車床撥叉零件毛坯鑄造工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

機(jī)械技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 車床撥叉零件毛坯鑄造工藝學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 所在班級(jí) 材料10731 在專業(yè) 材料成型與控制技術(shù) 論文提交日期 2011年12月 1日 論文答辯日期 2011年12月 9日答辯委員會(huì)主任 主答辯人 馬海波 機(jī) 械 技 術(shù) 系2011 年 12月 1日 目錄1.概述.32.零件毛坯分析.42.1 零件圖42.2 零件的技術(shù)要求.5 2.3 零件材料的選擇.52.4 HT250合金的熔煉和化學(xué)成分.62.5 確定毛坯制造的方法.73.鑄造工藝方案的確定.83.1鑄造工藝方法. 83.2 造型方法的選擇.83.3 澆位置的確定.9 3.4 分型面的選擇.103.5 凝固方法的確定.104.砂芯設(shè)計(jì).115.鑄件工藝參數(shù). .13 5.1 最小鑄孔 .135.2鑄件尺寸公差.145.3機(jī)械加工余量 155.4鑄件工藝補(bǔ)貼（余量）.165.5起模斜度165.6鑄造收縮率175.7澆注溫度176.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì).177.冒口及其冷鐵設(shè)計(jì).197.1冒口.197.2 冷鐵.198.鑄造工藝裝備設(shè)計(jì).218.1. 模樣.218.2模板.228.3砂箱.238.4芯盒.249.鑄型裝配.249.1下芯原則.249.2合型及定位.259.3砂型、砂芯的烘干.259.4鑄型裝配圖.2510.小結(jié).26結(jié)論參考文獻(xiàn) 28車床撥叉零件毛坯鑄造工藝 摘要：國(guó)家的綜合國(guó)力是看這個(gè)國(guó)家的制造業(yè)發(fā)展水平。其中鑄造、鍛造的生產(chǎn)水平，標(biāo)志著這個(gè)國(guó)家制造業(yè)能力的水平，影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)。這次設(shè)計(jì)，是對(duì)撥叉零件毛坯鑄造工藝的設(shè)計(jì)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。并對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)和指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：鑄造 撥叉 鑄造工藝 1概述 機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具，也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 普通機(jī)床經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，精密機(jī)械與測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床（數(shù)控機(jī)床），數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已是現(xiàn)代制造業(yè)的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)在車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤(pán)、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。在車床中主軸箱是關(guān)鍵部分，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過(guò)光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳至刀架以進(jìn)行切削。由于主軸箱和進(jìn)給箱的傳遞是靠變速機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力的，在變速機(jī)構(gòu)中，撥叉是重要的零件之一，它位于機(jī)床變速箱內(nèi)：主要作用是機(jī)床的變速換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作。撥叉在推動(dòng)滑動(dòng)齒輪時(shí)，滑動(dòng)齒輪上有一個(gè)環(huán)槽，撥叉就騎在這個(gè)環(huán)槽里，當(dāng)工作者推動(dòng)操縱桿時(shí)變速桿帶動(dòng)撥叉軸，撥叉軸帶動(dòng)撥叉，撥叉又推動(dòng)齒輪從而達(dá)到變速，撥叉最容易磨損的地方就是撥叉和齒輪環(huán)槽接觸的部位，因?yàn)辇X輪在高速旋轉(zhuǎn)而撥叉不轉(zhuǎn)，撥叉受磨損，如果強(qiáng)度不夠，可能導(dǎo)致齒輪掛不到位，或撥叉斷掉。所以在生產(chǎn)零件時(shí)，其性能要求要滿足零件在工作中受拉應(yīng)力和沖擊力的作用，使零件更加耐用。2. 零件毛坯分析2.1零件圖 圖1（零件圖和三維截圖） 圖 2 技術(shù)要求 1.未注明鑄造圓角R4R5 2.鑄造后滾拋毛刺 3.材料為HT250零件圖樣分析1）撥叉右端兩側(cè)面，對(duì)基準(zhǔn)孔軸線A的垂直度公差為0.15mm。2）撥叉右端R20mm為少半圓孔，其端面與孔中心相距2mm。3）零件最大壁厚10mm，最小壁厚5mm。2.2零件的技術(shù)要求1）技術(shù)要求：1、鑄造圓角半徑不得超過(guò)1mm；2、鑄件應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理；3、鑄件應(yīng)進(jìn)行清理，保證表面平整；4、零件加工完后所有棱邊應(yīng)去除毛刺；5、不加工表面先涂以防銹漆，再涂以綠色油漆。2）作力學(xué)性能分析：根據(jù)撥叉零件在工作中受拉應(yīng)力和沖擊力作用，要求最大抗拉強(qiáng)度硬度為HBS210241。2.3零件材料的選擇撥叉工作條件：撥叉工作時(shí)主要承受拉應(yīng)力和沖擊力作用，且工作頻繁。