柴油機進氣管鑄造

柴油機進氣管鑄造,柴油機,氣管,鑄造,鍛造 材料重 量材料及規(guī)格廠名鑄造工藝卡產(chǎn)品零件號零件凈重鑄件毛重澆冒口重量本廠牌號標(biāo)準(zhǔn)牌號硬度3.067KG3.4KG0.86KGHT15-33HB170-241進氣管每臺件數(shù)1造型造型方法砂箱模板合箱定位銷零件名稱砂型砂型種類造型設(shè)備一型件數(shù)長寬高重量長寬厚材料重量圖量名稱規(guī)格上型濕型Z145450040015015KG51041012ZL104下型濕型Z145450040015015KG51041012ZL104造型材料及其配比（重量%）、性能與重量型砂編號型砂類別砂型部別新砂回用砂粘土膨潤土煤粉水分透氣性濕壓強度KG/cm干拉強度KG/cm砂型重量NO單一砂11.5851254.57800.5-0.745KGNO制芯制芯方法芯砂配比（重量%）型砂性能干燥規(guī)范砂型編量芯砂類別芯砂編號制芯設(shè)備芯盒材料芯砂重量新砂膨潤土糊稿冰干拉強度KG/cm濕壓強度KG/cm加熱溫度保溫時間NO1合脂砂Z236AZL1024KG9811212-160,1-0.15210C1.5HNO2合脂砂（ZZ863）手工ZL1020.48KG9811212-160,1-0.15210C1.5HNO3合脂砂（ZZ863）手工ZL1020.15KG9811212-160,1-0.15210C1.5H芯骨材料10元鋼，8井鐵絲涂料成分酒精+鱗片鉛粉涂料次數(shù)干燥前1 次干燥后1次澆冒口系統(tǒng)名稱澆口杯直澆道橫澆道內(nèi)澆道阻流片冒口截面圖形及尺寸數(shù)量111各1數(shù)值容積132cm面積6.15cm面積共3.04cm面積共1.95cm面積cm重量共1KG合箱下芯次序檢驗樣板芯撐冷鐵鑄型重量62KG按型芯編號數(shù)總量總數(shù)量圖號緊圖方法契形長所屬圖號所屬圖號數(shù)量壓鐵重量KG澆注澆注方法澆注溫度澆注時間金屬液/型球化劑用量%孕育劑用量%冷卻時間熱處理標(biāo)準(zhǔn)人工1370C4秒17KG鑄件檢驗機械性能化學(xué)成分金相組織水壓試驗驗收標(biāo)準(zhǔn)C3.2-3.8S0.15鑄坯圖備注擬定SI2.0-2.4P0.3審核Mn0.5-0.5會簽輔助材料材料名稱規(guī)格損耗量定額備注材料名稱規(guī)格損耗量定額備注批準(zhǔn)實施日期文字說明與設(shè)計步驟參考資料一、設(shè)計任務(wù)及分析：1105柴油機進氣管凈重3公斤，才質(zhì)HT15-33，生產(chǎn)性質(zhì)是大批量生產(chǎn)。柴油機進氣管是為柴油燃燒提供空氣通道，即它一端與氣缸的配氣室相連（通過配氣閥來控制進氣量）。這就要求：一、進氣管內(nèi)壁要光滑，減少進氣阻力；二、氣管不得有粘砂等物，否則，就會造成氣缸磨損、甚至使配氣閥失控等嚴(yán)重事故；三、進氣管不得有裂紋、夾渣、氣孔、夾砂等缺陷，因進氣管上承濾清器的重量，加之柴油機振動較大，仍造成進氣管損壞而停機。本零件的主要壁厚為7mm，是合理的壁厚。雖有局部較厚之處，如主視圖右上部1622處，但由于是HT15-33，碳當(dāng)量較高，故對鑄件質(zhì)量及工藝無大影響。此外，零件的結(jié)構(gòu)及圓角連接設(shè)計也比較合理。二、鑄造工藝方案的確定與論證： 1、造型造芯方法的選擇：由于零件是大批量生產(chǎn)，故采用生產(chǎn)率高、質(zhì)量比較穩(wěn)定的機器造型、造芯來進行生產(chǎn)。造型機選用Z145A，制芯機選用Z236A。2、鑄型、型芯種類的確定： 鑄型種類選用濕型。優(yōu)點是成本低、生產(chǎn)率高、勞動條件較好，適用于中小件。砂芯選用合脂砂，用以保證零件要求及管內(nèi)壁光滑，成本也較低。3、鑄件凝固原則、澆注位置和分型面的選取： 鑄件的材質(zhì)是HT15-33，零件的壁厚差又較小，因此按同時凝固原則設(shè)計。 此零件有兩個法蘭端面需要加工，為保證加工質(zhì)量，應(yīng)將加工面置于澆注位置底面，但因兩法蘭面不在同一平面而是互成直角，這樣兩加工面都放在底面是不可能的。