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　表3—13 灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)各組元截面比例及其應(yīng)用</p><p>　　該鑄件為小型鑄件，并且為薄壁鑄件，因此，截面比例為</p>

63、;<p>　　Az：Ah：An=1.11:1.06:1</p><p><b>　　S內(nèi)=2.3cm²</b></p><p>　　2.3:S橫:S直=1：1.06:1.11</p><p><b>　　S橫=2.4cm²</b></p><p>　　S直=2.55

64、cm²</p><p><b>　　內(nèi)澆道：</b></p><p><b>　　b=1.6cm</b></p><p><b>　　橫澆道：</b></p><p><b>　　b=1.7cm</b></p><p>&

65、lt;b>　　直澆道：</b></p><p><b>　　=2.55</b></p><p><b>　　= 1.8cm</b></p><p><b>　?、蹪部诒挠?jì)算</b></p><p>　　澆口杯的尺寸大小必須保證其容量滿足直澆道的流量要求，以發(fā)

66、揮擋渣作用。澆口杯中的金屬液重量可以有單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入鑄型的金屬液量乘以系數(shù)計(jì)算。</p><p>　　G杯= （3—7）</p><p>　　式中G杯——澆口杯中的金屬液重量（㎏）；</p><p>　　G——澆注重量（㎏）；</p><p>　　T——澆注時(shí)間（s）；</p><p>

67、　　m——與鑄件重量有關(guān)的系數(shù)。</p><p>　　表3—14 鑄件重量與系數(shù)m的關(guān)系</p><p>　　G杯= =3.3㎏</p><p>　　四、造型材料及其制備</p><p>　　4.1型砂的制備及性能控制</p><p><b>　?、?黏土型砂</b></p>

68、<p>　　黏土型砂是目前砂型鑄造中應(yīng)用最多的造型、制芯的造型材料。它是由原砂、黏土、附加物和水，根據(jù)工藝要求按一定比例混制而成。</p><p>　　砂型是指型砂在外力作用下成形并且達(dá)到一定緊實(shí)度的毛細(xì)管多孔隙體系，原砂是主要材料，約占型砂總量的82%～98%；黏土是作為粘結(jié)劑以粘結(jié)膜形式包覆砂粒起粘結(jié)砂粒的作用，使型砂具有強(qiáng)度和韌性；附加物是為了改善型砂所需要性能而加入的物質(zhì)。</p>

69、<p>　　黏土砂型根據(jù)在合箱和澆注時(shí)的狀態(tài)不同可分為濕型、干型和表干型三種。濕型砂型是使用最經(jīng)濟(jì)、最方便的造型方法，約占所有砂型造型使用量的50%以上。</p><p><b>　　該鑄型選用濕型。</b></p><p>　　鑄件用砂，選用二氧化硅含量大于85%的硅砂，粒度代號(hào)為15，粘結(jié)劑選用鑄造用膨潤(rùn)土，它具有較大的吸水膨脹性、膠體分散性、吸附性

70、、離子交換性和濕態(tài)粘結(jié)性能。附加物選用煤粉，它能在高溫金屬液的作用下生成一層還原性氣體保護(hù)膜，將液態(tài)金屬與砂型隔開，同時(shí)煤粉受高溫作用后在砂型和金屬液界面生成一層亮碳膜，不僅防止機(jī)械粘砂，也能防止化學(xué)粘砂。</p><p>　　表4—1 鑄鐵件濕型黏土砂配比及性能</p><p>　　濕型砂的制備：黏土濕型砂的加料順序?yàn)榛赜玫纳?、新砂、黏土、煤粉、水?lt;/p><p

