球铁冲头一毕业设计(消失模铸造)

1、本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：球铁冲头毕业设计一学 院： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 成型 092 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2013年 6月 2日贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 目录目录I摘 要IV关键词IV第一章 概述1 1.1设计的目的和意义1 1.2 题目简述11.2.1.要解决的关键问题21.2.2.解决问题的思路2第二章 零件的三

2、维实体造型32.1零件的结构分析32.2零件的三维实体造型3第三章 铸造工艺方案确定53.1铸造方法53.2冲头工艺流程53.3铸造用型砂、涂料及胶补剂63.3.1铸造用型砂63.3.2铸造涂料63.4铸铁熔炼93.4.1、熔炼设备93.4.2、熔炼要求93.4.3、球化处理103.4.4、孕育处理103.4.5、炉前检验10第四章 铸造工艺设计114.1铸件三维图114.2浇注位置的选择124.2.1 浇注位置的选择124.3主要的铸造工艺参数144.3.1铸件尺寸公差和重量公差144.3.2加工余量与铸造圆角144.3.3 铸造收缩率144.3.4 最小铸出孔144.3.5 起模斜度164

3、.3.6 砂芯设计164.3.7 出气孔164.4浇注系统设计164.4.1浇注系统类型的选择164.4.2浇注系统各部分的尺寸174.4.3浇口杯204.5冒口设计214.5.1冒口位置选择214.5.2冒口尺寸的计算224.5.3浇冒系统三维图234.5.4铸件的工艺出品率24第五章 冲头模型的制作255.1 聚苯乙烯泡沫塑料的制备255.2 粘结剂的选择255.3模型的装配和加工27第六章 工装设计286.1砂箱设计286.2平板及其他286.2.1 平板286.2.2 其他工装28第七章 铸件的落砂、清理及后处理297.1铸件的落砂297.2铸件的清理297.3铸件的后处理29第八章

4、工艺模拟308.1软件简介308.2工艺模拟30结 论34参考文献35致 谢36附 录37 球铁冲头毕业设计一 摘 要 本设计根据冲头零件的结构、材质、主要轮廓尺寸及技术要求等综合考虑，采用消失模铸造工艺方案。 通过对冲头零件结构的铸造工艺性进行分析，合理确定其铸造工艺方案、铸造工艺参数，设计计算出相应的浇冒口系统，确定生产该铸件所需工装，绘制出相应的铸造工程图等，从而得到消失模铸造生产冲头铸件的工艺方法和主要工艺档。并对铸件充型和凝固过程进行了计算机数值模拟，分析和讨论了其模拟结果。关键词：冲头 消失模铸造 工艺设计 第一章 概述 1.1设计的目的和意义 1. 应用所学的成形理论及专业知识尤

5、其是工艺设计方面，进行工程设计实践，用理论知识解决实际生产中遇到的问题，提高实践能力，深化对专业知识的感悟，全面提高专业综合素养。 2. 初步培养自己进行科学研究、分析和理论创新的能力。 3. 在老师的指引下，进一步了解和把握专业前沿。 4. 提高共同解决问题的能力，培养团队精神和团队意识。 1.2 题目简述 零件名称：冲头；零件材质：QT450-10，经查资料知其力学性能和化学成分如表1.1和表1.2。 表1.1 QT450-10力学性能抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%硬度HB主要金相组织45031010铁素体 表1.2 QT450-10化学成分（%）CSiMnPS残余Mg残余Re

6、3.63.82.43.40.50.080.030.040.060.040.08 由零件图可见：零件为一形状较为复杂的大型件，材质为球铁（QT450-10），生产纲领（批量）为单件小批量生产，拟采用铸造方法生产毛坯。1.2.1.要解决的关键问题 1）零件的三维实体造型。 2）铸造工艺分析及浇冒口系统的设计计算。 3）铸件成形的铸造模拟。1.2.2.解决问题的思路 1）看懂零件图，掌握和正确使用三维实体造型软件。 2）全面分析该件的铸造工艺性，细心地进行铸造工艺设计和计算。 3）掌握和正确使用铸造模拟软件。第二章 零件的三维实体造型2.1零件的结构分析 该冲头零件轮廓尺寸为1085mm750mm5

