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1、方殼型底座鑄造工藝設計 目錄 第一章 概述 4 1.1 研究背景 4 1.2 本文的結構安排和主要內(nèi)容 5 1.3 本文的主要創(chuàng)新與研究不足 5 第二章 材料的確定 6 第三章 結構工藝分析 6 第四章 工藝方案的設計 7 4.1 鑄型種類及方法確定 7 4.2 型芯結構及制造 8 4.3 分型面的篩選 8 4.4 鑄造位置及澆注口的確定 8 4.5 鑄造工藝設計 8 第五章 方殼型底座鑄件工藝參數(shù)確定 10 5.1 加工余量 10 5.2 拔模斜度 10 5.3 收縮量選擇 10 5.4 型芯及型芯頭選擇 11 第六章 澆注系統(tǒng)的擬定

2、11 6.1系統(tǒng)作用與結構分析 11 6.2橫澆道及其結構 11 6.3各組元截面尺寸確定 11 6.4系統(tǒng)引注位置的選用 11 6.5冒口及尺寸確定 11 第七章 底座工藝設計 13 7.1 澆注位置 13 7.2 模型制作 13 7.3 生產(chǎn)要點 14 第八章 總結 15 致謝 17 參考文獻 19 1 論文版面格式： 方殼型底座鑄造工藝設計 摘要：在中華文明5000多年的歷史的創(chuàng)造過程中，鑄造生產(chǎn)做出了巨大的貢獻。方殼型鑄造在機械制造業(yè)中的地位是特別的重要的。她不會因為質量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量而受到限制。而用于

3、裝軸瓦的部分總稱殼件，軸承蓋是它的上半部分，滑動軸承座是她的下半部分?；瑒虞S承座設計?；瑒虞S承座主要由材料為HT200或Zg200~Zg400的鑄鐵制成。大面積運用于冶金、礦山、運輸系統(tǒng)、環(huán)保設備?；瑒虞S承座在鑄造過程中的技術要求特別的嚴苛。通過對滑動軸承座的研究，獲得了滑動軸承座的鑄造工藝。根據(jù)鑄件和生產(chǎn)數(shù)量的要求，復雜薄壁基礎鑄件的結構特點和技術難點得到了分析，并進一步優(yōu)化了工藝措施。經(jīng)過我們的實驗證明：選擇對的澆注位置，使用合理的冒口，工藝補貼及冷鐵、砂芯等多種工藝措施生產(chǎn)，能有效解決基礎型腔加工面尺寸變小的問題，大大提高鑄件的合格率。 關鍵詞：方殼型鑄造;技術要求;鑄造工藝 C

4、asting Technology Design of Square Shell Base Abstract:During the 5,000-year history of Chinese civilization, casting production has made great contributions. The square shell casting is very important in the machinery manufacturing industry. It is not limited by quality, size, type of material or

5、volume. The bearing cover is the upper part and the sliding bearing seat is the lower part. Sliding bearing block design. The sliding bearing block is mainly made of cast iron HT200 or Zg200~Zg400. Widely used in metallurgy, mining, transportation system, environmental protection equipment. The tech

6、nical requirements of sliding bearing block in casting process are especially strict. Through the study of sliding bearing block, the casting technology of sliding bearing block is obtained. According to the requirements of castings and production quantity, the structural characteristics and technic

7、al difficulties of complex thin-walled foundation castings are analyzed, and the technological measures are further optimized. Through our experiments, it has been proved that choosing the right pouring location, using reasonable riser, process subsidy, cooling iron, sand core and other technologica

8、l measures can effectively solve the problem of reducing the size of the processing surface of the basic cavity and greatly improve the qualified rate of the casting. Keywords: Square shell mold casting; Technical requirements; Casting process 第一章 概述 1.1 研究背景 得益于計算機技術的發(fā)展，采用模擬軟件對鑄件的凝固和充型過程進行了模擬。

9、解決了模擬生產(chǎn)周期長、成本巨大、鑄件質量很難得到保證的一些不足之處。本文以該基礎為研究對象，采用傳統(tǒng)的鑄造工藝設計方法進行鑄造工藝設計。然后用SolidWorks軟件繪制了鑄件的三維實體圖，并用Anycasting軟件測試了鑄件的充型和凝固的過程。從模擬測試的結果可以看出，對該工藝進行了再優(yōu)化，得到了最后的鑄造工藝方案，以滿足鑄造生產(chǎn)的要求。 最常見的數(shù)控機床加工中心是臥式加工中心，它具有很高的技術含量，數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展水平的標志性產(chǎn)品之一就是臥式加工中心。臥式加工中心適用于成批生產(chǎn)復雜的零件和高精度的產(chǎn)品，特別適用于加工箱體和結構復雜的零件。在汽車、航天、造船、發(fā)電、儀器儀表、輕工紡織、電

