【畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計】材料成型與控制工程 渦輪減速器鑄造工藝設(shè)計

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1、 畢業(yè)設(shè)計 題目：渦輪減速器鑄造工藝設(shè)計 08材料成型與控制技術(shù)02班 目錄 1.序言…………………………………………………………1 2.摘要…………………………………………………………3 3.工藝設(shè)計過程………………………………………………4 3.1設(shè)計分析………………………………………………… 4 3.1.1零件名稱、材質(zhì)……………………………………… 4 3.1.2零件鑄造工藝性的分析……………………………… 4 3.1.3零件的使用條件及主要要求………………………… 5 3.2鑄件工藝方案

2、的確定與論證…………………………… 5 3.2.1鑄型、型芯種類的確定……………………………… 5 3.2.2沙箱中鑄件數(shù)量的確定……………………………… 5 3.2.3鑄件凝固順序、澆注、分型面的選擇……………… 5 3.2.4型芯數(shù)量及其分割面的確定………………………… 8 3.2.5主要工藝參數(shù)的確定………………………………… 9 3.2.5.1鑄件收縮率………………………………………… 9 3.2.5.2鑄件精度等級及尺寸、重量偏差………………… 10 3.2.5.3機械加工余量的確定……………………………… 10 3.2.6澆注系統(tǒng)的選取與計算……………………………

3、… 11 3.2.6.1澆注系統(tǒng)的類型、形式及開設(shè)部位……………… 11 3.2.6.2澆注系統(tǒng)的計算…………………………………… 13 3.2.7工藝出品率的計算…………………………………… 15 3.2.8砂箱尺寸的確定……………………………………… 15 3.3型、芯砂的選擇及配方………………………………… 16 3.3.1選擇型、芯砂的依據(jù)及配方………………………… 16 3.3.2芯骨的選擇…………………………………………… 18 3.4合金的熔煉和爐料配比………………………………… 19 3.5可能出現(xiàn)的鑄造缺陷及其預(yù)防措施…………………… 21 4.結(jié)束語……

4、………………………………………………… 22 5.參考文獻…………………………………………………… 23 序言 鑄造是世界上歷史最悠久的工藝之一。青銅冶煉技術(shù)的發(fā)明，是人類進入了青銅器時代。伴隨著青銅冶煉技術(shù)的同時，出現(xiàn)了鑄造技術(shù)我國的鑄造技術(shù)已有近6000年悠久的歷史，是世界上較早掌握鑄造技術(shù)的文明古國之一， “八五”期間鑄造機械制造受到了原機電部高度重視，投入了建國以來最大的一次專項技改貸款和攻關(guān)費用，扶持了鑄造機械行業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)和發(fā)展。“大型拋丸清理機的制造”，“垂直分型無箱射造型機”，“水玻璃砂舊砂再生設(shè)備的研制”，“

5、金屬型鑄造設(shè)備”等等相繼被開發(fā)應(yīng)用?！熬盼濉逼陂g，鑄造機械行業(yè)承擔(dān)并樹立完成了“轎車鑄件毛坯精華高效造型與清理成套技術(shù)與裝備”的任務(wù)，“缸體高效連續(xù)拋丸清理線的開發(fā)與研制”也去的圓滿成功，1999年完成了國家攻關(guān)高水平的氣沖造型線項目的成功。 “十五”期間，鑄造機械行業(yè)主要經(jīng)濟指標(biāo)的年均增長都在30%以上，高于機床工具行業(yè)平均增長水平，特別是利潤增長更快，年均利潤增長高達46%，同時也保持較高的市場銷售水平。另外，樹脂砂鑄造成套設(shè)備，基本上可以滿足國內(nèi)市場需求，改變了過去主要依賴進口的局面，已經(jīng)能夠生產(chǎn)出較高水平的鑄造自動生產(chǎn)線，達到可部分替代進口的水平，部分的解決了轎車發(fā)動機缸體、缸蓋等鑄

