三通管的消失模鑄造工藝及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)資料(共27頁(yè))

1、 第一章 消失模鑄造技術(shù)(jsh)的現(xiàn)狀 消失模鑄造技術(shù)是用泡沫塑料（EPS、STMMA等）制成與鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸完全一樣的模樣，經(jīng)處理后埋入砂箱內(nèi)緊實(shí)，并澆入金屬液使模樣受熱氣化(q hu)分解而被金屬液取代的一次性成型鑄造新工藝。本章簡(jiǎn)要的綜述了消失模鑄造技術(shù)的現(xiàn)狀，包括了消失模鑄造發(fā)展概述、工藝流程及特點(diǎn)、工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和消失模鑄造技術(shù)的適用性和經(jīng)濟(jì)性等，目的在于對(duì)消失模鑄造技術(shù)有個(gè)較全面而又系統(tǒng)的了解，以便為消失模鑄造設(shè)計(jì)提供便捷。1.1 消失模鑄造(zhzo)發(fā)展概述 消失模鑄造完美的將“磁型鑄造”和“V法鑄造”的優(yōu)勢(shì)集于一體，1956年美國(guó)人H.F.Shoyer開(kāi)始了將聚苯乙烯泡沫塑料

2、用于鑄造的實(shí)驗(yàn)，并獲得成果，人們對(duì)此便產(chǎn)生了極大的研究興趣。1958年H.F.Shoyer把自己的這項(xiàng)專利對(duì)外公布并稱之為“無(wú)型腔鑄造”。金屬雕像和藝術(shù)品鑄件的制造最先都是應(yīng)用這個(gè)工藝，多年實(shí)踐研究之后，原聯(lián)邦德國(guó)于1962年開(kāi)始把此專利從美國(guó)引進(jìn)過(guò)來(lái)，就這樣開(kāi)始了對(duì)消失模鑄造法的逐步開(kāi)發(fā)，并很快應(yīng)用和推廣到工業(yè)制造上。1999年一項(xiàng)來(lái)自美國(guó)人威斯康星大學(xué)的調(diào)查表明，在1990年使用該工藝鑄造鋁合金的有6%左右。在1997年快速的在灰鑄鐵和球鑄鐵鑄造方面發(fā)展起來(lái)并在2009年達(dá)到15%的應(yīng)用。 消失模技術(shù)進(jìn)入我國(guó)工業(yè)化應(yīng)用的時(shí)間為20世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)發(fā)展幾十年之后，我國(guó)的消失模鑄造工業(yè)規(guī)范得

3、到了很大的完善，成為鑄造工業(yè)的重要組成部分。國(guó)家已重點(diǎn)把消失模鑄造技術(shù)作為改造傳統(tǒng)鑄造業(yè)應(yīng)用最廣泛的高新技術(shù)。然而即便如此，發(fā)達(dá)國(guó)家在消失模鑄造生產(chǎn)方面的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)的走在我國(guó)的前面。我國(guó)的消失模鑄造技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛有以下幾個(gè)方面。得以應(yīng)用的合金鑄件種類 普通碳鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、特種鑄鐵（高鉻鑄鐵等）、鋁合金、特種鑄鋼（高M(jìn)n鋼、Ni-Cr耐熱鋼）、低C鋼及不銹鋼。應(yīng)用成功的典型鑄件 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 抗磨鑄件磨球、襯板、錘頭； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 曲軸壓縮機(jī)曲軸、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 箱

4、體鑄件發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、變速箱殼體、差速器殼體、轉(zhuǎn)向裝置殼體、消防栓箱體、炮彈殼體等；閥體鑄件鑄鋼閥體、球鐵閥體、閥蓋鑄件；缸蓋體鑄件壓縮機(jī)缸體、單缸機(jī)缸體、缸蓋、汽車缸體；管體鑄件各種規(guī)格的灰、球鐵管件；制動(dòng)系統(tǒng)鑄件剎車鼓、剎車盤；抗熱鑄件料框、熱處理用的底板等；支架類鑄件建筑鋼支板、車輛彈簧支架等；機(jī)械工程鑄件機(jī)械零件、齒輪、齒條、叉車鑄鋼件、斗齒。1.2 消失模鑄造(zhzo)工藝流程及工藝特點(diǎn)1.2.1 消失模鑄造(zhzo)工藝流程消失模鑄造大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1-1。該工藝流程的主要有熔化、制模、模型組合及涂層烘干、造型(zoxng)澆注和落砂清理五個(gè)工部。金屬成分復(fù)驗(yàn)配料熔煉成

5、分、溫度檢驗(yàn)EPS原始珠粒復(fù)驗(yàn)預(yù)發(fā)泡熟化模具成型模型干燥EPS模型檢查模型組合涂敷涂料烘干埋箱造型負(fù)壓澆注冷卻落砂鑄件清理鑄件檢查涂料原材料復(fù)驗(yàn)配料混制造型新砂復(fù)驗(yàn)冷卻篩分型砂澆冒口 圖1.1 工藝流程圖1.2.2消失模鑄造工藝分類及特點(diǎn)消失模鑄造的工藝分類有兩種，一種根據(jù)其鑄型材料的屬性可分為無(wú)粘結(jié)劑干砂消失模鑄造和自硬砂消失模鑄造。第二種是根據(jù)澆注條件的不同可分為負(fù)壓消失模鑄造和普通消失模鑄造。消失模鑄造工藝與傳統(tǒng)的砂型鑄造相比具有優(yōu)異的工藝特征，大量生產(chǎn)生產(chǎn)條件下工藝特征有： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 傳統(tǒng)砂型鑄造是“空腔”鑄型（即“空型”），而消失模鑄造是將一個(gè)與

6、鑄件形狀完全一致、尺寸大小只差金屬收縮量的泡沫塑料模型保留在鑄型內(nèi)，形成“實(shí)型”鑄型。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 在進(jìn)行澆注時(shí)，高溫金屬液體使泡沫塑料模型分解氣化，因此金屬占據(jù)模樣位置，不同于傳統(tǒng)“空型”鑄造是一個(gè)金屬液填充于空腔內(nèi)。同時(shí)鑄造一個(gè)鑄件，就需要一個(gè)泡沫塑料模樣。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 泡沫塑料模樣可以根據(jù)結(jié)構(gòu)分塊成型后再進(jìn)行粘結(jié)組合成零件模樣。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 其砂型使用的干石英砂具有無(wú)粘結(jié)劑、無(wú)水分、無(wú)任何附加物特性；此外寶珠砂、鎂橄欖石砂等也可以滿足。1.3消失模鑄造(zhzo)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)1.3