要求撥叉強(qiáng)度、硬度設(shè)計(jì)值為：HBS210241 ，根據(jù)撥叉零件在工作中受拉應(yīng)力和沖擊力作用，要求最大抗拉強(qiáng)度硬度為HBS210241。查表1得知：宜選用HT250，但必須經(jīng)過(guò)孕育處理，孕育處理后，它的強(qiáng)度和硬度顯著提高（=250350MPa，硬度=170270HBS）都可以滿足該零件的機(jī)械性能。 表1材料的牌號(hào)及應(yīng)用牌號(hào)鑄件壁厚/mm/MPa不小于特性及應(yīng)用舉例HT1502.510102020303050175145130120 鑄造性能好，工藝簡(jiǎn)便，鑄造應(yīng)力小，不需要人工時(shí)效處理適用于負(fù)荷小，對(duì)摩擦磨損無(wú)特殊要求的簡(jiǎn)單零件。如：普通機(jī)床上的支柱、刀架，軸承座：發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣管，泵殼，法蘭等。HT2002.510102020303050220195170160強(qiáng)度較高，耐磨耐熱性較好，減震性好：鑄造性能較好，但但需要人工時(shí)效處理。適用于承受較大負(fù)荷和要求一定的氣密性或耐蝕性的零件。例如：一般機(jī)械制造中較為重要的鑄件（如氣缸、村套、棘輪、鏈輪、齒輪、撥叉等）：汽車、拖拉機(jī)的汽缸體、汽缸蓋、活塞環(huán)聯(lián)軸器等；具有測(cè)量平面的檢驗(yàn)工件（如劃線平板、V形鐵、平尺、水平框架等）；承受壓力小于785XMPa的油缸、閥體；圓周速為1220m/s的帶輪等。HT2502.510102020303050270240220200HT300102020303050290250230屬于高強(qiáng)度、高耐磨性的灰鑄鐵，其強(qiáng)度和耐磨性均優(yōu)于以上牌號(hào)的鑄鐵，但白口傾向大，鑄造性能差，需要人工時(shí)效處理。適用于承受高負(fù)荷和保持高度氣密性的零件，例如機(jī)械制造中的某些重要零件，如剪床、壓力機(jī)、自動(dòng)車床及其他重型車床的床身、機(jī)座、機(jī)架、主軸箱、卡盤(pán)及受力較大的齒輪等。HT3501020203030503402902602.4 HT250合金的熔煉和化學(xué)成分1）合金液化學(xué)成分的控制a)如對(duì)250HT鑄鐵件的熔煉鐵水技術(shù)的研究：石墨是決定灰鑄鐵性能的主導(dǎo)因素。石墨本身的力學(xué)性能極差，它好似空洞和缺口存在于金屬基體中，因此石墨數(shù)量愈多，形態(tài)愈粗大，分布愈不均勻，對(duì)金屬基體的割裂就愈嚴(yán)重，灰鐵的抗拉強(qiáng)度底，塑性差，但卻有良好的吸震性減磨性和底得缺口敏感性，易于鑄造和切削加工。b)對(duì)化學(xué)成分的研究：碳和硅。碳是石墨化元素，含碳愈多，可能析出的石墨就愈多，但這種可能性還取決于硅的含量，硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素（孕育劑）。含硅愈多，石墨化的可能性就愈大，反之碳含量高而硅含量少時(shí)，容易得到白口鑄鐵。硫和錳。硫是強(qiáng)烈的反石墨化元素，硫含量高，易促使鑄鐵形成白口組織。同時(shí)，硫還是形成低熔點(diǎn)（985C）的、分布于晶界上的FeS-Fe共晶體，造成鑄鐵的熱脆性。硫是鑄鐵中的有害元素，一般將硫控制在0.1%0.15%之間。錳也是阻礙石墨化，具有穩(wěn)定珠光體的作用，能提高鑄鐵的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)，錳對(duì)硫的親和力大，易形成熔點(diǎn)高（1600C）、密度小的MnS,MnS上浮隨熔渣排除爐外，故錳是有益元素，一般控制在0.6%1.2%之間。磷。 磷對(duì)石墨化的影響不顯著，但當(dāng)磷的含量超過(guò)0.3%時(shí)，便形成呈網(wǎng)狀分布于晶界的低熔點(diǎn)、高硬度（390HBS520HBW）的Fe3P共晶體。這有益于增加鑄鐵的耐磨性，但過(guò)高會(huì)增加鑄鐵的冷脆性，所以，高強(qiáng)的的鑄鐵件一般將磷限制在0.2%0.3%之間。結(jié)論：鑄件化學(xué)成分和壁厚的一般范圍，如表2所示表2 鑄件化學(xué)成分和壁厚范圍鑄鐵牌號(hào)鑄件壁厚/化學(xué)成分（%）2505253.54.02.53.00.70.9<0.3<0.122）是否須進(jìn)行孕育處理，以保證鑄件要求的力學(xué)性能呢？粗大的石墨對(duì)灰鑄鐵金屬的基體割裂作用，灰鑄鐵的力學(xué)性能偏低（=100200MPa）。提高灰鑄鐵性能的途徑是改善其基體組織，減少石墨數(shù)量及減小石墨尺寸、并使石墨分布均勻。孕育處理是提高灰鑄鐵性能的有效方法。孕育處理的原理是：先熔煉出相當(dāng)于白口或麻口組織的低碳、含硅量（C）=2.7%3.3%、（Si）1.0%2.0%）的高溫（14001450）鐵液，然后向鐵液中沖入少量細(xì)粒狀或粉末狀的孕育劑。孕育劑在鐵液中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然加強(qiáng)，從而得到細(xì)晶粒珠光體和分布均勻的細(xì)片狀石墨組織。處理后強(qiáng)度和硬度都得到明顯的加強(qiáng)（=250350MPa，硬度=170270HBS）。由表1不難得知，光是HT250本身的性能是不足以滿足機(jī)床撥叉零件的機(jī)械性能的，必須經(jīng)過(guò)孕育處理后，才能滿足其所需要的強(qiáng)度和硬度（最大抗拉度硬度為HBS210241。）2.2.1確定毛坯制造的方法主要有鑄造、塑性體積成形和焊接。因?yàn)槭桥可a(chǎn)，經(jīng)過(guò)初步分析，本機(jī)床撥叉零件毛坯的生產(chǎn)有兩種方式：可選用鑄造和鍛造，首先，對(duì)于鍛造來(lái)說(shuō)，鍛出的鍛件的質(zhì)量往往比鑄件質(zhì)量要好，但是，由于鍛造的模具設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜以及在設(shè)計(jì)成本上往往高出很多，而且對(duì)于設(shè)備的要求也相當(dāng)高一些，而對(duì)于機(jī)床的撥叉零件，經(jīng)過(guò)合理的選用鑄造合金和相應(yīng)合理的設(shè)計(jì)要求，是可以達(dá)到零件所需的工作性能的，而且對(duì)于設(shè)備的要求沒(méi)有鍛件的高，而且成本也會(huì)大大降低，所以鑒于設(shè)備和成本要求分析、機(jī)床的撥叉零件選用鑄造最為合適。