消失模工藝設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上消失模工藝設計消失模鑄造工藝過程和特征1、 工藝過程對比。EPC工序和傳統(tǒng)工藝相比差別大。消失模鑄造工序大為簡化，由于不分型、不取模、無砂芯，不需要下芯合箱，不配制型砂和芯砂，使其工藝設計原則和內容也有很大區(qū)別。一 鑄造工藝方案制定原則1、 保證鑄件質量：根據消失模鑄造工藝過程及特點，工藝方案應首先保證鑄件形成并最大限度的減少各種鑄在缺陷，保證鑄件質量。消失模鑄造工藝應該表現其精度高，表面光潔。輪廓清晰等特點。2、 考慮明顯的經濟效益。工藝設計應考慮提高工藝出品率，模型如何組合實現的群鑄，以期提高生產率，降低成本。3、 要考慮便于工人操作，減輕勞動強度和環(huán)保。二 工藝

2、設計主要內容1、 繪制鑄件圖和模型圖根據產品圖紙、材質特點和零件的結構工藝性確定以下工藝參數：（1） 零件機加工部件的余量（2） 不能直接鑄出的孔、臺等部位；（3） 合金收縮和EPS模型收縮值；（4） 模型起模斜度。2、 設計鑄造工藝方案主要包括以下內容（1） EPS模型在鑄型中的位置。（2） 確定澆注金屬引入鑄型的方式：頂注、低注、中間注入式或階梯式。（3） 一箱注鑄件數量及布置。3、 澆注系統(tǒng)的結構和尺寸設計4、 確定澆注規(guī)范，包括澆注溫度、澆注時的負壓大小和維持時間。5、 干砂充填緊實工藝其它一些工藝因素如干砂的要求，涂料及烘干，振動造型參數等通用性較大，不必要每個件都單獨設計。一、鑄件

3、結構工藝性審核的原則由于消失模鑄造工藝特點，對設計鑄件結構的自由度較大，沒有砂型鑄造傳統(tǒng)工藝那樣嚴格，受到較多的限制，一般有以下原則可供參考：1、 鑄件壁厚盡量均勻，厚薄相差大的部位應有一定過渡區(qū)段。2、 盡量減少較深、較細的盲孔。3、 鑄件結構有利于順序凝固。4、 細長件和大平板應設加強筋防止翹曲變形。5、 轉角處應有圓滑過渡，要有一定大小的鑄造圓角。三 工藝參數的確定1、 可鑄的最小壁厚和可鑄孔徑。2、 由于消失模工藝特點，可鑄最小壁厚和孔徑、凸臺、凹坑等細小部位的可能性大大提高?？设T孔比傳統(tǒng)砂型鑄造小而且空間距離的尺寸十分容易保證，因此用消失模工藝生產的鑄件大部分孔都可以鑄出，主要的限制

4、是模具設計的肯性和合理性?？设T的凸臺、凹坑及其它細小部分更不受限制，由于模型的圖層不影響鑄件的輪廓和尺寸，再加之復印性好，所以只要能做出模型，就能鑄出鑄件。最小壁厚主要受EPS模式的限制，在生產中模型要求保證斷面上至少要容納下三顆珠粒，這就要求斷面厚度大于3毫米，圖2表示可成型的最小斷面厚度。實際不同鑄造合金在生產中均有一適宜最小壁厚和可鑄最小孔徑的限制設計中可參考表一1選?。罕硪?鑄件合金種類 鑄鋁 鑄鐵 鑄鋼可鑄最小壁厚 (mm) 23 45 56可鑄最小孔徑 (mm) 46 810 10123、 這方面的數據可供參考并有待生產經驗的進一步積累。圖2 可成型的最小斷面厚度鑄造收縮率：消失模

5、鑄造，設計模具型腔尺寸時要考慮雙重收縮，既金屬合金的收縮和模型的收縮。模型材料收縮，采用EPS時推薦收縮率為0.50.7%，采用共聚樹脂EPS / EPMMA時推薦為0.20.4%。金屬合金的收縮與傳統(tǒng)砂型工藝相近，可參考表2所列數據。表2鑄件合金 鑄鋁 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼線收縮率（%）自由收縮1.82.0 0.91.2 1.21.5 1.82.0受阻收縮1.61.9 0.61.0 0.81.2 1.61.8設計時模型尺寸（L模型）可按下式計算L模型=L鑄件+K1*L鑄件K1：可查表2合金收縮值設計模具型腔相應尺寸（L模具）=L模型+K2*L模型K2：為模型材料收縮值當鑄件尺寸很小時，也可

