剎車(chē)支架鑄造工藝設(shè)計(jì)

剎車(chē)支架鑄造工藝設(shè)計(jì),剎車(chē),支架,鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 剎車(chē)支架鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄 造 工 藝 卡 208HT-200共1頁(yè) 第1頁(yè)產(chǎn)品名稱(chēng)剎車(chē)支架每臺(tái)件數(shù)1澆冒口重3.77kg零件圖號(hào)A3每型件數(shù)1每型金屬液零件名稱(chēng)剎車(chē)支架凈 重8.63kg活塊數(shù)0材 質(zhì)HT-200毛 重8.75kg芯 盒 數(shù)2準(zhǔn)備 砂 箱砂芯數(shù)量2個(gè)上箱700mm700mm200mm1#芯盒下箱700mm700mm200mm2#芯盒備 砂型 砂呋喃樹(shù)脂砂芯 砂呋喃樹(shù)脂砂涂料醇基石英粉料粉造 芯設(shè) 備震動(dòng)落砂機(jī)硬化方法CO2造 型設(shè) 備震動(dòng)落砂機(jī)硬化方法自硬易割冒口數(shù)0直澆道尺寸6.9橫澆道尺寸6.6內(nèi)澆道尺寸6直澆道數(shù)量1橫澆道數(shù)量1內(nèi)澆道數(shù)量4合 箱合箱至澆注時(shí)間 24h澆注溫度1420開(kāi)箱時(shí)間3h工藝要求要求及操作要點(diǎn)：1. 硬度163229HBW；2. 鑄造起模角度為2，未注鑄造圓角R2R3；3. 線(xiàn)性尺寸未注公差為GB/T 1804-m；4. 未注形位公差為GB/T 1184-k；5. 非加工的外表面涂以鐵紅純配底漆。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目剎車(chē)支架工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專(zhuān) 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師I鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄1 零件分析11.1 零件結(jié)構(gòu)信息11.2 技術(shù)要求11.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀21.4 本領(lǐng)域存在的問(wèn)題42 鑄造工藝方案分析52.1 造型方法、造芯方法的選擇52.2 鑄造方法的選擇52.3 鑄型種類(lèi)的選擇52.4 鑄件澆注位置的確定52.5 分型面的選擇63 鑄造工藝參數(shù)93.1 收縮率確定93.2 灰鐵鑄出孔大小確定103.3 加工量確定103.4 起模斜度133.5 砂芯設(shè)計(jì)153.6 吃砂量確定194 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)204.1 澆注時(shí)間的確定204.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算215 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)266 鑄造工藝圖277 工藝出品率288 合箱圖29致 謝33參 考 文 獻(xiàn)34351 零件分析1.1 零件結(jié)構(gòu)信息剎車(chē)支架零件的結(jié)構(gòu)如下圖1-1-1剎車(chē)支架零件圖所示，剎車(chē)支架主要為兩個(gè)圓軸與支撐側(cè)板組成，側(cè)板與底面安裝方座垂直，連接中有斜拉筋條，所有孔均需機(jī)械加工，其余加工位置如圖標(biāo)記所示。圖1-1-1剎車(chē)支架零件圖1.2 技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的剎車(chē)支架零件材質(zhì)為HT200，最小抗拉強(qiáng)度為200MPa，布氏硬度為163241HBW，伸長(zhǎng)率0.30.8%抗彎強(qiáng)度為400 MPa，抗壓強(qiáng)度為600800 MPa，抗剪強(qiáng)度為248 MPa1，滿(mǎn)足大多數(shù)剎車(chē)支架、剎車(chē)支架零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：1. 鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷。2. 未注鑄造圓角R3-5。3. 毛坯要進(jìn)行退火處理?；诣T鐵具有良好的鑄造性能1，材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得，本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造，手工造型，一箱兩件生產(chǎn)該件。為了便于分析直觀，依據(jù)剎車(chē)支架的零件二維圖紙，建立剎車(chē)支架的三維零件如下圖1-2-1剎車(chē)支架三維零件圖所示。 圖1-2-2剎車(chē)支架三維零件圖1.3 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)鑄造行業(yè)的飛速發(fā)展，使鑄造技術(shù)水平得以不斷提高，不過(guò)在鑄造技術(shù)發(fā)展中仍舊存在一定不足，這也使我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在鑄造技術(shù)水平上尚存在較大差距。(1) 黑色金屬鑄造在黑色金屬鑄造技術(shù)發(fā)展上，主要包括鑄鐵、鑄鋼以及耐磨材料鑄造三個(gè)方面，首先在鑄鐵方面，我國(guó)尚未研發(fā)出較為穩(wěn)定的鑄造技術(shù)來(lái)對(duì)高性能的球墨鑄鐵件進(jìn)行鑄造,相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，球墨鑄鐵件中的關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)還未達(dá)標(biāo)。此外,我國(guó)目前還無(wú)法鑄造出具有超大斷面的球黑鑄鐵件，對(duì)百?lài)嵓?jí)以上的燃料貯運(yùn)容器仍舊需要從國(guó)外引進(jìn)。在.鑄鋼方面，尚未建立完善的耐腐蝕雙相不銹鋼材料鑄造體系，對(duì)于耐腐蝕雙相不銹鋼材料的鑄造缺乏足夠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，沒(méi)有掌握其鑄造成形機(jī)理。在對(duì)耐磨材料進(jìn)行鑄造時(shí)，我國(guó)已經(jīng)縮短了與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，其是在耐磨材料標(biāo)準(zhǔn)上，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，不過(guò)少量高錳鋼鑄件的鑄造仍舊無(wú)法達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn)，相比于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)無(wú)論是在鑄件質(zhì)量，還是在鑄造工藝上都存在一定差距。（2）造型材料在造型材料上，我國(guó)仍舊生產(chǎn)毒性較大、性能較差的呋喃樹(shù)脂粘結(jié)劑，這也導(dǎo)致鑄鋼件存在嚴(yán)重的熱裂傾向，而在鑄造低碳鋼鑄件時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)滲碳、滲硫問(wèn)題。