71、>　　混砂時(shí)間由混砂機(jī)形式和型砂中黏土含量決定，粘土含量越高，混砂時(shí)間越長(zhǎng)。碾輪式混砂機(jī)的混砂時(shí)間為，單一砂3～5min。</p><p><b>　?、?型砂混合</b></p><p>　　混合是用混砂機(jī)將砂、粘結(jié)劑和附加物混制成型砂的過程。常用的混砂機(jī)有碾輪式、碾輪轉(zhuǎn)子式、擺輪式等幾種。在此，選用碾輪是混砂機(jī)。</p><p>　　

72、碾輪式混砂機(jī)是靠刮板和碾輪實(shí)現(xiàn)攪拌，碾壓和挫研作用的間歇式混砂機(jī)。它的混合質(zhì)量好，特別適用于混制含黏土量較多的面砂。它主要由主軸、刮板、碾輪、卸料門、防護(hù)罩和氣動(dòng)拉桿組成。</p><p>　　圖4—1 碾輪式混砂機(jī)</p><p>　　1—主軸；2,4—刮板；3,5—碾輪；6—卸料門；7—防護(hù)罩；8—?dú)鈩?dòng)拉桿</p><p><b>　　4.2涂料&l

73、t;/b></p><p>　　型腔（芯）表面的涂覆材料稱為涂料，呈液態(tài)、膏狀或粉狀。通常在砂型(芯)表面涂覆一層涂料以提高鑄型（芯）的耐火度、化學(xué)穩(wěn)定性、抗金屬?zèng)_刷性和表面強(qiáng)度，并使型（芯）表面光潔，已獲得優(yōu)質(zhì)光潔的鑄件。涂料是防止粘砂、夾砂、砂眼等表面缺陷，以及可以減少落砂清理工作量，降低鑄件成本的有效技術(shù)措施，它已成為鑄造生產(chǎn)中不可缺少的造型材料之一。</p><p>　?、偻?/p>

74、料的作用。鑄型涂料的作用有以下幾方面。</p><p><b>　　1）防止鑄件粘砂。</b></p><p>　　2）降低鑄件表面粗糙度。</p><p>　　3）提高型（芯）表面強(qiáng)度。</p><p>　　4）此外涂料還有屏蔽隔離作用，在涂料中加入某些特殊合金成分可以實(shí)現(xiàn)鑄件表面合金化和晶粒細(xì)化；涂料中加入某些保溫材

75、料可制成保溫性能良好的絕熱涂料，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄件局部溫度場(chǎng)的調(diào)節(jié)和對(duì)凝固順序的控制；涂料中加入激冷材料，對(duì)鑄造熱節(jié)有較強(qiáng)的激冷作用，有時(shí)可代替冷鐵。</p><p><b>　?、?涂料的分類。</b></p><p>　　按照涂料的載體不同分為水基涂料和有機(jī)溶劑涂料。依使用方法分為刷、浸、噴、淋等。</p><p><b>　?、?涂料的

76、組成物</b></p><p>　　1)耐火材料。是涂料的骨干材料，是涂料抗粘砂性的決定因素。鑄鐵用涂料主要用石墨粉。</p><p>　　2)黏結(jié)劑。常用的黏結(jié)劑大致分為無機(jī)和有機(jī)兩類。按涂料與水親和能力又可分為親</p><p><b>　　水型和憎水性。</b></p><p>　　3)懸浮劑。常用鈉基

77、膨潤(rùn)土作為水基涂料的懸浮劑，有機(jī)膨潤(rùn)土作為有機(jī)溶劑是較為理想的懸浮劑。</p><p>　　4)載體。又稱載液或溶劑，或稱稀釋劑。其主要作用是使耐火材料分散，形成便于涂覆的漿狀涂料，最常用的是以水為載體的水基涂料，和用乙醇為載體點(diǎn)火干燥有機(jī)溶劑涂料。</p><p>　　5)添加劑。為了改善涂料的某些性能而添加的少量附加物。</p><p>　　4—2 鑄鐵用醇

