(完整word版)鑄造工藝課程設計說明書(完整word版)鑄造工藝課程設計說明書PAGEIIPAGEIII(完整word版)鑄造工藝課程設計說明書鑄造工藝課程設計說明書佳木斯大學佳木斯大學PAGEIIDATE\@"yy-M-d"18-5-12DATE\@"yy-M-d"18-5-12目錄TOC\o"1-3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc511305039”1前言 31.1.1本設計的目的 4_Toc511305043”1.2本設計的技術要求 5_Toc511305045”1.4本領域存在的問題 5HYPERLINK\l”_Toc511305046"1.5本設計的指導思想 6_Toc511305048"2設計方案 6_Toc511305063”2.2支座工藝設計的內容和要求 8_Toc511305066”2。4.1澆注位置的選擇 10_Toc511305068"2.4.3砂箱中鑄件數目的確定 14_Toc511305070”3。1工藝設計參數確定 15_Toc511305072"3.1.2鑄件的尺寸公差 163。1.3機械加工余量 17_Toc511305076”3.2。2澆注溫度和冷卻時間 193。3砂芯設計 19HYPERLINK\l”_Toc511305078”3.3。1芯頭的設計 203。3。2砂芯的定位結構 20HYPERLINK\l”_Toc511305080”3。3.3芯骨設計 213.3.4砂芯的排氣 21HYPERLINK\l”_Toc511305082”3。4澆注系統及冒口,冷鐵,出氣孔的設計 21HYPERLINK\l”_Toc511305083"3。4.1澆注系統的類型和應用范圍 21HYPERLINK\l”_Toc511305084"3。4。2確定內澆道在鑄件上的位置、數目、金屬引入方向 223.5決定直澆道的位置和高度 223.5.1計算內澆道截面積 23_Toc511305089”3。5.4冒口的設計 25_Toc511305091”4。1模樣的設計 26HYPERLINK\l”_Toc511305092”4。1.1模樣材料的選用 26HYPERLINK\l”_Toc511305093"4.1。2金屬模樣尺寸的確定 26HYPERLINK\l”_Toc511305094”4。1。3壁厚與加強筋的設計 26HYPERLINK\l”_Toc511305095"4。1。4金屬模樣的技術要求 264.1。5金屬模樣的生產方法 274.2模板的設計 274。2。1模底板材料的選用 274。2.3模底板與砂箱的定位 27HYPERLINK\l”_Toc511305101"4.3芯盒的設計 28HYPERLINK\l”_Toc511305102”4。3。1芯盒的類型和材質 28HYPERLINK\l”_Toc511305103”4.3.2芯盒的結構設計 28_Toc511305105"4。4.1砂箱的材質及尺寸 28_Toc511305107”致謝 29HYPERLINK\l”_Toc511305108"參考文獻 29第5頁前言本設計的意義機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的.這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位.本設計的目的鑄造工藝課程設計是學完了鑄造工藝基礎課程后，對鑄造工藝過程進一步了解的練習性的教學環節，是學習深化與升華的重要過程，是對學生綜合素質與工程實踐的能力培養應在指導教師指導下獨立完成一項給定的設計任務，編寫符合要求的設計說明書,并正確繪制有關圖表.在課程設計工作中，應綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。應學會依據技術課題任務，進行資料的調研、收集、加工與整理和正確使用工具書；培養學生掌握有關工程設計的程序、方法與技術規范，提高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養學生掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力。