10、子電器、小模具等行業(yè)中廣泛應用于繁雜的零件的精密高效的加工。為了確保臥式加工中心的穩(wěn)定性和精度，要求機床的底座、立柱和滑塊均采用優(yōu)質鑄鐵，具有良好的抗震性能。為了使產(chǎn)品的質量得到提升，在生產(chǎn)大型移動式立柱臥式加工中心的軸承座（也就是方殼型底座）時，必須對產(chǎn)品結構或鑄造工藝進行優(yōu)化和改進。對鐵水注射模和巖漿澆注后鑄件的溫度場進行了模擬分析，使鑄造工藝得到了極大的優(yōu)化，從而能夠生產(chǎn)出合格的符合人們要求的鑄件。 1.2 本文的結構安排和主要內(nèi)容 制造業(yè)的重要組成部分是鑄造業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位。汽車、石化、鋼鐵、電力、造船、紡織、裝備制造等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎都是鑄造。在機床、泵閥、柴油機產(chǎn)

11、品上占80%，在電機、煤礦機械產(chǎn)品里，鑄件占了45%，在汽車產(chǎn)品上占30%。這幾年來，得益于計算機技術的迅速發(fā)展，計算機及其軟件在產(chǎn)品開發(fā)、設計、分析和制造中的應用已成為提高產(chǎn)業(yè)競爭力的重要手段。只要在計算機軟件中輸入鑄造模型、鑄造材料、鑄造合金的熱物理性能和鑄造合金的凝固特點，就可以完整的預測缺陷的可能位置。所以，結合起傳統(tǒng)鑄造工藝設計和現(xiàn)代計算機模擬，可以大大提高鑄造行業(yè)的競爭力。本文采用傳統(tǒng)的鑄造工藝設計方法對異形底座的鑄造工藝進行了設計，并用計算機軟件模擬對其凝固過程進行了模仿。并且把模擬的結果進行了優(yōu)化工藝，滿足了鑄件技術要求。 1.3 本文的主要創(chuàng)新與研究不足 1.3.1 技術

12、方面 （1）鑄造難度：雖然合金具有的流動性良好，但液態(tài)金屬在薄壁、又窄又小的通道中，如果工藝較遠，冷卻的速度又很快，不容易填滿型腔，中間的隔板就會很容易變冷。 （2）中間隔板必須要光滑：因為中間隔板尺寸大的原因，壁厚只有三毫米，是未加工的部分，只要有一點點不均勻或傾斜，就會導致導致整個鑄件型腔尺寸的不均勻。 （3）解決內(nèi)腔非加工面尺寸控制問題應采取哪些措施：整個非加工內(nèi)腔導致直徑內(nèi)法蘭表面尺寸的精度很低，控制內(nèi)腔尺寸具有很大的難度大等。 （4）生產(chǎn)工藝復雜：因為鑄件的結構比較特殊，工藝措施必須包括掛胎、座胎，內(nèi)腔的不加工決定了翻箱、測壁厚、取樣等各種工序的操作都取決于內(nèi)腔是否加工。

13、1.3.2 解決關鍵問題 （1）鑄件位置：選擇帶密封槽的法蘭端面作為鑄件的重要面。所以，對他的要求是無氣孔、無漏渣。當法蘭朝上時，吊胎、座胎、三箱形狀，上面是最大壁厚，下面則是最小壁厚，即使這對鑄件收縮有幫助。但液態(tài)金屬填充后，鑄件頂部法蘭端面會產(chǎn)生大量氣孔渣，密封槽的氣密性會受到影響，影響鑄件的使用。如果選擇法蘭端面的形狀使兩個盒子朝下，則將冷卻鐵放置在主表面上。利用冷卻鐵的冷卻效果，不僅可以使方法的端面更加密集，而且密封槽表面沒有氣孔、夾渣和漏氣現(xiàn)象。 （2）內(nèi)法蘭成形及尺寸控制 如果選用刮刀型腔，必然會產(chǎn)生以下這些缺點：①因為內(nèi)胎刮板尺寸大，內(nèi)法蘭尺寸又很長，在刮板形成輪廓的過程中

14、，與型砂接觸后會產(chǎn)生阻力。②在刮刀旋轉的過程中，操作者肉眼看不見圓形是否形成，只有憑感覺來，所以表面和端面必然會產(chǎn)生造型砂松動的現(xiàn)象，導致尺內(nèi)表面粗糙不平的現(xiàn)象。③因為內(nèi)法蘭端面未加工，在刮刀的拔出過程中難以避免地會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，造成內(nèi)腔大小不均勻。 第二章 材料的確定 灰鑄鐵主要用于薄壁、形狀復雜的澆注料。灰鑄鐵具有耐磨性好、流動性好、凝固收縮小、抗壓強度高、減震性好、使用時有足夠的強度和剛度，價格適宜等特點。主要承受壓力的是滑動軸承座，它能滿足滑動軸承座的工作要求。所以，我們選擇灰鑄鐵件。在灰鑄鐵中，常用的HT200具有良好的性能，加工和鑄造起來很方便。所以，就選擇HT200作為鑄造材