而對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō)，其所生產(chǎn)的呋喃樹(shù)脂具有更高的環(huán)保性，不僅毒性較小，而且有著較快的硬化速度與較高的硬度。我國(guó)在黏土砂與自硬砂方面的應(yīng)用不夠均衡，黏土砂多是以煤粉制成的，有著較大的毒性，而國(guó)外的自硬沙則是以環(huán)保型的呋喃樹(shù)脂制成，因此能夠鑄造出表面質(zhì)量良好的鑄件。在冷芯盒制芯方面，我國(guó)普遍存在粘膜或使用毒性較大溶劑的問(wèn)題,該問(wèn)題會(huì)給自然環(huán)境帶來(lái)很大污染，而且涂料的自動(dòng)化程度較低，只能進(jìn)行小批量的制作，難以保障涂料質(zhì)量，舊砂再生回收率只達(dá)到30%至60%，而國(guó)外的回收率則高達(dá)80%以上。（3）有色金屬與合金材料在有色金屬與合金材料鑄造技術(shù)上，主要包括高溫合金鑄造、鋁合金鑄造、鎂合金鑄造、鈦合金鑄造、銅合金鑄造以及金屬基復(fù)合材料制造，現(xiàn)階段我國(guó)已能夠?qū)?fù)雜單晶葉片進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，不過(guò)在產(chǎn)品合格率.上卻較低。此外，我國(guó)尚未研發(fā)出鋁合金熔體精煉技術(shù)，雖然具有豐富的基礎(chǔ)理論研究成果，但卻缺乏實(shí)踐。我國(guó)還對(duì)不同種類(lèi)的稀土鎂合金材料進(jìn)行了研發(fā)，在鎂合金材料性能上處于世界領(lǐng)先水平，不過(guò)對(duì)于大型復(fù)雜的鎂合金鑄件，無(wú)論是在理論還是在工藝上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)還開(kāi)始嘗試高Nb鈦鋁合金的鑄造技術(shù)研發(fā)，而美國(guó)已對(duì)鈦鋁合金進(jìn)行批量生產(chǎn)與應(yīng)用。此外，我國(guó)對(duì)低溫鈦合金的技術(shù)研發(fā)時(shí)間較短，相比于國(guó)外還存在較大差距。1.4 本領(lǐng)域存在的問(wèn)題比較完整的體系，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步提升,其中部分產(chǎn)品的技術(shù)水平和市場(chǎng)占有率躍居世界前列，已經(jīng)成為鑄造大國(guó)，但產(chǎn)業(yè)大二不強(qiáng)，自主創(chuàng)新能力薄弱，產(chǎn)能還存在過(guò)程，自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用困難等問(wèn)題依然突出。2 鑄造工藝方案分析鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類(lèi)的選擇。2.1 造型方法、造芯方法的選擇根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，選擇手工造型。2.2 鑄造方法的選擇根據(jù)零件的各參數(shù)，對(duì)照表格中的項(xiàng)目比較，選擇砂型鑄造。2.3 鑄型種類(lèi)的選擇根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況選用自硬砂。2.4 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)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車(chē)間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則2：1）鑄件最重要的部分或交大平面朝下。2）鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐。3）當(dāng)鑄件需要冒口補(bǔ)縮時(shí)，最好使補(bǔ)縮部位處于鑄件的上部。4）為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營(yíng)放在下邊或立放或斜放。5）鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時(shí)，砂型和砂芯排氣。6）對(duì)于平板類(lèi)鑄件，為了防止夾砂，可以?xún)A斜放置，同時(shí)也有利于排氣，也可減少鐵水對(duì)鑄型的沖刷力。7）應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯。8）應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到剎車(chē)支架零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，剎車(chē)支架適合采用頂部、底部澆注。2.5 分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來(lái)，使鑄造工藝簡(jiǎn)單，并易于保證鑄件質(zhì)量2。澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，剎車(chē)支架零件可有以下三種分型方案。分型方案一：將以剎車(chē)支架零件支架大平面做分型面，將鑄件大部分置于上箱，底部澆注系統(tǒng)適合此分型方案，該分型方案如圖2-5-1分型方案一。圖2-5-1分型方案一 分型方案一的優(yōu)點(diǎn)是分型面平直，但是將剎車(chē)支架兩個(gè)重要孔上端置于上箱，容易造成鑄造夾渣缺陷。分型方案二：將以剎車(chē)支架零件底面最大安裝臺(tái)上平面做分型面，將鑄件完全置于上、下箱之間，底部澆注形式適合方案，該分型方案如圖2-5-2分型方案二所示。圖2-5-2分型方案二分型方案二的優(yōu)點(diǎn)分型面簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是將重要孔軸端面置于于上箱，容易造成重要面的鑄造夾渣缺陷，而且該分型方案，不便于大軸孔側(cè)面做活塊或者做加減胎處理，因?yàn)榉中兔嬷粱顗K下端距離很近，容易造成活塊將砂型破壞進(jìn)而不能順利造型。分型方案三：與分型方案一類(lèi)似，只是將上、下箱顛倒，將鑄件大部分置于下箱，定澆注形式適合方案，該分型方案如圖2-5-3分型方案三所示。圖2-5-3分型方案三綜合比較，方案三較為合理，故本次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案三進(jìn)行分型分型，采用頂部澆注系統(tǒng)。3 鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的具體說(shuō)明。對(duì)于不同的專(zhuān)業(yè)、不同的設(shè)計(jì)，說(shuō)明的情況有所不同，可包含以下列出的一種或幾種：設(shè)計(jì)的整體說(shuō)明部分：對(duì)所做的設(shè)計(jì)的各個(gè)部分、各個(gè)方面作全面的說(shuō)明，例如：。計(jì)算部分：要列出各零部件的工作條件、給定的參數(shù)、計(jì)算公式以及各主要參數(shù)計(jì)算的詳細(xì)步驟和計(jì)算結(jié)果；根據(jù)此計(jì)算應(yīng)選用什么元、器件或零、部件。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分：包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各種電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)及功能電路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制的硬件裝置設(shè)計(jì)等，以及以上各種設(shè)計(jì)所繪制的圖紙。