7、.1消失模鑄造(zhzo)工藝的優(yōu)點(diǎn) = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 鑄件尺寸(ch cun)形狀精度高，加工余量少； = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 落砂極其容易，降低了落砂的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度； = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 不存在了砂芯制作和制芯工部，避免了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷； = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 消失模鑄造采用負(fù)壓澆注，有利于金屬液的充型和補(bǔ)縮，提高鑄件的組織致密度； = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 產(chǎn)品質(zhì)量好，不會(huì)因?yàn)樘砑游铩⑺趾宛そY(jié)劑造成各種鑄造缺陷。 = 6 * GB2 * M

8、ERGEFORMAT 消失模鑄造可以采用一箱多件澆注，鑄件的工藝出品率和生產(chǎn)效率有了很大的提高； = 7 * GB2 * MERGEFORMAT 鑄件的表面光潔度； = 8 * GB2 * MERGEFORMAT 比較清潔，降低了粉塵、煙塵和噪聲污染，工人的勞動(dòng)環(huán)境得以改善，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，女工也可以取代傳統(tǒng)只有男工的職位； = 9 * GB2 * MERGEFORMAT 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)線彈性大，可在一條生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產(chǎn)； = 10 * GB2 * MERGEFORMAT 澆冒口的設(shè)置不會(huì)受分型和取模等傳統(tǒng)因素的影響； = 11 * GB2

9、 * MERGEFORMAT 不需要合箱和取模操作，造型工藝得到了簡(jiǎn)化，同時(shí)也減少了這種操作的缺陷； = 12 * GB2 * MERGEFORMAT 砂處理系統(tǒng)得到了簡(jiǎn)化，型砂可再次使用，降低了生產(chǎn)成本，避免了廢砂處理操作； = 13 * GB2 * MERGEFORMAT 可適合鑄造形狀比較復(fù)雜的鑄件； = 14 * GB2 * MERGEFORMAT 鑄件表面光潔無(wú)飛邊毛刺，減少了因打磨工作而耗時(shí)費(fèi)力； 1.3.2 消失模鑄造工藝的不足 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 復(fù)雜大鑄件，模具制造比較復(fù)雜，成本較高，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，一個(gè)模具一個(gè)鑄件，一次性投資較多； = 2 * GB2

10、 * MERGEFORMAT 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)，設(shè)計(jì)難度高； = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 泡沫粒料EPS不能滿足所有鑄件鑄造的要求，適用有局限性； = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 一個(gè)泡沫模樣只能用一次； = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 工藝系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，管理務(wù)必要嚴(yán)格認(rèn)真，松懈不得。等等1.4 消失模鑄造關(guān)鍵技術(shù) 消失模鑄造現(xiàn)場(chǎng)有“白區(qū)”、“黃區(qū)”、“黑區(qū)”之分?！鞍讌^(qū)”是將泡沫塑料珠粒預(yù)發(fā)泡、模具成型及烘干的現(xiàn)場(chǎng)；將涂料的配料及混制、涂刷（浸涂）、烘干稱為“黃區(qū)”；將裝箱造型、熔煉、澆注及落砂、鑄件的取出稱為“黑區(qū)”，從“白區(qū)”、“黃區(qū)

11、”到“黑區(qū)”，各個(gè)環(huán)節(jié)密切聯(lián)系，每個(gè)環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 泡塑模型模具的制造技術(shù) = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 鑄件消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 模具設(shè)計(jì)； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 模具維修、保養(yǎng)。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 模樣制作(zhzu)技術(shù) = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 粒子(lz)的預(yù)發(fā)泡工藝； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 模具(mj)成型（蒸缸成型）； = 3 * GB3 * MERGEF

12、ORMAT 模樣澆注系統(tǒng)內(nèi)的排列組合。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 涂料及涂層制備技術(shù)烘干 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 涂料選擇配方； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 涂料的混制； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 涂料的涂覆，涂層控制； = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 涂層干燥； = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 待造型模樣涂層烘干。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 微振實(shí)造型技術(shù) = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 振動(dòng)臺(tái)選用； = 2 * GB3 * MERGE

13、FORMAT 振動(dòng)參數(shù)； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 造型操作工藝要點(diǎn)。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 負(fù)壓澆注技術(shù) = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 真空泵參數(shù)選定，真空系數(shù)選定； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 過(guò)濾技術(shù)的改善； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 負(fù)壓范圍選擇； = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 澆注參數(shù)數(shù)設(shè)計(jì)。 = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 落砂清理 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 不同合金鑄件開(kāi)箱保溫時(shí)間的控制； = 2 * GB3 * ME

14、RGEFORMAT 清理、檢驗(yàn)入庫(kù)； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 出現(xiàn)疵病、廢品及時(shí)進(jìn)行分析解決辦法。1.5 消失模鑄造的適用性與經(jīng)濟(jì)性1.5.1 消失模鑄造適用性 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 對(duì)鑄件材料的適用性一般來(lái)說(shuō)凡可以鑄造的合金都可以用消失模鑄造，適應(yīng)性超過(guò)砂型鑄造。鈦合金的澆注不能用傳統(tǒng)砂型來(lái)鑄造，而消失模鑄造可以滿足鈦合金的需求，現(xiàn)在很多不同質(zhì)地的零件都可以用消失模鑄造工藝來(lái)生產(chǎn)，典型的材料有灰鑄鐵、不銹鋼、碳鋼、球墨鑄鐵有色合金等等。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 對(duì)鑄件大小的適用性 運(yùn)用消失模鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件的尺寸大小

15、大小以及一個(gè)砂箱鑄造件的個(gè)數(shù)收到一些因素影響，其中有振實(shí)臺(tái)使用面積的大小和澆注系統(tǒng)砂箱的尺寸，因?yàn)橄ｈT造工藝的優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)鑄造相比，消失模鑄造的適用性要廣泛很多，它可以在同一個(gè)砂箱內(nèi)布置澆注不同的鑄件模樣，使鑄造具有包容性，同時(shí)它既可以澆注小尺寸零件也可以澆注大尺寸零件生產(chǎn)沒(méi)有局限性，大件以熔煉中頻爐容量而定，小件由砂箱尺寸大小對(duì)鑄件進(jìn)行組串和串組的布置靈活機(jī)動(dòng)多變。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 對(duì)鑄件各種結(jié)構(gòu)的適用性 對(duì)于形狀結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜，很難去選擇分型面以及造型造型比較困難的零件選擇消失模鑄造生產(chǎn)最適合，其工藝特點(diǎn)可以滿足那些傳統(tǒng)澆注不能滿足的需求。這樣的零件有缸體

16、、水泵葉輪、螺旋槳等。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 既可以單個(gè)生產(chǎn)亦可以規(guī)模生產(chǎn) 消失模生產(chǎn)需要很多的EPS塑料泡沫，因此大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)成本變高，對(duì)于單個(gè)少數(shù)生產(chǎn)可以采用手工切割膠合成鑄造零件，由于模樣制作可用手工或粒子發(fā)泡模具成型大批量制出白模，其適用性應(yīng)變靈活。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 消失模鑄件的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì) 從生產(chǎn)工藝流程可看出，消失模鑄造其制模過(guò)程類同于石蠟精密鑄造，澆注類同于V法鑄造，造型類同于實(shí)型鑄造。所以現(xiàn)代消失模鑄造技術(shù)結(jié)合了實(shí)型、V型、精鑄三者的優(yōu)點(diǎn)。 = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 消失模鑄造(zhzo)容易實(shí)現(xiàn)清潔生