15、料。 第三章 結構工藝分析 滑動軸承座的組成部分主要是上蓋、底座和軸瓦組成。由分配可知，上孔太小，無法鑄造，鑄造圖如圖1所示?；瑒虞S承座中心孔距一百三十二毫米，圓形外徑二十二毫米，長二十四毫米，支撐板厚六毫米，層高二十五毫米。適用于小型鑄件。主軸承徑向負荷大，使用簡單，無需安裝軸承，且軸承內(nèi)表面不承受負荷部分的油槽，使油能通過油孔和油槽，進入間隙，具有潤滑保養(yǎng)的作用。因為它經(jīng)常處于壓縮應力和摩擦狀態(tài)，所以它需要有承受壓力和磨損的能力。通過對“金屬成形工藝設計”的比較分析，我們可以得出：因此，選擇灰鑄鐵HT200作為鑄造材料。 圖1 第四章 工藝方案的設計 4.1 鑄型種類及方法確

16、定 根據(jù)鑄造模具的性能，鑄件可分為砂型鑄造、特種鑄造和快速成型。砂型鑄造的成型材料是砂型，通過手工或機械方法在砂箱中產(chǎn)生型腔和鑄造系統(tǒng)的一種制作方法。它不會因為鑄造質量、尺寸、材料種類和生產(chǎn)批次而受到限制，原料的來源十分廣泛，價格便宜，因此得到了廣泛的應用。砂模鑄造的濕型鑄造更適用于中小型鑄件，更適用于大批量生產(chǎn)線。 滑動軸承座在工程中應用的范圍非常的廣?；瑒虞S承具有簡單的內(nèi)部結構，主要由內(nèi)腔和小孔組成。表面的形狀比較復雜，但對于表面質量的要求沒有特殊的強調；從尺寸上看，它屬于小尺寸造型；由于選用灰鑄鐵材料，生產(chǎn)量不大，沒有太多的技術要求，綜合分析并考慮選用砂型鑄造，模具類型潮濕，運用手工

17、分型，因此在滿足要求的同時，操作靈活，工藝裝備齊全。當需要采用機械自動化時，它簡單、成本低、生產(chǎn)率高。 4.2 型芯結構及制造 滑動軸承座部分為圓柱形，因此芯部應為圓柱形，直徑應小于四十毫米，芯部相對簡單，因此采用整體芯盒制芯的制芯方法。 4.3 分型面的篩選 在選擇分型面的時候，應在確保鑄件質量的前提下，最大化的簡化工藝。對于外觀復雜、質量要求不高的小批量鑄件，應先選擇分型面，以節(jié)省人力和物力。因為滑動軸承座具有明顯的分型結構和垂直分型面，可選用以下類型： 軸承箱的對稱表面用作分型面。該方法思路簡潔，和最大截面原則最為符合，但不利于引入內(nèi)鑄口，鑄口的選擇極大的影響著鑄件質量

18、。 選擇分型面，分型面平整，位于砂箱中，大部分模具容易拉拔，核心，提高了鑄件尺寸精度和生產(chǎn)效率，而且只有唯一一個分型面，有利于鑄件充型時，其他不合理的分類方案不再是一個列表，難怪達不到分類原則，對精密鑄造零件分類方法影響較大等。 4.4 鑄造位置及澆注口的確定 根據(jù)重要面轉移原理，滑動軸承下面是重要面，因為部件有多個面，所以較大的面向下，而向上的面采取措施保證質量，如加大加工余量，薄面向下原則，大平面原則?；瑒虞S承的表面或薄壁部分，在下模鑄造時，要垂直，并盡量加強底板，以防止鑄件短少、冷隔等缺陷的出現(xiàn)；從厚斷面向上的原則來看，滾動軸承應為厚斷面，兩端如下，這有利于立管和冷鐵的放置。根據(jù)鑄

19、件的凝固方式和特點選擇鑄造澆口，以保證鑄造模具的充型和鑄造質量，盡可能選擇有利的鑄造位置，分析結構和造型位置，選擇筒體右上角作為鑄造澆口。以避免直接鑄造的沖擊造成的影響，并便于抽芯、除砂和檢驗。 4.5 鑄造工藝設計 4.5.1 鑄件輪廓及收縮率的確定 底座的最大外形直徑為九十二毫米，高度為三十五毫米。材料為ZL101A，由石膏模精密鑄造而來。鑄件公差應根據(jù)一定的標準來進行選擇。未注圓角的壁厚有四毫米，熱處理按T6處理，加工余量為兩毫米。根據(jù)規(guī)定的公式計算石膏型精密鑄造的線收縮率。經(jīng)綜合計算，熔模收縮率為百分之零點四，石膏模脫水收縮率為百分之零點二，鑄件收縮率為百分之一，整體收縮率為百分