6、件毛坯也要進口的情況，高水平自動制芯機、自動鑄件清理機、自動砂處理機、大型自動壓鑄機以及精密鑄造設(shè)備等鑄造機械，國內(nèi)基本上都能生產(chǎn)制造。應(yīng)當(dāng)說“十五”期間鑄造機械行業(yè)的產(chǎn)品水平有了很大提高，為中國鑄造機械行業(yè)今后的進一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。“十一五”期間，鑄造業(yè)在巨大市場需求的刺激下，仍將繼續(xù)保持較高速度增長，由于鑄造機械產(chǎn)品的技術(shù)水平仍然與市場需求差距較大，使行業(yè)的發(fā)展存在巨大的發(fā)展?jié)摿蛿U展空間，為鑄造機械行業(yè)的快速增長帶來機遇。 鑄造企業(yè)市場格局的調(diào)整要注意當(dāng)前國家政策層面的導(dǎo)向。未來兩年工程機械鑄件產(chǎn)品的需求量可能會有一個很大的增加，應(yīng)該引起國內(nèi)鑄造企業(yè)的注意。全球經(jīng)濟一體化的浪潮

7、對鑄造行業(yè)的影響巨大，鑄件商場上的競爭手段越來越多。在越來越苛刻的對鑄件本身質(zhì)量的要求、價格和交付期限、相關(guān)服務(wù)的基礎(chǔ)上，采購商們普遍的提出了一些額外的附加 要求。體現(xiàn)在貿(mào)易技術(shù)壁壘方面，對于供應(yīng)商所采取的種種認(rèn)證、認(rèn)可方面的要求，已成為最常用的手段。我國鑄造行業(yè)處于成長期，具有較好的發(fā)展前景。外國大型鑄造企業(yè)紛紛加大了在華投資的力度，通過直接投資和并購的方式增加在華投資，一方面提高了我國鑄造業(yè)的整體水平，另外一方面也增加了國內(nèi)市場的競爭程度。同時黨的十七大提出的建設(shè)環(huán)境友好型企業(yè)的發(fā)展方向，對鑄造業(yè)來說也可謂任重道遠(yuǎn)。 我國鑄造工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、鑄件的產(chǎn)量、品種等已處于世界前列。今后應(yīng)繼續(xù)走

8、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔，可持續(xù)發(fā)展的道路，使我國由鑄造大國變?yōu)殍T造強國。 2、摘要 本次設(shè)計主要是箱體零件的鑄造工藝過程。選取了渦輪減速器為設(shè)計項目。了解零件的材料、工作條件，選取合適的鑄造工藝。其中，有渦輪減速器的零件圖、合箱圖以及其他設(shè)計圖。設(shè)計內(nèi)容為柱塞泵的鑄造生產(chǎn)過程，包括材料選取、鑄造的方法、造型、制芯、澆口的選擇及設(shè)計、沙箱的選擇及爐料的配方等。 3.工藝設(shè)計過程 3.1設(shè)計分析 3.1.1零件名稱、材質(zhì)： 零件名稱：渦輪減速器 材質(zhì) HT200 重量 103kg 產(chǎn)量 300-700 件/年

9、 3.1.2零件結(jié)構(gòu)鑄造工藝性的分析 配置型砂——造型——合型——澆注——冷卻——落砂——清理——熱處理——檢驗——獲得鑄件 本件采用砂型鑄造，主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短 在鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量做到結(jié)構(gòu)合理，使用性能易于保證，生產(chǎn)成本低。在設(shè)計鑄造工藝方案時，也應(yīng)對零件結(jié)構(gòu)的工藝性進行認(rèn)真分析，使得設(shè)計的工藝方案能保證鑄件質(zhì)量，且工藝簡便。 本零件的渦輪減速器是主體，其輪廓尺寸為660616400mm，重103kg，屬于中型鑄件。壁厚20-35mm，超過最小可鑄壁厚，故不易產(chǎn)生澆不足的現(xiàn)象，同時，該鑄件的壁厚均勻，不需要加冒