7、20mm，主要壁厚为2030mm,属于中型薄壁件，外形是一个座体的形状，主体由三块长方体和两块肋板以及一块大薄板外加两侧突起的两个小长方体组成，内部有多个空腔。零件多处表面均属加工面，放了加工余量后，使得零件的整体壁厚都比较均匀，铸造工艺性良好。 从零件图可以看出该零件结构较复杂，拟采用单件小批量生产。 铸造技术要求：铸件应满足几何尺寸精度，材质选用QT450-10，铸件表面应光洁，去除毛刺和锐边，且不允许有砂眼、气孔、夹渣等明显缺陷，无其他特殊要求。2.2零件的三维实体造型根据零件二维CAD图的各项尺寸，利用UG三维造型模块进行三维造型，得到图2.1、2.2及2.3。 图2.1 零件立体图1

8、 图2.2 零件立体图2 图2.3 零件立体图3第三章 铸造工艺方案确定3.1铸造方法 该铸件属于大型薄壁复杂件，成批量生产不符合经济性原则，所以应该选择单件小批量生产。 此冲头铸件铸造方法拟采用消失模铸造。消失模铸造是采用聚苯乙烯发泡塑胶模样代替普通模样，造型完成后不取出模样就浇注金属液，在金属液作用下塑胶模样燃烧气化消失，金属液取代原来塑胶模样所占据的空间位置，冷却凝固后获得所需铸件的铸造方法。使用消失模铸造的优点：1、 模型设计得自由度大，消失模工艺完全可以从第一阶段就能在模型上增加一些附加功能。例如，原先分几个零件装配而成的结构可以通过几个塑胶泡沫膜片黏结后铸造而成；2、 免除了传统铸

9、件技术中使用的砂芯；3、 提高铸件的精度，可获得形状结构复杂的铸件，可重复生产高精度铸件，可使铸件壁厚公差控制在0.15mm之间；4、 在模型接合面不产生飞边；5、 可以减少机加工余量；6、 消除了传统的落砂和出芯工艺；7、 铸造工艺灵活，降低生产成本等。 但是聚苯乙烯等塑胶泡沫在燃烧时产生的一氧化碳、二氧化碳和其他碳氢化合物气体对也环境造成了一定的污染。3.2冲头工艺流程整个模型涂料烘干铸件主体模型准备 消失模铸造的工艺流程：浇冒口准备制作塑胶模型砂准备浇注造型砂箱准备铸 件清 理落 砂3.3铸造用型砂、涂料及胶补剂 3.3.1铸造用型砂 铸型采用呋喃树脂自硬砂。呋喃树脂砂是一种用呋喃树脂作

10、为粘结剂的铸造用型砂。分为冷硬和热硬两种。用在消失模铸造中只能采用冷硬性的呋喃树脂砂，因为热硬的型砂余热会损坏模型。 呋喃树脂的原料是糠醛，是一种无色或淡黄色的液体，不溶于水，但能很好的溶于酒精和乙醚中。制得呋喃树脂的方法是用悬浮的催化剂-氢，在180摄氏度和250个大气压下加工糠醛后得到糠醇，在强酸下糠醇迅速凝固。 此种型砂虽然缺点是寿命低，价格昂贵，但具有较高的流动性，很容易紧实，在干态下有很高的强度，发气量少，透气性高，且落砂性好，工艺的尺寸公差比粘土砂可提高二级，表面粗糙度可降低12级，铸件废品率可减少一半，故采用树脂砂作铸型可综合提高铸件质量。 3.3.2铸造涂料 涂料是消失模铸造中