20、之一點六。 4.5.2 鑄造工藝方案的確定 根據(jù)底座的零件形狀，選擇底部澆注系統(tǒng)，澆注時間由公式就可以得出，其中，用t代表澆注時間，千克代表的是鑄件重量，重量為零點二三八千克。是鑄件的平均壁厚八毫米。 插入數(shù)據(jù)計算澆注時間為兩秒，由于基礎較小，澆注系統(tǒng)各構件的截面積比按照規(guī)定公式選取，直澆道總截面積取一點五到三平方厘米。由于石膏模鑄造系統(tǒng)的截面積比砂模鑄造的截面積小百分之二十左右，結合鑄件的尺寸結構，直澆道的最小總截面積設置為零點八平方厘米，再進行后面的公式計算。澆口槽下端直徑可按直徑十八毫米、高度為二十毫米來計算。梯形轉輪的橫截面積為一點六平方厘米。采用漏斗形澆口杯，具體尺寸為直徑六百

21、三十毫米、高度二十毫米。采用熱節(jié)距法設計了5根高度為二十二毫米、直徑為十六毫米的圓柱立管。將設計的鑄造工藝繪制成三維模型。 4.5.3 數(shù)值模擬的參數(shù)確定 將三維模型圖轉換為*STL格式并導入模擬專用的軟件。鑄造材料的導熱系數(shù)為每平方厘米零點零零一卡爾。用石膏作為填充材料，導熱系數(shù)為每平方厘米零點二三卡爾。網(wǎng)格劃分為200萬個網(wǎng)格。鑄模預熱溫度設為一百五十攝氏度，鑄造溫度設為七百攝氏度。 數(shù)值模擬結果表明，鑄件在透明區(qū)凝固，在暗區(qū)仍處于液態(tài)或半液態(tài)。當時間為十五點四秒時，內(nèi)轉輪和環(huán)轉輪完全凝固，立管上端開始凝固。當時間為二十六點一秒時，主流道一大半都凝固了，兩個冒口凝固，這個時候鑄造溫度

22、還是在一個很高的溫度，可以解釋為：①冒口的補縮作用并沒有發(fā)揮出來；②該部位冒口設置不合理。當時間為三十八點三秒時，整個鑄件的溫度在慢慢的減少，只有澆注系統(tǒng)的轉輪杯依然沒有凝固，整個鑄件的液相線向中心收縮。在這個時候，五個冒口中的四個已經(jīng)完全凝固，進料功能已經(jīng)失去了。當時間為四十八點二秒時，在切割面位置的平底環(huán)的基礎上，沒有液體的凝固，且液體口部的區(qū)域保持連通時，最終凝固區(qū)域就不能再成為基礎，因為液體不能將口向下，所以會留下鑄造缺陷，優(yōu)化鑄造工藝改進。 4.5.4 優(yōu)化工藝的凝固過程數(shù)值模擬 根據(jù)模擬結果，優(yōu)化鑄造工藝，所采用的的措施是：①取消2根冒口的一次凝固，②把最終凝固冒口的尺寸增大，

23、使冒口直徑增加到二十毫米；③增加心環(huán)切面厚度，補貼十三毫米。將優(yōu)化后的鑄造模型重新導入任意鑄造中進行數(shù)值模擬。 優(yōu)化后的鑄造工藝凝固時間很明顯的變長了。當時間為二十一秒時，轉輪已凝固，上平面邊緣已凝固。當時間為三十九點四秒時，直澆道和內(nèi)澆道凝固，液體向中心收縮，兩個較小的冒口凝固，大冒口中仍有較多的液體。當時間為四十八點四秒時，液體面積逐漸縮小，上升管溫度最高，有利于向下進料。當時間為六十八點一秒時，鑄件中只有少量液體沒有凝固，此時冒口中還是有一種比較著名的液體，形成了對鑄件補縮還算良好的效果。利用常規(guī)軟件進行缺陷的預測，使鑄造工藝方案的缺陷定位圖得到優(yōu)化，將缺陷全部轉移到冒口，證明了優(yōu)化工

24、藝的合理性。與此同時，優(yōu)化后的工藝有效地提高了生產(chǎn)效率，鑄件質量為零點二三八千克，鑄件質量為零點三七千克，計算出的生產(chǎn)率為百分之六十四點三。 從優(yōu)化工藝的充型工藝圖可以看出，當液態(tài)金屬充注零點一八秒時，環(huán)形橫向澆口充注，液態(tài)金屬從內(nèi)澆口開始進入模具。充注零點二九秒時，金屬液從下往上平穩(wěn)充注鑄模，把鑄模內(nèi)氣體排出來，有效避免了金屬液的夾帶和氧化。填充零點六九秒時，液態(tài)金屬已填充鑄件的最大上平面，即將開始填充冒口。填充零點八秒時，金屬液填充整個模具，完全填充模具，沒有任何填充缺陷。經(jīng)計算，結晶器內(nèi)液位上升速度約為五點三八厘米每秒，滿足快速澆注的需求。金屬液自下而上充滿，沒有明顯的夾帶現(xiàn)象。 第