78、基涂料配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）</p><p>　　注：①PVB即聚乙烯醇縮丁醛。</p><p>　?、?涂料的配置工藝。</p><p>　　1）漿狀涂料的制備。</p><p>　　先在所有水溶劑材料中加入適量水，在攪拌機(jī)中攪拌使其完全溶解。加入耐火材料以及其他粉狀材料，進(jìn)行充分的攪拌分散，研磨，最后邊加水邊攪拌，并調(diào)整涂料的密度和黏度。&

79、lt;/p><p>　　2）膏狀涂料的制備。</p><p>　　先將所有干性原材料在混砂機(jī)中混碾和碾壓30分鐘，達(dá)到充分的均勻后，然后加入液態(tài)材料和少量水進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間碾壓，制成均勻的涂料膏，使用前將涂料膏放入攪拌機(jī)中加水?dāng)嚢杈鶆?，達(dá)到所要求的密度和黏度即可使用。這種涂料成分均勻，性能較好。</p><p><b>　　選用漿狀涂料。</b><

80、;/p><p>　?、?涂料的涂覆方法。</p><p>　　涂料的應(yīng)用范圍很廣，無論是干型、表面干型還是金屬型或濕型鑄造都使用涂料。涂料的涂覆方法有刷、浸、噴和流涂等。生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)工藝，批量，型（芯）大小和結(jié)構(gòu)等因素合理選擇涂覆方法。</p><p><b>　　1）刷涂法。</b></p><p>　　是最簡(jiǎn)

81、單、最靈活、最常用的涂覆方法。應(yīng)注意的是：涂料要涂刷均勻，厚薄適當(dāng)，鏝刀單方向地將涂膏壓緊壓實(shí)，再刷一層稀涂料。該方法生產(chǎn)效率低，涂層質(zhì)量也不易穩(wěn)定。</p><p><b>　　2）浸涂法。</b></p><p>　　生產(chǎn)效率高，容易獲得光潔、均勻的涂層，適用于機(jī)械化作業(yè)的砂芯上涂料，浸涂的流變性，滲透性和懸浮性都有很高要求。</p><p&g

82、t;<b>　　3）流涂法。</b></p><p>　　流涂法的生產(chǎn)效率高，涂后無刷痕，表面光潔，涂料浪費(fèi)少，對(duì)環(huán)境污染小，操</p><p>　　作容易。缺點(diǎn)是涂層厚度不易控制，對(duì)涂料性能要求嚴(yán)格。</p><p><b>　　4）噴涂法。</b></p><p>　　生產(chǎn)效率高，適用于機(jī)械化流

83、水線生產(chǎn)，用于大面積型芯，容易獲得光潔、無痕跡、厚度均勻的涂層。不足之處是在型芯的凹處形成氣墊影響噴涂效果，另外部分霧氣的涂料進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，既耗費(fèi)涂料又加重環(huán)境污染。</p><p><b>　　在此選用噴涂法。</b></p><p>　　4.3手工造型的方法</p><p><b>　?、?手工造型概況。</b><

84、;/p><p>　　手工造型是用手工完成緊砂、起模、修型及合箱等主要操作的造型過程。手工造型操作靈活，模樣等工藝裝備簡(jiǎn)單，無論鑄件尺寸大小，復(fù)雜程度及合金的種類如何，均能適應(yīng)。但手工造型要求工人有較高的技術(shù)水平，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，鑄件質(zhì)量在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平和熟練程度，不易穩(wěn)定。因此手工造型主要應(yīng)用在單件小批量生產(chǎn)中。</p><p><b>　?、?方法選擇。&l

85、t;/b></p><p>　　手工造型的方法很多，在此選用吊砂造型，上箱型腔內(nèi)懸著的砂胎，稱為吊砂。吊砂通常用來形成頂部（指在砂型中）具有凹下部分的鑄件。吊砂處于懸吊狀態(tài)，所以在吊砂的深度較大時(shí)就要進(jìn)行加強(qiáng)。根據(jù)吊砂使用情況和應(yīng)用場(chǎng)合不同，可用木材、砂鉤、釘子、骨架及具有特殊箱帶的砂箱等來加強(qiáng)。</p><p>　　五、鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)</p><p>　　