若一面放在底面，一文字說明及設(shè)計步驟砂型鑄造工藝、工裝設(shè)計P6表1-2參考資料面置于側(cè)面，對鑄件質(zhì)量雖好，卻使制芯工作量加大，成本增大，權(quán)衡利弊將兩加工面均置于側(cè)面，這樣既保證讓質(zhì)量又降低了成本。分型面的選擇如工藝圖所示，此分型面起模方便，簡化操作（沒有活塊），砂芯的數(shù)量最少，分型面與澆注位置一致。4、砂箱中鑄件數(shù)量的確定： 小件在流水線上生產(chǎn)。一般采用通用砂箱，此采用500400150通用砂箱。查得鑄件距砂箱壁最小尺寸為20mm，鑄件間最小尺寸為30mm，此件的最大外輪廓尺寸為210100mm，故一箱內(nèi)只能安放4個鑄件，即長度方向210230450、寬度方向100230230。5、主要工藝參數(shù)的選擇：1)鑄造收縮率： 由表查得此件的收縮率應(yīng)為0.9%，考慮此件采用濕型及合脂砂芯，收縮阻力較小，加之零件較小，取收縮率為1%。2)鑄件精度等級、尺寸、重量及偏差： 查表得鑄件尺寸精度是5-6級，選6級精度，按此精度查得鑄件尺寸極限偏差值為1.5mm,合格鑄件允許重量偏差為5%。3)機械加工余量： 以鑄件的精度等級及公稱尺寸查得機械加工余量頂面、側(cè)面為5mm、底面為3.5mm，由于模具精度較高及冷加工希望減少加工余量（零件精度要求不高），取為3.5mm。4)拔模斜度：此件可查得拔模斜度為0452之間，去0451.5,均取增厚型的。6、砂芯設(shè)計：1)砂芯數(shù)量及其分割面的確定：由于一箱四體件，管子（5646）砂芯可采用拋擔(dān)砂芯，文字說明及設(shè)計步驟JB2854-80砂型鑄造工藝、工裝設(shè)計 表3-24參考資料可以減少芯頭長度和防止漂芯（不用芯撐）。關(guān)于外皮型芯的設(shè)計有三種方案（因為若先下外皮芯，將使管芯下不去，若先下管芯，將使外皮芯下不下去。）：a、是在外皮芯后的一定空隙，芯子下完后填砂，這樣放率太低；b、是將外皮芯沿9074法蘭水平分芯，這樣使下芯順利。但由于分芯必然造成一道飛邊，很難清理（砂輪有些地方磨不到）；c、是將外皮芯分成2塊（1#及3#）。優(yōu)點是外皮芯是一整芯，沒有飛邊，缺點是增加了一個3#砂芯，為保證逐漸質(zhì)量選用此方案。3#芯長40mm多，高100mm，厚20mm，為便于制造，將此芯分成8小塊，每塊寬度50mm。2）芯頭形狀、尺寸、斜度、間隙及防壓環(huán)、壓環(huán)、集砂槽設(shè)計：2#芯系水平砂芯，可得46砂芯頭長度應(yīng)是25-40mm，56砂芯頭長度應(yīng)是30-45mm，由于砂箱長度方向尺寸較緊，故將46芯頭長取20mm，56芯頭長取30mm，為制芯方便芯頭斜度取5。驗算46芯頭承壓面積砂芯重量G（粗計）3.140.562/41.21.60.48(kg)砂芯浮力P（粗計）3.140.562/41.272.1(kg)實際芯頭面積Sk1.5（P-G）/20.62(cm2)1#芯是懸臂芯，查得芯頭長度應(yīng)為50mm，但此芯是二件合用，中間有一段與鑄型接觸，為加大吃砂量懸臂芯取懸臂的一段，即60mm3#芯是垂直砂芯，起填砂作用，故芯頭長取20mm，砂芯間隙為0.75mm。3）芯骨填料：1#芯采用10圓鋼，2#芯采用8#鐵絲。7、澆注系統(tǒng)的選取和計算：1） 澆注系統(tǒng)的類型、形式及在鑄件上的開設(shè)部位：文字說明及設(shè)計步驟砂型鑄造工藝、工裝設(shè)計P64表4-5砂型鑄造工藝、工裝設(shè)計P65鑄鐵手冊P773砂型鑄造工藝、工裝設(shè)計P65參考資料此件是小件，為了造型簡便，采用與分型面一致的中間注入式。由于零件較小，一箱四體，澆口開設(shè)位置只有兩處，一處是加強筋處，一是法蘭處，為了不使內(nèi)澆口局部過大，采用兩處分散開設(shè)。