通過課程設計，應能樹立正確的設計思想；培養學生嚴肅認真的科學態度和嚴謹求實的工作作風；在工作設計中，應能樹立正確的工程意識與經濟意識，樹立正確的生產觀點、經濟觀點與全局觀點。本設計的意義該課程設計是學完本課程之后的一項重要的實踐，是我們步入社會的一次深刻的鏈接，考察了我們獨立設計,計算,繪圖和分析的能力，同時提高了我們查閱各種設計手冊的能力，通過該課程設計我們了解鑄造工藝設計的一般步驟，需要用到的一些結構都需要我們認真查閱后繪制到圖紙上，通過課程設計我們學會了很多課本上沒有的知識。本設計的技術要求工藝設計學生要在規定的時間(3周）內，必須完成一個中等復雜程度零件的鑄造工藝設計，并完成采用機器造型的主要鑄造技術文件匯（編）制工作。采用CAD出圖，如有條件可以進行三維設計和動態模擬。華鑄CAE10。0模擬軟件可以開放使用.具體任務包括：零件圖1張（A4），鑄造工藝圖1張（A3彩色），模板裝配圖1張(A4），芯盒圖（或裝配圖）1張(A4）,鑄型裝配圖1張(A4)，鑄造工藝卡1張（A4），設計說明書1份（A4）本課題的發展現狀由計算機、網絡技術、傳感技術、人工智能所構成的信息技術近年來在鑄造生產中得到更為廣泛的應用，這正在改變著鑄造生產的面貌，可以說現代鑄造技術的主要特征就是將傳統的鑄造工藝與信息技術融為一體。快速原型技術在鑄造生產中的應用也有了新的發展，它除了可應用于制造新產品試制用的摸樣及熔模鑄造的蠟模外，還可用于直接造出酚醛樹脂殼型、殼芯，他們可直接用來裝配成砂型。在德國震壓造型正在逐步被其它先進的造型設備所取代,而到1999年垂直分型無箱射壓造型、氣流-—氣壓造型、空氣沖壓造型這三類造型線的生產能力之和已占有77%,居于主導地位。國外近年來在智能化型砂質量控制方面有很大發展，特點是利用計算機輔助對型砂質量進行預防性控制。本領域存在的問題由于技術水平和裝備條件等限制,我國鑄造業還不能完全生產出國內各行業所急需的一些關鍵鑄件,特別是一些高難度、高要求的鑄件。要改變目前這種狀況,就必須加大鑄造企業的重組和結構調整，發展專業化生產，進一步擴大優勢企業的規模，提高企業的工藝和裝備水平，必須加大科技投入，建立企業的研發中心并實行產學研三結合的研發體制,推動自主創新,必須把環境保護和勞動保障當作一件大事抓緊抓好,必須大力降低能耗和原材料消耗，必須進一步培養鑄造方面的專業人才，加強職工隊伍的技術培訓，提高全行業職工的技術與勞動素質.本設計的指導思想鑄造工藝課程設計總的程序是:根據已下達的課題任務－零件圖進行詳細的工藝分析后，繪制出鑄造工藝圖。以工藝圖為依據，設計出模板圖和芯合圖，再繪制鑄型裝配圖(合箱圖）,最后編寫設計說明書和工藝卡。本設計擬解決的關鍵問題通過閱讀圖紙，應著重了解以下各點：(1）了解鑄造零件的結構形狀及各投影間的關系，建立零件形狀的明確完整的立體概念，以保證工藝設計及各項設計制圖工作的順利進行；（2）弄清零件圖的各項尺寸,并著重記錄鑄造零件的重量，主要壁厚及最大壁厚,零件最大尺寸（長寬高輪廓尺寸），以供工藝設計使用；(3）零件各項公差要求，零件加工位置及零件各項加工要求(包括邊面光潔度)，并對加工方法做初步了解；(4）零件材質及性能要求，以及圖紙上指出的各項特殊技術要求。設計方案零件結構的鑄造工藝性是指零件的結構應符合鑄造生產的要求，易于保證鑄件品質，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應考慮如下幾個方面：1、鑄件應有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應太薄。2、鑄件結構不應造成嚴重的收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應采取逐漸過渡和轉變的形式，并應使用較大的圓角相連接，避免因應力集中導致裂紋缺陷。3、鑄件內壁應薄于外壁鑄件的內壁和肋等,散熱條件較差，應薄于外壁，以使內、外壁能均勻地冷卻，減輕內應力和防止裂紋.4、壁厚力求均勻，減少肥厚部分,防止形成熱節。5、利于補縮和實現順序凝固。