6、以忽略不計收縮值。4、 機械加工余量：消失模鑄造尺寸精度高，鑄件尺寸重復性好，因此加工量比砂型工藝要小，比石蠟精鑄略高，5、 撥模斜度:消失模工藝突出優(yōu)點是干砂造型，無需起模，下芯、合箱等工序，不需設計撥模斜度，但在制作EPS模型過程中，模具與模型間起模時有一定的摩擦阻力，在模具設計時可考慮0.5°撥模斜度。但EPS模型有一定彈力，對于小尺寸也可以不考慮斜度。四、干砂充填緊實工藝設計1、干砂技術要求常用的干砂是石英砂，黑色金屬選用粒度在AFS4060之間，鑄鋁件可選用細砂AFS50100。干砂中含有大量粉塵會降低透氣性，澆注是阻礙氣體的排出。沙粒粗大容易出現粘砂，鑄件表面粗糙。圓形或

7、半多角形的干砂可提高透氣性。一般干砂粒度分布要集中于一個篩號上，有助于保持透氣性，圓形砂流動性和緊實性最好。角型砂流動性差，但適當緊實后抗粘砂性能較好，一般不使用復合形干砂，因為它在使用中容易破碎，會產生大量的粉塵。干砂粒度分布的變化對流動性、透氣性、緊實性能會產生重要的變化，因此應在干砂處理了過程中加以控制。干砂應使用篩砂機去除團塊和雜物，減少粉塵，大量生產、車間要使用干砂冷卻器控制干砂的溫度，應降至50以下才能使用，以免模型軟化造成變形。干砂運輸應穩(wěn)定操作，控制粉塵含量，氣力輸送系統(tǒng)需要大的回轉半徑，壓縮空氣應干燥。灼燒減量是干砂性能一個重要的參數，它反映了模型熱解殘留物沉積在干砂上的有機

8、物的數量，這種碳氫殘余物的積累降低了干砂的流動性，當灼燒減量超過0.250.50時更為明顯。為精確測定灼燒減量，被測的干砂式樣是單篩砂，因為有機物易于集中在顆粒小的砂粒之上。2、 振動臺應用緊砂需要振動，振動后砂子密度增加1020%，振動緊實砂子最好在填砂過程中進行，以便使砂子充入模型束內部空腔，保證干砂緊實而模型不發(fā)生變形。振動加速度減小。頻率選擇必須避免砂箱或振動臺共振。一般選用振動加速在12g范圍內效果較好。振動時間影響鑄型密度，時間長密度高，但時間過長效果不明顯，反而容易破壞模型和涂料層，影響鑄件質量。在填砂期間振動完成砂子緊實，同時還使的操作時間更合理?？焖偬钌昂途o實，可獲得最高生產

9、率和最小變形。填砂操作注意事項; 填砂前應檢查砂箱抽氣室隔離篩網有無破壞。 填砂埋箱過程不能損傷模型，不使涂層剝落。 加砂要均勻速度不能太快模型內外均勻提高砂柱高度，長桿及其它剛度低的模型特別要注意防止彎曲變形。 對特別難于填砂部位，應輔助工人充填，也可使用自硬砂芯解決局部填砂困難的地方。 干砂溫度必須低于 頂部吃砂量，在使用負壓條件下不低于50mm 加砂工序需要加強局部抽風罩，防止粉塵污染。五、澆注系統(tǒng)設計1、澆注位置的確定、確定澆注位置應考慮一下原則：盡量立澆。斜澆、避免大平面向上澆注，以保證金屬有一定上升速度。澆注位置應使金屬與模型熱解速度相同，防止?jié)沧⑺俣嚷虺霈F斷流現象，而引起塌箱、

10、對流缺陷。模型在砂箱中的位置應有利干砂充填，盡量避免水平向下的盲孔。重要加工面處在下面或側面，頂面最好是非加工面。澆注位置還應有利于多層鑄件的排列，在涂料和干砂充填緊實的過程方便支撐和搬運，使模型某些部位可能加固，防止變形。六、澆注方式的確定澆注系統(tǒng)按金屬液引入型腔的位置分為頂注、側注、底注或幾種方式綜合使用。1、 頂注：頂注充型所需時間最短，澆速快利于防止塌箱，溫度降低少，有利于防止?jié)膊蛔愫屠涓羧毕?，工藝出品率高，順序凝固補縮效果好，可以消除鑄鐵碳缺陷，但因難控制金屬液流。容易使EPS熱解殘留物卷入，增碳傾向降低。由于鋁合金澆注時模型分解速度慢，行腔保持充滿，可避免塌箱，一般薄壁件多采取頂注