11、必不可少的原料，涂料的主要作用是提高模型的强度和刚度、防止破坏或变形；隔离金属液和铸型；排除模型气化产物；保证铸件表面质量等。 1、耐火粉料 消失模涂料中耐火粉料主要有锆英粉、铝矾土、棕刚玉粉、石英粉、滑石粉、莫来石粉、云母等，其粒径级配应兼顾防止粘砂和高温透气性。粒形有利于提高透气性，通常选择一定数量的球状颗粒，有利于模型气化后气体的溢出或模型不完全分解的液化物排除。查资料铸造工艺学得各种用于的涂料耐火粉料及适用性如表3-1： 耐火涂料可以只是用一种涂料，但也可以使用两种或多种混合使用以达更好的效果。根据该铸件是大型球铁件，为防止高温激热作用而开裂，拟使用将石墨与鳞状石墨按8:2（质量比）混

12、合使用的石墨涂料。2、载体液体 载体液体的作用是使耐火粉料分散或悬浮在载体液体内，使涂料保持一定的粘度和密度，便于喷涂、浸涂或刷涂到所需工作表面上。消失模载体拟采用水基，载体液体选用水，因为它无毒、价廉，易于调节流变性。3、悬浮剂 悬浮剂是稠化载体液体，促使涂料中耐火粉料在载体液体中保持悬浮，防止沉淀、分层和防止载体液体过分渗入所需涂覆材料而加入的物质；也是保证涂料质量均一，以及用最小的搅动就可应用的组份；它也支配涂料的流动性，使其具有适用不通涂覆工艺的适当触变性。为了使涂料具有良好的流变性，本设计特采用水基涂料常用的膨润土和高分子CMC掺合使用。常用的CMC是羧甲基纤维素钠盐，分子式为，为白

13、色粉状，无味无毒，易溶于水成为胶体溶液，可对涂料起明显的增稠作用，使粉料颗粒下沉速度减慢。CMC与膨润土配合使用，可使膨润土浆由原来接近塑性（宾汉）流体的流型，转变成接近屈服假塑性流体的流型，从而提高屈服点，改善涂料的悬浮性。4、粘结剂 粘结剂是使涂料中的耐火涂料彼此粘结在一起，并使涂料能牢固粘附在所需涂覆材料的表面。选用适用于水基涂料的硅溶胶。3.4铸铁熔炼 3.4.1、熔炼设备 为保证获得化学成分均匀、稳定且稳定较高的铁液，国内外专业生产厂家针对球铁的熔炼普遍采取：1）中小熔炼量采用感应电炉熔炼；2）大熔炼量采用冲天炉-感应电炉双联熔炼工艺。 3.4.2、熔炼要求 优质的铁液是获得高质量球

14、墨铸铁的关键，可以说目前我国球墨铸铁生产和国外工业先进国家的差距主要表现在铁液的熔炼质量方面。适用于球墨铸铁生产的优质铁液应该是高温，低硫、磷含量和低的杂质含量。 由于球铁的球化、孕育处理过程要加大量的处理剂，使得铁液温度降低50100。因此球铁出炉温度比灰铁高的多，至少在14501470。其次，由于处理剂里带有大量的硅，则原铁液有较低的硅量（小于1.2%1.4%），所以，要选择低硅生铁。 由于该铸件的属于大型件，且使用消失模铸造，故其熔炼的铁液出炉温度要1470。 3.4.3、球化处理 铁水出炉后，需立即球化处理。我国常用的稀土镁硅铁球化剂，其可用于含有干扰元素的炉料，生产各种铸件，有良好的

15、抗干扰脱硫、减少黑渣、缩松的作用。球铁球化剂的加入效果条件是：高碳、低硅、大孕育量。采用镁稀土球化剂,球化剂的化学成分：S0.04%、7%Mg9%、Si44%、4%Re7%。采用冲入法处理，处理包为浇包，镁的吸收率可达40%45%,处理时有闪光和浓烟，故需密流处理或者加盖处理。一般球化反应时间不少于50s。采用两次扒渣，扒净球化处理后铁液表面的浮渣。 3.4.4、孕育处理 为改善石墨形态和材质的均匀性，孕育处理是十分重要的环节。不仅促进石墨化，防止自由渗碳体和白口出现，而且有助于球化，并使石墨变得更细小，更圆整，分布均匀，从而提高球墨铸铁的力学性能。采用钡硅铁孕育剂，其化学成分中 63%Si6