結(jié)論：該零件一般屬于小批量生產(chǎn)，形狀比較簡(jiǎn)單、壁厚比較均勻，且該材料為灰鑄鐵，所以確定毛坯的生產(chǎn)方法為砂型鑄造 3. 鑄造工藝方案的確定3.1 鑄造工藝方法可供選擇砂型鑄造方法的種類（1）干型和表干型：干型的主要特點(diǎn)是水分少，強(qiáng)度高，透氣性好，成本高，勞動(dòng)條件差，不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）實(shí)型鑄造：實(shí)型鑄造應(yīng)用范圍較廣，幾乎不受鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、批量的限制，特別適用于高精度、小余量、復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。（3）負(fù)壓鑄造：鑄件清理方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，澆注過(guò)程中有有害氣體，既適用于單件小批量生產(chǎn)，特別適用于大中型精密鑄件、薄壁鑄件生產(chǎn)。（4）砂型鑄造和特種鑄造：鑄造成型工藝依鑄形材料，造型工藝和澆注方式不同，可分為砂形鑄造和特種鑄造兩大類。砂形鑄造適用于金屬材料，大小形狀和批量不同的各種鑄件，成本低廉，有砂形鑄造生產(chǎn)的鑄件占鑄件總產(chǎn)量的90%以上，而砂形鑄造的機(jī)器造型按成形機(jī)理分類又分為：震擊，壓實(shí)，射壓，拋砂，氣流緊實(shí)。（5）手工鑄造：可分為兩箱、三箱、疊箱和劈箱造型，適用于小型鑄件的批量生產(chǎn)。兩箱造型按其模樣分，可分為整體模樣、分開(kāi)模樣和刮板模樣造型。本設(shè)計(jì)的零件為軸支座類零件，根據(jù)圖2，可以看出它的下表面為基準(zhǔn)面，14孔位裝配孔，屬于重要加工面，要保證它的質(zhì)量。如圖，可以看出零件的頂面也為重要加工面，也要保證它的質(zhì)量。為了綜合考慮兩者的重要加工面的質(zhì)量，采用上下聯(lián)辦模樣進(jìn)行鑄造生產(chǎn)，并在頂面位置加大加工余量，以保證鑄件質(zhì)量。結(jié)論：由于小批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尺寸不大，故選擇手工鑄造。3.2 造型方法的選擇撥叉鑄件帶有側(cè)凹結(jié)構(gòu)，考慮為方便取模，是否采用活塊造型、挖砂造型；考慮為使鑄件上的重要面朝下澆注，可能要采用假箱造型等。結(jié)論：砂箱中逐漸數(shù)量的確定原則：砂箱中的鑄件數(shù)量一般要根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)條件來(lái)確定，因本零件生產(chǎn)的屬于小批量生產(chǎn)，因此采用一個(gè)砂箱生產(chǎn)一個(gè)鑄件，一箱一鑄。33鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置，澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求，鑄件合金特性，鑄造方法以及生產(chǎn)車間的各種條件決定的如圖3。澆注位置確定的一般原則：（1）鑄件的重要加工面、主要工作面和受力面應(yīng)盡量放在底部或側(cè)面，以防止這些表面上產(chǎn)生沙眼、氣孔和夾渣等缺陷。（2）澆注位置應(yīng)有利于所確定的凝固順序。對(duì)于體收縮較大的合金，澆注位置應(yīng)盡量滿足順序凝固的原則。鑄件厚實(shí)部分一般應(yīng)置于澆注位置的上方，以利于設(shè)置冒口補(bǔ)縮。（3）澆注位置應(yīng)有利于砂芯的定位和穩(wěn)固支撐，使排氣通暢。盡量避免吊芯、懸臂砂芯。（4）鑄件上的大平面應(yīng)置于下部或傾斜放置，以防止夾砂等缺陷。有時(shí)為了方便造型，采用“橫做立澆”、“平做斜澆”的辦法。（5）鑄件的薄壁部位應(yīng)置于澆注位置的下部或側(cè)面，以防止?jié)膊坏?、冷隔等缺陷。?）在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)使鑄件的毛刺、飛翅易于清理。（7）要避免厚實(shí)鑄件的冒口下面的主要工作面產(chǎn)生偏析。 圖3 澆注位置 綜上確定澆注位置.3.4 分型面的選擇澆注位置確定后，即可確定分型面。鑄造分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面，分型面確定的合理與否，關(guān)系到模樣制造的難易程度。同時(shí)合理選擇分形面，對(duì)于簡(jiǎn)單化鑄造工藝，提高生產(chǎn)率，降低成本，提高鑄件質(zhì)量等有直接關(guān)系。根據(jù)分型面確定的原則，重點(diǎn)考慮應(yīng)盡量把鑄件的加工定位面和主要加工面放在同一箱內(nèi)，以減少加工定位的尺寸偏差。為方便起模，分型面應(yīng)選在鑄件的最大截面處。對(duì)于較高的鑄件，盡量不使鑄件在一箱內(nèi)過(guò)高。在考慮造型、澆注、置芯的基礎(chǔ)上，分型面的選擇還有利于清理。選擇分型面是應(yīng)考慮到造型方法，所以選用方案一，如圖4。方案一 方案二 圖4分型面的選擇示意圖3.5凝固方式的確定控制鑄件凝固的措施很多，但指導(dǎo)運(yùn)用這些措施的基本原則只有兩個(gè)，即定向凝固和同時(shí)凝固。（1）定向凝固原則：鑄件的定向凝固，采取各種工藝措施，保證鑄件各部分按照遠(yuǎn)離冒口的部分最先凝固，然后向著冒口方向逐步凝固，最后才是冒口本身凝固的順序進(jìn)行。鑄件按照定向凝固原則進(jìn)行凝固，就能保證縮孔集中在冒口中，以獲得致密的鑄件。它的優(yōu)點(diǎn)為：冒口補(bǔ)縮作用好，鑄件內(nèi)部致密。缺點(diǎn)為：在凝固期間容易使鑄件各部分存在著較大的溫度差。在鑄件過(guò)渡部分產(chǎn)生熱裂。凝固后也容易使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形。定向凝固需加冒口、冷鐵。（2）同時(shí)凝固原則：采取各種工藝措施，保證鑄件結(jié)構(gòu)上各部分同時(shí)凝固，鑄件各部分之間幾乎沒(méi)有溫度差。它的優(yōu)點(diǎn)為：不宜產(chǎn)生熱裂，凝固后也不易產(chǎn)生熱裂和變形。缺點(diǎn)為：在鑄件的中心區(qū)域往往有縮松，鑄件不致密2。