6、防止鑄件翹曲變形.7、避免澆注位置上有水平的大平面結構。零件的材質分析鑄件成型材料為蠕墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵是在鑄鐵材料方面介于球墨鑄鐵與灰鑄鐵之間的一種材科。蠕蟲狀石墨是介于球伏與片狀之間的一種過渡型石墨，因而使這種鑄鐵的材質性能也介于球墨鑄鐵與灰鑄鐵之間。簡要地說，蠕墨鑄鐵具有接近于球墨鑄鐵的強度、剛性，一定的韌性，良好的耐磨性；另一方面，它又具有接近于灰鑄鐵的鑄造性能和熱傳導性能,因此這種鑄鐵材料愈來愈引起人們的注意，并且巳開始在生產上獲得了應用.它具有獨特的性能，在汽車發動機、排氣管、玻璃模具、柴油機缸蓋、制動零、件剎車盤等方面應用取得了良好的效果.其化學成分：（見下表2—1），蠕鐵的碳當量高,加稀土合金后又使鐵水得到凈化，因而使它具有較好的流動性.在碳當量相同的情況下,蠕鐵和灰鑄鐵的流動性相似。蠕鐵的收縮也介于灰鑄鐵和球鐵之間，澆注系統可按灰鑄鐵進行設計.但對致密性要求較高，壁厚相差較大的復雜鑄件，要采用球鐵的澆注和補縮系統。蠕鐵兼有灰鑄鐵和球鐵的良好性能，抗拉強度和屈服強度高于灰鑄鐵，相當于鐵素體球鐵。導熱性接近于灰鑄鐵，因而鑄造工藝方便、簡單、成品率高.蠕鐵有較好的抗生長和抗氧化性能，蠕鐵的耐磨性為中國標準HT300的2.2倍以上,比高磷鑄鐵高1倍,而與磷銅鈦鑄鐵相近。表2—1ZG230—450的化學成分（%)化學成分CSiMnSP含量3.4～3。6%2。4~3。0%0.4％～0.6％〈0。06％〈0.07％支座工藝設計的內容和要求產品生產性質——大批量生產，零件材質—-RuT300，零件的外型示意圖如圖2。1所示,支座的零件圖如圖2。2所示，支座的外形輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm,主要壁厚18mm，最大壁厚20mm,為一小型鑄件；鑄件除滿足幾何尺寸精度及材質方面的要求外，無其他特殊技術要求。圖2.1支座外型示意圖圖2.2支座零件圖支座結構的鑄造工藝性分析零件結構的鑄造工藝性是指零件的結構應符合鑄造生產的要求,易于保證鑄件品質，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應考慮如下幾個方面：鑄件應有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應太薄.鑄件結構不應造成嚴重的收縮阻礙,注意薄壁過渡和圓角鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應采取逐漸過渡和轉變的形式,并應使用較大的圓角相連接，避免因應力集中導致裂紋缺陷。鑄件內壁應薄于外壁鑄件的內壁和肋等,散熱條件較差，應薄于外壁，以使內、外壁能均勻地冷卻，減輕內應力和防止裂紋。壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節。利于補縮和實現順序凝固.防止鑄件翹曲變形。避免澆注位置上有水平的大平面結構。對于支座的鑄造工藝性審查、分析如下:支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm。砂型鑄造條件下該輪廓尺寸允許的最小壁厚查《鑄造工藝學》表3—2-1得：最小允許壁厚為3～4mm。而設計支座的最小壁厚為10mm。符合要求。支座設計壁厚較為均勻，兩壁相連初采用了加強肋，可以有效構成熱節，不易產生熱裂。造型造芯方法的選擇制造鑄型和型芯的工藝過程稱為造型和造芯.造型、造芯是砂型鑄造的最基本的工序，造型時用模樣形成砂型的型腔，澆注后形成鑄件外部輪廓。造芯時用芯盒制成型芯，置于鑄型中經澆注后大多形成鑄件的內部輪廓.通常分為手工造型和機器造型兩大類。砂型鑄造工藝設計中依據實際的生產條件和生產批量，在保證交貨期限的,質量要求下選擇成本最低，生產組織最便捷的造型及制芯方法。支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，鑄件尺寸較小，屬于中小型零件且要大批量生產。