16、8%、0.8%Ca2.2%、1.0%Al2.0%、4%Ba6% 。采用炉前孕育的方法进行孕育处理，孕育剂的粒度根据铁液量多少，一般砸成525mm的小块。 3.4.5、炉前检验 炉前检验孕育、球化效果好坏，一般采用三角试样。浇注三角试样，冷至暗红色，淬水冷却，砸断后观察断口。断口银白色，尖端白口，中心有疏松，两侧凹缩,同时砸断时有电石气味,敲击声和钢相似,则球化良好,否则球化不良。 由于球铁液容易出现球化衰退，因此，铁液球化处理后要尽快浇注，一般在处理后15min内浇注完毕，不会有球化衰退问题。 所以，该球铁件的浇注温度应该在13801450。第四章 铸造工艺设计4.1铸件三维图 经资料查取相关

17、的参数后，对原三维零件图尺寸做了相应的修改，主要是在加工表面放些加工尺寸，并把无需铸出的孔不绘制出来，后如图4.1和图4.2。图4.1 铸件立体图1图4.2 铸件立体图24.2浇注位置的选择4.2.1 浇注位置的选择 由铸件是大型铸件壁件，则尽量保证其充型平稳和同时凝固的凝固原则，根据零件的结构尺寸和形状选择如零件的浇注位置如图4.3和4.4。图4.3浇注位置示意图图4.4 浇注系统位置俯视示意图4.3主要的铸造工艺参数4.3.1铸件尺寸公差和重量公差 该铸件为球铸铁件，根据此铸件采用单件小批量生产，经查铸造工艺手册得，若是用自硬树脂砂造型的铸件的尺寸公差等级为13级；重量公差等级为12级，该

18、铸件的重量公差为10。4.3.2加工余量与铸造圆角 根据各表面尺寸及精度的不同，结合铸件收缩时的倾向，应选择不同的加工余量，经铸造工艺手册可得范围在48mm之间，故该件取6mm的加工余量。为了降低铸造时的应力与热裂倾向，铸件各拐角部分应设置铸造圆角以便圆滑过渡。铸造圆角在铸造工艺图上有具体表示，未标注铸造圆角为R5mm。4.3.3 铸造收缩率 由于铸件的固态收缩(线收缩)将使铸件各部分尺寸小于模样原来的尺寸，因此，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样加上其收缩的尺寸，一般用铸造收缩率表示。经查可知该铸件的线收缩率为0.9，体收缩率为4.6%。4.3.4 最小铸出孔 该铸件材质

19、球墨铸铁，按成批生产，经查知最小铸出孔的尺寸3050mm，结合图纸可知：后视图上的2-M104-M102-M108FRM620凸台上的2-M102-Rc1/8不用铸出。俯视图上4-21DM20、2-M8、4-M16以及中心孔32不用铸出，中心孔32不铸出的原因是该铸件是大型件，中心孔所受压力大，热量大，易产生缺陷。图4.5 后视图 图4.6俯视图4.3.5 起模斜度 因为此铸件采用消失模铸造工艺，是直接将模型放入砂型中填砂造型，不需要拔模，所以不需设拔模斜度。4.3.6 砂芯设计 因为该铸件采用消失模铸造，故不需要设计砂芯。4.3.7 出气孔 浇注过程中，型腔内的空气受热膨胀，型内压力迅速增加