86、5.1模樣的類型及其結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　① 模樣的類型</b></p><p>　　根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、造型方法和生產(chǎn)批量不同，可選用不同的材料制作模樣。按照制作模樣的材料主要分為木模、金屬模和塑料模三類。</p><p><b>　　1）木模。</b></p><p>　　用木材制成

87、的模樣稱為木模，是生產(chǎn)中應(yīng)用較多的一種模樣。它具有質(zhì)輕、易加工、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但強(qiáng)度和硬度低，容易變形和損壞，一般用于單件小批量生產(chǎn)中。制造模樣的木材要求紋理平直、纖維堅(jiān)韌、硬度適中、質(zhì)地細(xì)密、吸濕性低、縮脹性小、無木節(jié)裂紋等缺陷。 </p><p>　　木模按結(jié)構(gòu)形式分為實(shí)體模樣、空心框架模樣、刮板模樣等三種類型。小型鑄件的模樣，特別是高壓造型使用的模樣采用實(shí)體結(jié)構(gòu)。大、中型木模一般采用多塊木料品接

88、組合的中空框架模樣。對(duì)較大的木模，中心可做成鋼骨架結(jié)構(gòu)。單件或小批量生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)體或形體簡(jiǎn)單的鑄件，為節(jié)省制模材料和加工工時(shí)，常用刮板模進(jìn)行造型。</p><p><b>　　2）金屬模。</b></p><p>　　金屬模是用鋁合金、鑄鐵、鑄鋼、銅合金等金屬制成的模樣，它具有強(qiáng)度高、尺寸精確、表面光潔、耐磨耐用等優(yōu)點(diǎn)。但制模的生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高、多用于成批大量生產(chǎn)。&

89、lt;/p><p>　　金屬模樣較小時(shí)，可做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，中大型模樣一般都做成空心結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　3）塑料模。</b></p><p>　　塑料模是以環(huán)氧樹脂為主要材料制成的模樣。它具有表面光潔、起模性能好、不易變形、質(zhì)輕、耐磨、耐腐蝕、制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是使用中不能加熱，在制造時(shí)揮發(fā)出有害氣體。多用于成批生產(chǎn)的

90、小件，特別是形狀復(fù)雜和機(jī)械加工困難的模樣。</p><p><b>　　該鑄件選用木模。</b></p><p><b>　?、谀拥慕Y(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　1）模樣本體。</b></p><p>　　模樣本體是指與形成鑄件外輪廓相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)部分。模樣本體的形

91、狀和尺寸除了要考慮產(chǎn)品零件的形狀和尺寸以外，還要考慮零件的鑄造工藝尺寸，包括零件材料的鑄造收縮率、機(jī)械加工余量、起模斜度、工藝補(bǔ)正量等各種工藝參數(shù)。</p><p>　　模樣尺寸的計(jì)算公式：</p><p>　　Am = ( Aj ± Ay ) ( 1+K ) （5—1）</p><p>　　式中 Am—模樣的尺寸；</p&

92、gt;<p><b>　　Aj—零件尺寸；</b></p><p>　　Ay—零件的鑄造工藝尺寸；</p><p><b>　　K—鑄造收縮率；</b></p><p>　　（+）—號(hào)用于模樣的軸類尺寸；</p><p>　　（—）—號(hào)用于模樣孔類尺寸。</p><

93、p><b>　　2）分模樣。</b></p><p><b>　　3）芯頭。</b></p><p>　　4）定位與連接結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　5）起出結(jié)構(gòu)。</b></p><p>　　6）其它鑄造工藝結(jié)構(gòu)。</p><p>　?、?