樣機(jī)或試件的各種實(shí)驗(yàn)及測(cè)試情況：包括實(shí)驗(yàn)方法、線(xiàn)路及數(shù)據(jù)處理等。方案的校驗(yàn)：說(shuō)明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否滿(mǎn)足各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求，能否達(dá)到預(yù)期效果。校驗(yàn)的方法可以是理論驗(yàn)算（即反推算），包括系統(tǒng)分析；也可以是實(shí)驗(yàn)測(cè)試及計(jì)算機(jī)輸出的上機(jī)運(yùn)算等。3.1 收縮率確定鑄件線(xiàn)收縮率又稱(chēng)鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線(xiàn)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)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)的相對(duì)線(xiàn)收縮量，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示，即=L1L2L1100%式中L1摸樣長(zhǎng)度，L2鑄件長(zhǎng)度。由表3-1-1灰鐵自由收縮率1，可知支撐座材質(zhì)為HT200，對(duì)應(yīng)的收縮率為1%。表3-1-1灰鐵收縮率灰鑄鐵牌號(hào)HT100,HT150,HT200HT250HT300HT350小中件中大件特大件自由線(xiàn)收縮率（%）鑄造收縮率（受阻收縮率（%）0.91.10.81.00.81.00.70.90.70.90.60.80.91.10.70.91.51.03.2 灰鐵鑄出孔大小確定該剎車(chē)支架為成批生產(chǎn)，依據(jù)表3-2-1灰鑄鐵不鑄出孔直徑可知，零件圖中孔直徑小于15的孔不鑄出；中M12、M16螺紋孔為后續(xù)機(jī)械加工，不鑄出；兩個(gè)圓軸孔直徑為28、32須鑄出。表3-2-1 灰鑄鐵件不鑄出孔直徑 （單位mm）生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530單件或小批生產(chǎn)30503.3 加工量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢；加工余量太大，會(huì)增加機(jī)械加工的工作量，且浪費(fèi)金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件的機(jī)械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件尺寸公差的代號(hào)用字母CT表示2。尺寸公差等級(jí)分為16級(jí)。剎車(chē)支架為砂型鑄造手工造型批量生產(chǎn)，依據(jù)表3-3-1成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自GB/T6414-1999）選用鑄件公差等級(jí)為CT12（GB/T 6414-1999-CT12）。表3-3-1成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自GB/T6414-1999）方法公差等級(jí)CT鑄 件 材 料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鈷基合金砂型鑄造手工造型11141114111411141013101391211141114砂型鑄造機(jī)器造型和殼型81281281281081081079812812金屬型鑄造（重力鑄造或者低壓鑄造）8108108108107979壓力鑄造684647熔模鑄造水玻璃79797958587979硅溶膠46464646464646注1表中所列處的公差等級(jí)時(shí)至在大批量生產(chǎn)、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進(jìn)時(shí)鑄件通常能夠達(dá)到的公差等級(jí)。2本標(biāo)準(zhǔn)還適用于本表未列出的由鑄造廠(chǎng)和采購(gòu)方之間協(xié)議商定的工藝和材料。鑄件切削加工余量的代號(hào)用字母MA表示。切削加工余量等級(jí)由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J共9個(gè)等級(jí)2。成批量生產(chǎn)的鑄件加工余量等級(jí)按表表3-3-2毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)選取該剎車(chē)支架的加工等級(jí)為F級(jí)。表3-3-2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)鑄件材質(zhì)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鈷基合金砂型鑄造手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造機(jī)器造型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH壓力鑄造DFDFDFDFDFDF熔模鑄造EEEEEEE剎車(chē)支架的兩軸孔端面需要加工尺寸為：64X64、40X44，基本尺寸分別為64、44，查表3-3-3鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999）CT12公差值為5.6，位于澆注位置的底面，查3-3-4要求的鑄件加工余量(RMF) （摘自GB/T6414-1999）加工余量等級(jí)RMA(F)對(duì)應(yīng)數(shù)值為0.5，剎車(chē)支架下端面的加工量為：5.6/4+0.5=1.9mm，圓整取加工量為2.0mm。其上端面RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為0.7，怎上端面加工量為5.6/4+0.7=2.1mm，圓整取加工量為2.5mm。表3-3-3鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999） （單位：mm）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí)CT1）大于至123456789101112132）142）152）162）3）100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.240.340.560.781.11.62.23.24.46.29121620254006300.400.640.91.21.82.63.657101418222863010000.7211.422.84681116202532100016000.801.11.62.23.24.6791318232937160025002.63.85.48101521263342250040004.46.2912172430384940006300710142028354456630010000111623324050641）在等級(jí)CT1CT15中對(duì)壁厚采用粗一級(jí)公差（見(jiàn)第7章）2）對(duì)于不超過(guò)16mm的尺寸，不采用CT13CT16的一般公差，對(duì)于這些尺寸應(yīng)標(biāo)注個(gè)別公差。3）等級(jí)CT16僅適用于一般公差規(guī)定為CT15的壁厚。