10、口。 3.1.3零件的使用條件及其主要要求 本件為渦輪減速器，渦輪減速器為圓柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，其工作時受壓力不大，但接觸表面的加工公差比較嚴(yán)格，不能出現(xiàn)縮孔、氣眼等缺陷。 3.2鑄造工藝方案的確定及論證 3.2.1鑄型，砂芯種類的確定 由于采用手工造型，考慮到鑄件本身體積不大，故鑄件采用濕型。 本件為渦輪減速器，渦輪減速器為圓柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，其工作時受壓力不大，但接觸表面的加工公差比較嚴(yán)格，不能出現(xiàn)縮孔、氣眼等缺陷本件內(nèi)腔形狀結(jié)構(gòu)簡單，做整體砂芯即可。但由于整體砂芯如果產(chǎn)生的氣體不能順利

11、排除，容易使鑄件生成氣孔，固本件采取適當(dāng)?shù)呐艢獯胧┮员闩艢狻? 3.2.2沙箱中鑄件數(shù)量的確定 由于本件屬于中小型鑄件，小批量生產(chǎn)，故每箱中選擇放一個鑄件。 3.2.3鑄件凝固順序、澆注、分型面的選擇 凝固順序的選擇 由于同時凝固原則是采取工藝措施保證鑄件結(jié)構(gòu)各部分之間沒有溫差或溫差很小，使鑄件厚度不同的各部分同時凝固。采用同時凝固原則，鑄件不易產(chǎn)生熱裂，且應(yīng)力和變形小，從而節(jié)省金屬，簡化工藝和減少工作量。本鑄件屬于非厚實的、壁厚均勻的鑄件，同時宜出現(xiàn)熱裂、變形等缺陷，故采用同時凝固的方式。 澆注、分型面的選擇 在砂型鑄造中，為完成造型、取模、設(shè)置澆口和安裝砂芯等需

12、要，砂型必須選擇有兩個或兩個以上的部分組合而成，砂型的分割或裝配面稱分型面。鑄型分型面，主要取決于鑄件的結(jié)構(gòu)。 通常應(yīng)根據(jù)下列原則選擇和確定分型面： （1）、分型面應(yīng)選在鑄件最大截面處，以保證順利拔出模樣而不損壞鑄型，這樣選擇分型面往往可減少活塊或砂芯，也可使砂箱不致過高，造型操作方便。 (2)、盡量將鑄件全部或大部分放在同一個半型中 分型面對鑄件的精度會有影響，除了合箱會引起偏差外，還會因合箱不嚴(yán)而產(chǎn)生披縫，造成垂直于鑄件分型方向上尺寸增加。如果能將鑄件全部或大部分置于同一砂箱內(nèi)，則可減少這類偏差。當(dāng)不能完全做到這一點時，應(yīng)盡量將鑄件的主要加工面和加工基準(zhǔn)面放于同一砂箱內(nèi)，以便保

13、證其精度。 （3）、盡量減少分型面的數(shù)量：分型面少，鑄件精度容易保證。機器造型的中小件，一般只許可一個分型面，凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不允許用活塊或多分型面。 分型面的形狀可以是平面、折面、曲面等。 最簡單的是平面，它加工方便，容易保證精度。但在大批量生產(chǎn)、機器造型的情況下，為減少分型面，往往又采用局部曲折分型時應(yīng)盡量采用規(guī)則曲面。在手工單件生產(chǎn)時，采用多分型面有時也是合理的。所以，分型面數(shù)目的多少，還應(yīng)考慮具體的生產(chǎn)條。 在輕合金鑄造中，常采用底注式澆注系統(tǒng)，一般難以將砂芯安放在同一半型中形成整個鑄件。為了保證鑄件內(nèi)部質(zhì)量和尺寸精度要求，又能采用底注式澆注系統(tǒng)，往往增加一個

14、分型面，采用三箱鑄造結(jié)構(gòu)，在航空發(fā)動機機匣、殼體和框架類鑄件生產(chǎn)中應(yīng)用較多。 （4）、考慮工藝特點，盡量使加工及操作工藝簡單：砂型鑄造中，分型面一般都應(yīng)該選擇在鑄件澆注時的水平位置，避免垂直分型面。因為水平造型，下芯和合箱后，在翻動鑄件進行澆注，就可能引起起砂芯位置移動，影響鑄件尺寸精度。 在手工造型時，因模樣和芯盒尺寸精度較低，在下芯合箱時需檢查型腔尺寸，調(diào)整砂芯位置，保證鑄件壁厚均勻，故在考慮分型面時，應(yīng)盡量將主要型腔和砂芯放在下半型。 金屬型鑄造生產(chǎn)中，選擇分型面應(yīng)保證金屬型能順利開型和取出鑄件，一般采用垂直或互相垂直的分型面，這樣有利于采用合理的教主系統(tǒng)、