94、模底板本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　模底板，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括下列內(nèi)容：模底板材料、平面尺寸、高度、定位銷孔中心距，壁厚和加強(qiáng)肋，與砂箱的定位，手把以及吊軸，模底板在造型機(jī)上的安裝等。</p><p>　　成批大量生產(chǎn)小件時(shí)模底板常用鋁合金，中大件平面模底板常用鑄鐵、球鐵，也可用鑄鋼。單件小批用的模底板也有用木材的。</p><p>　　該鑄件為單件小批量，所以采

95、用木材。</p><p>　　圖5—1 常用模底板結(jié)構(gòu)</p><p>　　1—導(dǎo)向銷；2—底板；3—固定砂箱用楔形塊；4—固定于造型機(jī)上用的緊固耳； 5—定位銷耳；6—吊軸；7—定位銷</p><p>　　表5—1模板與砂箱的定位方式及應(yīng)用</p><p>　　圖5—2 定位銷結(jié)構(gòu)</p><p&g

96、t;　　圖5—4 吊軸結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖5—3 模底板上定位銷耳的結(jié)構(gòu) </p><p>　　圖5—5 模樣在模底板上的定位及緊固</p><p>　　5.2砂箱的選用及設(shè)計(jì)</p><p><b>　　①砂箱的使用要求</b></p><p>　　砂箱

97、的結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)于鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度有很大影響，砂箱的基本工藝要求包括：</p><p>　　1）砂箱內(nèi)壁和模樣之間留有足夠的吃砂量，箱帶不妨礙澆冒口的收縮，箱壁設(shè)有排氣孔，利于鑄型的烘干和澆注中排氣。</p><p>　　2）砂箱的箱壁、吊軸、吊環(huán)等結(jié)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，確保安全生產(chǎn)，經(jīng)久耐用，又要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便和容易制造。</p><p>　　3）砂

98、箱的定位裝置要準(zhǔn)確、使用方便。緊固裝置要安全可靠。</p><p>　　4）箱壁和箱帶結(jié)構(gòu)既要有利于附著型砂，又要便于落砂和脫出鑄件。</p><p>　　5）砂箱的規(guī)格盡可能標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，以減少砂箱數(shù)目，降低鑄件成本，便于使用和管理。</p><p><b>　　②砂箱的選用</b></p><p>　　選用

99、砂箱的總體原則是：砂箱大小和高度合適，重量輕，強(qiáng)度高，箱壁能很好的粘附型砂，易裝配合型并保證定位準(zhǔn)確，緊固方便可靠。</p><p><b>　　1）砂箱尺寸的確定</b></p><p>　　砂箱尺寸一般用分型面處砂箱內(nèi)框的長(zhǎng)度A、寬度B及高度H來表示，即A×B×H（㎜）表示（圓形砂箱用內(nèi)框直徑D表示）。確定砂箱尺寸的主要依據(jù)是鑄造工藝圖、模樣、

100、澆冒口及冷鐵的布置，再加上合理的吃砂量。</p><p>　　表5—2 鑄型各處吃砂量參考值</p><p>　　該鑄件砂箱的尺寸為430㎜×430㎜×120㎜。</p><p>　　2）砂箱及其附件的材料</p><p>　　砂箱各部分材料使用情況見下表</p><p>　　表5—3

101、砂箱及其附件的材料</p><p>　　3）砂箱的定位箱耳 </p><p>　　4）合型銷 </p><p>　　圖5—6 銷及銷套定位</p><p>　　5）銷套 &

102、lt;/p><p>　　6）鎖緊裝置 </p><p><b>　　7）搬運(yùn)和翻箱裝置</b></p><p>　　圖5—7 插銷結(jié)構(gòu) </p><p>　　圖5—8 定位套結(jié)構(gòu)</p><p>&

103、lt;b>　　圖5—9定向套結(jié)</b></p><p>　　六、合金熔煉及其澆注</p><p>　　6.1熔煉工藝順序及備料</p><p>　　① 熔煉工藝順序：備料→配料→裝料→熔煉→檢查爐料成分→調(diào)成分測(cè)溫度→出鐵→靜置→澆注；</p><p>　　生產(chǎn)原料選用:生鐵、回爐料、廢鋼、硅鐵、錳鐵</p>