采用濕型粘土砂造型靈活性大，生產率高,生產周期短，便于組織流水生產，易于實現機械化和自動化,材料成本低，節省烘干設備、燃料、電力等,還可延長砂箱使用壽命。因此，采用濕型粘土砂機器造型,模樣采用金屬模是合理的。在造芯用料及方法選擇中，如用粘土砂制作砂芯原料成本較低,但是烘干后容易產生裂紋,容易變形。在大批量生產的條件下，由于需要提高造芯效率,且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工藝所需的砂芯采用熱芯盒法生產砂芯，以增加其強度及保證鑄件質量。選擇使用射芯工藝生產砂芯。采用熱芯盒制芯工藝熱芯盒法制芯，是用液態固性樹脂粘結劑和催化劑制成的一種芯砂,填入加熱到一定的芯盒內,貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結劑在很短的時間內硬化。而且只要砂芯表層有數毫米的硬殼即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余熱可自行硬化。澆注位置的選擇與分型面的選擇澆注位置的選擇工藝設計鑄件的澆注位置是指鑄件在澆注時在鑄型中所處的位置。考慮的原則:鑄件的主要加工面、主要工作面和受力面應盡量放在底部或側面，以防止產生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷;對于凝固體收縮率較大的鑄造合金,應滿足順序凝固的原則,鑄件厚實部分應盡可能置于上方,利于設置冒口補縮；有利于砂芯的定位、固定和排氣，盡量避免吊芯和懸臂砂芯;大平面應置于下部或傾斜位置,一方夾砂等缺陷。有時為了方便造型，可采用“橫做立澆”、“平做立澆”的方法；鑄件的薄壁部分應置于鑄件的底部或側面，以防澆不到、冷隔等缺陷；在大批量生產中,應使鑄件的飛翅、毛刺最少與易于清除；要避免厚實鑄鋼件冒口下面的受力面產生偏析;盡量使冒口置于加工面上，以減少鑄件清整工作量.確定澆注位置是鑄造工藝設計中重要的環節,關系到鑄件的內在質量,鑄件的尺寸精度及造型工藝過程的難易程度。圖2。3澆注位置的選擇方案方案一圖2.4澆注位置的選擇方案二分析:對于方案一如圖2.3進行綜合分析如下：1.鑄件的A面（如圖2。3所示）為重要加工面,朝上放置容易產生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷。2。鑄件的重要部分也沒能全部置于下部。對于方案二如圖2。4進行綜合分析如下：1。鑄件的重要部分全部置于下部,這樣置于下部的重要部分可以得到上部金屬的靜壓力作用下凝固并得到補縮,組織致密。2.鑄件的重要加工面A面、B面（如圖2。4所示）位于側立面，比較光潔，產生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷的可能性小。綜合比較，方案二更加科學可行.分型面的確定分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。分型面的優劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產率。初步對支座進行分型有：方案一如圖2。5、方案二圖2。6、方案三圖2.7.圖2。5分型面確定方案一圖2。6分型面確定方案二圖2.7分型面確定方案三而選擇分型面時應注意一下原則：1.應使鑄件全部或大部分置于同一半型內2。應盡量減少分型面的數目3.分型面應盡量選用平面4。便于下芯、合箱和檢測5。不使砂箱過高6.受力件的分型面的選擇不應削弱鑄件結構強度7。注意減輕鑄件清理和機械加工量對方案一如圖2。5進行綜合分析如下：鑄件沒有能盡可能的位于同一半型內，這樣會因為合箱對準誤差使鑄件產生偏錯。也有可能因為合箱不嚴在垂直面上增加鑄件尺寸.砂芯不能全部位于下半型內。上箱難于取出模樣。對方案二如圖2。6進行綜合分析如下：鑄件沒有能盡可能的位于同一半型內,這樣會因為合箱對準誤差使鑄件產生偏錯。也有可能因為合箱不嚴在垂直面上增加鑄件尺寸。對方案三如圖2.7進行綜合分析如下：鑄件全部置于同一半型內，此方案較之方案一與方案二更加科學可行.