同樣計(jì)算兩圓軸側(cè)面的加工量為2.0mm。3-3-4要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自GB/T6414-1999） (單位：mm)最大尺寸1）要求的機(jī)械加工余量等級(jí)大于至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014100016000.711.422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571014204000630011.422.845.581116226300100001.11.52.234.5691217241）最終機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。2）等級(jí)A和B僅用于特殊場(chǎng)合，例如，在采購(gòu)方與鑄造廠(chǎng)已就加持面或者基準(zhǔn)目標(biāo)商定模樣裝備、鑄造工藝和機(jī)械工藝的成批上產(chǎn)情況下。剎車(chē)支架小軸側(cè)面凸出M12螺絲安裝臺(tái)端面加工尺寸為28，其加工量為：4.6/2+0.5=2.8，圓整取加工量為3.0mm。剎車(chē)支架大軸側(cè)面凸出M16螺絲安裝臺(tái)端面加工尺寸為32，其加工量為：5/2+0.5=3.0。剎車(chē)支架安裝座加工尺寸為140x100x24,基本尺寸為140，位于澆注位置的側(cè)面，其加工量為7/2+1.5=5.0mm。3.4 起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱(chēng)拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚（如圖3-4-1中圖1）、增減鑄件壁厚（如圖3-4-1中圖2）或者減小鑄件壁厚（如圖3-4-1中圖3）的方法來(lái)形成。圖3-4-1在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過(guò)鑄件的壁厚工差要求。鑄件的起模斜度值參考表3-4-1起模斜度（JB/T 5105-1991）。表3-4-1起模斜度 （摘自JB/T 5015-1991）測(cè)量面高度Hmm起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣AA mmAA mm103300.64000.810401501.42051.6401000501.60551.61001600351.60402.01602500302.20352.62504000303.60354.24006300254.60305.663010000205.80257.41000160002511.61600250002518.22500025該剎車(chē)支架零件垂直分型面的高度大于40不超過(guò)100mm的，采用金屬模樣造型，中間澆注，分型面在剎車(chē)支架中中間對(duì)稱(chēng)面上，依據(jù)表3-4-1起模斜度（JB/T 5105-1991）以及表3-3-3鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999），綜合比較，為了使脫模順利，增大起模斜度，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為0.5，即每個(gè)垂直分型面的側(cè)面均加起模斜度為0.5。根據(jù)以上結(jié)果，最終確定剎車(chē)支架鑄件三維圖如圖3-4-2剎車(chē)支架鑄件三維圖，通過(guò)軟件計(jì)算該剎車(chē)支架鑄件質(zhì)量為8.6255kg。圖3-4-2剎車(chē)支架零件三維圖3.5 砂芯設(shè)計(jì)依據(jù)前文分析，剎車(chē)支架中兩軸孔要鑄出，所以該處設(shè)計(jì)垂直砂芯，兩個(gè)砂芯尺寸分別為24X48.5，28X68.5。 設(shè)計(jì)兩個(gè)圓柱砂芯的心頭高度，查表3.5.1垂直芯頭的高度h和h1，設(shè)計(jì)垂直砂芯芯頭高度，兩處砂芯上芯頭高度都設(shè)計(jì)為25mm，下芯頭高度設(shè)計(jì)為15mm。表3-5-1 垂直芯頭的高度h和h1 (單位mm)L當(dāng)D或者（A+B）/2為下列數(shù)值時(shí)的高度h303060611001011501513003015005017007011000100120002000301515203150202520252025511002530253025302025202530404060101150303530353035253025304060406050705070151300354535453545304030404060507050706080608030150040604060355535554060507050708010080100501700608060804565456550706080608080100801007011000709070906080608080100801001001501001200010012010012080100801008012010015020008012080120100150由h查h1上芯頭高度h1520253035404550556065708090100120150下芯頭高度h11515152020252530303535404550556580查表3-5-2垂直芯頭的斜度a，下芯頭斜度為5，上芯頭斜度為10。表3-5-2 垂直芯頭與芯座之間的間隙S (單位mm)鑄型種 類(lèi)D或（A+B）/25151100101150151200201300301400401500501700701100010011500150120002000濕型0.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.0干型0.51.01.51.52.02.53.03.54.05.06.07.0剎車(chē)支架底部減重方孔平均尺寸為90mm，長(zhǎng)度29mm，該砂芯為水平砂芯，查表表3-5-3 水平芯頭的長(zhǎng)度l，設(shè)計(jì)水平砂芯的心頭長(zhǎng)度為30mm。表3-5-3 水平芯頭的長(zhǎng)度l （單位：mm）LD或者（A+B）/22526505110010115015120020130030140040150050170070110001001150015012000200010020253530403545405050706080101200253530403545455550706080709080100查表3-5-4 水平芯頭的斜度及間隙，設(shè)計(jì)水平砂芯的心頭間隙值為S1=0.5，S2=1.5，S3=2.0。表3-5-4 水平芯頭的斜度及間隙 （單位：mm）D或者（A+B）/25051100101150151200201300301400401500501700701100010011500150120002000濕型S10.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.0S21.01.51.51.52.02.03.03.04.04.04.54.5S31.52.02.02.03.03.04.04.05.05.06.06.0干型S11.01.51.51.52.02.02.52.53.03.04.05.0S21.52.02.03.03.04.04.05.05.06.08.010.0S320.3.03.04.04.06.06.08.08.09.010.012.0最終完成剎車(chē)支架砂芯設(shè)計(jì)如圖3-5-1剎車(chē)支架砂芯圖所示。圖3-5-1剎車(chē)支架砂芯圖最終完成剎車(chē)支架三維砂芯設(shè)計(jì)如圖3-5-2剎車(chē)支架三維砂芯圖所示，其中黃色為砂芯，綠色塊位置為上下模加減胎位置，加減胎設(shè)計(jì)是為了減少砂芯設(shè)計(jì)。