15、安設(shè)冒口、排除型腔中的氣體。 3.2.4型芯數(shù)量及其分割面的確定 由于本件的結(jié)構(gòu)形狀簡單，多為規(guī)則的幾何形狀，為了制芯和起型方便，本鑄件選用一個芯子“1#”。 本件芯子基本對稱，從合箱下芯各方面考慮，型芯的分型面選在中心線處。 3.2.5 主要工藝參數(shù)的確定 3.2.5.1 鑄造收縮率 鑄件從固相線溫度冷卻到室溫，各部分尺寸都要縮小，鑄件長度縮小的百分率就稱為鑄造收縮率。為此必須將模樣及芯盒尺寸加大，這個加大值稱為鑄件收縮余量，其表達式為： K 式中：K為鑄

16、造收縮率（%）；為模樣（或芯盒）工作面尺寸；L件為鑄件圖所示尺寸。 影響鑄造收縮率的因素有：合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型種類、型、芯材料的退讓性以及澆冒口系統(tǒng)的布置和結(jié)構(gòu)形式等。要精確地確定其數(shù)值有一定的難度，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)中積累的經(jīng)驗或查相關(guān)資料來選取。 本件屬于中小型鑄件（大部分為筒形），查表得: 自由收縮率長度方向：0.8-1.0 直徑方向：0.6-0.8 受阻收縮率長度方向：0.6-0.8 直徑方向：0.5 3.2.5.2 鑄件精度等級及尺寸、重量偏差 精度等級：二級 尺寸偏差： 120-260 1.2 26

17、0-5001.5 500-8001.8 800-12002.1 重量偏差：公稱重=鑄件重量+加工余量重量 鑄件凈重為 103KG 加工余量根據(jù)本件情況為鑄件重量的5% 故：公稱重=103+1035%=108KG 鑄件的偏差重量查表得：5% 108（1+5%）=113.4KG 3.2.5.3 機械加工余量的確定 鑄件毛坯于切削加工前，在待加工面上必須留有適當(dāng)?shù)募庸び嗔?，才能使鑄件在機械加工之后獲得光潔的表面和精確的尺寸。 選擇加工余量應(yīng)適當(dāng)。加工余量過大則增加了機械加工工作量，浪費金屬;而且會使鑄件加工后的表面

18、各種性能下降。加工余量也不能太小，因為目前型砂鑄造的鑄件尺寸精度較低，且鑄件有時會產(chǎn)生變形和表面缺陷，這就要求靠增加加工余量來彌補；另外鑄件表面上常有粘砂層，過小的加工余量，就會不能完全去除表面的缺陷，甚至加工后還會露出鑄件黑皮，因達不到圖紙要求而報廢。 加工余量的大小與鑄造合金的種類、鑄造方法及生產(chǎn)批量的大小、鑄件尺寸的大小和加工精度的要求以及加工面在澆注時的位置得因素有關(guān) 底面 5.5mm 頂、側(cè)面 7.5mm 工藝補正量 工藝補正量是用于防止鑄件的局部位置，由于工藝因素，例如鑄造收縮率選用值與鑄件局部位置的收縮率不符，變形，有規(guī)律的操

19、作偏差等的影響而超差，在相應(yīng)部位的非加工面上增加的金屬層厚度。 補正面間距或至基準(zhǔn)面間距L：615-1000 工藝補正量 A取3.5-4.5 故A取4 3.2.6澆注系統(tǒng)的選取與計算 3.2.6.1澆注系統(tǒng)類型、形式及開設(shè)部位 澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。鑄件澆注位置的選擇，決定于合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)以及輪廓尺寸、質(zhì)量要求以及現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。澆注位置對鑄件的質(zhì)量、尺寸精度以及工藝難度有很大影響。選擇澆注位置時，以保證鑄件質(zhì)量為前提，同時盡量減化造型工藝和澆注工藝。選擇鑄件澆注位置的主要原則為： (1)鑄件上質(zhì)量要求高的部分以及重