104、<p>　　該鑄件的生產(chǎn)選用沖天爐。沖天爐具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、可連續(xù)生產(chǎn)、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，也有鐵液化學(xué)成分和溫度波動(dòng)較大，污染環(huán)境，勞動(dòng)條件差得缺點(diǎn)。</p><p>　　沖天爐的操作要點(diǎn)：1）爐料準(zhǔn)備，2）修爐、修包及其烘烤，3）點(diǎn)火及裝料，4）熔化及控制，5）停風(fēng)及打爐。</p><p><b>　?、?配料計(jì)算</b></p><

105、;p><b>　　灰鑄鐵化學(xué)成分</b></p><p>　　表6—1 灰鑄鐵化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）</p><p><b>　　2)計(jì)算過程</b></p><p>　　表6—2 數(shù)據(jù)匯總表</p><p>　　表6—3 灰鑄鐵金屬爐料配比參照表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）</p&g

106、t;<p><b>　　配料計(jì)算：</b></p><p>　　(1)計(jì)算金屬爐料中各元素應(yīng)有的平均含量</p><p>　　W(C爐料)=W(C鐵液)／（1+15%）=3.6%／1.15=3.1%</p><p>　　W（Si爐料）=W（Si鐵液）／（1+10%）=2.4%／0.9=2.7%</p><p&g

107、t;　　W（Mn爐料）=W（Mn鐵液）／（1-15%）=0.6%／0.85=0.7%</p><p>　　W（S爐料）﹤W（S鐵液）∕（1+50%）=0.12%∕1.5=0.08%</p><p>　　W（P爐料）﹤0.4%</p><p>　　(2)根據(jù)鑄件情況確定回爐鐵配比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為45%。</p><p>　　(3)根據(jù)金屬爐料應(yīng)有

108、的含碳量，計(jì)算生鐵和廢鋼的配比。設(shè)生鐵配比為X，廢鋼配比為Y。則得方程組</p><p>　　X+Y+45%=100%</p><p>　　3.8X+0.2Y+3.3×45%=3.1%</p><p>　　解方程組得X=42% Y=13%</p><p>　　(4)核算硅量，計(jì)算硅鐵加入量</p>&l

109、t;p>　　由生鐵、回爐料、廢鋼三種爐料中已帶來的硅量為</p><p>　　2.5%×42%+1.7%×45%+0.15%×13%=1.835%</p><p>　　金屬爐料中應(yīng)有的含硅量為2.7% </p><p>　　尚缺硅 2.7%—1.835%=0.865%</p><p>　　應(yīng)補(bǔ)加的硅鐵

110、量為0.865%÷45%=1.9%</p><p>　　(5)核算錳量，計(jì)算錳鐵加入量</p><p>　　三種爐料中已帶來的錳量為</p><p>　　0.8%×42%+0.6%×45%+0.45%×13%=0.665%</p><p>　　金屬爐料中應(yīng)有的含錳量為</p><p&

111、gt;　　尚缺錳 0.7%—0.665%=0.035%</p><p>　　應(yīng)補(bǔ)加的錳鐵量為0.035%÷60%=0.058%</p><p>　　(6)校驗(yàn)磷、硫含量 </p><p>　　三種爐料帶來的磷量為</p><p>　　0.2%×42%+0.2%×45%+0.05%×13%=0

112、.181%﹤0.2%</p><p>　　三種爐料帶來的硫量為</p><p>　　0.05%×42%+0.1%×45%+0.05%×13%=0.073%﹤0.12%</p><p><b>　　故磷、硫合格</b></p><p><b>　　(7)配料單</b>&l