圖3-5-2剎車(chē)支架三維砂芯圖3.6 吃砂量確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱(chēng)為吃沙量。由前文可知?jiǎng)x車(chē)支架單件重量為8.63Kg，依據(jù)表3-6-1按重量確定吃砂量表，可確定吃沙量最小尺寸為a=50mm，b=50mm，c=40mm，d=40mm，e=40mm， f=30mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表3-6-1 按鑄件重量確定的吃沙量 （單位mm）鑄件重量/kgabcdef1000040506070901001201502002502753003504004050607090100120150200250275300350400304040505060709010012515017520025030405050607080901001251501752002503040506070100303030405060701201502002252502502504 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 澆注時(shí)間的確定剎車(chē)支架鑄件單件重量為8.63Kg。由于該件為一箱兩件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)表3-2-1鑄鐵件工藝出品率參照成批量生產(chǎn)，確定澆注過(guò)程中的總體金屬液重量，澆冒占比為20%，則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為8.63X2/（1-20%）=21.575Kg。工藝出品率=鑄件重量鑄件重量+澆冒口重量100%表4-1-1鑄鐵件工藝出品率（%）鑄件重量/Kg大量流水生產(chǎn)成批量生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)100085908090對(duì)于重量小于450Kg的形狀復(fù)雜的薄壁鑄鐵件，其澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式（4-1）計(jì)算 t=SGL （4-1）式中t 澆注時(shí)間（s）； GL 型內(nèi)金屬液總重量，包含澆冒口系統(tǒng)重量（Kg）；S 系數(shù)，取決于逐漸壁厚，可由表4-1-2系數(shù)S 和鑄件壁厚 的關(guān)系查出。表中壁厚指鑄件的主要壁厚，對(duì)實(shí)心體鑄件取壁厚=2E（E 為鑄件的當(dāng)量厚度）E=鑄件的體積/鑄件的面積。表4-1-2 系數(shù)S 和鑄件壁厚 的關(guān)系鑄件壁厚 mm2.53.53.588.015系數(shù)S1.631.852.2因?yàn)閯x車(chē)支架鑄件的斜度依據(jù)增加壁厚方式來(lái)形成，故壁厚適當(dāng)取大值計(jì)算。澆注時(shí)間: t=SGL=2.2X21.575=10.22S4.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類(lèi)有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開(kāi)放式、封閉開(kāi)放式等4種類(lèi)型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置（引入位置），可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等4種類(lèi)型。本次支撐座澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用封閉澆注系統(tǒng)、頂注式，查表4-2-1澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用，因?yàn)樵撝巫鶠橹?、小型灰鐵件砂型鑄造，故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為：A內(nèi)：A橫：A直=1：1.1：1.15。表4-2-1 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用截面比例應(yīng)用A直A橫A內(nèi)21.51大型灰鑄鐵砂型鑄造1.41.21中、大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.151.11中、小型灰鑄鐵件砂型鑄造1.111.061薄壁灰鑄鐵件砂型鑄造1.51.11可鍛鑄鐵1.11.21.31.51表面干燥型中、小型鑄鐵件1.21.41表面干燥型重型機(jī)械鑄鐵件1.11.251.11.51干型中、小型鑄鐵件1.21.11干型中型鑄鐵件1241.54球墨鑄鐵件124鋁合金、鎂合金鑄件1.231.221青銅合金鑄件11212鑄鋼件漏包澆注1.50.811薄壁球墨鑄鐵小件底注前文計(jì)算的鑄件總高度106.5mm，鑄件在上箱鑄件高度為6.6縮尺為1%，依據(jù)吃沙量前文查表選取為a=b=50mm，則上砂箱最小高度為6.5X1.01+50=56.565mm，取上砂箱高度100mm（下砂箱取200mm）。確定靜壓頭高度，依據(jù)表4-2-1普通漏斗形外澆口尺寸，初步澆口杯高度尺寸，暫定澆口杯高度為54mm。表4-2-1普通漏斗形外澆口尺寸直澆道下端直徑d/mmD1/mmD2/mmh/mm鐵液容量/Kg165652400.516185854420.618206056440.720226258460.822246460480.924266662501.026286864521.228307066541.3本次設(shè)計(jì)采用底部澆注形式， 則計(jì)算靜壓頭高度為:HP=10+5.4=15.4cm則依據(jù)截面比的關(guān)系A(chǔ)內(nèi)：A橫：A直=1：1.1：1.15。內(nèi)澆道采用截面比設(shè)計(jì)法，則內(nèi)澆道計(jì)算公式為：A內(nèi)=GLt2gp其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道4個(gè)部分的四單元澆注系統(tǒng)，則有： hp=k221+k12+k22Hp=1.1521+1.151.12+1.152x15.4=5.963cmA內(nèi)=GLt2gp=215757.85X0.5X10.22X2X981X5.963=4.97cm2依據(jù)表4-2-2內(nèi)澆道尺寸，選取與計(jì)算的A內(nèi)=4.97cm2稍大的斷面的面積，本次設(shè)計(jì)選取內(nèi)澆口面積為6.0cm2為本次設(shè)計(jì)的內(nèi)澆口總斷面面積，一箱兩件，每件設(shè)計(jì)2個(gè)內(nèi)澆口，設(shè)計(jì)為4個(gè)內(nèi)澆口，則每個(gè)內(nèi)澆口面積為1.5cm2，對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口尺寸a=14mm，b=11mm，c=12mm，則內(nèi)澆道總斷面面積為6.0cm2。