結(jié)論:對(duì)灰鑄鐵來(lái)說(shuō)，由于灰鑄鐵在澆注時(shí)的流動(dòng)性比較好，在冷卻過(guò)程中，其塑性較差，不易補(bǔ)縮，所以該鑄件選用同時(shí)凝固原則。4. 型芯設(shè)計(jì)4.1型芯種類的選擇砂芯的種類有：（1）按尺寸大小分：大、中、小。（2）按干濕程度分類：濕芯用于中小薄壁件；干芯用于大中小件均可。（3）按粘結(jié)劑分類：粘土砂芯，水玻璃砂芯，水泥砂芯，油脂砂芯，樹(shù)脂砂芯等。（4）按制芯工藝分類：常規(guī)砂芯，自硬砂芯，熱芯盒砂芯，冷芯盒砂芯，殼芯等。（5）按砂芯復(fù)雜程度分類：可分為5級(jí)。結(jié)論：根據(jù)以上的種類的分析比較，確定選用干芯。4.2砂芯順序設(shè)計(jì)砂芯設(shè)置的基本原則：（1）盡量減少砂芯數(shù)量：為了減少制造工時(shí)，降低鑄件成本和提高其尺寸精度，對(duì)于不太復(fù)雜的鑄件，應(yīng)盡量減少砂芯數(shù)量，且采用合并砂芯減少砂芯數(shù)量，提高鑄件尺寸精度。（2）復(fù)雜砂芯可分塊制造：因尺寸太大，制芯和下芯操作困難而分成幾塊制造，砂芯是為了操作方便而分塊制造的。（3）選擇合適的砂芯形狀：砂芯形狀的選擇，應(yīng)使芯盒有寬闊的搗砂面，便于填砂、舂砂、安放芯骨和采取排氣措施。（4）砂芯烘干支撐面最好是平面：這一點(diǎn)對(duì)于需要烘干硬化的砂芯尤其重要。（5）砂芯得分盒面應(yīng)盡量與砂型得分型面一致：起芯與起模斜度的大小與方向應(yīng)盡量一致，以保證由砂芯和砂型之間所形成的壁厚均勻，減少披縫，同時(shí)也有利于砂芯中氣體的排出。（6）便于下芯、合型：將砂型分成兩塊后，便于下芯時(shí)檢驗(yàn)窗口型腔的尺寸，以避免整體砂芯移動(dòng)的影響，從而保證窗口位置的準(zhǔn)確。（7）沿高度方向的分層砂芯：選擇砂芯的劃分面時(shí)，應(yīng)力求使同層砂芯組合后的上面為平面。（8）被分開(kāi)的砂芯每段要有良好的定位條件，要盡量避免靠芯撐支撐，尤其是壓力容器鑄件，防止因芯撐溶合不好造成鑄件滲漏。4.3型芯的形狀、數(shù)量結(jié)論：根據(jù)以上原則，為了提高本鑄件的尺寸精度，采用合并砂芯減少砂芯數(shù)量且方便下芯，采用一個(gè)砂芯。如圖5所示。圖 5砂芯示意圖44芯頭設(shè)計(jì)砂芯的定位砂芯在砂型中的位置一般是靠芯頭來(lái)固定的，也有用芯撐或鐵絲來(lái)固定。因本鑄件只有一個(gè)孔需要安防芯頭，壁厚不均，屬結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，圖所示。因此采用芯頭固定。砂芯定位要準(zhǔn)確，不允許沿芯頭方向移動(dòng)或繞芯頭轉(zhuǎn)動(dòng)。芯頭需要有一定的定位結(jié)構(gòu)，根據(jù)砂芯在砂型中放置的位置，定位芯頭通常分為以下三種形式：1）垂直定位芯頭2）水平定位芯頭3）特殊定位芯頭結(jié)論：由于上面用了垂直芯頭，故選用垂直定位芯頭。45 砂芯的排氣方案確定由于本鑄件只有一個(gè)砂芯，而砂芯在高溫金屬液的作用下，由于水分蒸發(fā)及有機(jī)物的揮發(fā)，分解和燃燒，在澆注后很短時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量氣體，當(dāng)砂芯排氣不良時(shí)，這些氣體會(huì)侵入金屬液中，使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。因此，在砂芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造方式，以及在下芯、合型操作中，都要采取必要的措施，使?jié)沧r(shí)在砂芯中產(chǎn)生的氣體能順利地通過(guò)芯頭及時(shí)排出。5. 鑄造工藝參數(shù)的確定5.1最小鑄孔在機(jī)械零件上往往有很多孔和槽，一般應(yīng)盡可能在鑄造時(shí)鑄出。這樣既可以節(jié)約金屬，減少機(jī)械加工的工作量、降低成本，又可使鑄件壁厚比較均勻，減少形成縮孔、縮松等鑄造缺陷的傾向。但在鑄件上的孔和槽尺寸太小，而鑄件的壁厚又較厚和金屬壓力較高時(shí)，反而會(huì)使鑄件產(chǎn)生粘砂，造成清理和機(jī)械加工困難。有的孔必須反復(fù)采用復(fù)雜而且難度較大的工藝措施才能鑄出，而實(shí)現(xiàn)這些措施還不如用機(jī)械加工的方法制出更為方便和經(jīng)濟(jì)。本題中隊(duì)孔距的要求很精確，鑄出的孔如有偏心，就很難保證加工精度。因此在確定孔零件上的孔和槽是否鑄出時(shí)，又要考慮到鑄出這些孔和槽的必要性和經(jīng)濟(jì)性。最小鑄出孔和槽的尺寸，和鑄件的生產(chǎn)批量、合金種類、逐漸大小、孔處鑄件壁厚、孔的長(zhǎng)度和直徑有關(guān)。表 列出灰鑄鐵鑄件不鑄出孔直徑的最小鑄出孔（槽）尺寸，見(jiàn)表3表3 灰鑄鐵不鑄出孔直徑生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn) 1530單件或小批量生產(chǎn) 3050 灰鑄鐵和球墨鑄鐵的最小鑄出孔和槽的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值取下表4：表4 鑄件的最小鑄出孔鑄件厚壁<5050100101200>200 應(yīng)鑄出的最小孔徑灰鑄鐵303540另行規(guī)定球墨鑄鐵354045另行規(guī)定但是考慮到本鑄件，14如果不鑄出，就使得壁厚懸殊太大，在鑄件冷卻時(shí)造成的應(yīng)力就很大，加上灰鑄鐵的流動(dòng)性很差，在澆注冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，就容易造成裂紋，是鑄件質(zhì)量難以保證，所以得出一結(jié)論：該零件的孔要鑄出。5.1鑄件尺寸公差鑄件的尺寸公差是指鑄件的公稱尺寸的兩個(gè)允許極限尺寸之差。在這兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)可滿足加工、裝配和使用的要求。鑄件的尺寸精度取決于工藝設(shè)計(jì)過(guò)程控制的嚴(yán)格程度，鑄件的尺寸精度越高，對(duì)工藝的控制就越嚴(yán)格，但鑄件的生產(chǎn)成本相應(yīng)的就越高。因此在規(guī)定鑄件的尺寸公差時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮各種因素，達(dá)到既保證鑄件的質(zhì)量，又不過(guò)多的增加生產(chǎn)成本的目的。