2） 澆注時間和澆道中阻流截面的計算：a、 一個零件澆注金屬總重計算：由于本件加工量較少，參考文獻中表7，取 3.067毛重0.90毛重3.4(kg) 澆注系統(tǒng)估算，按教材取25% 澆注金屬總重為：3.41.25%4.26(kg)b、 單件澆注時間：按公式： tSG S1.85 G4.26(kg)t3.8(秒) 取t為4秒c、 液面平均上升速度驗算： vc/t120/430(毫米/秒)查表允許上升速度為2030毫米/秒，故上升速度符合要求。d、 直澆道高度的驗算：按HMLtg查得 120 L224mmHM47.62(mm),鑄件一半高60mm 直澆口最小高度： 60+47.62107.62 (mm) 砂箱高度取150mm，150107.62，故能滿足要求。e、 平均壓頭計算: HPHO-c/8 150-120/8=135mm=13.5cm 用水力學(xué)公式計算最小阻流端面：文字說明與設(shè)計步驟 機床制造中的鑄造 P17 鑄造工藝學(xué)P120 砂型鑄件工藝工裝設(shè)計 P85 同上P86 表5-7 同上P86及P87 砂型鑄造工藝工裝設(shè)計 參考資料 F內(nèi)=G/u.t.0.13Hp u取0.42 =4.26/0.4240.3113.5 =2.2(cm2)f、 用表格法查F內(nèi)按無錫柴油機廠資料為：F阻=1.9 北京第一機床廠資料：F內(nèi)=2-3查手冊F內(nèi)=1.5對上述結(jié)果分析比較后：取F內(nèi)2 cm23） 澆道各基元的截面和尺寸的確定：澆道各基元的截面比例?。篎內(nèi):F橫:F直=1:1.06:1.17,則澆口截面積比(cm2)F內(nèi):F橫:F直=2:2.12:2.22 以上是一件的比例，一箱四件，若按此比例倍增，將會造成直、橫澆口過大。根據(jù)生產(chǎn)單位經(jīng)驗按增加50%計。 即一個橫澆道澆2個件：2.151.53.18(cm2) 一個直澆道澆4個件：2.222.55.55(cm2) 經(jīng)系列化后直澆道取28(6.15cm)，橫澆道為 （3.04 cm2）內(nèi)澆口開2個，一個開筋處，一個開法蘭處，按照開設(shè)處的情況，最后確定內(nèi)澆口尺寸為： 文字說明與設(shè)計步驟 砂型鑄造工藝工裝設(shè)計 P94表5-10及P98表5-13 鑄鐵手冊P815表4-47砂型鑄造工藝工裝設(shè)計P86參考資料 （0.42 cm2） （1.53 cm2）8、冒口及工藝出品率核算： 零件壁厚較均勻，不需設(shè)計冒口，為便利型腔排氣，設(shè)計四個5、長度為50mm的出氣孔。工藝出品率=鑄件重/鑄件重+澆冒口重=0.8三、型、芯砂和涂料的種類、配方以及有關(guān)工藝的說明：砂型采用煤粉單一砂，配方如下：新砂 11.5% 舊砂 85% 膨潤土 1%煤粉 2.5% 水 4.5% （強度0.50.7kg/cm2）芯砂采用合脂砂，配方如下：新砂 98% 膨潤土 1% 糊精 1%合脂 3.8% 水 2% （平拉強度1216kg/cm2）砂芯涂料采用烘干涂料，即工業(yè)酒精加鱗片石墨粉，烘干的砂芯涂以一層快干涂料，涂完點火即可（3#芯不刷）。型芯烘干工藝：加熱溫度210 保溫時間1.5小時。四、工藝裝配設(shè)計要點說明： 1、模樣所用材料及其主要輪廓尺寸的計算：模樣材料選ZL102模樣的尺寸鑄件尺寸（1+0.1）。 2、模樣壁厚及加強筋的確定：查表此件模樣壁厚應(yīng)為8mm，考慮模樣較小，故壁厚減至7mm。 加強筋選取6mm。 3、模底板材料、結(jié)構(gòu)及其造型機的配合：為了更換模板方便，選用快換模板，模板通過2個12孔用銷釘與模板框連成一體，模板框通過螺釘與工作合連接在一起。 由于砂箱箱口主要與模板框接觸，故模板材料選用了容易加文字說明與設(shè)計步驟 砂型鑄造工藝工裝設(shè)計P237表9-3 同上P239 表9-4 表9-6參考資料工的鋁合金ZL104。4、模樣與底板的裝配： 通過兩對8定位圓銷，將模樣與底板定位，定位基準(zhǔn)是以定位銷和定位銷與導(dǎo)向銷中心連線為縱橫定位基準(zhǔn)。 模樣與底板的裝配是采用上固定法。