砂箱中鑄件數目的確定支座輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，單件質量約為4kg，因此看鑄件為小型簡單件。如果一箱一件生產則工藝出品率會較低，如此生產成本較高.所以采用一箱四件生產。這樣工藝出品率大幅提高，生產成本也大大降低。初步選取砂箱尺寸由《鑄造實用手冊》查表得：上箱為450×350×200mm下箱為450×350×200mm由《鑄造實用手冊》查表得:a〉20e>30f〉30鑄件在砂箱中排列最好均勻對稱，這樣金屬液作用于上砂型的抬芯力均勻，也有利于澆注系統安排，在結合已經確定分型面及澆注位置以及砂箱尺寸，基本確定鑄件在砂箱內的排列如圖2.8所示，其中模樣的吃砂量基本確定為：a1=30a2=40e1=70e2=70f=35圖2。8砂箱中鑄件排列示意圖設計說明鑄造工藝參數是指鑄造工業設計時需要確定的工藝參數，工藝參數的選擇是鑄造工藝設計的重要內容。對指導鑄造工藝設計與鑄造生產具有重要作用，主要包括以下內容：工藝設計參數確定鑄造工藝設計參數通常是指鑄型工藝設計時需要確定的某些數據，這些工藝數據一般都與模樣及芯盒尺寸有關，及與鑄件的精度有密切關系，同時也與造型、制芯、下芯及合箱的工藝過程有關。最小鑄出的孔和槽鑄件上的孔和槽是否鑄出,要根據具體情況而定,一般較大的孔和槽直接鑄出來，以節約金屬減少機械加工,較小的孔和槽則不宜鑄出。根據支座的輪廓尺寸160mm×135mm×100mm由《鑄造工藝設計》查表得：最小鑄出孔約為6mm支座的孔Φ25（如圖3。1所示）考慮加工余量后直徑為19mm，厚度為23mm。該孔直徑比較大，高徑比也不大,則應該鑄出。支座的孔Φ14(如圖3.1所示)考慮加工余量后直徑為8mm，厚度為27mm。該孔直徑較小，高徑比較大，不應該鑄出,機械加工較為經濟方便。圖3。1最小鑄出孔示意圖鑄件的尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件公稱尺寸的兩個允許極限尺寸之差.在這兩個允許極限尺寸之內，鑄件可滿足機械加工、裝配和使用要求。影響鑄件尺寸精度的主要原因有：鑄造合金，鑄件的結構,鑄造方法,鑄造工藝設計水平,操作水平，造型、造芯設備及工裝的精度，造型、造芯材料的性能，鑄件的精整和表面質量，生產技術管理和質量控制手段等等。鑄件尺寸精度要求越高，對上述影響因素的要求和控制應越嚴，但鑄件的成本也越高。因此,產品設計,必須用價值工程的理念考慮鑄件的尺寸公差等級;生產廠家必須從實際出發綜合考慮各種因素，達到既保證鑄件質量又不過多的增加生產成本的目的.總的來說，提高鑄件尺寸精度是一項系統工程，要有計劃的去做逐步提高，只有提高了產品質量，只有性價比合理的產品，在市場上才有競爭力.支座為砂型鑄造機器造型大批量生產，由《鑄造工藝設計》查表得:支座的尺寸公差為CT8～12級，取CT9級。支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，由《鑄造工藝設計》查表得：支座尺寸公差數值為2.5mm.機械加工余量機械加工余量是指為了保證鑄件加工面尺寸和零件精度，工藝設計時，在鑄件代加工面上預先增加的而在機械加工時切削掉的厚度.機械加工余量值由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共十個等級。支座為砂型鑄造機器造型大批量生產,由《鑄造工藝設計》查表1—13得：支座的加工余量為E~G級，取G級。支座的輪廓尺寸為160mm×135mm×100mm，由《鑄造工藝設計》查表1—12得：支座加工余量數值為2。2mm，取2mm。但在分型面及澆注系統設置中,不得已將重要加工面底面朝上放置，這樣使其容易產生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷,所以將采取適當加大加工余量的方法使其在加工后不出現缺陷。將底面的加工余量調整為3mm。鑄造收縮率鑄造收縮率又稱鑄件的線收縮率，用模樣與鑄件的長度之差除以模樣長度的百分比表示：ε=［（L1—L2）/L1］×100％式中ε—鑄造收縮率（％）L1—模樣長度（mm）L2—鑄件長度（mm）鑄造收縮率與鑄造的合金種類、鑄件結構、澆冒口系統結構、鑄型的種類等因素有關。