按照GB/T64141999鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量的規(guī)定，鑄件尺寸公差分為16級(jí)，表示為CT1-CT16。參見(jiàn)表5：表 5 摘自（GB/T64141999）單位：mm毛皮鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí)CT大于至123 45678910111213141516-10161016250.090.10.110.130.140.150.180.20.220.260.280.300.360.380.420.520.540.580.740.780.8211.11.21.51.61.722.22.42.83.03.24.24.44.4-6-8-10-12 考慮到是小批生產(chǎn)，該鑄件的最大壁厚為10mm，綜上因素考慮。該鑄件選用公差等級(jí)14級(jí)。如表6 表6小批生產(chǎn)鑄鐵的尺寸公差等級(jí)（GB/T64141999）方 法公 差 等 級(jí)CT鑄 件 材 料鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金鎳基合金砂型鑄造手工造型1315131513151315131511131315砂型鑄造機(jī)器造型和殼型121411131113111310121012121452機(jī)械加工余量GB/T16141999鑄件 尺寸公差與機(jī)械加工余量中規(guī)定，要求的機(jī)械加工余量適用于整個(gè)毛坯零件，且該值尺寸應(yīng)根據(jù)最終機(jī)械加工后成品鑄件的最大輪廓尺寸和相應(yīng)的尺寸范圍選取。要求的機(jī)械加工余量等級(jí)有10級(jí)，稱之為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共10個(gè)等級(jí)。參見(jiàn)表7、表8。 表7要求的鑄件機(jī)械加工余量（RMA）（GB/T64141999）單位：mm最大尺寸要求機(jī)械加工余量等級(jí)大于至ABCDEFGHJK_400.10.10.20.30.40.50.50.711.4表8 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)方 法要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄 件 材 料鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金砂型鑄造手工鑄造GKFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造機(jī)器造型和殼型EHEGEGEGEGEGFHFH在這里，我們選用機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)。凸臺(tái)外面的機(jī)械加工：R=F+2RMA+CT/2=F+2.1； 內(nèi)腔作機(jī)械加工：R=F-(2RMA+CT/2)=F-4.2； RF-鑄件毛坯的基本尺寸。F-最終加工后的尺寸。RMA-要求的機(jī)械加工余量。CT-鑄件公差。5.3鑄件工藝補(bǔ)貼（余量）在手工造型和制芯時(shí)，為了起模和起芯的方便。需要敲動(dòng)模樣和芯盒內(nèi)的肋板，以及由于木模和肋板吸潮而引起的膨脹，這都會(huì)造成鑄件非加工壁的的厚度增加，致使鑄件尺寸超差和重量超重。為了保證鑄件尺寸準(zhǔn)確，對(duì)形成鑄件非加工面壁厚的木質(zhì)模樣，肋板的尺寸應(yīng)予以減小，即小于圖樣上尺寸，所減少的尺寸稱為非加工壁厚的負(fù)余量。在確定鑄件線收縮率時(shí)，如果已經(jīng)考慮負(fù)余量的因素，就不用另作考慮了。5.4起模斜度當(dāng)鑄件本身沒(méi)有足夠的結(jié)構(gòu)斜度，應(yīng)在鑄件設(shè)計(jì)或鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)給出鑄件的起模斜度，以保證鑄型的起模。起模斜度可采取增加壁厚或減少鑄件壁厚的方式來(lái)形成。在鑄件上加起模斜度原則上不應(yīng)超出鑄件壁厚公差要求。這里采用木模，查閱鑄造手冊(cè) 鑄造工藝得知:參見(jiàn)表9：表9模樣的起模斜度模樣外表面的起模斜度測(cè)量高度起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣/mm/mm10401100.81250.6模樣凹處內(nèi)表面的起模斜度10402201.62502.0結(jié)論 采用木模，模樣外表面的拔模斜度為：a=125；內(nèi)表面的拔模斜度為：a=250。5.4鑄造收縮率鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開(kāi)始溫度（從液相中析出枝晶搭成的骨架開(kāi)始具有固態(tài)性質(zhì)的溫度）冷卻到室溫時(shí) 的相對(duì)線收縮量，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差處以模樣長(zhǎng)度的百分比表示：= (L1-L2)/L1100/式中 L1表示模樣長(zhǎng)度; L2表示鑄件長(zhǎng)度表 10各種鑄鐵件的收縮率鑄件的種類線收縮率受阻收縮自由收縮灰鑄鐵中小型鑄件0.81.00.91.1線收縮率是考慮各種影響因素后的鑄件實(shí)際收縮率，它不僅與鑄造金屬的收縮率和線收縮起始溫度有關(guān)，而且還與鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型種類、澆冒口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、砂型和砂芯的退讓性因素有關(guān)。見(jiàn)表10。見(jiàn)表10 得出鑄造收縮率：受阻收縮率為0.9%，自由收縮率為1.0%。5.5澆注溫度澆注溫度對(duì)鑄件的影響是非常關(guān)鍵的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）在澆注時(shí)，金屬液溫度越高，實(shí)際結(jié)晶溫度就越低，過(guò)冷度就越大，形核就越多，得到的鑄件需要孕育處理。（2）保證澆注溫度，防止鑄件產(chǎn)生冷隔，澆不到等缺陷。