表4-2-2內(nèi)澆道尺寸（單位：mm）序號(hào)內(nèi)澆道斷面積A內(nèi)/cm2abcabcabcabcda10.311936464399536.58.520.41194757531096479.530.5119586764101074810.540.611968.66.586.54.511117591250.8141261089851212861013.561.015137119109514149711.51571.218147.5121011106151610712.516.581.52018814111211717181181418.591.82119916121312818201291520.5102.2232110171315131920221491723112.625231117.513.5171392424151018.524.5123.02824121814191410262716112026133.43225121915201510282817122128144.03830122115221610303018132230.5154.54036122216241711323020142432.5165.0423812.523172518113435201525.534175.4444013241825.51912353521152635186.045411425212620123736221627.537199.05650173023342416454228193445.52012.05852223728362820504832223950計(jì)算出橫澆道總斷面面積為A橫=1.1X6=6.6cm2,查表4-2-3澆注系統(tǒng)截面面尺寸，設(shè)計(jì)橫澆道截面面積為3.3cm2的橫澆道，橫澆道布置在直澆道兩側(cè)，則每段橫澆道斷面面積為1.76cm2對(duì)應(yīng)的橫澆道尺寸為：A=17mm，B=13mm，H=22mm。表4-2-3澆注系統(tǒng)截面面尺寸橫澆道直澆道序號(hào)斷面積A橫/cm2A /mmB /mmC /mmA /mmB /mmC /mm序號(hào)斷面積A橫/cm2D/mm11.0119101810611.81522.01510162013823.12032.416111822141034.92543.017132024151147.13053.619142228171259.63564.0201523301813612.64075.0241625352015715.94586.0271728362216819.65097.0281830382417923.755108.03020324026181028.260119.03222344228191133.2651211.03624374530211238701313.03827405232241344751413.83828425533251450.38015174430466036281556.7851619.54632506539301663.790172452365472433317719518285640587846361878.510019346044668651401986.51052038.56545709054432095.21102148655580102604821104115計(jì)算出直澆道總斷面面積為A直=1.15X6=6.9cm2,，故查表4.2.3澆注系統(tǒng)截面面尺寸，直澆道截面面積取6.9cm2，直徑為30mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖4-2-1澆道截面尺寸所示。圖4-2-1澆道截面尺寸5 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)灰鑄鐵和球磨鑄鐵在凝固過(guò)程中都析出石墨并伴隨相變膨脹，有一定的自補(bǔ)縮能力，因而縮松、縮孔的傾向小性較鑄鋼件小。鑄鐵件的補(bǔ)縮應(yīng)以澆注系統(tǒng)后補(bǔ)縮（澆注系統(tǒng)在完成教主以后，對(duì)鑄件的補(bǔ)縮，稱(chēng)為后補(bǔ)縮）和石墨化膨脹自補(bǔ)縮為基礎(chǔ)，只是由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個(gè)需要設(shè)置冒口補(bǔ)縮的鑄件，也必須利用后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮，冒口僅是補(bǔ)充后補(bǔ)和自補(bǔ)不足的差額。本次剎車(chē)支架不設(shè)計(jì)冒口。6 鑄造工藝圖由前文鑄造工藝參數(shù)選取以及吃砂量的確定，因?yàn)橐幌鋬杉a(chǎn)該剎車(chē)支架，可確定鑄造工藝排布圖，剎車(chē)支架的鑄造工藝圖如圖6-1-1剎車(chē)支架鑄造工藝圖所示。圖6-1-1剎車(chē)支架鑄造工藝圖最終確定剎車(chē)支架鑄件圖見(jiàn)附錄一；一箱兩件鑄造工藝布置圖，見(jiàn)附錄二；鑄造工藝卡，見(jiàn)附錄三。7 工藝出品率依據(jù)鑄造工藝圖，建立三維鑄件以及澆注系統(tǒng)三維如圖7-1-1剎車(chē)支架鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖所示，通過(guò)軟件分析各部分質(zhì)量，一箱兩件，單個(gè)鑄件質(zhì)量為8.63Kg，澆注系統(tǒng)質(zhì)量為3.772Kg，則工藝出品率為：8.63X28.63X2+3.122100%=82.1%圖7-1-1剎車(chē)支架鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖8 合箱圖由前文計(jì)算選取的吃沙量以及鑄造工藝排布，選擇砂箱內(nèi)框尺寸，上砂箱內(nèi)框尺寸為：400X350X150，下砂箱內(nèi)框尺寸為：400X350X100。根據(jù)表8-1-1常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸，依據(jù)本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇500X400砂箱尺寸對(duì)應(yīng)的造型機(jī)為Z145。表8-1-1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸砂箱尺寸（mm）400300500400600500800600造型機(jī)Z114A，Z124Z145，ZZ415Z146，ZB326ZB148A，3ZZ318砂箱尺寸8007001000800110090016001200造型機(jī)Z148A，Z158Z2310，Z2410ZB1410ZB1416最終確定剎車(chē)支架的合箱圖如下圖8-1-1合箱圖所示。圖8-1-1合箱圖最終確定剎車(chē)支架的下模板裝配圖如下圖8-1-2下模板裝配圖圖所示。圖8-1-2下模板裝配圖剎車(chē)支架砂芯，芯盒設(shè)計(jì)芯盒材質(zhì)為ZL101，對(duì)開(kāi)式兩半芯盒，芯盒采用定位銷(xiāo)定位，蝶形螺母和活節(jié)螺栓緊固及開(kāi)合。最終確定剎車(chē)支架的芯盒裝配圖如下圖8-1-3芯盒裝配圖圖所示。圖8-1-3芯盒裝配圖致 謝對(duì)孫建波導(dǎo)師和給予指導(dǎo)或協(xié)助完成研究工作的組織和個(gè)人表示感謝。參 考 文 獻(xiàn)1 中國(guó)鑄造協(xié)會(huì).鑄造工程師手冊(cè)(第三版) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2 機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造學(xué)會(huì)編.鑄造手冊(cè)（第5卷：鑄造工藝）（M）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.3 葉榮茂、吳維岡、高景燕.鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（M）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989.引用是學(xué)術(shù)論文的重要寫(xiě)作方法，“參考文獻(xiàn)”是論文中引用文獻(xiàn)出處的目錄表，凡引用本人或他人文獻(xiàn)中的學(xué)術(shù)思想、觀點(diǎn)或研究方法、設(shè)計(jì)方案等，無(wú)論借鑒、評(píng)論、綜述，還是用作立論依據(jù)、學(xué)術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)，都應(yīng)編入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)目錄表。