20、，有些空气可从型砂的空隙逸出，但型砂的透气性常不足以防止压力的显著增高。当浇注系统完全充满时，压力可以高到使液态合金倒流，再周期性地返回，并降低浇注速度。压力过大可能瞬时拾起上箱，引起“跑火”，甚至从直浇道中喷溅，造成事故。出气不良还会造成气孔、浇不足和冷隔等缺陷。该铸件本身世大型件，加上五个明冒口可以出气外，可适当在型砂顶面上舂些针眼，利于金属液排气。4.4浇注系统设计浇注系统是砂型铸造中引导液态金属进入型腔的通道。成功的浇注工艺取决于金属本身的性质和浇注系统的结构。合理的浇注系统设计，应根据铸件的结构特点、技术条件、合金种类，选择浇注系统结构类型、确定引入位置、计算截面尺寸等。浇注系统应遵

21、循的原则如下：引导金属液平稳、连续地充型，避免由于湍流过度强烈儿造成夹卷空气、产生金属氧化物夹渣和冲刷型芯。充型过程中流动的方向可以控制，保证铸件轮廓清晰、完整。在合适的时间内充满型腔，避免形成夹砂、冷隔、皱皮等缺陷。调节铸型内的温度分布，有利于强化铸件补缩、减少铸件铸造应力、防止铸件出现变形、裂纹等铸造缺陷。具有挡渣、溢渣能力，净化金属液。 该铸件为球浇注系统结构应当简单、可靠，减少金属液消耗，便于清理。4.4.1浇注系统类型的选择铁大型铸件，壁厚基本均匀，根据相关资料查得，消失模铸造工艺多采用封闭式浇注系统，充型平稳，又有利于排气，则查资料得一般球铁件采用封闭式浇注系统S：S:S=1:（1

22、.2-1.3）:（1.4-1.9）。取F：F:F=1:1.2:1.64.4.2浇注系统各部分的尺寸 查相关资料以内浇道为阻流，用Osann公式计算铸件的内浇道截面积 式中m 一个铸件质量；内浇道的流量系数；充填一个型腔的时间；金属液的密度；平均静压力头.根据零件尺寸及铸造工艺参数，用UG画出零件的铸件图，统计结果显示，整个铸件的体积为:V=0.893，而根据查相关资料得球铁液=7.3g/，所以整个铸件m=V=0.893*7.3*10kg=651.89kg；根据资料查表取；根据相关资料可用经验公式 充填一个型腔的时间；A、 n 系数，查表有n=0.33，A=(2.5-3.5)，取A=3， 所以有

23、： 取；查铸造手册5，根据该铸件结构尺寸有，所以有， 而此铸件采用消失模铸造工艺，所以最小阻流截面积要比一般砂型铸造工艺最小阻流接没接大（15-20）%，取17%，所以取。根据浇注系统的形式及铸件的形状尺寸，该铸件应有4个内浇口，但因为内浇口的浇注位置所对应的实际铸件不均匀，查阅相关铸造手册按6.7:6.7:7.5:7.5取，根据初选 F：F:F=1:1.2:1.6截面比，S=S1.2=28.41.2=34.08,而根据铸造手册，取S=34。内浇道和横浇道的尺寸见下表： 表4.1 内浇道截面尺寸内浇道截面积()a(mm)b(mm)c(mm)L (mm)4.8423812904.84238129

24、010.86358189010.863581890 表4.2 横浇道截面尺寸横浇道截面积()a(mm)b(mm)c(mm)L(mm)34604466270S=S1.7=28.41.6=45.44，查阅资料应取，S=46.5，则直径D=77mm。直浇道的高度，H-阻流截面以上的金属压力头；H浇口杯的高度； 平均静压力头；P阻流以上的型腔高度；C铸件（型腔）总高度。浇注系统各截面面积如图3.13。图4.7浇注系统各浇道截面图4.4.3浇口杯 由于该铸件是中型件，故采用池型浇口杯可以满足其浇注要求，浇口杯尺寸由在铸造手册中查得，如表4-3： 表4.3 浇口杯尺寸浇口杯容量/kg浇口杯尺寸/mmLRr