（3）鐵水要求有一定的過(guò)熱度，澆注溫度取熔點(diǎn)+1500C，這里一般取145014706. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中常用的幾種澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)按照各單元的比例分類分為：封閉式，開(kāi)放式，半封閉式，封閉-開(kāi)放式。按內(nèi)澆道在鑄件上的注入位置分類，又分為：頂部澆注，中間澆注底部注入，和分層注入。6.1 鑄件采用的澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是砂型中引導(dǎo)液態(tài)金屬進(jìn)入型腔的通道。合理的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)條件、合金種類，選擇澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型，確定引入位置，計(jì)算節(jié)目尺寸等。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則如下：（1）引導(dǎo)金屬液平穩(wěn)、連續(xù)的充型，避免由于端流過(guò)度強(qiáng)烈而造成夾卷空氣，產(chǎn)生金屬氧化物夾雜和沖刷型芯。（2）充型過(guò)程中流動(dòng)的方向和速度可以控制，保證鑄件輪廓清晰、完整。（3）在合適的時(shí)間內(nèi)充滿型腔，避免形成夾砂、冷隔、皺皮等缺陷。（4）調(diào)節(jié)鑄型內(nèi)的溫度分布，有利于強(qiáng)化鑄件補(bǔ)縮，減少鑄造應(yīng)力，防止鑄件出現(xiàn)變形、裂紋等缺陷。（5）具有擋渣、溢渣能力，凈化金屬液。（6）澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單、可靠，減少金屬液消耗，便于清理。一般鑄件的澆注系統(tǒng)由以下4部分組成：外澆口、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道。據(jù)鑄件合金的種類，鑄造性能特點(diǎn)，鑄件的高度尺寸，結(jié)合所采用的鑄造工藝，確定采用普通砂型鑄造。6.2 內(nèi)澆道在鑄件上開(kāi)設(shè)位置、內(nèi)澆口引入方向的設(shè)計(jì)及內(nèi)澆道數(shù)量A、頂部注入：基本形式、雨淋式、壓邊式、楔形式、搭邊式。B、中間注入：基本形式、阻流式、穩(wěn)流式、鋸齒式、過(guò)濾網(wǎng)式。C、底部注入：基本形式、底雨淋式、牛角式、階梯式、垂直縫隙式。結(jié)論：根據(jù)以上各種澆注系統(tǒng)的比較，并結(jié)合本鑄件的結(jié)構(gòu)特征，選用C、底部注入。6.3選擇直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的截面形狀，確定其幾何尺寸如圖6： 圖 6 澆道設(shè)計(jì)7. 冒口及其冷鐵設(shè)計(jì)7.1冒口71.1冒口的作用冒口是在鑄型內(nèi)設(shè)置的儲(chǔ)存金屬液的空腔，用以補(bǔ)償鑄件形成過(guò)程中可能產(chǎn)生的收縮，起防止鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松并兼有排氣、集渣、引導(dǎo)充型的作用。冒口設(shè)計(jì)的基本原則如下： （1）冒口的凝固時(shí)間應(yīng)不小于鑄件被補(bǔ)縮部分在凝固過(guò)程中的收縮時(shí)間。 （2）冒口所能提供的補(bǔ)縮液量應(yīng)不小于鑄件的液態(tài)收縮，凝固收縮和型腔擴(kuò)大量之和。 （3）冒口和鑄件需要補(bǔ)縮部分之間在整個(gè)補(bǔ)縮過(guò)程中應(yīng)存在通道。 （4）冒口體內(nèi)要有足夠的補(bǔ)縮壓力，使補(bǔ)縮金屬液能夠定向流動(dòng)到補(bǔ)縮對(duì)象區(qū)域，以克服流動(dòng)阻力，保證鑄件在凝固過(guò)程中一直處于正壓狀態(tài)，即補(bǔ)縮過(guò)程終止時(shí)，冒口中還有一定高度的殘余金屬液壓頭。7.11本鑄件冒口位置設(shè)計(jì)分析孕育可提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，但影響凝固方式，使糊狀凝固特性增強(qiáng)，高牌號(hào)灰鑄鐵的共晶度低，結(jié)晶溫度范圍寬，因而冒口相應(yīng)補(bǔ)縮距離有縮短趨向?；诣T鐵件冒口與尺寸設(shè)計(jì)可以采用兩種方法：（1）收縮模數(shù)法（2）經(jīng)驗(yàn)比例法，這我們采用經(jīng)驗(yàn)比例法。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特征，綜合HT250金屬液良好的流動(dòng)性能，直澆道能達(dá)到補(bǔ)縮作用，故無(wú)需再增設(shè)冒口。7.2冷鐵 7.2.1冷鐵的作用冷鐵是控制鑄件凝固最常用的一種激冷物。各種鑄造合金均可使用冷鐵。冷鐵的作用是：（1）與冒口配合使用，加強(qiáng)鑄件的定向凝固，擴(kuò)大冒口的有效補(bǔ)縮距離，防止鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松缺陷。（2）加快鑄件局部的冷卻速度，使鑄件傾向于同時(shí)凝固，以防鑄件產(chǎn)生變形或裂紋。（3）加快鑄件某些特殊部位的冷卻速度，以達(dá)到細(xì)化晶粒，提高鑄件表面硬度和耐磨性。冷鐵分為外冷鐵和內(nèi)冷鐵兩種。前者作為鑄型一部分，不與鑄件熔合，可回收復(fù)使用；后者和鑄件熔合在一起最后作為鑄件壁厚的一部分。72.2冷鐵設(shè)計(jì)灰鑄鐵件的縮孔、縮松傾向性小，線收縮也小，因此很少采用冷鐵控制其凝固過(guò)程；但當(dāng)相鄰鑄壁的厚度相差懸殊時(shí)，也常在厚壁處及厚薄壁的過(guò)渡轉(zhuǎn)角處采用冷鐵進(jìn)行均衡凝固控制，以減少鑄造缺陷。對(duì)表面層要求有一定的致密度或硬度的鑄件，也常采用冷鐵進(jìn)行控制。本題目對(duì)鑄件提出質(zhì)量要求，如鑄件上重要工作面，規(guī)定了工作硬度，耐磨性要求等，在鑄造生產(chǎn)理論上，要求鑄件該部位組織致密、晶粒度細(xì)小。為此，在工藝上對(duì)鑄件重要的部位采用：1）放置激冷物，以加快局部冷卻速度。