11、。2、 側注：液體金屬從模型中間引入，一般在鑄件最大投影面積部位引入，可縮短內澆道的距離。生產鑄件的采用頂注和側注，鑄件上表面出現碳缺陷的機率低，但卷入鑄件內部碳缺陷常常出現。3、 低注：從低部模型引入金屬液，上升平穩(wěn)充型速度慢，鑄件上表面容易出現碳缺陷，尤其厚大件更為嚴重。因此應將厚大平面置于垂直方向而非水平方向。底注工藝最有利于金屬充型，金屬液前沿的分解產物在界面空隙中排出的同時，又能夠支撐干砂型壁。一般厚大件應采取底注方式。4、 階梯式注入：分兩層或多層引入金屬時采用中空直澆道，象傳統(tǒng)空型砂鑄工藝一樣，底層內澆道引入金屬最多，上層內澆道也同時進入金屬液。但是如果采用實心直澆道時，大部分金

12、屬從最上層內澆道引入金屬，多層內澆道作用減弱。階梯澆道引入容易引起冷隔缺陷。一般在高大鑄件時采用。上述澆注方式，在一定條件下都能生產出合格的鑄件。澆道比例和引入位置 引入液體金屬流，應使充型過程連續(xù)不斷供應金屬不斷流，液體金屬必須支撐干砂型壁，采用封閉式澆注系統(tǒng)最為有利。（既內澆道斷面最小。如內澆道：直澆道=1：1.2-1.4） 澆注系統(tǒng)的形式與傳統(tǒng)工藝不同，不考慮復雜結構形式（如常用的離心式、阻流式、牛角式、等等，盡量減少澆注系統(tǒng)組成，常常沒有橫澆道，只有直澆道和內澆道以縮短金屬流動的距離。形狀簡單，方形、長方形為主。 直澆道與朱家尖距離（既內澆道長度）應保證充型過程中不因溫度升高而使模型變

13、形。 金屬壓頭，應超過金屬EPS界面氣體壓力，以防嗆火。嗆火是液體金屬從直澆道反噴出來，中空直澆道和底注有利于避免反噴，（同樣適用于做鋁件）高的直澆道（壓頭高）一般容易導致良好的鑄件質量和澆注時的安全。（對EPS / EPMMA共聚樹脂模型更為突出）六、內澆道尺寸大小的設計計算和傳統(tǒng)工藝一樣，首先確定內澆道（最小斷面尺寸），在按一定比例確定在直澆道和橫澆道。計算方法可以有以下列兩種： 經驗法：以傳統(tǒng)砂型工藝為參考查表或經驗公式計算后，適當調整，一般增大1520%即可。 理論計算方法：如水力學計算公式，以球鐵（包括灰鐵）為例F內=G/ *t*0.31G;流經內澆道的液態(tài)重量（公斤）（鑄件重+澆注

14、系統(tǒng)重）：流量系數，可參考傳統(tǒng)工藝查表，一般可按阻力偏小來?。ㄈ?.30.4）Hp：壓頭高度，根據模型在砂箱中位置確定。t ：關鍵是澆注時間的選擇，快速澆注是EPC工藝最大特點?？砂聪率經Q定t=K1（中小件用公式）消失模鑄造工藝流程： 工藝流程：1制作泡塑白模，組合澆注系統(tǒng)，氣化模表面刷、噴特制耐高溫涂料并烘干。2將特制隔層砂箱置于振動工作臺上，填入底砂（干砂）振實，刮平，將烘干的氣化模放于底砂上，填滿干砂，微振適當時間刮平箱口。3用塑料薄膜覆蓋，放上澆口杯，接真空系統(tǒng)吸真空，干砂緊固成型后，進行澆注，白模氣化消失，金屬液取代其位置。4釋放真空，待鑄件冷凝后翻箱，從松散的干砂中取出鑄件。流程控