17、產(chǎn)消失模鑄造采用的是負(fù)壓法，這樣就有利于排放物或氣體的收集并集中處理，而且(r qi)舊砂可以重復(fù)使用，所以對(duì)于生產(chǎn)和環(huán)境都是雙贏。1.5.2 消失模鑄造(zhzo)經(jīng)濟(jì)性 鑄件噸位消耗EPS成本比較經(jīng)濟(jì)。這是應(yīng)為EPS模樣價(jià)格比較低廉，而且在自動(dòng)化生產(chǎn)條件下，模樣的加工時(shí)間短，生產(chǎn)成本低。表1.1列出了消失模鑄造工藝與砂型鑄造工藝生產(chǎn)鑄件相比的經(jīng)濟(jì)性。 工藝過(guò)程 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 制型 簡(jiǎn)化工廠工程設(shè)計(jì)； 沒(méi)有砂型黏結(jié)劑； 不用砂型； 模具可重復(fù)造砂型 增加模樣澆注系統(tǒng)膠粘； 模樣僅能一次性使用 澆注 節(jié)約了金屬、合金澆注系統(tǒng)用量； 球鐵可無(wú)冒口均衡化凝固 增設(shè)了型砂鑄件冷卻輸送設(shè)備 清理 減少鑄

18、件表面清理工作量； 無(wú)鑄造毛刺飛邊； 增設(shè)專用工具進(jìn)行模樣； 組串去除內(nèi)澆口 機(jī)加工 減少了鑄件機(jī)加工余量； 鑄件劃一便于自動(dòng)化 環(huán)境保護(hù) 降低了環(huán)境污染； 簡(jiǎn)化環(huán)保措施 模具工裝 減少了模具傳統(tǒng)制作； 模具簡(jiǎn)單專一便于維修； 模具使用壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)復(fù)雜和周期長(zhǎng)而引起初始模具成本高 投資 工廠設(shè)計(jì)水平高度靈活； 總體具有經(jīng)濟(jì)規(guī)范； 便于舊車間改造成消失模鑄造工藝 制模自動(dòng)化程度低 表1.1 消失模鑄造工藝與砂型鑄造工藝生產(chǎn)鑄件相比的經(jīng)濟(jì)性 第二章 三通管的工藝(gngy)設(shè)計(jì) 本章主要針對(duì)三通管的消失模鑄造而進(jìn)行(jnxng)了工藝分析和設(shè)計(jì)，首先對(duì)零件產(chǎn)品進(jìn)行分析了解其質(zhì)量要求和技術(shù)要求等，然

19、后結(jié)合消失模的鑄造技術(shù)進(jìn)行鑄造工藝分析和工藝參數(shù)的分析及選擇，最后基于各類的分析結(jié)果設(shè)計(jì)出合理有效的澆注系統(tǒng)，計(jì)算出澆道的尺寸和形狀等一系列參數(shù)。目的在于設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的三通管消失模鑄造工藝，制作出精確的產(chǎn)品零件。2.1 三通管的結(jié)構(gòu)分析及技術(shù)(jsh)要求三通管零件的材質(zhì)：灰口鑄鐵（HT200）生產(chǎn)要求：大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量10000t單個(gè)零件重量：6.5kg三通管就是工管件的一種，其主要是用于改變流體的方向，本設(shè)計(jì)的三通管為T形異口管徑的三通管。三通管零件圖如圖2.1所示，其外形輪廓尺寸為140mm*85mm*102.5mm，主要厚度為三通管的壁厚5mm，同時(shí)也是最小厚度，本零件為一小型零件，因

20、為鑄件壁厚比較小，因此在保證鑄件幾何尺寸精度的同時(shí)也要保證鑄件壁厚的均勻性，防止受力不均，除此之外還要防止起泡、疏松、縮孔、碳缺陷等缺陷的產(chǎn)生，因此三通管零件具有較高的質(zhì)量要求。 圖2.1三通(sn tn)管零件圖2.2三通管的鑄造(zhzo)工藝分析三通管接頭是管道安裝中最常用到的一個(gè)零件，主要起到分流開(kāi)支的作用。根據(jù)流經(jīng)三通管的液體不同，其工作環(huán)境也不同，因此對(duì)三通管的要求也不相同，本設(shè)計(jì)的三通管僅用于水流分支，沒(méi)有特殊要求，但有個(gè)共同點(diǎn)就是所有管道都要受到徑向的張力作用，為了防止此因素導(dǎo)致管道脹裂，我們(w men)在澆注時(shí)要選擇合理的澆注溫度，使鑄件均勻冷卻，降低鑄件的殘余應(yīng)力，同時(shí)保

21、證鑄件的壁厚均勻，延長(zhǎng)其使用壽命。此外對(duì)鑄件進(jìn)行鑄造的時(shí)候必須嚴(yán)格遵守鑄造工藝的正確操作，加強(qiáng)安全意識(shí)，在正確操作的同時(shí)還要考慮簡(jiǎn)化步驟，提高鑄造價(jià)值性。 根據(jù)三通管的使用要求和條件進(jìn)行分析、研究，總結(jié)出自己的設(shè)計(jì)方案：由于鑄件除了減少缺陷的產(chǎn)生之外沒(méi)有其他特殊質(zhì)量要求，然而在滿足質(zhì)量要求的同時(shí)也要滿足鑄造工藝對(duì)零件結(jié)構(gòu)的要求，審查零件結(jié)構(gòu)，三通管零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，符合鑄造生產(chǎn)的工藝要求，采用對(duì)稱分型發(fā)泡操作方便，易于保證鑄件品質(zhì)也提高了生產(chǎn)效率降低成本。分析三通管零件結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求后，其鑄造工藝應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面：三通管的壁厚為最小壁厚，也是管道徑向力承受體，為了避免鑄件產(chǎn)生澆不

22、到或冷隔缺陷，使鑄件的設(shè)計(jì)壁厚不小于最小壁厚；為了減少裂紋、縮孔縮松，鑄件的內(nèi)壁厚度設(shè)計(jì)應(yīng)比外壁薄一些才合理；壁厚要求均勻，防止形成熱節(jié)，形成殘余應(yīng)力；三通管零件材質(zhì)為收縮較小的灰鑄鐵，可采用同時(shí)凝固原則來(lái)設(shè)計(jì)，保證鑄件質(zhì)量；簡(jiǎn)化或減少分型面的鑄件結(jié)構(gòu) 盡量不用曲面分型，用平面分型，分型面盡量少；為了便于起模，對(duì)垂直于分型面的非加工面上的鑄件壁的內(nèi)外兩側(cè)應(yīng)設(shè)計(jì)(shj)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)斜度；2.3 鑄造工藝參數(shù)的分析(fnx)與設(shè)計(jì)鑄造工藝是確定鑄造設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、造型工藝和鑄件檢驗(yàn)的主要依據(jù)。這些工藝數(shù)據(jù)是由經(jīng)對(duì)兩件結(jié)構(gòu)分析、滿足生產(chǎn)技術(shù)要求、保證質(zhì)量和應(yīng)用(yngyng)條件、以及提高效率降低成