25、五章 方殼型底座鑄件工藝參數(shù)確定 5.1 加工余量 零件最大尺寸小于一百二十毫米,加工余量取四毫米。 5.2 拔模斜度 為了便于模具的成型，平行于模具表面方向的拔模量增加，稱為拔模。拔模角度應根據(jù)外觀高度和造型方法確定，中小型木紋拔模角度值為零點五度到三十度。如果形狀高，取下限；如果形狀低，取上限。金屬的拔模角小于木材的拔模角。綜合考慮后，拔模角取40分。 5.3 收縮量選擇 從鑄造材料灰鑄鐵中可以看出，在單件或小批量生產(chǎn)中，收縮率在百分之零點七到百分之一之間，取其上限。因此，選擇收縮率為百分之一的。 5.4 型芯及型芯頭選擇 滑動軸承座內(nèi)腔為圓柱孔。分型方式采用垂直型

26、芯，有利于定位、排氣、落砂穩(wěn)定。根據(jù)基本尺寸，芯長二十四毫米，下芯高為十五毫米。上取芯值為十五毫米，芯頭間隙為零點五到一點五毫米，設為一毫米；五度至十度。以下取芯頭坡度為七度，芯頭坡度為六度到十五度。 第六章 澆注系統(tǒng)的擬定 6.1系統(tǒng)作用與結構分析 系統(tǒng)澆注是指引導砂型中的金屬液流入型腔的通道。一般由澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等組成。澆道杯接收金屬液體，通過澆口流入澆道，然后將其分配給內(nèi)澆道，流入模腔。 6.2橫澆道及其結構 轉輪的主要作用是防止渣進入模腔。通常為了增強其排渣功能，常采用之字形轉輪、穩(wěn)流轉輪或帶濾網(wǎng)的轉輪。 6.3各組元截面尺寸確定 根據(jù)鑄造合金的種類、質量

27、、尺寸、壁厚和鑄造時間，通過簡單的經(jīng)驗公式，可以得到各成分的斷面尺。一比一點五比二適用于大件，一比一點二比一點四適用于大件。直徑一比一點一比一點一五適用于中小件，一比一點零六比一點一一適用于薄壁小件。在生產(chǎn)中，內(nèi)轉輪的最小橫截面積為零點零四平方厘米，直轉輪的最小直徑一般不小于十五到十八毫米。內(nèi)澆道橫截面的平面梯形形狀的特點是平面梯形內(nèi)澆道高度低，入渣困難，廣泛應用于鑄鐵生產(chǎn)中。 灰鑄鐵鑄造系統(tǒng)標準值為二十毫米，十八毫米，八毫米。按內(nèi)澆道橫截面積等于一點三平方厘米計算。從面積水平為一點二米，灰鑄鐵鑄造系統(tǒng)標準值十二毫米，六毫米，十四毫米。直澆道的橫截面積一般為圓形，直徑為一點四厘米，灰鑄鐵澆注

28、系統(tǒng)的標準值直徑為十三毫米。 6.4系統(tǒng)引注位置的選用 澆口式澆口一般位于鑄件中間一定高度的分型面上，內(nèi)澆口在橫向澆口端部十五到四十毫米處開啟，可將金屬液從適當?shù)奈恢靡肽Ｇ弧Ｒ虼?，在澆口處應選用滑動軸承座。 6.5冒口及尺寸確定 對于壁厚均勻的小型鑄件，一般不需要冒口，因此此處省略了冒口。綜上所述，內(nèi)澆道設置在下型的接口上，金屬液從兩端的法蘭以兩種方式注入，有利于法蘭在冷卻過程中收縮。上部型分型面上設有橫向澆口，起到集渣和排渣的作用。在頂部打開一個直的轉輪以提供必要的靜壓，在頂部打開一個轉輪杯以便于澆注。 VIEWCAST是比利時開發(fā)的一個鑄造過程模擬軟件，可以模擬鑄件的充型和凝固

29、過程，預測縮孔、縮松、引氣、夾渣等缺陷，評估鑄造過程是否合理。通過計算得到的冒口和澆注系統(tǒng)在鑄造工藝的軟件中進行建模，然后導入VIEWCAST軟件進行網(wǎng)格細分。電網(wǎng)數(shù)量為一百五十萬。同時設定了其它工藝參數(shù)：砂型初始溫度二十五攝氏度，固相臨界溫度一千四百六十九點九攝氏度，澆注溫度一千五百八十攝氏度，液相臨界溫度一千五百壹拾貳攝氏度。 鑄造初始過程凝固模擬結果。透明是指固相，這個時候金屬液已凝固；不透明表示金屬液相，顏色越亮，液態(tài)金屬的溫度越高。當時間為三百五十三秒時，橫澆道和內(nèi)澆道已經(jīng)全部凝固，鑄件的方形部分的溫度較低；當時間為六百六十一秒時，澆道和鑄件的方形部分已經(jīng)凝固，溫度最高的是整個鑄件