再有鑄件結(jié)構(gòu)上有熱節(jié)，而采用定向凝固方式，為控制鑄件的凝固過(guò)程，需設(shè)置冷鐵，與澆注系統(tǒng)、冒口配合使用，以獲得合格鑄件。2）直接外冷鐵易引起灰鑄鐵件表面產(chǎn)生白口層或過(guò)冷石墨層，有時(shí)又由于激冷過(guò)大可能引起鑄件產(chǎn)生裂紋，用蓄熱系數(shù)較大的材料，如鉻鎂砂、鉻砂、鎂砂等做局部激冷材料。7.2.3冷鐵位置及種類的確定1）鑄件需按自下而上的順序凝固，應(yīng)將冷鐵放在鑄型下部。注意，即使鑄件底部不厚大，但為加強(qiáng)鑄件自下而上的順序凝固，增加凝固過(guò)程的溫度梯度，也要在鑄型底部放置冷鐵。2）特別強(qiáng)調(diào)，根據(jù)該題目鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重要的面和厚大部位，須保證鑄造質(zhì)量，應(yīng)放置冷鐵。7.2.4外冷鐵、內(nèi)冷鐵尺寸和重量的確定參考鑄造工藝設(shè)計(jì)，鑄鐵件冷鐵的厚度ch=0.81.2(是鑄件的壁厚)；長(zhǎng)度L=0.8-1.2b(b為鑄件冷鐵安放面的長(zhǎng)度)；寬度為S=0.8b(b為鑄鐵安放面得寬度，若采用兩排冷鐵則寬度減半7.3 至此，就可以做出機(jī)床撥叉零件的鑄造工藝圖了，如圖7所示： 圖7鑄造工藝圖8. 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)81 模樣8.1.1模樣設(shè)及模樣的種類模樣的按其材質(zhì)可分為木模模樣、金屬模模樣、塑模模樣。木模：質(zhì)輕、易加工，價(jià)格低廉，但強(qiáng)度低，易吸潮變形和損傷，尺寸精度低。適用范圍：用于單件、小批量或成批生產(chǎn)的各種模樣。金屬模:包括鋁合金、銅合金，鑄鐵模樣。特點(diǎn)：易加工、表面光滑、耐蝕耐磨，強(qiáng)度高，精度高、多次運(yùn)用。適用范圍：用于制造精度要求高、批量大的薄壁，小鑄件及肋板活塊等。泡沫塑料模樣：質(zhì)輕、制作簡(jiǎn)便，但成本高，表面不光滑，壓力下不變形，只能用一次。適用范圍:用于制造單件小批量的各種模樣，制造用普通鑄造難于生產(chǎn)的鑄件，特別是不易起模的部分。8.1.2模樣材質(zhì)的選擇及制造步驟A.選擇木模樣，它的特點(diǎn)是：質(zhì)輕、易加工、價(jià)廉，但強(qiáng)度低，易吸潮變形和損傷，尺寸精度低。適用范圍：用于單件、小批量或成批生產(chǎn)的各種模樣。木模式用木材制成的模樣。木材隨著水分的蒸發(fā)發(fā)生干縮，且木模各個(gè)方向干縮的程度相差較大，所以制造木模的木材，應(yīng)經(jīng)干燥處理。木模制造時(shí)采用多塊木料，經(jīng)過(guò)合理組合拼接的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅能提高木模的強(qiáng)度，減少變形量，還能充分利用小塊木料，節(jié)約材料。B.制造木模的步驟如下（1）畫(huà)放樣圖：在制造較復(fù)雜的木模時(shí)，為了便于取料和計(jì)算尺寸，根據(jù)鑄造工藝要求繪制的木模制造圖，稱為放樣圖。（2）確定木模結(jié)構(gòu)：木模工應(yīng)根據(jù)放樣，確定木模的具體結(jié)構(gòu)。（3）整體分析：任何一個(gè)復(fù)雜鑄件的木模，都是由許多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通用部件。（4）檢驗(yàn)、著色和涂漆：木模做好后，按鑄造工藝進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后表面涂漆，用線條或顏色表示出芯頭、活塊等。8.1.3模樣尺寸的計(jì)算模樣的工作尺寸是模樣所用尺寸中最重要的尺寸，其正確與否直接影響鑄件的尺寸精度，模樣的工作 AM=(AC+At)(1+) 式中 AM模樣工作尺寸（mm）； AC產(chǎn)品的鑄件尺寸（mm）； At零件鑄造工藝尺寸（加工余量+起模斜度+其它工藝余量）(mm)； 鑄造的線收縮率（%）。8.2模板8.2.1模板的選擇根據(jù)本鑄件的材料250，選用鑄鐵模板。5.2.2模板結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)及尺寸的計(jì)算（1）模底板的平面尺寸：模底板的平面尺寸與已定的砂箱內(nèi)框尺寸和所選造型機(jī)有關(guān)。模底板如圖8所示。模底板的平面尺寸按下式確定： =A+2b =B+2b 式中：砂箱內(nèi)框長(zhǎng)度尺寸(mm)； 砂箱內(nèi)框?qū)挾瘸叽纾╩m）； 模底板長(zhǎng)度尺寸（mm）； 模底板寬度尺寸（mm）； 砂箱分型面外凸緣的寬度（mm）。 圖 8模底板圖（2）模底板的高度：模底板的高度h必須根據(jù)使用要求和選用的造型機(jī)來(lái)確定。普通平面式模底板：=80150mm（3）模底板定位銷孔中心距：模底板定位銷孔中心距應(yīng)與所配用砂箱的定位孔中心距相一致。8.2.2模底板的壁厚和加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)與確定（1）壁厚和加強(qiáng)肋厚度及連接圓角半徑r可根據(jù)模底板平均輪廓尺寸和選用材料，選用： ，。（2）加強(qiáng)肋的布置：加強(qiáng)肋之間的距離為。 （3）模底板和砂箱的定位裝置：模底板與砂箱之間用定位銷與銷套定位。結(jié)論：根據(jù)以上的敘述，模板在滿足以上的基礎(chǔ)上確定為，模底板的長(zhǎng)為120、寬為80。8.3砂箱8.3.1砂箱選擇和設(shè)計(jì)原則按砂箱外形一般有木質(zhì)、鋁合金、灰鑄鐵、球墨鑄鐵及鑄鋼五種；按搬運(yùn)方式不同有手抬、吊運(yùn)和滑道三種；按砂型外形一般有方形、矩形和圓形三種；按制造方法不同有整鑄、鑄接和拼合三種。根據(jù)前面的分析和選用，這選擇灰鑄鐵整鑄式砂箱，它的特點(diǎn)是鑄鐵砂箱應(yīng)用廣泛，材料成本低，制造方便，強(qiáng)度、剛度較高。8.3.2砂箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)砂箱內(nèi)框輪廓尺寸的確定，主要根據(jù)模樣的大小和數(shù)量，澆冒口尺寸和位置，在四周加上適當(dāng)?shù)某陨傲浚憧沙醪酱_定砂箱的結(jié)構(gòu)。如圖9所示。 圖9 砂箱示意圖8.4芯盒：8.4.1芯盒材料種類木質(zhì)芯盒，鋁合金芯盒，金木結(jié)構(gòu)芯盒，塑料芯盒，會(huì)鑄鐵芯盒。