23、本等多方面綜合分析而得出。這些工藝數(shù)據(jù)主要是指加工余量、起模斜度、鑄造收縮率、最小鑄出孔、型芯頭尺寸、鑄造圓角等。工藝參數(shù)選取的準(zhǔn)確、合適，才能保證鑄件尺寸精確，方能使設(shè)計(jì)更成功，生產(chǎn)更高效。 = 1 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 一、可鑄的最小壁厚和可鑄孔徑零件上的孔、槽、臺(tái)階等，究竟是鑄出來(lái)好還是靠機(jī)械加工出來(lái)好，這應(yīng)該從品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)角度等方面考慮。一般來(lái)說(shuō)，較大的孔、槽等應(yīng)該鑄出來(lái)，以便節(jié)約金屬和加工工時(shí)，同時(shí)還可以避免鑄件局部過(guò)厚所造成熱節(jié)，提高鑄件質(zhì)量。較小的孔、槽或則鑄件壁很厚則不易鑄出孔，直接依靠加工反而方便。由于消失模工藝特點(diǎn)，可鑄最小壁厚和孔徑、凸臺(tái)、

24、凹坑等細(xì)小部位的可能性大大提高，因此消失模工藝鑄件大部分孔都可以鑄出，最小壁厚主要受EPS模樣限制，只要能做出模樣就能鑄出鑄件。不同鑄造合金在生產(chǎn)中均有一適宜的最小壁厚和可鑄最小孔徑的限制，如表2.1： 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 1012 表2.1 最小壁厚和可鑄最小孔徑的限制 三通管零件的材質(zhì)為灰鑄鐵，因此可鑄最小壁厚為4mm，可鑄最小孔徑為8mm，分析鑄件零件尺寸要求得知：鑄件最小壁厚為5mm，滿足消失模工藝要求，同時(shí)管道的內(nèi)徑均滿足最小孔徑要求，因此可直接鑄出，然而對(duì)于而對(duì)于法蘭上的鏈接口直徑為7，該孔直徑較小，無(wú)

25、法直接鑄造出，因此可采用機(jī)械加工，機(jī)械加工較為經(jīng)濟(jì)方便。 = 2 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 二、消失模鑄造收縮率設(shè)計(jì)模具型腔尺寸時(shí)要考慮雙重收縮，即金屬合金的收縮和模樣材料的收縮，零件模樣采用選用的是EPS，推薦收縮率為0.5%0.7%，因此可選取0.5%的模樣收縮率。金屬合金的收縮與傳統(tǒng)砂型相近，參看表2.2： 鑄件合金種類 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 表2.2 合金的線收縮率因此對(duì)于灰鑄鐵零件，選擇自由收縮為1.0%；

26、受阻收縮為0.8%。則模樣尺寸可按如下公式來(lái)計(jì)算 L模=L鑄+K1L鑄 式中 K1鑄件(zhjin)收縮率； L鑄鑄件(zhjin)尺寸 = 3 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 三、模樣(myng)分型面設(shè)計(jì)以及消失模鑄造脫模斜度 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 分型面的確定 鑄型分型面是指鑄型組員間的接合面。分型面的優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。而選擇分型面時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1.為保證鑄件精度，應(yīng)盡可能將鑄件的全部或大部分放在下砂箱內(nèi)。2.盡量把鑄件的加工定位面和主要加工面放在同一砂箱內(nèi)，以減少加工定位的尺寸偏差。3.盡量減少分型面

27、的數(shù)量，以簡(jiǎn)化造型操作，提高鑄型精度。4.為方便合箱和檢驗(yàn)砂芯，應(yīng)盡量使基本砂芯位于下鑄型。5.盡量采用平直的分型面，以減少鑄造模樣等工藝裝備的工作量。6.分型面應(yīng)選在鑄件的最大截面處，以便于起模。7.分型面盡量和澆注位置一致，避免翻箱導(dǎo)致鑄件尺寸不準(zhǔn)。三通管鑄件結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，可選擇其對(duì)稱面為分型面，既保證了分型面處于管件的大曲面上，也便于模片膠合；同時(shí)完全對(duì)稱相同的分模片在發(fā)泡時(shí)只需發(fā)泡一種即可，從而大大的提高的生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)程度。分型面如2.2圖： 圖2.2 分型面 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 消失模鑄造脫模斜度消失模工藝的突出優(yōu)點(diǎn)是干砂造型，無(wú)需起模、下芯、合箱

28、等工序，不需要設(shè)計(jì)脫模斜度，但在制作EPS模樣過(guò)程中，喲與模具與模樣間有一定摩擦阻力，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮0.5o脫模斜度，如圖2.3： 圖2.3 脫模斜度(xi d) = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 分型負(fù)數(shù)(fsh) 干砂型、表面烘干型以及尺寸較大的濕砂型，分型面由于烘烤，修整(xizhng)等原因一般都不很平整，上下型接觸面很不嚴(yán)。為了防止?jié)沧r(shí)炮火，合箱前需要在分型面之間墊以石棉繩、泥條等，這樣在分型面處明顯增加了鑄件的尺寸。為了保證鑄件尺寸精確，在擬定工藝時(shí)為抵掉鑄件增加的尺寸而在模樣上減去相應(yīng)的尺寸稱為分型負(fù)數(shù)。而三通管是濕型且是小型鑄件故不予考慮分型負(fù)數(shù)。 = 4

29、* CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 四、鑄件尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件公稱尺寸的兩個(gè)允許的極限尺寸之差。在兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)，鑄件可滿足機(jī)械加工，裝配，和使用要求。消失模鑄件精度高，鑄件尺寸公差介于普通砂型和石蠟精鑄之間，消失模鑄件尺寸基本公差數(shù)據(jù)可參考表2.3；根據(jù)鑄件零件尺寸可得三通管鑄件的尺寸基本公差0.13.鑄件基本尺寸 10 1040 40100 100250 250400鑄件基本公差 0.05 0.05 0.1 0.13 0.15 表2.3 鑄件尺寸公差 = 5 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 五、機(jī)械加工余量為保證鑄件加工面尺寸和零