20、要工作面、重要加工面、加工基準(zhǔn)面和大平面，應(yīng)盡量朝下或垂直安放。 鑄件在澆注時，朝下或垂直安放的部位質(zhì)量一般都比朝上安放的高。因為下部以及側(cè)面出現(xiàn)缺陷的可能性小。當(dāng)有多個重要加工面時，應(yīng)將較大朝下，而對朝上加工面則采取加大加工余量的辦法，以保證朝上的表面在加工后無氣無孔、夾砂、砂眼等缺陷，例如機床床身導(dǎo)軌采用朝下的澆注位置方案較合理。 （2）鑄件的厚大部位應(yīng)放在上部，盡量滿足鑄件自上而下的順序凝固。 鑄件厚大處易產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷，應(yīng)盡量將其放在上部或分型面附近，以便在上部設(shè)置冒口，促使鑄件自上而下地向冒口方向順序凝固。這一原則對體收縮較大的鑄鋼件和鋁、鎂合金鑄件尤為重要。 （3）應(yīng)保

21、證鑄件有良好的液態(tài)金屬導(dǎo)入位置保證鑄型充滿。 決定澆注位置時，應(yīng)考慮液態(tài)金屬的導(dǎo)入位置和導(dǎo)入方式。例如鋁、鎂合金鑄件經(jīng)常采用底注式或垂直縫隙式澆注系統(tǒng)、內(nèi)澆道均勻分布在鑄件四周和要求液體金屬平穩(wěn)地注入型腔等特點，將水平面較大的一面放在下部。對具有薄壁的鑄件，應(yīng)將薄壁部分放在下半部或置于內(nèi)澆道以下，以免出現(xiàn)澆不到或冷隔等缺陷。 （4）應(yīng)盡量少用或不用砂芯：若需要使用砂芯時，應(yīng)保證其安放穩(wěn)固、通氣順利和檢查方便。 鑄造澆注位置的選擇，除了要考慮上述原則外，還應(yīng)盡量簡化造型、造芯、合箱和澆冒口的切割等工藝，以減少模具制造工作量和合金液的消耗 封閉式澆注系統(tǒng)

22、各組元中截面積最小的是內(nèi)澆道，即內(nèi)澆道是該系統(tǒng)中的阻流截面，各組元截面積的大小關(guān)系是 S直>∑S橫>∑S內(nèi) 。這種澆注系統(tǒng)在開始澆注后很短時間，澆注系統(tǒng)就被迅速充滿，所以又稱充滿式澆注系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)金屬液充滿快，故有較好的擋渣能力，澆道中不易吸氣。由于∑S內(nèi)最小，故金屬液進入型腔時的線速度大，易沖刷鑄型，易使金屬液產(chǎn)生噴濺、氧化和卷入氣體。所以本鑄件選用封閉式澆注系統(tǒng)。 本鑄件在底座部位開設(shè)兩個內(nèi)澆道和一個橫澆道，目的是為了讓金屬液充型時可以更加穩(wěn)定，減少金屬液的流動時間，有利于鑄件凝固時的補縮。 3.2.6.2澆注系統(tǒng)計算 鑄件重量是103kg 根據(jù)澆

23、冒口重量占鑄件重量的比例可得G1=123Kg 鑄件平均壁厚〥按30mm K為一般鑄件 查表得2.0 其中H0為內(nèi)澆道以上的金屬液壓頭，即內(nèi)澆道至澆口杯的高度H0=48cm C為澆注時的鑄件高度 C=41cm U為與金屬液流動阻力有關(guān)的流動系數(shù) μ=0.505 求得S內(nèi)=4cm2 根據(jù)合金澆注系統(tǒng)組元之間比例關(guān)系 內(nèi)澆道 橫澆道 直澆道 澆口盆的設(shè)計 池形澆口杯效果較好，底部設(shè)置凸起有利于澆注操作，使金屬液的澆注速度達到適宜的大小后再流入直澆道。這樣澆口杯內(nèi)液體深度