根據(jù)它們的應(yīng)用范圍，由于本鑄件為小批量生產(chǎn)，所以選用木質(zhì)芯盒，它的應(yīng)用范圍是適用于手工制芯、振動(dòng)臺(tái)制芯、蛇砂制芯及自硬砂制芯，單件或小批量生產(chǎn)。8.4.2芯盒設(shè)計(jì)的一般原則（1）芯盒材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與生產(chǎn)批量相適應(yīng)。（2）芯盒必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，在正常操作下，達(dá)到要求的使用壽命。（3）確保芯盒的幾何形狀和尺寸精度達(dá)到工藝要求。（4）盡可能減輕芯盒的重量，以降低能耗和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。（5）使用方便、制造簡(jiǎn)單，降低成本。（6）應(yīng)滿足選用的制芯設(shè)備的裝配和操作要求2。手工芯盒的設(shè)計(jì)分為金屬芯盒的設(shè)計(jì)和非金屬芯盒的設(shè)計(jì)兩類。根據(jù)本鑄件的特點(diǎn)和生產(chǎn)形式選用非金屬芯盒設(shè)計(jì)的木質(zhì)芯盒設(shè)計(jì)。木質(zhì)芯盒一般由多塊木料，根據(jù)芯盒的幾何形狀、尺寸以及分盒形式拼接組合而成。9. 鑄型裝配9.1下芯原則9.1.1熟悉工藝圖下芯前必須熟悉鑄造工藝圖和工藝要求，了解鑄件的基本結(jié)構(gòu)，砂芯間及砂芯與砂型的相對(duì)位置，砂芯數(shù)量等，防止下芯位置和方向發(fā)生錯(cuò)誤或漏放砂芯。不能使用破損、吸潮、表面粉化等不合格的砂芯。9.1.2下芯后檢查下芯后的檢查項(xiàng)目有：砂芯的數(shù)量和位置；砂芯建的相對(duì)位置；砂芯和砂型的配合間隙；砂芯的排氣通道是否暢通。結(jié)論：為了保證本鑄件的尺寸、結(jié)構(gòu)，采用1：1的方法，畫(huà)出和砂芯相同大小的圖紙，以確定下芯的準(zhǔn)確。9.2合型及定位9.2.1合型：合型是造型的最后一道工序，如果合型不符合工藝要求，會(huì)導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生缺陷，甚至報(bào)廢。合型過(guò)程：A、為防止跑火，可根據(jù)情況再分型面四周放置封火泥條或石棉繩。B、合型時(shí)，上型要呈水平狀態(tài)，緩慢下落，準(zhǔn)確定位合型。C、檢查分型面處，是否合嚴(yán)，如有間隙，應(yīng)采取杜絕跑火的措施。D、檢查直澆道與下型橫澆道位置，砂芯有無(wú)卡砂的可能。E、放好壓鐵或緊固好砂型。9.2.2定位為了保證鑄件的尺寸精度，防止卡砂、錯(cuò)型等，砂箱上應(yīng)設(shè)有定位裝置，根據(jù)生產(chǎn)條件，使用的定位方法很多，常用的砂箱定位方法有：劃泥號(hào)定位、楔定位、定位銷定位、箱垛定位、止口定位，本鑄件選用箱垛定位。9.3砂型、砂芯的烘干干型和表干砂型很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是烘干工藝的控制。表干砂型在每刷一次水基石墨涂料后，要經(jīng)過(guò)噴烘才可刷下一遍涂料。厚大鑄鐵件往往要刷23遍涂料。砂型的烘干溫度見(jiàn)表。烘干后的砂型，砂芯的干燥層深度更大一些。幾種砂型（芯）烘干保溫溫度（）一般砂型，加木屑的砂型，加有機(jī)粘結(jié)劑的砂芯烘干溫度 在350400 ，和濕型砂一樣，干型砂及表干型砂需要定期對(duì)舊砂的總含混量和有效膨潤(rùn)上含量及pH值進(jìn)行監(jiān)測(cè)相應(yīng)調(diào)整新砂和舊砂的比例，以求得型砂和芯砂性能的穩(wěn)定?？偤炝恐燎罂刂圃?618以下。9.4鑄型裝配圖至此，鑄型裝配圖如圖10所示： 圖10鑄型裝配圖10.小結(jié)該論文是完成車床撥叉零件鑄造成形工藝，根據(jù)本設(shè)計(jì)題目生產(chǎn)性質(zhì)、零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途，確定采用鑄造成形工藝方法做出該零件的毛坯。其具體內(nèi)容包括了鑄造毛坯工藝分析，鑄造工藝方案的設(shè)計(jì)，鑄造工藝參數(shù)的確定，砂芯設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冒口、冷鐵和出氣孔設(shè)計(jì)等，又對(duì)鑄造工藝裝配進(jìn)行了設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括模樣、模板、砂箱和芯盒等的設(shè)計(jì)。展望本題目也可以對(duì)金屬液在充型、結(jié)晶、凝固和冷卻過(guò)程中發(fā)生的一系列物理、化學(xué)的變化及鑄件內(nèi)部的變化進(jìn)行了理論研究和分析。對(duì)如何保證鑄件的質(zhì)量和在合金液的成分上進(jìn)行研究和探討，對(duì)工藝上采取的相應(yīng)措施也可進(jìn)行研究和探討。針對(duì)本題目，如何運(yùn)用灰鑄鐵(HT250)鑄造出所要求的零件的鑄造成型工藝作了詳細(xì)闡述，對(duì)運(yùn)用砂型鑄造設(shè)計(jì)的澆注系統(tǒng)做出了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并做出了零件圖、鑄造工藝圖和鑄型裝配圖。 參考文獻(xiàn)1徐允長(zhǎng)，鑄造工技術(shù)（高級(jí)），化學(xué)工業(yè)出版社； 2沈其文，材料成型工藝基礎(chǔ)，華中科技大學(xué)出版社； 3張代東，機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社；4 曹渝強(qiáng)， 鑄造工藝及設(shè)備(第二版) ，機(jī)械工程出版社； 5姜敏鳳，工程材料及熱成型工藝(第二版) ，高等教育出版社6 廖景娛 ，金屬構(gòu)件失效分析，機(jī)械工業(yè)出版社廖景娛；7鑄造手冊(cè)鑄造工藝/中國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)鑄造分會(huì)編， 機(jī)械工業(yè)出版社；8中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)，鑄造手冊(cè)， 機(jī)械工業(yè)出版社。