30、件精度，在鑄造工藝設(shè)計(jì)是，在零件的加工表面上預(yù)先增加的、并在機(jī)械加工時(shí)應(yīng)予以切除的金屬厚度，稱為機(jī)械加工余量。消失模鑄造尺寸精度高，鑄件尺寸重復(fù)性好，因此加工量比砂型工藝要小，不同鑄造合金的機(jī)械加工余量可參考表2.4： 鑄件最大外輪廓尺寸 鑄鋁件 鑄鐵件 鑄鋼件 500 頂面 4.5 6 6 側(cè)、下面 4 5 5 表2.4 鑄件(zhjin)機(jī)械加工余量三通(sn tn)管的形輪廓尺寸為140mm*85mm*102.5mm，由表可得：三通管零件的頂面加工余量為3.5mm，側(cè)、下面(xi mian)加工余量為3mm。因此鑄件的外輪廓尺寸為：146mm*85mm*106mm，可得三通管零件的鑄件圖

31、如圖2.4： 圖2.4 鑄件圖 = 6 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 六、模片圖尺寸設(shè)計(jì)模片圖是和零件尺寸結(jié)構(gòu)相似，誤差很小的塑料模樣，是澆注系統(tǒng)內(nèi)的重要組成部分，模片圖的尺寸可由鑄件的尺寸計(jì)算得出，上文已討論由于鑄件鑄造收縮作用，鑄件尺寸都會(huì)小于模樣尺寸，可按公式 L模=L鑄+K1L鑄 計(jì)算模樣尺寸（其中K1取1%），經(jīng)計(jì)算模片圖的外輪廓尺寸為148mm*86mm*107mm，其模片圖結(jié)構(gòu)可見(jiàn)圖2.5，模片的脫模斜度為0.5o，圖2.3已給出。 圖2.5 模片圖 = 7 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 七、工藝(gngy)補(bǔ)正量在單件小批量生

32、產(chǎn)中，為防止因選用的鑄件線收縮率與實(shí)際值不符，或由于鑄件變形以及有規(guī)律的操作偏差等因素影響，造成鑄件局部壁厚不足，在鑄件相應(yīng)部位的非加工面上增加的金屬層厚度，稱為工藝補(bǔ)差正量。帶有法蘭的三通管管件往往易產(chǎn)生尺寸偏差，因此常需要加上工藝補(bǔ)正量，但由于消失模鑄造(zhzo)工藝精確的優(yōu)點(diǎn)，鑄件尺寸偏差很小，因此對(duì)于小型三通管消失模鑄造不考慮工藝補(bǔ)正量。八、鑄件(zhjin)重量公差 鑄件質(zhì)量公差定義為占鑄件公稱質(zhì)量的百分率為單位的鑄件質(zhì)量變動(dòng)的允許值。所謂公稱質(zhì)量包括加工余量和其他工藝余量，作為衡量被檢驗(yàn)鑄件輕重的基準(zhǔn)質(zhì)量。鑄件重量公差等級(jí)與鑄件尺寸公差等級(jí)應(yīng)對(duì)應(yīng)選擇，根據(jù)鑄件尺寸公差范圍查看鑄件

33、質(zhì)量公差表GB/T11351-1989，可得到鑄件重量公差等級(jí)為MT2級(jí)，其公稱質(zhì)量為2kg，零件質(zhì)量為6.5kg，因此鑄件的毛重估為8kg。2.4 澆注系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是鑄型中液態(tài)金屬流入型腔的通道之總稱，它由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等部分組成。 = 1 * GB4 * MERGEFORMAT 澆注位置的確定 澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。正確的澆注位置保證(bozhng)獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清掃方便。確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，鑄件的尺寸精度及造型工藝過(guò)程的難易(nn y)程度。根據(jù)(gnj)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇澆注位

34、置，應(yīng)該有幾下原則：1.鑄件的重要加工面、主要受力面、寬大平面朝下，若不能朝下，可側(cè)立或斜置。當(dāng)鑄件有多個(gè)加工面時(shí)，應(yīng)將較大的面朝下。2.厚薄不均勻的鑄件，應(yīng)將其厚大部分朝上，以利于冒口補(bǔ)貼，實(shí)現(xiàn)定向凝固。3.對(duì)于薄壁鑄件，應(yīng)將薄而大的平面朝下，有條件的，應(yīng)側(cè)立或傾斜，以避免冷隔、澆不到等缺陷，此原則對(duì)流動(dòng)性差的合金尤為重要。4.盡量減少砂芯的數(shù)量，少用吊砂、吊芯、懸臂芯或芯撐，以利于砂芯在鑄型中安放牢固、定位準(zhǔn)確，排氣流暢。5.鑄件的合型、澆注、冷卻位置一致為宜，以免鑄型在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)位或損壞。6.鑄件的澆注位置應(yīng)方便造型、下芯及合箱，便于型（芯）重要尺寸的檢查。 圖2.6 澆注位置(w

35、i zhi)選擇澆注位置方案的分析與選擇：管道(gundo)的曲面為只要加工面，且為壁厚比較薄的大面，為防止產(chǎn)生氣孔或存在非金屬雜質(zhì)，應(yīng)將管道的大面朝下進(jìn)行澆注，圖方案一滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)重要的連接加工面為于澆注的兩側(cè)，能使側(cè)面比較光潔且都可以降低氣孔、非金屬雜質(zhì)等缺陷的產(chǎn)生，方案二中澆注位置在某一端面，此端面與另一端面為管道最常距離，因此不利于金屬液的填充，導(dǎo)致壁厚不均或其他缺陷，所以相比較而言選擇方案一更有利于設(shè)計(jì)。 = 2 * GB4 * MERGEFORMAT 澆注系統(tǒng)(xtng)類型選擇澆注系統(tǒng)按金屬液引入型腔的位置分為頂注、側(cè)注、底注或幾種方式綜合使用；按澆注系統(tǒng)各組元截面比例關(guān)系

36、可分為：封閉式，開(kāi)放式，半封閉式和封閉-開(kāi)放式四種。因?yàn)榘敕忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，橫澆道截面最大，澆注中澆注系統(tǒng)能充滿，但擋渣能力次于封閉式，然而充型平穩(wěn)性及沖刷力都優(yōu)于封閉式。適用于各類灰鑄鐵鑄件。而三通管就是灰鑄鐵小型鑄件，所以選擇半封閉式側(cè)注澆注系統(tǒng)，如圖方案一。 = 3 * GB4 * MERGEFORMAT 內(nèi)澆道的引入三通管為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型零件，采用了一箱兩件的澆注方式，因?yàn)楣鼙谳^薄，為防止?jié)沧⒌涝谀訂蝹?cè)對(duì)模樣產(chǎn)生集中力的作用而使模樣變形，因此每個(gè)鑄件上采用了兩個(gè)內(nèi)澆道，既增強(qiáng)的模樣的承受強(qiáng)度也有利于金屬液的流通和填充。為了方便造型，內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在分型面上。因?yàn)殍T件采用中

