铸钢件砂芯工艺设计

铸钢件砂芯工艺设计

与传统的钻孔工艺设计方法相比，计算机钻孔工艺具有以下特点。①计算准确迅速,消除了人为的计算误差。②可同时对几个不同的方案进行工艺设计和比较,这个过程要比手工进行得快速准确。③能储存并系统地利用铸造工作者的经验,使用户不论经验丰富与否都能设计出比较合理的铸造工艺。④计算结果能自动打印记录,并能用计算机绘制铸造工艺图等技术文件,便于与国际标准接轨。1计算方法的原理1.1最小铸出孔的数值零件上的孔、槽是用砂芯铸出好还是用机械加工出来好,应从质量和节约方面全面考虑。一般来说,较大的孔槽应铸出来,以节约金属和加工工时,同时也还可以避免铸件局部过厚所造成的热节,提高铸件质量。而较小的孔、槽或者是铸件壁很厚,则不易铸出,直接加工反而更方便,有些特殊要求的孔,如弯曲孔,无法实行机械加工则要铸出。下面为铸钢件最小铸出孔数值:砂芯形式主要是指芯头形式。根据一般铸件的特点,将芯头形式归纳为方形和圆形两种形式。这两类芯已经满足常见铸钢件的特点要求。对于铸件上高度比较小,而直径比较大的内腔或孔,应采用自带砂芯,即由砂型上的凸砂来形成。自带砂芯的高度(H)与宽度(D)之比H/D不能很大,否则拔模时容易损坏,H/D的参考值:1.2芯头尺寸验算芯头是砂芯的重要组成部分。芯头的作用是:定位、支撑和排气。芯头能不能满足这三方面的要求,主要是由芯头形式、个数、形状和尺寸决定的。在满足三个要求的基础上,芯头的数目越少越好。芯头尺寸取决于铸件相应部位孔眼的尺寸。为了便于下芯合箱,芯头应有一定的斜度,芯头与芯座之间留有一定的间隙(湿型小件下芯头可不留间隙)。芯头还要进行尺寸验算,芯头的承压面积应足够大,以保证在金属液中的最大浮力作用下不超过铸型的许用压应力。由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度,故只核算铸型的许用应力即可。芯头的承压面积S应满足下式:S≥KPs/[σ压]公式1式中:K—安全系数,K=1.3-1.5(N/m);Ps——计算的最大浮芯力(N);[σ压]≥——铸型的许用应力,该值可根据实际应用中所用的抗压强度来决定。一般湿型可取0.13-0.15MPa;活化膨润土砂型可取0.6-0.8MPa;干型可取2-3MPa。如果实际承压面积不能满足上式要求,则说明芯头尺寸小,应适当放大芯头。1.3主要设计参数的描述1.3.1芯头尺寸的影响芯头长度指的是砂芯伸入铸型部分的长度。垂直芯头的长度通常称为芯头高度。只要满足芯头的基本要求,希望芯头不要太长。过长的芯头会增加砂箱的尺寸,增加填砂量。芯头过高,不便于扣箱,对于水平芯头,砂芯越大,所受浮力越大,因此芯头长度也应越大,以使芯头和铸型之间有更大的承压面积。但垂直芯头的高度和砂芯体积之间并不存在上述关系,砂芯的重量或浮力由垂直芯头底面积来承受。1.3.2芯头预留斜度对垂直芯头,上下芯头都应设有斜度,为了合箱方便,避免上下芯头和铸型相碰;上芯头和下芯头不留斜度就能顺利从芯头盒中取出,那么芯头可不留斜度。芯座—模样的芯头总是留有斜度的,至少在端面上要留有斜度,上箱斜度比下芯的大,以免合箱时和砂芯相碰。对垂直芯头斜度不论湿型、干型,上芯头取10°,下芯头取5°。对水平芯头斜度为5°。1.3.3砂芯间隙的控制为了下芯方便,通常在芯头和芯座之间留有间隙。间隙的大小取决于砂芯的大小和精度及芯座本身的精度。当一个砂芯上有多个芯头时(不只两个),应当给出较大间隙,以免下芯困难。对普通湿型小砂芯,可不留间隙。对于垂直小砂芯芯头,为了使砂芯稳固,甚至可使用过盈(过盈量为0.2mm)的芯头。水平芯头的斜度及垂直芯头的间隙可查经验表。1.4砂芯头尺寸设计根据AutoCAD的旋转命令,可将分型面转变为水平方向或垂直方向,而在零件图上表示分型面的方式只有“上/下”和“下/上”两种。Nd为芯头尺寸,n1、n2是形成砂芯头的两点;m1为芯头斜度,m2为芯头间隙。按照水平方向的左向和右向,垂直方向和上向和下向以及“上/下”、“下/上”共有八种组合,编制程序过程中,要找出八种组合的共同特征,然后进行归纳总结编制程序,每一组合都能在程序中反映出来。2砂芯工艺图的转化用户装入AutoLISP的文件后,只要