鑄造合金由凝固態變為固態要產生收縮；合金成分與其含量不同，其收縮率也不同，這是鑄造合金的特性.鑄件結構復雜,澆冒口結構阻礙收縮,砂型和砂芯的退讓性差，都要阻礙鑄件由液態轉變為固態的收縮.簡單厚實的鑄件，其鑄造收縮率比結構復雜的鑄件大。結構復雜的大型鑄件，其立體三維方向上的線收縮率各不相同。因此，鑄造收縮率是綜合了各種因素之后，形成的鑄件尺寸的實際收縮率。做模樣時，稱它為縮尺或放縮.為了獲得尺寸精確的鑄件，必須選擇適宜的鑄造收縮率。支座受阻收縮率由《鑄造工藝設計》查表得：受阻收縮率為0。9％。起模斜度為了方便起模，在模樣，芯盒的出模方向留一定斜度，以免損壞砂型或砂芯.這個斜度，稱為起模斜度。起模斜度應設計在鑄件沒有結構斜度，并垂直于分型面的表面上，其大小依起模高度。模樣表面粗糙度值以及造型、芯的方法而定。初步設計的起模斜度如下：外型模的A面(如圖3.2所示）高15mm的起模斜度由《鑄造工藝設計》查表得：粘土砂造型外表面起模斜度為а=1°10＇，a=0.8mm外型模的B面（如圖3。2所示）高115mm的起模斜度由《鑄造工藝設計》查表得:粘土砂造型外表面起模斜度為а=0°25＇,a=1。2mm但是同一鑄件要盡量選用同一起模斜度，以免加工金屬模時頻繁的更換刀具。所以選用同一起模斜度為а=1°10＇，a=0。8mm由于A面,B面（如圖3.2所示)均為非加工表面，因此起模斜度的形式選用增加和減少鑄件尺寸的方法。圖3.2外型模起模斜度示意圖澆注溫度和冷卻時間鑄件在砂型內的冷卻時間短，容易產生變形,裂紋等缺陷.為使鑄件在出型時有足夠的強度和韌性,鑄件在砂型內應有足夠的冷卻時間.支座的冷卻時間由《鑄造工藝設計》查表得：冷卻時間為30～60min.砂芯設計型芯是鑄型的一個重要組成部分，型芯的作用是形成鑄型的內腔，孔洞，阻礙起模部分的外形以及鑄型中有特殊要求的部分。型芯應滿足以下要求:型芯的形狀，尺寸以及在鑄型中的位置應符合鑄件的要求，具有足夠的強度和剛度;在鑄件形成過程中型芯所產生的氣體能及時排出型外；鑄件收縮時阻力小；造芯，烘干，組合裝配和鑄件清理等工序操作簡單。砂芯的設計，主要包括芯頭的設計、芯骨的設計、砂芯排氣設計.必要時，仍有選用及安置芯撐的的設計。芯頭的設計砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。對于垂直芯頭為了保證其軸線垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭尺寸。根據實際設計量取計算砂芯高度：L=97mm砂芯直徑：（A+B）/2=(80+64）/2=72mm芯頭長度初步選取由《鑄造工藝設計》查表得:h=25～30mm取h=30mm出于考慮分型面的選取等因素綜合芯頭選用垂直芯頭并且不能做出上芯頭，只設計下芯頭并且加大下芯頭。下芯頭長度設計修正為：h=30×(1+40％)=42mm芯頭間隙初步選取由《鑄造工藝設計》查表得：s=0。3mm但考慮砂芯為垂直的濕型小砂芯且不設置上芯頭，所以使用過盈的芯頭,過盈量為0。2mm芯頭斜度選取由《鑄造工藝設計》查表得:а≤7取а=7砂芯的定位結構砂芯要求定位準確，不允許沿芯頭軸向移動或繞芯頭軸線轉動。對于形狀不對稱的砂芯，為了定位準確，需要做出定位芯頭。定位芯頭結構如圖3.3圖3.3定位芯頭結構圖芯骨設計為了保證砂芯在制芯、搬運、配芯和澆注過程中不開裂、不變形、不被金屬液沖擊折斷,生產中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其剛度和強度.因為砂芯尺寸較小,而且采用樹脂砂，故砂芯強度較好,砂芯內不用放置芯骨。砂芯的排氣砂芯在澆注過程中，其粘結劑及砂芯中的有機物要燃燒（氧化反應）放出氣體，砂芯中的殘余水分受熱蒸發放出氣體，如果這些氣體排不出型外，則要引起鑄件產生氣孔。而支座的砂芯采用熱芯盒造芯，故不用有意設置排氣道、排氣孔等排氣.澆注系統及冒口，冷鐵，出氣孔的設計澆注系統的類型和應用范圍澆注系統分為封閉式澆注系統,開放式澆注系統，半封閉式澆注系統和封閉-開放式澆注系統。因為封閉式澆注系統控流截面積在內澆道，澆注開始后,金屬液容易充滿澆注系統，呈有壓流動狀態。