37、部管口朝上側(cè)注式澆注，這樣鑄件凝固順序?yàn)橛上轮辽夏?，這樣有利于三通管的重要曲面先凝固并得到補(bǔ)縮，如此內(nèi)澆道則設(shè)置在側(cè)面引入金屬液，如圖2.7所示。 圖2.7 內(nèi)澆道的引入 = 4 * GB4 * MERGEFORMAT 砂箱(sh xin)內(nèi)模型(mxng)簇設(shè)計(jì)(shj)三通管模樣的外形輪廓尺寸為140mm*85mm*102.5mm，單件鑄件質(zhì)量約為8kg，此鑄件為一小型鑄件。如果一個(gè)鑄件用一個(gè)砂箱來(lái)完成鑄造澆注，則必須制作出大量尺寸較小的砂箱，因?yàn)檩^大砂箱需要填充較多的砂粒，而鑄件較小，太多砂粒則會(huì)對(duì)模樣產(chǎn)生更大的擠壓力而會(huì)使模樣變形，同時(shí)也大大降低生產(chǎn)效率；若一個(gè)砂箱內(nèi)澆注多個(gè)鑄件，鑄

38、件越多，則澆道的設(shè)計(jì)也越復(fù)雜，同時(shí)澆注位置處的模樣也會(huì)受到澆道的作用，應(yīng)避免澆道導(dǎo)致模樣變形或損壞。經(jīng)比較，對(duì)三通管采用兩件一箱進(jìn)行澆注，在保證鑄件質(zhì)量和工藝要求的前提下又相對(duì)的提高了生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本。砂箱內(nèi)鑄件排列采用對(duì)稱分布，這有利于澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。砂箱模型族如圖2.8: 砂箱尺寸和吃砂量設(shè)計(jì)：零件模樣在砂箱內(nèi)對(duì)稱排列，根據(jù)模樣尺寸查看鑄造技術(shù)與應(yīng)用案例中模樣吃砂量表，可取得圖中的a=50mm；b=60mm；c=55mm；d=40mm；e=50mm；f=73mm；h=117mm。且圖中的S1、S2、S3分別表示內(nèi)澆道、直澆道和橫澆道的橫截面積，截面面積計(jì)算已在下文設(shè)計(jì)。結(jié)合模樣的尺寸和

39、空間布局，可取砂箱尺寸為：350mm*250mm*200mm。 圖2.8 鑄件砂箱(sh xin)排列圖 = 5 * GB4 * MERGEFORMAT 澆注系統(tǒng)尺寸(ch cun)設(shè)計(jì)三通管鑄件，材料HT200，毛重(mozhng)8kg，最大外形尺寸為140mm*85mm*102.5mm，平均壁厚5mm10mm，中間分型，屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(jindn)的薄壁鑄件砂箱內(nèi)沿尺寸為340mm*460mm*240mm，采用一箱兩件澆注方式（如圖2.7），濕型機(jī)器(j q)造型。澆注系統(tǒng)方案：采用側(cè)注式、半封閉式澆注系統(tǒng)，內(nèi)澆道四個(gè)，截面呈高梯形。灰鑄鐵件的內(nèi)澆道總截面積計(jì)算公式為： A內(nèi)=GL/0.3

40、1ut式中 A內(nèi)內(nèi)澆道總截面積（cm2）；GL鑄鐵件澆注總質(zhì)量（kg）； T澆注時(shí)間（s）；u流量系數(shù)；Hp平均壓力頭高度（cm）計(jì)算上式中GL、t、u、Hp值。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 計(jì)算鑄鐵件澆注重量GL 已知鑄件毛重8kg，因?yàn)椴捎靡幌鋬杉沧?，因此鑄件總毛重為16kg，經(jīng)查鑄造技術(shù)與應(yīng)用案例表4-57得工藝出品率為80%。則GL =鑄件毛重/工藝出品率=16kg/0.8=20kg。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 計(jì)算澆注時(shí)間t 鑄件屬于薄壁簡(jiǎn)單零件，質(zhì)量要求較高，按公式 t=s 來(lái)計(jì)算，s為與鑄件主要壁厚有關(guān)的系數(shù)，經(jīng)查鑄造技術(shù)與應(yīng)用案例表4

41、-58得s取1.85.則t=s=1.85*s=9s = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 計(jì)算流量系數(shù)u 經(jīng)查鑄造技術(shù)與應(yīng)用案例表4-62，濕型，中等阻力，u=0.42，再按表4-63修正澆注溫度提高約100，u修正值取0.1；有出氣口，u修正值取0.1；橫澆道面積大于內(nèi)澆道，并且A橫/A內(nèi)1.3，u修正值取0.05，內(nèi)澆道四個(gè)，u修正值取-0.1，合計(jì)則u=0.42+0.1+0.1+0.05-0.1=0.57 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 計(jì)算平均壓頭力Hp Hp=Ho-ho2/2h式中 Ho內(nèi)澆道至外澆道液面的高度（cm）；h鑄件高度（cm）； ho內(nèi)澆道以上的

42、鑄件高度因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)采用側(cè)注式澆注方式，則ho=h/2，Ho=20cm，則 Hp=Ho-h/8=20-12.05/8=18.5cm將值帶入，則 A內(nèi)=GL/0.31ut=3cm2半封閉式澆注系統(tǒng)各單元截面積比，取A內(nèi)：A橫A直=1:1.3:1.1則：A橫=3*1.3=3.9cm2； A直=3*1.1=3.3cm2. = 6 * GB4 * MERGEFORMAT 澆道的形狀 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 內(nèi)澆道內(nèi)澆道是控制充型速度和方向，分配金屬液，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序，澆注系統(tǒng)的金屬液通過(guò)內(nèi)澆道對(duì)鑄件有一定補(bǔ)縮作用。根據(jù)內(nèi)澆道的橫截面積查看鑄造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)的截面尺

43、寸表，可得內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)如圖2.9，其中a=40mm；b=36mm；c=8mm。 圖2.9 內(nèi)澆道形狀(xngzhun) = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 橫澆道橫澆道的功用是向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液，儲(chǔ)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(wěn)和減少產(chǎn)生氧化(ynghu)夾雜物。同樣根據(jù)截面(jimin)尺寸查表得其結(jié)構(gòu)如圖2.10，其中a=29mm；b=24mm；c=15mm。 圖2.10 橫澆道形狀 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 直澆道直澆道的功用是從澆口杯引導(dǎo)金屬液向下，進(jìn)入橫澆道、內(nèi)澆道或直接進(jìn)入型腔。并提供(tgng)足夠的壓力頭，使金