30、的環(huán)形部分。在時間為八百六十一秒時，金屬液進一步凝固，環(huán)部溫度最高，凝固最慢。冒口上部在鑄造前已凝固，環(huán)形部分無法有效填充。當時間為一千兩百六十一秒時，立管完全凝固。鑄件的環(huán)部存在環(huán)形的液島，在最終凝固過程中必須形成縮孔和氣孔缺陷。在整個凝固過程中，沒有自下而上的凝固，因此必須改進鑄造工藝。 造成鑄件質量缺陷的原因是：一是冒口在鑄造前凝固，第一次鑄造不能形成從下往上的凝固順序。有兩個相應的改進方案。第一種方案是在冒口上增加一個絕緣套，以延長冒口的凝固時間，使冒口最終凝固；第二種方案是在鑄件的環(huán)形部分增加一個冷卻器，以減少凝固時間?？紤]到上述兩種方案，增加絕緣套管是生產(chǎn)中常用的一種，既方便又容

31、易。但是，增加環(huán)式冷水機組的操作比較復雜。所以，在原立管上增加4個10毫米厚的保溫套管。改進后的過程再次導入到專業(yè)的軟件中進行數(shù)值模擬。 鑄件的凝固時間從改進前的一千五百五十二秒增加到冒口加保溫套后的兩千零五十二秒。時間為二百八十四秒時，直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道已凝固，鑄件冒口溫度最高；時間為四百八十四秒時，鑄鋼異形座的方形部分已完全凝固；時間為一千零八十四秒時，隨著凝固過程的進行，冒口頸部溫度最高。下面環(huán)形部分的有效進料。環(huán)形部分中心連接的液相區(qū)斷開，成為四個孤立的液相區(qū)。當時間為一千四百八十四秒時，鑄件的環(huán)部已完全凝固，凝固順序從下往上。冒口中只存在最后一種未溶解的液體，實現(xiàn)順序凝固。

32、采用虛擬X射線準則對鑄造缺陷進行了改進。由此可見，冒口和澆道中只存在縮孔和氣孔，鑄件致密均勻，滿足鑄件的技術要求。 第七章 底座工藝設計 7.1 澆注位置 鑄造位置位于大多數(shù)厚法蘭的頂部，法蘭朝下。兩箱造型不僅方便冷凍機的安裝，而且整個鑄件是在一箱中成型的，不易出錯，尺寸精度易于控制。鑄件位置、工藝補貼、冷設定和冒口工藝采用原工藝設計方案。 7.2 模型制作 為了節(jié)省模型成本，采用了兩個刮刀板，其中一個刮刀板成形為外輪廓，懸掛輪胎尺寸為六百三十毫米乘十毫米。另一個刮刀板與四個四分之一的實模板結合使用，形成內(nèi)腔座胎尺寸。四百八十毫米乘十四毫米型腔結構及尺寸控制問題，解決了內(nèi)法蘭問題。取

33、消了原生產(chǎn)工藝的刮刀，采用砂芯形成內(nèi)腔結構，內(nèi)法蘭采用四個四分之一的實模直接在芯盒內(nèi)制作。砂芯直接在箱底制作，既能保證復雜的鑄件外形完整，表面尺寸精度高，又具有操作簡單、生產(chǎn)效率高等特點。 控制鑄造生產(chǎn)過程：為保證內(nèi)腔尺寸精度，在生產(chǎn)中采取以下措施。 ①砂芯制作過程中，應嚴格防止砂芯盒尺寸松動，隨時觀察砂芯盒定位標記的變化，采取相應的對策。 ②砂芯生產(chǎn)完成后，用子網(wǎng)格（十四毫米）測量內(nèi)腔直徑和內(nèi)法蘭高度。如符合圖紙要求，應測量內(nèi)腔側面的垂直度和中間分離器的平整度，防止中間分離器垂直傾斜。 ③工藝補貼 沿立管方向逐漸加大五毫米的技術補貼，防止中間擋板冷隔。同時，結合6個冒口，進一步提高

34、了冒口的進料效率。 ④冷鐵的設置 法蘭端面設有厚度四十到五十毫米，替代鐵冷卻器，以消除表面氣孔、夾渣、針孔等缺陷，保證重要表面的使用要求。 ⑤冒口和暗冒口 除法蘭部分較厚外，其余部分較薄，不需要特殊收縮，因此6個較小的帶形冒口的設計可以滿足法蘭上部鑄件的收縮和排氣。由于法蘭壁厚偏厚，設置6根暗立管補法蘭，防止收縮。 這幾年來，我們一直在運用這種工藝生產(chǎn)，雖然有局部工藝的變化，但還沒有完全消除內(nèi)腔尺縮短的現(xiàn)象，鑄造工藝速度較低。 原因分析：由于法蘭端面裝有冷卻器，且冷卻器上覆蓋著厚厚的石英砂顆粒，在提取固體樣品時，與冷卻器的摩擦阻力較大，無法去除。為了便于清除，在冷鐵和固體樣品之間只