擋渣能力強，但充型速度快，沖刷力大，易產生噴濺，金屬液易氧化.適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的鑄件小件,所以選擇封閉式澆注系統。確定內澆道在鑄件上的位置、數目、金屬引入方向支座結構較為簡單且是小型件，鑄造時采取一箱四件,故每個鑄件上只用一個內澆道。為了方便造型，內澆道開設在分型面上。因為鑄件采用底座朝上且鑄件全部位于下箱的方式進行鑄造，這樣鑄件凝固順序為由下至上凝固，這樣有利于支座的重要部分先凝固并得到補縮,如此內澆道則設置在底部側面引入金屬液，如圖3.4所示。圖3.4內澆道位置示意圖決定直澆道的位置和高度實踐證明，直澆道過低使充型及液態補縮壓力不足，容易出現鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮凹等缺陷。初步設計直澆道高度等于上沙箱高度200mm.但應檢驗該高度是否足夠。檢驗依據為，剩余壓力頭應滿足壓力角的要求，如下式所列：HM≥Ltgа式中HM--最小剩余壓力頭L——直澆道中心到鑄件最高且最遠點的水平投影距離а-—壓力角由《鑄造工藝學》查表得:а為9～10取10Ltgа=180×tg10≈32mm因為鑄件全部位于下箱,所以剩余壓力頭HM等于上箱高度200mm經過驗證剩余壓力頭滿足壓力角的要求.計算內澆道截面積內澆道是控制充型速度和方向，分配金屬液，調節鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統的金屬液通過內澆道對鑄件有一定補縮作用。由于設計內澆口有四個,因此S內=3/8≈0。4cm2內澆道形狀取梯形斷面形狀如圖3.5圖3。5內澆道截面示意圖《鑄造實用手冊》查表得:a=7mmb=5mmc=7mm計算橫澆道截面積橫澆道的功用是向內澆道分配潔凈的金屬液，儲留最初澆入的含氣和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓，使金屬液流平穩和減少產生氧化夾雜物。由于設計橫澆口有兩個，因此S橫=3×1。2/2=1.8cm2橫澆道形狀取梯形斷面形狀如圖3.6圖3.6橫澆道截面示意圖梯形斷面大小由《鑄造實用手冊》查表得：A=15mmB=10mmC=16mm計算直澆道截面積直澆道的功用是從澆口杯引導金屬液向下,進入橫澆道、內澆道或直接進入型腔。并提供足夠的壓力頭，使金屬液在重力作用下能克服各種流動阻力充型。由于設計直澆口有一個,因此S直=3×1。4=4。2cm2直澆道形狀取圓形截面形狀如圖3.7圖4.4直澆道截面示意圖圓形斷面大小由《鑄造實用手冊》查表1.4-75得：D=25mm為了方便取模直澆道做成上小下大的倒圓錐形，（通常錐度取1/50）。因此直澆道上端是直徑約為：D1=25—（1/50）×150=22mm冒口的設計工藝設計冒口是在鑄型內專門設置的儲存金屬液的空腔,用以補償鑄件形成過程中可能產生的收縮所需的金屬液，防止縮松縮孔的產生并起到排氣集渣的作用。支座所用的蠕墨鑄鐵在凝固時其體積變化情況與一些工業上常用的金屬及合金不同,其特點是在液態冷卻時發生收縮，冷卻至共晶溫度時停止收縮，由于析出石墨而發生膨脹，在接近凝固終了時余下的液態金屬凝固時又開始收縮,直至凝固結束。所以其凝固時的膨脹和液態收縮趨于互相補償。故蠕墨鑄鐵補縮時需要的鐵水量少，而且支座壁厚均勻無厚大壁,所以可利用澆注系統進行補縮不設置冒口。鑄造工藝裝備設計鑄造工藝裝備是造型、造芯及合箱過程中所使用的模具和裝置的總稱。模樣的設計模樣材料的選用模樣是造型工藝過程必須的工藝裝備,用來形成鑄型的型腔，因此直接關系著鑄件的形狀和尺寸精確度。支座為大批量生產，所以用金屬模樣，該金屬模樣的材料選用如下：模樣:鋁合金（質輕、不生銹，加工性能好，加工后表面光滑，并有一定的耐磨性，但耐磨性較差）出氣針、氣孔針:45號鋼金屬模樣尺寸的確定模樣尺寸＝鑄件尺寸(1＋K）,（模樣尺寸精確到小數點后兩位)注：K—鑄件線收縮率支座的收縮率K=0.9%壁厚與加強筋的設計模樣壁厚由《鑄造實用手冊》查表1。5－2得:模型壁厚6mm。由于模樣輪廓尺寸較小約為：160mm×135mm×10