44、屬液在重力作用下能克服各種流動(dòng)阻力充型。在設(shè)計(jì)中采用的直澆道為圓柱體直澆道，便于金屬流動(dòng)，減少棱角帶來(lái)的粘滯效果(xiogu)。其結(jié)構(gòu)形狀如圖2.11，其中D=20mm。 圖2.11 直澆道形狀(xngzhun) 第三章 三通(sn tn)管消失模鑄造的生產(chǎn)線設(shè)計(jì) 為滿足大批量年產(chǎn)10000t的生產(chǎn)需求，本章主要介紹了消失模生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)備的選用，以實(shí)現(xiàn)鑄造生產(chǎn)機(jī)械(jxi)自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品質(zhì)量與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。4.1 生產(chǎn)(shngchn)綱領(lǐng)車間生產(chǎn)綱領(lǐng)是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。鑄造車間的生產(chǎn)綱領(lǐng)包括：產(chǎn)品名稱和產(chǎn)量、鑄件種類和質(zhì)量、材質(zhì)及最大件特征、需

45、要生產(chǎn)的備件數(shù)量及外協(xié)件數(shù)量等。本設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品名稱為三通管，年產(chǎn)量為10000噸，鑄件為管件，質(zhì)量要求較高，材質(zhì)為灰口鐵，零件具有典型的對(duì)稱結(jié)構(gòu)特征等。4.2 制模部4.2.1 模樣材料泡沫塑料是一種泡沫體，它的質(zhì)地很輕，比同類的塑料輕幾倍，甚至幾十倍；泡沫塑料的泡孔具有防止空氣對(duì)流的作用，因此不易傳熱，起隔熱的作用。為此，在高溫金屬液的作用下，它的氣化和消失的速度也比同類塑料快幾倍到幾十倍。泡沫塑料種類很多，常見(jiàn)的有聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛、和聚氨酯泡沫塑料等。這里三通管接頭所采用的是聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）。EPS相對(duì)來(lái)說(shuō)比較廉價(jià)；在不高的蒸汽、大氣壓及水的要求下極易成形；生產(chǎn)出的EPS

46、模樣表面非常光滑；EPS能夠滿足這個(gè)過(guò)程冶金方面的要求；由于泡沫聚苯乙烯具備密度小、氣化迅速、殘留物少、資源豐富和易加工成形等優(yōu)點(diǎn)。4.2.2三通管消失模模樣制作 = 1 * GB4 * MERGEFORMAT 三通管結(jié)構(gòu)分析 下圖為三通管零件圖,其材質(zhì)為灰口鑄鐵，此件為中型的管體件，壁厚均勻，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，因此模具采用垂直分型，發(fā)泡模樣為該零件的一半，然后可以用黏合劑膠合成一個(gè)完整的模樣進(jìn)行砂箱澆注。 = 2 * GB4 * MERGEFORMAT 蒸汽預(yù)發(fā)泡 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 蒸汽預(yù)發(fā)泡原理 當(dāng)樹(shù)脂珠粒被蒸汽加熱到軟化溫度之前，珠粒并不發(fā)泡，只是發(fā)泡劑外逸。當(dāng)溫度

47、升到樹(shù)脂軟化溫度時(shí)，珠粒開(kāi)始軟化具有塑性。由于珠粒中的發(fā)泡劑受熱汽化產(chǎn)生壓力，使珠粒膨脹，形成互不連通的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。泡孔一旦形成，蒸汽就向泡孔內(nèi)滲透使泡孔內(nèi)壓力逐漸增大，泡孔進(jìn)一步脹大。在泡孔脹大過(guò)程中發(fā)泡劑也向外擴(kuò)散外逸，直到泡孔內(nèi)外壓力相等時(shí)才停止脹大。冷卻后，發(fā)泡珠粒大小固定下來(lái)。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 發(fā)泡工藝過(guò)程及操作參數(shù) 珠粒預(yù)發(fā)泡是在間歇式發(fā)泡機(jī)中進(jìn)行的，其工藝過(guò)程如下： 預(yù)熱 加料 加熱發(fā)泡 出料 干燥 清理料倉(cāng)。預(yù)熱(y r)的目的是為了減少預(yù)發(fā)筒中的水分，縮短預(yù)發(fā)時(shí)間，當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到要求后即可將已準(zhǔn)備好的料加入預(yù)發(fā)機(jī)中。加入料后，繼續(xù)加入蒸汽，樹(shù)脂

48、珠粒在發(fā)泡筒中處于沸騰狀態(tài)，當(dāng)料位達(dá)到一定(ydng)高度或加熱時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停止加熱。啟動(dòng)(qdng)出料閥出料。出料在攪拌和壓縮空氣的雙重作用下完成。 表3.1為富陽(yáng)江南KF-SJ-450型間歇式蒸汽預(yù)發(fā)泡機(jī)的操作工藝參數(shù) 物料名稱 預(yù)熱溫度/% 蒸汽壓力/Mpa 發(fā)泡溫度/ EPS 8085 0.100.12 8590 StMMA 9095 0.120.15 95105工藝參數(shù)為：EPS預(yù)熱溫度85，蒸汽壓力0.12Mpa，預(yù)發(fā)溫度5060，壓縮空氣0.5Mpa。對(duì)預(yù)發(fā)后的珠粒密度控制在2025g/L，當(dāng)密度超出設(shè)定密度時(shí)，及時(shí)調(diào)整珠粒加入量，預(yù)發(fā)后的珠粒要在流化床內(nèi)充分混合干燥后再

49、輸送到料斗內(nèi)，儲(chǔ)存一段時(shí)間進(jìn)行熟化，熟化時(shí)間保證在12h以上，再通過(guò)氣力輸送管道送到其他料斗內(nèi)儲(chǔ)存待用。 圖3.1為SJ-KF-450半自動(dòng)預(yù)發(fā)泡機(jī) = 3 * GB4 * MERGEFORMAT 發(fā)泡成型發(fā)泡成型實(shí)際就是預(yù)發(fā)泡后的泡沫塑料珠粒被填充入模具內(nèi)，然后放入蒸汽中，這樣塑料珠粒又一次被發(fā)泡長(zhǎng)大并把模具型腔充實(shí)，將模樣脫模后，由于還存在一定余溫所以珠粒再一次發(fā)泡，最后檢測(cè)尺寸，對(duì)于合格的模樣進(jìn)行加工并膠結(jié)成模樣整體。成型發(fā)泡工藝如下：發(fā)泡工藝參數(shù)(cnsh)為：設(shè)計(jì)中的發(fā)泡溫度110，蒸汽(zhn q)壓力0.30.5Mpa，水壓(shu y)0.40.6Mpa，壓縮空氣0.60.8M