參考文獻(xiàn)應(yīng)是作者親自閱讀或引用過(guò)的，不應(yīng)轉(zhuǎn)入他人文后的文獻(xiàn)。非正式發(fā)表的文獻(xiàn)不可引用；產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)不能作為參考文獻(xiàn)；同一文獻(xiàn)只能在參考文獻(xiàn)中利用一次。注意：(1) 要求嚴(yán)格按照樣例的格式書(shū)寫(xiě)參考文獻(xiàn)，不要錯(cuò)用中文和英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，英文作者的姓在前、名縮寫(xiě)在后；期刊文獻(xiàn)要寫(xiě)出題目和頁(yè)碼。(2) 通過(guò)“插入”“交叉引用”，插入文獻(xiàn)序號(hào)。雙擊序號(hào)能自動(dòng)定位。移動(dòng)引用位置會(huì)自動(dòng)重新編號(hào)。實(shí)現(xiàn)對(duì)一篇文獻(xiàn)的多次引用。(3) 文中所有數(shù)字、英文字母采用The New Roman字體；(4) 表格采用三線(xiàn)格， 其中兩側(cè)粗線(xiàn)用1.5磅，細(xì)線(xiàn)1/2磅；(5) 圖、表標(biāo)題標(biāo)示方法。 例：圖2-1 射砂機(jī)構(gòu)裝配圖；（采用五號(hào)字體）表2-1 射砂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)表；（采用五號(hào)字體，包括表格內(nèi)容）表格內(nèi)容及圖片上的字體比正文小四字體小一號(hào)，采用五號(hào)字。不用此信息時(shí)，刪除此文本框。不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University學(xué)生姓名：李思琪學(xué)生姓名：李思琪學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：17080140208指導(dǎo)教師：孫建波指導(dǎo)教師：孫建波 老師老師剎車(chē)支架工藝設(shè)計(jì)剎車(chē)支架工藝設(shè)計(jì)20202020秋材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)秋材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)答辯鑄造工藝課程設(shè)計(jì)答辯目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)3 3零件分析零件分析1 1鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析2 2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 4冒口與冷鐵設(shè)計(jì)冒口與冷鐵設(shè)計(jì)5 5目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)合箱圖合箱圖8 8鑄造工藝圖鑄造工藝圖6 6工藝出品率工藝出品率7 7 1 1零件分析零件分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.1零件結(jié)構(gòu)信息零件結(jié)構(gòu)信息剎車(chē)支架零件的結(jié)構(gòu)如下剎車(chē)支架零件圖所示，剎車(chē)支架主要為兩個(gè)圓軸與支撐側(cè)板組成，側(cè)板與底面安裝方座垂直，連接中有斜拉筋條，所有孔均需機(jī)械加工，其余加工位置如圖標(biāo)記所示。1 1零件分析零件分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.2技術(shù)要求技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的剎車(chē)支架零件材質(zhì)為HT200，最小抗拉強(qiáng)度為200MPa，布氏硬度為163241HBW，伸長(zhǎng)率0.30.8%抗彎強(qiáng)度為400 MPa，抗壓強(qiáng)度為600800 MPa，抗剪強(qiáng)度為248 MPa，滿(mǎn)足大多數(shù)剎車(chē)支架、剎車(chē)支架零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：1.鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷。2.未注鑄造圓角R3-5。3.毛坯要進(jìn)行退火處理?；诣T鐵具有良好的鑄造性能，材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得，本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造，手工造型，一箱兩件生產(chǎn)該件。1 1零件分析零件分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.3剎車(chē)支架零件三維圖剎車(chē)支架零件三維圖2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.1 造型方法、造芯方法的選擇造型方法、造芯方法的選擇根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，選擇手工造型。2.2 鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇根據(jù)零件的各參數(shù)，對(duì)照表格中的項(xiàng)目比較，選擇砂型鑄造。2.3 鑄型種類(lèi)的選擇鑄型種類(lèi)的選擇根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況選用自硬砂。2.4 鑄件澆注位置的確定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)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車(chē)間的條件決定的。綜合澆注位置選擇原則，考慮到剎車(chē)支架零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，剎車(chē)支架適合采用頂部、底部澆注。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來(lái)，使鑄造工藝簡(jiǎn)單，并易于保證鑄件質(zhì)量。澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，剎車(chē)支架零件可有以下三種分型方案。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇分型方案一：將以剎車(chē)支架零件支架大平面做分型面，將鑄件大部分置于上箱，底部澆注系統(tǒng)適合此分型方案。分型方案一的優(yōu)點(diǎn)是分型面平直，但是將剎車(chē)支架兩個(gè)重要孔上端置于上箱，容易造成鑄造夾渣缺陷。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇分型方案二：將以剎車(chē)支架零件底面最大安裝臺(tái)上平面做分型面，將鑄件完全置于上、下箱之間，底部澆注形式適合方案。