35、放置一層砂浮法，但增加的砂浮法會使內(nèi)法蘭升高約十四毫米，從而縮短內(nèi)腔的尺寸。 7.3 生產(chǎn)要點 ①木模樣制作皮用松木制作，由兩部分組成，下箱外殼高度八百九十二毫米（鑄底加工量為十二毫米，上箱加工量為十四毫米）。上箱體為落地角連接凸臺。根據(jù)鑄造工藝圖制作芯頭和鑄件毛坯形狀。 ②芯樹脂砂造型芯。砂箱及外殼、陶瓷管、立管按工藝圖紙放置，用樹脂砂完成成型；樹脂砂裝入芯箱，放置氣繩、芯鐵、鋼絲繩完成芯制作。從模具，從材料。樹脂砂硬化后，將樹脂砂的表皮去除，芯盒破裂。刷油漆。涂層是介于液態(tài)鐵和樹脂砂之間的絕緣層。外皮去除后，在砂箱中形成的空腔刷漆，從砂箱中取出木材后的砂芯刷漆。核心。是根據(jù)工藝圖紙將

36、涂砂芯轉移到外表面形成的型腔中，實現(xiàn)鑄造結構的過程。 ③鑄件毛重三千八百五十千克，總澆注重量四百五十千克。熔煉設備采用第五中頻感應爐，配備直讀光譜儀、爐前快速分析儀、鑄造袋等相關設備。根據(jù)鑄件的形狀和材料要求，對系統(tǒng)設計進行了較大的調整，熔制工藝對鐵水進行了特殊的制備。澆注：將鑄件上箱的澆口箱中把處理好的鐵液倒進去，然后流入澆口箱下端的直澆道中。澆注系統(tǒng)將兩千三百八十毫米左右的鐵水導入鑄件腔中開始充填。當鐵水充滿時，壓入型腔中的空氣從分型面和冒口排出，需要點火。當發(fā)現(xiàn)冒口內(nèi)的鐵水上升時，應停止?jié)沧ⅲ瑤追昼姾笤龠M行補澆。 ④鑄件冷卻清洗后，在砂箱中完成鐵水的凝固冷卻過程。鑄件將收縮，而領立管

37、將用作補充收縮。將鑄件在砂箱中冷卻至三百攝氏度左右，將鑄件從砂模中取出，然后送至清洗工序，去除澆口，去除芯砂和芯鐵，去除分型面和芯頭以及芯間接縫。使用的工具包括錘子、碳棒、角磨機、風管等。鑄造后，在砂箱的凝固和冷卻過程中，由于冷卻順序不一樣，鑄件會產(chǎn)生殘余應力。因此，薄壁鑄件對整個清洗過程的要求非常的高，不恰當?shù)奶幚頃е铝鸭y。 第八章 總結 在優(yōu)化殼模座鑄造工藝的基礎上，通過理論計算和現(xiàn)場經(jīng)驗，結合MAGMA軟件，確定了方殼型底座的最佳工藝，即：敞開式澆注系統(tǒng)，快速充鐵液，同時保證澆口低速、澆注速度快。系統(tǒng)整體結構為全開式，更分散于流動中，以保證充型過程中溫度均勻，減少局部過熱鑄造，減少

38、了砂型清洗、粘砂等鑄造缺陷。采用數(shù)值模擬軟件對鑄件流場進行模擬，可以清楚地看到鐵水在型腔中的流動過程，可以看出是不是會產(chǎn)生二次渣，對解決磁粉探傷缺陷有很大幫助。也可以直接反映鑄件的凝固順序，有利于工藝設計人員優(yōu)化工藝，改變冷鐵的尺寸和形狀以及冒口的位置和尺寸，從而消除該部位的縮松缺陷。 （1）采用傳統(tǒng)的鑄造方法設計了異形鋼鑄造基礎的鑄造系統(tǒng)和冒口，并用VIEWCAST軟件對鑄造過程進行了模擬。結果表明，異形鋼鑄造基礎環(huán)件最終凝固，不可以有效收縮，存在質量缺陷。 （2）在四根均布立管上加10毫米保溫套管，改善了初始工藝。模擬結果表明，熱點完全轉移到冒口上，鑄件致密均勻，滿足鑄件的技術要求。

39、 通過課程設計，我們鞏固和深化了鑄造工藝課程等相關基礎課程和技術基礎課程知識；掌握了鑄造工藝和工藝模具的設計方法，掌握了使用鑄造工藝手冊等技術資料的基本技能：使我們進一步提升自己的能力。繪畫和文字表達；為將來的工作打下基礎。 本文是鑄造工藝課程設計的項目設計報告。本報告從活動軸承座零件圖的分析入手，逐步確定了方殼型底座鑄造工藝的方案，以及模板、芯盒的設計。過程和數(shù)據(jù)已逐一給出。 在這個課程設計中，團隊發(fā)揮了很重要的作用。在課程設計的開始，我們都去尋找相關的材料，因為我們不熟悉鑄造工藝。 在工程設計過程中，鑄造工藝流程圖毫無疑問是非常重要的，它指出了鑄件的分型面、加工余量、砂芯形狀和尺寸、