24、大，可阻止垂直軸旋轉(zhuǎn)的水平旋渦的形成，從而有利于分離渣滓和氣泡 由于本件屬于中型鑄件，由于澆注時有水平渦流的產(chǎn)生，時距離渦流中心即直澆道中心越近的金屬液，其旋轉(zhuǎn)速度越快，壓力越低，甚至形成負(fù)壓，在渦流中心形成喇叭口的低壓空穴區(qū)，使附近的渣和氣被吸入直澆道中；當(dāng)澆口盆種的金屬液面低，流線趨向平坦，水平速度大，就容易產(chǎn)生水平渦流；因此，為避免水平渦流，應(yīng)采用澆包低位澆注大流充滿，并且使?jié)部诒幸好娓叨龋╤）與直澆道（d）保持一定的比值 由于盆形澆口盆擋渣效果好，所以采用盆形澆口盆。采用普通澆口盆即可，其底坎可促使液流在流向直澆道時產(chǎn)生垂直渦流，對熔渣產(chǎn)生一個附加的上浮力，避免其進入直澆

25、道。 3.2.7工藝出品率的計算 工藝出品率=鑄件毛重/鑄件毛重+澆冒口重量X100% 按設(shè)計計算：工藝出品率為84% 3.2.8砂箱尺寸的確定 要確定砂箱尺寸首先要確定各方向的最小吃砂量，根據(jù)鑄件重量才能確定各方向的最小吃砂量，鑄件重量為103kg，鑄件上面最小吃砂量為b=125mm，下面最小吃砂量為c=150mm，無冒口、澆道的側(cè)面最小吃砂量為a=50mm，澆道（冒口）到鑄件的最小吃砂量為f=70mm，澆道（冒口）到砂箱壁的最小吃砂量為g=80mm。鑄件加上各方向的最小吃砂量就是砂箱的尺寸，上砂箱尺寸為1000900400mm，下砂箱尺寸為1000900300mm。 3

26、.3 型、芯砂的選擇及配方 3.3.1 選擇型、芯砂的依據(jù)及配方 高質(zhì)量型芯應(yīng)當(dāng)具有能鑄造出高質(zhì)量鑄件的各種性能。需根據(jù)合金鑄件的種類、鑄件大小、壁厚、澆注溫度、金屬液壓頭、砂型緊實方法，澆注系統(tǒng)的形狀、位置和出氣孔的情況對砂型性能提出不同要求。 為了制造出合格的砂型和砂芯，裝配和形成可靠的鑄型，型芯砂應(yīng)具有良好的工藝性能 濕度：為了得到所需要的濕態(tài)強度和韌性，粘土砂必須含有適量的水分 流動性：流動性好的砂型可形成緊實度均勻、無局部疏松、輪廓清晰、表面光潔的型腔，這有助于防止粘砂，獲得光潔的鑄件。 強度：型砂必須具備一定的強度

27、以承受各種外力的作用。如果強度不夠，在起模、挪動砂型、下芯、合型等過程中，鑄型有可能破損塌落；澆注時可能承受不住金屬液的沖刷和沖擊，沖壞砂型而造成砂眼缺陷，或者造成脹砂、跑火等現(xiàn)象。但是強度也不宜過高，因為高強度的砂型需要加入更多的粘土，不但增加了不適宜的水分和降低透氣性，還會使鑄件的生產(chǎn)成本增加，而且給混砂、緊實砂型和落砂等工序帶來困難。 韌性：韌性差的砂型在起模時鑄型容易破損，增加粘土加入量可明顯的提高型砂的韌性。 耐火性：影響型砂耐火度的主要因素是原砂的化學(xué)成分和礦物質(zhì)組成。 透氣性：在液體金屬的熱作用下，鑄型產(chǎn)生大量氣體，如果砂型、砂芯不具備良好的