分型方案二的優(yōu)點(diǎn)分型面簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是將重要孔軸端面置于于上箱，容易造成重要面的鑄造夾渣缺陷，而且該分型方案，不便于大軸孔側(cè)面做活塊或者做加減胎處理，因?yàn)榉中兔嬷粱顗K下端距離很近，容易造成活塊將砂型破壞進(jìn)而不能順利造型。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇分型方案三：與分型方案一類(lèi)似，只是將上、下箱顛倒，將鑄件大部分置于下箱，定澆注形式適合方案。綜合比較，方案三較為合理，故本次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案三進(jìn)行分型分型，采用頂部澆注系統(tǒng)。3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.2 灰鐵鑄出孔大小確定灰鐵鑄出孔大小確定該剎車(chē)支架為成批生產(chǎn)，依據(jù)表可知，零件圖中孔直徑小于15的孔不鑄出；中M12、M16螺紋孔為后續(xù)機(jī)械加工，不鑄出；兩個(gè)圓軸孔直徑為28、32須鑄出。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530單件或小批生產(chǎn)30503 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.3 加工量確定加工量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢；加工余量太大，會(huì)增加機(jī)械加工的工作量，且浪費(fèi)金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件的機(jī)械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件公差等級(jí)為CT12該剎車(chē)支架的加工等級(jí)為F級(jí)。兩圓軸側(cè)面的加工量為2.0mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.3 加工量確定加工量確定剎車(chē)支架小軸側(cè)面凸出M12螺絲安裝臺(tái)端面加工尺寸為28，其加工量為：4.6/2+0.5=2.8，圓整取加工量為3.0mm。剎車(chē)支架大軸側(cè)面凸出M16螺絲安裝臺(tái)端面加工尺寸為32，其加工量為：5/2+0.5=3.0。剎車(chē)支架安裝座加工尺寸為140 x100 x24,基本尺寸為140，位于澆注位置的側(cè)面，其加工量為7/2+1.5=5.0mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.4 起模斜度起模斜度 為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱(chēng)拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚、增減鑄件壁厚或者減小鑄件壁厚的方法來(lái)形成。在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過(guò)鑄件的壁厚工差要求。該剎車(chē)支架零件垂直分型面的高度大于40不超過(guò)100mm的，采用金屬模樣造型，中間澆注，分型面在剎車(chē)支架中中間對(duì)稱(chēng)面上，綜合比較，為了使脫模順利，增大起模斜度，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為0.5，即每個(gè)垂直分型面的側(cè)面均加起模斜度為0.5。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 剎車(chē)支架三維圖剎車(chē)支架三維圖佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.5 砂芯設(shè)計(jì)砂芯設(shè)計(jì)剎車(chē)支架砂芯圖佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.5 砂芯設(shè)計(jì)砂芯設(shè)計(jì)剎車(chē)支架三維砂芯圖黃色為砂芯，綠色塊位置為上下模加減胎位置，加減胎設(shè)計(jì)是為了減少砂芯設(shè)計(jì)。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.6 吃砂量吃砂量確定確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱(chēng)為吃沙量。剎車(chē)支架單件重量為8.63Kg，依據(jù)表確定吃沙量最小尺寸為a=50mm，b=50mm，c=40mm，d=40mm，e=40mm，f=30mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)鑄件重量鑄件重量/kgabcdef1000040506070901001201502002502753003504004050607090100120150200250275300350400304040505060709010012515017520025030405050607080901001251501752002503040506070100303030405060701201502002252502502504 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類(lèi)有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開(kāi)放式、封閉開(kāi)放式等4種類(lèi)型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置（引入位置），可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等4種類(lèi)型。最終確定各澆道截面尺寸如下圖澆道截面尺寸所示。4 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5冒口與冷冒口與冷鐵設(shè)計(jì)灰鑄鐵和球磨鑄鐵在凝固過(guò)程中都析出石墨并伴隨相變膨脹，有一定的自補(bǔ)縮能力，因而縮松、縮孔的傾向小性較鑄鋼件小。鑄鐵件的補(bǔ)縮應(yīng)以澆注系統(tǒng)后補(bǔ)縮（澆注系統(tǒng)在完成教主以后，對(duì)鑄件的補(bǔ)縮，稱(chēng)為后補(bǔ)縮）和石墨化膨脹自補(bǔ)縮為基礎(chǔ)，只是由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個(gè)需要設(shè)置冒口補(bǔ)縮的鑄件，也必須利用后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮，冒口僅是補(bǔ)充后補(bǔ)和自補(bǔ)不足的差額。本次剎車(chē)支架不設(shè)計(jì)冒口。6 6 鑄造工藝圖鑄造工藝圖7 工藝出品率工藝出品率7 工藝出品率工藝出品率剎車(chē)支架鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖剎車(chē)支架鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖8 合箱圖合箱圖剎車(chē)支架的合箱圖剎車(chē)支架的合箱圖8 合箱圖合箱圖剎車(chē)支架的下模板裝配圖剎車(chē)支架的下模板裝配圖8 合箱圖合箱圖剎車(chē)支架的芯盒裝配圖剎車(chē)支架的芯盒裝配圖佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University