25、Hld260260150105602524017053浇口杯外形尺寸见图4.8所示。 图4.8浇口杯结构尺寸图4.5冒口设计4.5.1冒口位置选择 冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件凝固过程中补给金属，能有效防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。通用明冒口可以有效地排气、集渣，根据冒口应放在铸件最上方和铸件热节处的原则，不同工艺方案的冒口的安放位置不同，如图4.9所示。图4.9 冒口安放位置图4.5.2冒口尺寸的计算根据零件的结构尺寸和形状特征，查阅资料拟采用经验比例法进行冒口设计，（1） 因为1、2#冒口壁厚相同所以冒口尺寸相同，根据公式有： (2) 3#冒口， （3） 因为4、5#冒口壁

26、厚相同所以冒口尺寸相同，则有： 冒口形状如下图： 图4.10 冒口形状示意图4.5.3浇冒系统三维图根据前面各部分设计的工艺参数和形状尺寸，用NX直接造出铸件整体的浇冒系统图如下。 图4.11浇冒系统三维图1图4.12 浇冒系统三维图2 4.5.4铸件的工艺出品率 铸件工艺出品率= 100% 该铸件从UG图中可算得浇冒系统的质量为215.02kg，工艺出品率= =75.2%。第五章 冲头模型的制作 消失模铸造可用的模型材料有聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、尿烷泡沫塑料等泡沫材料。聚苯乙烯泡沫塑料由于来源充足、价格便宜、成型加工方便成为消失模铸造首选的模型材料。符合本次设计的低

27、成本、节能的要求。聚苯乙烯（PS）为苯乙烯单体聚合而成的典型线性无定形热塑性塑胶，因无极性的大苯环存在，使其成为典型的非晶态高聚物，它是一种碳氢化合物，按重量来说含92%的碳，含8%的氢，其分子量用粘度法测定一般在左右，其内部结构为蜂窝状，有许多封闭的空泡，净体积仅为致密固态聚苯乙烯的2%左右。密度小，且气化温度低，小于100摄氏度。并有其特有的性质。5.1 聚苯乙烯泡沫塑料的制备 聚苯乙烯泡沫塑料的生产工艺流程如下：苯乙烯单体悬浮聚合聚苯乙烯珠粒筛选渗透发泡剂可发行聚苯乙烯珠粒预发泡熟化成型板材加工成型。自行制备大大增加了设计的成本，一般直接采购。铸造用泡沫塑料的比重一般控制在0.015-0

28、.03g/之间最好，因此本次设计用的泡沫塑料比重为0.031g/。查表1机械物理性能【3】其抗压强度为1.22kg/,抗弯强度为3.02kg/,冲击强度为0.463kg/，冲击弹性为28%。5.2 粘结剂的选择 模型的主体用粘结剂连接，消失模铸造时聚苯乙烯泡沫塑料在金属液浇注时必须全部气化而消失，所以不仅要求模型材料气化迅速，不留残渣，同样也要求模型用的粘结剂气化也要迅速、不留残物。粘结剂的选择应符合下列要求：【3】（1） 快干性能好，最好能在一个小时内干燥，并具有一定的粘接强度；（2） 粘接强度好，应大于1kg/;（3） 软化和气化点低，挥发容易，残留物少；（4） 干燥紧固后应呈柔软薄层，而

29、不是硬脆性的薄层，以免加工时易损伤刀具；（5） 对聚苯乙烯泡沫塑料无腐蚀性，从这点考虑，最理想的粘结剂应该是聚苯乙烯本身做的胶水，或者醇溶性的粘结剂。查阅相关粘结剂的资料，可用做聚苯乙烯泡沫塑料粘结剂的有环氧树脂、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯等。还找到了几种不损害聚苯乙烯泡沫塑料的可用粘结剂：1. 聚醋酸乙烯乳液 聚醋酸乙烯乳液室友乙炔与醋酸合成的醋酸乙烯酯，再经乳化聚合而得的一种乳白色均匀的稠厚液体，是一种高分子乳化聚化合物。其大致特征为：外观为乳白色稠厚液体；干燥剩余物为50%左右。2. “502”胶 “502”胶是以-氰基丙烯酸乙酯为主要成分的粘结剂，另外加入少量的增塑剂、增稠剂和稳定剂以改善