28、排氣能力，澆注過程中有可能發(fā)生嗆火，使鑄件產(chǎn)生氣孔、澆不到等缺陷。砂型的排氣能力，一面靠冒口和穿透或不穿透的排氣孔來提高；另一方面決定于型砂的透氣性。而透氣性的高低主要受沙粒的大小、粒度分布、粒型、含泥量、粘結(jié)劑種類、粘結(jié)劑加入量和混砂時粘結(jié)劑在沙粒上的分布狀況以及型砂緊實度的影響。 顯然，上述各性能，要求一種砂型全部滿足是很難達到的，在制定和控制型砂性能時，要更具鑄造實際生產(chǎn)中的特點和生產(chǎn)條件來具體確定，由此相應(yīng)確定原砂和粘土砂的種類及加入量、水分含量和附加物的加入量、型砂配置工藝和型砂緊實度。 砂芯由砂芯主體和芯頭兩部分組成。砂芯的主體用來形成鑄件的內(nèi)腔，芯頭起支撐、

29、固定和排氣作用。為了使砂芯排氣通暢，砂芯中應(yīng)開設(shè)排氣通道，為了提高砂芯表面的耐火度和降低表面粗糙度，防止鑄件產(chǎn)生粘砂現(xiàn)象，砂芯的表面常刷一層耐火涂料。 在澆注過程中，為使砂芯中的氣體能順利而迅速的從芯頭中排除，砂芯中必須留有通氣孔道。 芯砂就近選取砂粒度較粗（30/50）的蓋縣砂，以便使砂芯能承受起鐵水包圍時的強烈熱作用。 配方 新砂5---15 舊砂85---95 白泥4---10 焦炭粉(30/50)5---7 木屑2---4 水8---10 濕壓強度 0.4-0.6kg/cm 濕透氣性>100 干剪強度 0.8-1.2kg/cm

30、 說明：本芯采用干芯、粗砂的目的主要是為了增加透氣性、強度和減少發(fā)氣量。如有除砂困難，建議增加木屑比例至6---8。 新砂要求干凈，粘土砂應(yīng)用粉末或漿狀，回用砂要經(jīng)破碎篩選，冷卻后再用。 加料的順序是： 回用砂、新砂、粘土、煤粉、水混制好后進行調(diào)勻處理，使粘土質(zhì)點有充分的時間吸水濕潤 。 3.3.2芯骨的選擇 芯中放入芯骨不僅可以提高其整體強度和剛度，而且便于調(diào)運和下芯。芯骨應(yīng)該根據(jù)砂芯的結(jié)構(gòu)形狀和工作條件設(shè)計制造，對芯骨的要求是：要有足夠的強度和剛度，避免妨礙鑄件的收縮；中、打砂芯的芯骨要設(shè)有調(diào)運裝置。吊環(huán)位置應(yīng)在砂芯的重心上。為了不妨礙逐漸凝固時的收縮，芯骨

31、與砂芯工作表面之間應(yīng)有一定的距離，這段距離成為吃砂量。鑄鐵件芯骨的吃砂量一般為15-50mm。在芯鐵上纏有蠟線，在澆注時由于高溫，蠟線會融化，在提高砂芯的透氣性。 3.4 合金的熔煉和爐料配比 一、HT200 熔煉工藝 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1、化學(xué)成分 成分 C Si Mn P S 原鐵液 3.2-3.4 1.5-1.7 0.6-0.9 <0.07 <0.07 處理后鐵液3.2-3.4 1.8-2.1 0.6-0.9 <0.07 <0.07 2、 抗拉強度 ≥200 3、

32、 硬度 HBS 170-210 4、 A+B+C、D少量 5、 珠光體 ≥90% 6、 石墨長度：6-25mm （100倍放大后） 二、配料 1、 配料計算：為保證性能，嚴(yán)謹(jǐn)使用球鐵回爐鐵。 項目含量 % C Si Mn 生鐵 30 4.4-1.32 1.1-0.33 0.2-0.06 HT回爐鐵 50 3.3-1.65 1.9-0.95 0.6-0.3 廢鋼 20 0.2-0.04 0.2-0.04 0.2-0.04