40、鑄造系統(tǒng)以及一系列的基本參數(shù)。不懂地方找相關文獻，并征求老師意見。 我們發(fā)現(xiàn)在鑄造工藝設計中，有太多的工藝參數(shù)需要搜索，面對巨大的數(shù)據(jù)信息，如何選擇適合本課題鑄造的相關參數(shù)具有一定的難度。主題設計的嚴謹性和準確性被信息的選擇與否所決定。所以，我們多次向教師征求他們對這個問題的意見，這是因為我們的設計在教師之間的溝通和交流中不斷改進。 通過這門課程的設計，我發(fā)現(xiàn)我并沒有掌握好很多方面的知識。在今后的學習中，我將不斷地復習、討論和探討，以掌握這一理論并將其應用于實踐。 鑄造工藝課程設計對我們進一步了解鑄造領域起到了重要作用。通過實際的工藝設計，我們可以親自參與設計，學習設計思想，這對我們有著

41、重要的意義。 致謝 在寫這篇文章的過程中，作為我的導師，X女士以其嚴謹?shù)膶W習、深刻的知識和廣闊的視野為我營造了良好的學術氛圍。同時，我不僅接受了新的思想，確立了明確的學術目標，了解了基本的思維方式，掌握了一般的研究方法，而且還了解了很多處理人、接受事物和處理世界的原則。其嚴謹寬厚、樸素樸實、平易近人的人格魅力、細致感人的人文關懷等高尚風度，讓人感受到春風和溫暖。正是因為她在百忙之中對全文進行了多次審閱，對細節(jié)進行了修改，并為本文的寫作提供了許多有針對性和有價值的意見，才使本文得以成型。在此，我衷心感謝王先生無懈可擊的奉獻精神、嚴謹認真的學習態(tài)度、深厚的專業(yè)素養(yǎng)和平易近人的待人態(tài)度

42、。同時，我要感謝張先生、趙先生和李先生多年來的修養(yǎng)和教育。 四年的閱讀和生活在這個季節(jié)即將結束，但在我的生活中只是一個逗號，我將面臨另一個旅程的開始。四年的學習，在老師、親戚朋友的大力支持下，經(jīng)歷了艱難困苦，也收獲了很多。由于這篇論文即將發(fā)表，我有很多想法，而且我的心情很長一段時間都不平靜。我崇拜偉人和名人，但我更渴望將我的尊敬和贊美獻給一個普通人，我的導師。我不是你最好的學生，但你是我最尊敬的老師。你嚴謹?shù)膶W習，博學的知識，深刻的思想，開闊的視野，為我創(chuàng)造了一個良好的精神氛圍。與其釣魚，不如教人釣魚，同時停留，沉浸其中，讓我不僅接受新的想法，樹立一個宏偉的學術目標，了解基本的思維方式，從選

43、題到指導論文寫作，通過你仔細的撥號，經(jīng)過深思熟慮。常讓我有“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的感覺。 感謝我的父母，我能得到如此優(yōu)秀的教育，養(yǎng)育的恩典，沒有回報，你將永遠健康快樂是我最大的愿望。當論文即將完成時，我的心情不可能平靜。從項目開始到論文順利完成，有多少尊敬的老師、同學和朋友給了我無聲的幫助，請在此接受我真誠的感謝！同時，謝謝學院為我提供了一個比較設計的良好環(huán)境。另外，我還要特別感謝師姐對我實驗以及論文寫作的指導，她為我完成這篇論文提供了巨大的幫助。還要感謝，XX和XX同學對我的無私幫助，使我得以順利完成論文。同時實驗室的XX老師也時常幫助我，在此我也衷心的感謝他。 至此，再次對

44、關心、幫助我的同學和所有人表示衷心地感謝，假如沒有你們，我將無法想象我會如何度過這段極其具有挑戰(zhàn)性和困難的學習生涯，在這里，我要衷心的祝福你們平安、健康、幸福。 最后，我要感謝所有在我的畢業(yè)設計中幫助過我的導師、朋友和同學，以及我在設計中引用或提到的論文的作者。隨著本科生畢業(yè)論文的撰寫，我四年的大學生活很快就要結束了?；貞浰哪甑娜松?，從對大學生活的無限期待，到教師在課堂上的深刻學術知識，從教室圖書館的奔波，到豐富多彩的業(yè)余生活，這些都是生動而難忘的。光陰似箭，日月如梭。轉眼間，我們就要畢業(yè)了。隨著離校日期的臨近，畢業(yè)論文的完成也即將結束。從項目的開始到論文的圓滿完成，老師、同學和朋友都離不開

45、我的熱情幫助。請接受我誠摯的謝意。 參考文獻 [1] 葉榮茂， 田立志， 張東成. 鋁合金熔模石膏型精密鑄造工藝及發(fā)展[J]. 航天制造技術， 1985(4):38-44. [2] 劉靜安，謝水生. 鋁合金材料的應用與技術開發(fā)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社， 2004. [3] 李弘英， 趙成志. 鑄造工藝設計 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社，2005. [4] 傅建， 彭必友， 曹建國. 材料成形過程數(shù)值模擬[M]. 北京:化學工業(yè)出版社，2009. [5] 鄭賜榮，丁旭，楊家財，等. 基于 AnyCasting 的鋁合金殼體件鑄造工藝模擬分析及優(yōu)化[J]. 熱加工工藝，20

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