30、其性能。它不需要加入溶剂，不需要加热和用较大的力，也不需要加入催化剂，而是利用空气中存在的微量水分，于室温下很短时间内即产生聚合反应而固化，操作简单。且粘结强度高。3. “717”胶 此胶是单液型室温固化粘结剂，是由环氧化合物和异氰酸酯缩聚而成的高分子化合物。它具有很高的粘结强度，结膜柔软，并有耐油、耐温、耐磨、耐溶剂等特点。4. CAC树脂 CAC树脂系二氰二胺加甲醛缩合而成的树脂。这种粘结剂干燥快，粘结强度高；但要随用随配，使用不方便，还不能存放。另外，粘结剂中要加石膏、水泥填料来固化，增加了燃烧后的残留物，给浇注带来不利。综上几种粘结剂，“502”“717”胶由于价格太贵，不适合选用。而

31、聚醋酸乙烯乳液粘结剂货源广，使用方便，在生产中被普遍使用。但其快干性不够理想，而加入酒精做溶剂，使之成为醇溶性的聚醋酸乙烯悬浮液粘结剂很好的弥补了这一缺点。故选用的粘结剂为醇溶性的聚醋酸乙烯悬浮液。 刷涂粘结剂时应薄而均匀，涂覆过多或厚薄不均匀都会影响铸件的尺寸精度和质量。粘结剂刷上后不立即合上各部件，而是在空气中放置数分钟（视粘结剂情况而定），当溶剂酒精挥发后，再合上让其自然干燥，这样可以明显缩短粘合的干燥时间。5.3模型的装配和加工 铸造中对于框型或两壁垂直相交结构，为避免易产生铸造应力而发生尖角处热裂，习惯上在该处铸成铸造圆角或斜角。而消失模铸造不起模，无法再修型中作出圆角，因此在此种结

32、构处放上三角嵌条，用粘结剂连接。浇冒口系统也直接粘合在模型上。为防止舂砂不慎可能引发的浇冒口变形错位，应插上圆钉紧固。在加工平面时用类似木工用的手推刨加工，切割时选用电热丝切割，直径在0.5-1mm为宜，电压控制在6-18伏。当然还有披刀、薄凿等手工刀具，但刀刃比一般的更锋利。刀具材料均为工具钢。第六章 工装设计6.1砂箱设计 由于垂直分型工艺是属于无箱造型，则只是水平分型工艺需要设计砂箱。砂箱的选择首先应联系工厂实际，根据现场的砂箱进行选择匹配，如果工厂没有能满足生产要求规格的砂箱，再进行设计制作。 根据该铸件的工艺布置和吃砂量来设计其尺寸： 砂箱的长：1085+2a=1245mm 砂箱的宽

33、：750+80+g=990mm 上砂箱的高：（592+100）2=346mm 下砂箱的高：（592+100）2=346mm由于是单件小批量生产，拟采用通用沙箱，查铸造工艺手册有，通用砂箱的规格尺寸见表5-1。 表6.1 砂箱尺寸砂箱长砂箱宽上砂箱高下砂箱高1500mm1000mm500mm500mm 6.2平板及其他6.2.1 平板平板也有称底板是用于造型、合箱等工序的主要工艺装备，铸造车间一般都备有，直接使用即可。若没有则需专门设计平板或采购。6.2.2 其他工装其他工装包括压铁、紧固螺栓、卡铁、定位销（栓）等，这些铸造车间一般都备有，直接使用即可。若没有则需专门设计或采购。若生产过程中还需