33、小計 100 3.01 1.32 0.4 2、爐內(nèi)調(diào)整：增C劑0.4% 75%Si鐵0.5% 654%錳鐵0.5% 吸收率80% 吸收率95% 吸收率95% 得0.32 得 0.37 得0.29 合計原鐵水分份;3.33 1.69 0.69 增C劑加入時機應(yīng)為加生鐵以前，加料順序為：廢鋼—增C劑—生鐵—回爐料 3、爐前處理： 3-5mm75%孕育硅鐵，0.3-0.4%以控制三角試塊白口，2-3mm為準(zhǔn)，調(diào)整孕育量的上下限。 三、爐前控制

34、： 1、溫度控制:不得大于1500℃應(yīng)在1470-1480℃； 2、取原鐵水樣一件/爐； 3、每包取三角試塊、觀察白口寬度2-3mm； 4、每包澆注Φ30試棒一組。 3.5可能出現(xiàn)的鑄造缺陷以及其預(yù)防措施 減少高溫下金屬對空氣的溶解吸收是減少空洞類缺陷的關(guān)鍵。熔金、澆鑄工作盡量在真空下進行，不具備真空條件的可采用噴射惰性氣體進行保護，熔金表面適當(dāng)施加助焊劑隔絕空氣，最好使用石墨柑塌以減少金屬對空氣的吸收，盡可能減少對熔融金屬的攪動也可以減少吸收空氣，這些都是減少空洞類缺陷發(fā)生可采用的方法。 碳當(dāng)量低回增加縮孔、縮松傾向；此外磷共晶會削弱凝固外殼強度，三元磷共晶減少石墨化膨

35、脹，因次含磷量高可顯著增大縮忪傾向;鉬增加碳化物穩(wěn)定性，尤其在髙磷條件下易形成碳化物——磷共晶復(fù)合物，更增加縮松、縮孔傾向；殘留鎂量過高，增大縮松、縮孔傾向，而適量殘留稀土量可減少縮松。因此應(yīng)提高鐵液碳當(dāng)量，降低磷含量，在保證球化條件下盡可能降低稀土鎂殘留量，并合理使用鉬。另外，提高鑄型剛度，提高鐵液碳當(dāng)量，適當(dāng)降低澆注溫度，采用薄而寬的內(nèi)澆道使其在二次膨脹前凝固封閉，以及利用石墨化膨脹補償鐵液液態(tài)收縮和凝固收縮，可以消除縮孔、縮松。 形成一次夾渣的重要原因是原鐵液硫量高，氧化嚴(yán)重。預(yù)防措施是降低原鐵液硫、氧含量，提高澆注溫度?？刂七m當(dāng)?shù)娜劢饻囟葷仓筮^早的炸洗會加劇內(nèi)應(yīng)力的作用，可

36、能造成裂隙，所以應(yīng)該控制炸洗的時機。 4. 結(jié)束語 這次畢業(yè)設(shè)計讓我更加熟悉了從理論到實踐的跨越。經(jīng)過為時八周的努力，在班導(dǎo)師和各位老師的耐心指導(dǎo)下，終于順利完成了這次畢業(yè)設(shè)計，從最初的選題，定題，工藝設(shè)計，查閱資料，使我把大學(xué)期間所學(xué)的知識有了更深一層的理解，并且懂得了實踐的重要性，為以后走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)。 在此期間，我要感謝我的班導(dǎo)師馮英宇敎?zhǔn)?，他疏松?xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計。他們諄諄的教導(dǎo)，沒有拘泥一格的思路賜與我無盡的啟迪，是我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這三年

37、中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 在此我表示深深的感謝！ 5.參考文獻 《砂型鑄造工藝學(xué)》 林勃 主編 機械工業(yè)出版社 《鑄造工藝及設(shè)備》 曹瑜強 主編 機械工業(yè)出版社 《機械制造基礎(chǔ)》 李淑清 主編 西南交通大學(xué)出版社 《鑄造工手冊》 機械工業(yè)出版社 《機械制圖》　　 主編　韓桂新　　 機械工業(yè)出版社 《鑄造實用手冊》 主編 施延榮 東北工學(xué)院出版社 《鑄造工藝設(shè)計》 主編 李弘英 趙成志 機械工業(yè)出版社