15、制：泡塑珠粒的選用：消失模鑄造專用的泡沫珠粒有三種。 可發(fā)性聚苯乙烯樹脂珠粒（簡稱EPS）； 可發(fā)性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹脂珠粒（簡稱STMMA）； 可發(fā)性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒 （簡稱EPMMA）。 常用可發(fā)性聚苯乙烯樹脂珠粒（EPS），用于鑄造有色金屬、灰鐵及一般鋼鑄。 珠粒特點：半透明珠粒，預發(fā)泡倍數4060，粒徑為0.180.80亳米（6種尺寸）， 一般選用的原始珠粒的粒徑小于或等于鑄件的最小壁厚的1/9 1/10。 模型制作：有兩種情況： 由泡塑珠粒制作：予發(fā)泡熟化發(fā)泡成型冷卻出模 予發(fā)泡 EPS珠粒在加入模具前，要先進行予發(fā)泡，以使珠粒膨脹到一定尺寸。 予發(fā)泡過程決定了模型

16、的密度、尺寸穩(wěn)定性及精度，是關鍵環(huán)節(jié)之一。適用于EPS珠粒予發(fā)泡的方法有三種：熱水予發(fā)泡、蒸汽予發(fā)泡和真空予發(fā)泡。真空予發(fā)泡的珠粒發(fā)泡率高，珠粒干燥，應用較多。 熟化 經予發(fā)泡的EPS珠粒放置在干燥、通風的料倉中一定時間。以便使珠粒泡孔內外界壓力平衡，使珠粒具有彈性和再膨脹能力，除去珠粒表面的水分。熟化時間在848小時。 發(fā)泡成型 將予發(fā)泡且熟化的EPS珠粒填充到金屬模具的型腔內，加熱，使珠粒再次膨脹，填滿珠粒間的空隙，并使珠粒間相互融合，形成平滑表面，即模型。出模前必須進行冷卻，使模型降溫至軟化溫度以下，模型硬化定形后，才能出模。出模后還應有模型干燥及尺寸穩(wěn)定的時間。設備有蒸缸及自動成形的成

17、型機兩種。 由泡塑板材制作：泡塑板材電阻絲切割粘結模型 對簡單模型，可利用電阻絲切割裝置，將泡塑板材切割成所需的模型。 對復雜模型，首先用電阻絲切割裝置，將模型分割成幾個部分，然后進行粘，使之成為整體模型。 模型組合成簇：是將自行加工好（或外購）的泡塑模型與澆冒口模型組合粘結在一起，形成模型簇，這種組合有時在涂料前進行，有時在涂層制備后埋箱造型時進行。是消失模（實型）鑄造不可缺少的一道工序。 目前使用的粘結材料：橡膠乳液、樹脂溶劑和熱熔膠及膠帶紙。 模型涂層：實型鑄造泡塑模型表面必需涂一層一定厚度的涂料，形成鑄型內殼。其涂層的作用是為了提高EPS模型的強度和剛度，提高模型表面抗型砂沖刷能力，防

18、止加砂過程中模型表面破損及振動造型及負壓定型時模型的變形，確保鑄件的尺寸精度。 外購的消失模鑄造專用涂料,在涂料攪拌機內加水攪拌,使其得到合適的粘度。攪拌后的涂料放入容器內,用浸、刷、淋和噴的方法將模型組涂覆。一般涂兩遍，使涂層厚度為0.5 2mm。據鑄件合金種類、結構形狀及尺寸大小不同選定。涂層在4050下烘干。 振動造型：我們介紹常用的一種造型方法（兩種方法之一）。 其工序包括如下工序：砂床制備放置EPS模型填砂密封定型 砂床制備 將帶有抽氣室的砂箱放在振動臺上，并卡緊。底部放入一定厚度的底砂（一般砂床厚度在50100mm以上），振動緊實。 型砂為無粘結劑、無填加物、不含水的干石英砂。黑色金屬溫度高，可選用較粗的砂，鋁合金采用較細砂子。型砂經處理后要反復使用。 砂箱為單面開口、設有抽氣室或抽氣管、起吊或行走機構的砂箱。 放置EPS模型 振實后，其上據工藝要求放置EPS模型組，并培砂固定。 填砂 加入干砂（幾種加砂方法），同時施以振動（X、Y、Z三個方向），時間一般為3060秒，使型砂充滿模型的各個部位，且使型砂的堆積密度增加。 密封定型 砂箱表面用塑料薄膜密封，用真空泵將砂箱內抽成一定真空，靠大氣壓力與鑄型內壓力之差將砂粒“粘結”在一起，維持鑄型澆注過程不崩散，稱之為“負壓定型。較為常用。 澆注置換EPS模型一般80左右軟化，420480時分