113、t;/p><p>　　表6—4 配料單</p><p>　　注：配料單中批料重量以200㎏計(jì)算。</p><p><b>　　6.2鑄件的澆注</b></p><p><b>　　① 澆注溫度</b></p><p>　　澆注溫度的高低，對(duì)鑄件的質(zhì)量影響很大，溫度越低則流動(dòng)性

114、越差，容易產(chǎn)生冷隔和澆不足等，但溫度過高，會(huì)使鑄件表面粘砂，鑄件縮孔體積增大，晶粒變粗。</p><p>　　具體的澆注溫度應(yīng)按鑄件的牌號(hào)及結(jié)構(gòu)尺寸而定，從鑄件結(jié)構(gòu)來看：小鑄件、薄壁鑄件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜及不容易澆成，要采用較高的澆注溫度。反之，應(yīng)采用較低的澆注溫度。從鑄件牌號(hào)來看，高牌號(hào)灰鑄鐵件宜采用較高的澆注溫度。</p><p>　　灰鑄鐵具有良好的流動(dòng)性，在鑄造工藝上常采用“高溫出爐，低溫

115、澆注”，這既有利于去除夾渣、細(xì)化組織、提高力學(xué)性能，又可以避免高溫澆注帶來的各種缺陷。</p><p>　　常見鑄鐵件的澆注溫度見表5—5。</p><p>　　表6—5 鑄鐵件砂型鑄造澆注溫度</p><p><b>　　單位：℃</b></p><p><b>　　② 澆注速度</b>&l

116、t;/p><p>　　澆注速度對(duì)鑄件質(zhì)量的影響也是很大的，較高的澆注速度可使鐵液更好的充滿鑄型，減少金屬的氧化，對(duì)要求均勻冷卻的鑄件有利，能使鑄件各部分溫差減小，但澆注速度過高，對(duì)鑄件的沖刷力大，容易產(chǎn)生沖刷等缺陷。較低澆注速度，能使鑄件各部分溫差較大，使鑄型的縮孔集中而便于補(bǔ)縮。但澆注速度過低，型砂因過熱時(shí)間較長(zhǎng)，易使型砂脫落，使鑄件產(chǎn)生皺紋、冷隔、夾渣、砂眼等缺陷。</p><p>　　一

117、般情況下，薄壁、形狀復(fù)雜或有較大平面的鑄件，采用快速澆注；形狀簡(jiǎn)單、壁厚較大的鑄件，宜采用低速澆注；濕型的澆注速度比干型快。</p><p>　　澆注速度使用澆注時(shí)間來衡量的，由澆注系統(tǒng)斷面積大小來控制，一般鑄件憑工作經(jīng)驗(yàn)來確定澆注時(shí)間，而重要鑄件需經(jīng)過計(jì)算來確定澆注時(shí)間，一般灰口鑄鐵的澆注時(shí)間見表5—6。</p><p>　　表6—6 澆注時(shí)間</p><p&g

118、t;<b>　?、跐沧⒉僮?lt;/b></p><p>　　1)扒渣。澆注以前，一般須把包內(nèi)鐵液表面的熔渣除盡。</p><p>　　2)澆注。澆注時(shí)澆包嘴要靠近澆口杯，把擋渣棒放在包嘴附近的鐵液表面上，防止熔渣隨鐵液流下。</p><p>　　3)引火。在澆注同時(shí)，在出氣孔、冒口和分箱面附近點(diǎn)火引氣，以利于型腔和砂型中因受熱而產(chǎn)生的氣體迅速排出。

119、</p><p>　　4)去壓鐵載荷，澆注后，按規(guī)定時(shí)間及時(shí)去除壓鐵或卸下其他卡緊裝置。</p><p><b>　　6.3落砂與清理</b></p><p><b>　?、勹T件的落砂</b></p><p>　　從砂型內(nèi)取出鑄件的操作，叫落砂，也稱打箱。</p><p>　