5、芯盒的材料、結(jié)構(gòu)及其內(nèi)腔尺寸的計算：1#芯盒的設(shè)計： 1#芯最大，約4，形狀比較簡單，采用機器制芯（Z236A制芯機），Z236A制芯機的工作臺尺寸為500800，一盒制造4塊砂芯。 芯盒材料選用ZL102。 芯盒內(nèi)腔尺寸（零件尺寸工藝尺寸）（1+零件材料收縮率） 芯盒壁厚確定為12mm。 芯盒加強筋厚度取與壁厚等值。筋的數(shù)量應(yīng)為44條，考慮裝配方便改成34條。芯盒邊緣及耐磨片型式選用型，邊緣寬度取30mm。 2#芯盒的設(shè)計： 2#芯較小，采用手工芯盒。2#芯是一不等截面，彎管加工非常困難，故采用了制造比較方便的內(nèi)貼附塑料層芯盒。由于芯盒制造困難，可以只做半個芯盒，烘干后將兩半砂芯粘合使用。但粘合、磨平都需特別胎具方可，且此件要求內(nèi)壁光滑，故此芯采用兩半芯盒整做。2#芯盒定住選用可拆式定位銷。手柄選型手柄。為提高工作效率，為2#芯的通氣道設(shè)計了專用的通氣板，為使上下兩半芯型貼合嚴(yán)密，設(shè)計了專用密封板和專用的烘干板。為提高鑄件質(zhì)量和工作效率，若有條件（車間具備射芯機，使用樹脂砂）也可設(shè)計熱芯盒。文字說明及設(shè)計步驟砂型鑄造工藝工裝設(shè)P297表11-3同上P298表11-4同上P298表11-4同上P299表11-5及表11-6砂型鑄造工藝工裝設(shè)計P305表11-10及表11-11 同上P313 圖11-8 P314圖11-20P316圖11-23 鑄鐵手冊參考資料2#芯熱芯盒如圖所示：3#芯盒的設(shè)計：3#芯較小，也采用手工芯盒。設(shè)計過程與2#芯盒同，信和形狀見3#芯盒總裝圖。6、砂箱內(nèi)框尺寸、結(jié)構(gòu)特點及定位緊鎖方法砂箱的內(nèi)框尺寸是根據(jù)造型機工作太尺寸而選定的，即500400150,材料選用QT42-10，砂壁結(jié)構(gòu)選用型1種。下箱要翻箱，故設(shè)計了吊軸，并與箱耳整鑄；上箱則把吊軸與箱耳分別開來。為合箱方便采用了座銷，為防止銷孔磨損選用了銷套。砂箱的緊固采用楔型箱卡。砂箱上鑄字以分類管理。五、合金熔煉方法、成分、配料、出爐溫度：此鑄件的化學(xué)成分可查得：C3.2-3.8 Si2.0-2.4 Mn0.5-0.8 P0.3 S0.15 采用2.5T沖天爐熔化鐵水，其配料單如下：（批料以200kg計）生鐵 92kg 回爐鐵 80kg 廢鋼28kg 硅鐵（45%）1.94kg 錳鋅0.65kg 層焦25kg 石灰石7.5kg要求鐵水出爐溫度高于1420六、鑄件澆注、熱處理的要求及工藝說明：澆注溫度1370-1350。鑄件在鑄工輸送環(huán)上冷卻時間不得少于8-12分鐘。熱處理規(guī)范：裝爐溫度150，加熱溫度50-70/小時，退文字說明及設(shè)計步驟P127表5-126 砂型鑄造工藝工裝設(shè)計P10741101 砂型鑄造工藝工裝設(shè)計P328表12-5P330表12-6同上P342、P343及P356有關(guān)表格同上P350表12-25鑄造合金熔煉P26表1-11鑄鐵手冊參考資料火溫度500-550，保溫時間1.5小時，冷卻速度30-40/小時，出爐溫度150。七、可能出現(xiàn)的鑄造缺陷及其預(yù)防措施：此鑄件可能產(chǎn)生的鑄造缺陷，有夾渣、氣孔等，原因是澆注系統(tǒng)撇渣能力不夠理想。因此澆注時盡量避免渣子進入澆注系統(tǒng)。砂芯全是油砂，發(fā)氣量較大，但在工藝、工裝設(shè)計時考慮了型腔排氣及砂芯排氣通道，氣孔發(fā)生機會較少。 同上10常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院模具系課程設(shè)計 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 題 目 進氣管課程設(shè)計 姓 名 周小軍 學(xué) 號 0866413113 班 級 08 成型 631 指導(dǎo)教師 趙 麗 娟 職 稱 講 師 日 期 2010-9-62010-9-25 C Z IL I 材料成型工藝及工裝課程設(shè)計