34、专用工装，则需进行设计或采购。第七章 铸件的落砂、清理及后处理7.1铸件的落砂 因为此铸件属于大型铸件，且生产批量为单件小批量，所以宜采用手工落砂比较经济。7.2铸件的清理 铸件的清理通常要分两步清理。 第一步是浇冒口、飞翅和毛刺的去除。对于大型的球铁件，浇冒口用手锤或根据铸件结构选定方向锤击清除，大型浇冒口可用钢或铲子在浇冒口根部锯槽或铲槽后再将冒口敲掉。严禁用电焊机割口或割除。 第二步是表面清理。 铸件表面清理按要求采用手工清理，清除毛刺飞边时，不得朝有人方向敲打，以防伤人。使用砂轮机时，必须严格按操作规程进行。清理后的铸件表面应符合铸件验收标准。7.3铸件的后处理 若生产的铸件有不良品，

35、可以在不影响其性能的情况下而且必须是得到产品设计部门的许可，对铸件进行一些挽救处理措施，使该铸件的性能达到指标。主要方法是焊补、金属喷涂、铸件浸渗等。然后，进行检验。铸件检验合格后，还需要消除内应力时效处理，再刷防锈剂，涂装完毕，方可入库。第八章 工艺模拟8.1软件简介 AnyCasting是韩国AnyCasting公司自主研发的新一代基于Windows操作平台的高级铸造模拟软件系统。是专门针对各种铸造工艺过程开发的仿真系统，可以进行铸造的充型、热传导、凝固过程和应力场的模拟分析。 经过多年发展积累了丰富的铸造工程经验，并不断地将实际的工艺经验在软件功能中得以实现，使得 AnyCasting日

36、益成为当今世界上技术最先进，包含丰富实际工程经验的铸造模拟分析软件系统。AnyCasting包含了前处理程序（AnyPRE）、后处理器（AnyPOST）、求解器，（anySOLVER）、数据库管理程序（anyDBASE）四大模块。可以对充型过程分析、凝固过程分析、微观组织分析、应力分析、氧化/夹渣分析。应用于高压铸造、低压铸造、真空压铸、挤压铸造、金属型铸造、重力倾转铸造、重力砂型铸造等。8.2工艺模拟 将浇注所需三维实体以STL格式导出，需注意的是铸件、冒口、浇道一定要分别导出，否则会导致模拟结果是错误的。 第一步：打开AnyPRE，然后对铸件、冒口、浇道各部分的进行参数设置，保存后运行求解

37、。 第二步;运行求解后会自动调出anySOLVER，计算机会根据所设参数运行。 第三步：待运行完毕后，打开AnyPOST查看模拟结果。 7.2.1工艺模拟结果图8.1 充型时间 由上图可以看出，该铸型在39.9s时充满，查阅相关资料，基本符合大型球墨铸铁件浇注的浇筑时间，和理论计算出的浇注时间较为接近，而且铸件没有浇不足的情况，金属液能顺利地充满型腔，最后才对冒口充型，因此，金属液的渣子会集中在冒口里，符合生产实际，满足生产要求。图8.2 凝固时间模拟结果可以看出该方案的铸件在凝固过程中，形状较为复杂的主体中及热节处最后凝固，不符合凝固原则。解决办法是在形状较为复杂的主体处设置冷铁。图8.3

38、冒口切面图 对冒口进行切面可知，冒口颈首先凝固，使冒口颈以下的液面在石墨化膨胀过程中达到自补缩作用，冒口起到了很好的作用。图8.4 铸件概率缺陷图 从图中可以看出铸件绝大部分的外表面都是没有缺陷，而且有可能出现缺陷的主要外表面非该铸件的承受载荷面，不会影响其性能。图8.5 铸件概率缺陷冒口切面图铸件内部无任何缺陷，证明冒口设置合理. 结 论 1.从模拟结果可以了解到，本次设计所采取的工艺方案的铸件凝固顺序铸件存在缺陷率小，即废品率低，且树脂砂造型的铸件表面精度高。 2.此工艺方案的铸件冒口起到了很好的补缩作用，铸件绝大部分的外表面都是没有缺陷，而且有可能出现缺陷的主要外表面非该铸件的承受载荷面，不会影响其性能，使得铸件的内部质量良好，