120、　澆注后，鑄件在型砂內(nèi)應(yīng)有足夠的冷卻時(shí)間，才能開始落砂。提早落砂，鑄件的強(qiáng)度和韌性不夠，易產(chǎn)生變形和裂紋；過晚落砂，將延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)率。</p><p>　　1)落砂時(shí)間的選擇。</p><p>　　鑄鐵件在型砂內(nèi)的冷卻時(shí)間 一般鑄鐵件在砂型內(nèi)冷卻到300～500℃，易冷裂和變形的鑄鐵件冷卻到200～300℃，易熱裂和需要提高強(qiáng)度和硬度的鑄鐵件冷卻到800～900℃時(shí)，方可開箱落

121、砂。</p><p>　　中小型鑄件的冷卻時(shí)間見下表。</p><p>　　表6—7 中小型鑄鐵件冷卻時(shí)間</p><p>　　注：薄壁、重量輕的鑄件，冷卻時(shí)間取下限值，反之，取上限值。</p><p><b>　　2)落砂方法。</b></p><p>　　在此選用震動(dòng)落砂機(jī)中的偏心震動(dòng)式落砂

122、。震動(dòng)落砂機(jī)可分為偏心震動(dòng)式、慣性震動(dòng)式和電磁震動(dòng)式三種形式。</p><p>　　偏心震動(dòng)落砂機(jī)。其工作原理是工作時(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使柵格隨偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而作周期性的上下震動(dòng)，是放在柵格上的鑄型發(fā)生猛烈碰撞，而達(dá)到落砂的目的。型砂經(jīng)柵格孔落下到輸送皮帶上運(yùn)走，鑄件則沿柵格斜面滑下至下道工序。</p><p>　　這種落砂機(jī)有事先設(shè)定的振幅，工作性能比較穩(wěn)定，但沖擊載荷全部由主軸軸承承

123、受，因而軸承壽命短，維修工作量大，適用于生產(chǎn)中小型的落砂。</p><p><b>　?、阼T件的清理</b></p><p><b>　　1)澆冒口的去處</b></p><p>　　選用電弧氣割。將碳精棒和鑄件分別與工作電源兩級(jí)相連，通電發(fā)生電弧，產(chǎn)</p><p>　　生大量熱量，將金屬熔化而鑄

124、件切割，電弧切割比氧氣切割速度慢的多，且切口質(zhì)量不好。若在切割同時(shí)通以壓縮空氣，將熔化金屬吹走，稱為電弧氣割。這種方法可用于鑄鐵件和鑄鋼件。</p><p><b>　　2)鑄件表面的清理</b></p><p>　　選用噴丸清理。噴丸清理是以壓縮空氣為動(dòng)力，將金屬丸、?；蚴⑸暗雀咚賴娚涞借T件表面。打掉鑄件表面的附加物（表面粘砂或氧化皮等）。這種設(shè)備可以清理鑄件的復(fù)

125、雜表面、內(nèi)腔、深坑等處，常在清理大型復(fù)雜鑄件時(shí)采用，以彌補(bǔ)拋丸清理的不足。</p><p>　　但設(shè)備消耗動(dòng)力大，工作條件差。</p><p>　　鐵丸（砂）經(jīng)過漏斗和錐形閥進(jìn)入圓筒內(nèi)。工作時(shí)閥門被圓筒內(nèi)形成的壓縮空氣的壓力所關(guān)閉。打開出丸（砂）閥體、鐵丸（砂）由圓筒落到混合室與壓縮空氣氣流相遇。丸（砂）氣流經(jīng)膠管和噴嘴射到被清理的工件上。</p><p>　　圖6

126、—1 噴砂器</p><p>　　1—上蓋；2—漏斗；3—錐形閥體；4—儲(chǔ)砂筒；5—出砂閥體；</p><p>　　6—混合室；7—噴嘴； 8—壓縮空氣管路 </p><p>　　七 、鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)與缺陷修補(bǔ)</p><p>　　7.1鑄件質(zhì)量