50、pa。模具預(yù)熱次數(shù)為8次左右，成型時(shí)蒸汽壓力穩(wěn)定在0.3Mpa，水溫保持在25左右。成型后的模片應(yīng)及時(shí)進(jìn)烘房烘干、定型，擺放整齊，以免白模變形，烘干時(shí)烘模房溫度保持在55左右，模片進(jìn)出烘模房要快出快進(jìn)，以免降低烘模房溫度。4.3 熔化工部 中頻電阻爐計(jì)算：1t/h的中頻電阻爐3座。每天按照二班制工作 3*16*300=1440t年產(chǎn)鑄件量=14400X80%=11520t。從沖天爐的熔化量計(jì)算14400t，折合工藝出品率11520t，完全可滿足鑄造車間1萬(wàn)t的生產(chǎn)綱領(lǐng)目標(biāo)。4.4砂處理部1）振實(shí)臺(tái)裝置 本條生產(chǎn)線配置的是帶鉗式液壓夾緊機(jī)構(gòu)的變頻三維振實(shí)臺(tái)，具有高頻低幅的振實(shí)特性，主題結(jié)構(gòu)包括：

51、固定架、振動(dòng)架、振動(dòng)電機(jī)、橡膠空氣彈簧、液壓油缸及鉗式加緊機(jī)構(gòu)等，主要參數(shù)： 額定負(fù)荷：68t 砂箱可適用的有效尺寸：1600mm1600mm1600mm 配套液壓站系統(tǒng)包括：磁閥系統(tǒng)、葉片泵、傳動(dòng)架、過(guò)濾器、儲(chǔ)油箱、液壓管路等。 2）雨淋加砂裝置 雨淋式加砂器是被安裝在儲(chǔ)砂斗外面的同時(shí)被安裝在砂斗外面的還有三維變頻振動(dòng)臺(tái)，此加砂裝置加砂方式是采用皮帶送砂機(jī)加砂的，此外送砂機(jī)的工作范圍可以將砂斗包圍，這樣可以對(duì)砂斗環(huán)繞加砂。最重要的是要保證加砂與振動(dòng)兩種操作同時(shí)進(jìn)行，因?yàn)檫@需要雨淋加砂機(jī)和三維振實(shí)臺(tái)的共同作用（如圖3.2）。圖3.2雨淋加砂機(jī)與振實(shí)工位3）翻箱機(jī)構(gòu)(jgu)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)砂箱需求

52、設(shè)計(jì)不同的落砂方式，在消失模鑄造生產(chǎn)線中，一般有兩種落砂方式：采用底卸砂箱時(shí)砂箱無(wú)需翻轉(zhuǎn)、底卸落砂，其他(qt)砂箱均需要翻箱落砂。翻箱機(jī)是翻箱落砂工序的關(guān)鍵設(shè)備，目前有三種形式的翻箱機(jī)：電動(dòng)葫蘆吊掛式翻箱機(jī)、液壓翻箱機(jī)、行車配合簡(jiǎn)易支架翻箱方式。行車配合簡(jiǎn)易翻箱支架的人工翻箱方式對(duì)工人的要求比較嚴(yán)，工作強(qiáng)度大，且工作環(huán)境對(duì)人體有一定傷害，此外需要在廠房?jī)?nèi)安置一定規(guī)格的行車，及占據(jù)廠也增加投入成本；電動(dòng)葫蘆吊掛式翻箱機(jī)翻箱速度可達(dá)20箱/h，適用于小型砂箱批量生產(chǎn)；對(duì)于液壓回轉(zhuǎn)翻箱機(jī)，要求砂箱與翻箱機(jī)架重心在運(yùn)行過(guò)程中要始終處于底座范圍內(nèi)，因此，設(shè)備不會(huì)因工作外移錯(cuò)位產(chǎn)生隱患，安全可靠。為了滿

53、足大型生產(chǎn)的要求，液壓回轉(zhuǎn)翻箱機(jī)在本消失模鑄造設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線中發(fā)揮重要(zhngyo)作用。4） 砂處理設(shè)備消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的作用是： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 型砂篩分除塊、除粉、保證型砂的良好的粒度狀態(tài)； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 型砂磁選去除金屬雜物； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 型砂降溫至60以下； = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 型砂輸送。砂處理系統(tǒng)的組成：篩分設(shè)備、磁選設(shè)備、提升設(shè)備、冷卻設(shè)備及水平輸送設(shè)備。 = 1 * GB4 * MERGEFORMAT 水平輸送篩分設(shè)備水平輸送篩分設(shè)備重要組成部分

54、為水平篩分輸送機(jī)，本設(shè)計(jì)采用的是振動(dòng)式水平篩分輸送機(jī)，其由篩分輸送槽、振動(dòng)電動(dòng)機(jī)、彈簧及底座組成。其作用主要以下三種：型砂篩分、型砂水平輸送和高溫型砂冷卻。振動(dòng)式水平輸送篩分機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗能少、造價(jià)低、易于維修，生產(chǎn)效率可達(dá)10t/h以上。 = 2 * GB4 * MERGEFORMAT 磁選設(shè)備(shbi)對(duì)于型砂(xngsh)中的鐵磁金屬雜物，選用普通鑄造砂處理的磁分離設(shè)備，一般多采用電（永）磁帶輪。磁選設(shè)備可安裝在提升機(jī)后部，也可安裝在水平篩分輸送機(jī)出口。 = 3 * GB4 * MERGEFORMAT 砂冷卻(lngqu)設(shè)備型砂冷卻設(shè)備，是消失模鑄造砂處理的關(guān)鍵設(shè)備。型砂溫度對(duì)生產(chǎn)幾

55、何尺寸要求嚴(yán)格的負(fù)壓實(shí)型鑄件非常重要，不同的砂溫對(duì)鑄件的收縮影響很大。這就要求砂溫過(guò)高時(shí)將其溫度降下來(lái)，溫度低的時(shí)候則要提起來(lái)。消失模鑄造常用的型砂冷卻設(shè)備有好幾種，在本設(shè)計(jì)中采用的是臥式振動(dòng)沸騰冷卻床，通過(guò)抽風(fēng)將熱量帶撤走，使砂降溫，達(dá)到砂冷卻作用。這種冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，生產(chǎn)效率較高。 = 4 * GB4 * MERGEFORMAT 型砂提升設(shè)備消失模鑄造使用的提升機(jī)，所提升的型砂是高溫干砂，鑄件打箱后接觸鑄件的型砂溫度可達(dá)600以上。經(jīng)過(guò)落砂斗和水平篩分輸送機(jī)進(jìn)入一級(jí)提升機(jī)的砂溫也高達(dá)300400，因此，消失模鑄造用的提升機(jī)要有良好的耐高溫性能和冷卻降溫功能。安裝在生產(chǎn)線上的型砂

56、提升裝備為振動(dòng)提升機(jī)，其特點(diǎn)為： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 振動(dòng)式提升機(jī)適用于0.310m范圍內(nèi)的散料提升； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 設(shè)備有一定的生產(chǎn)效率，可以達(dá)到1020t/h的提升速度； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 結(jié)構(gòu)緊湊，占地少。且物料對(duì)設(shè)備的磨損小，維修量??； = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 易密封，粉塵小，噪聲小，改善的工作環(huán)境； = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 能源消耗低； = 6 * GB3 * MERGEFORMAT 型砂提升過(guò)程有一定冷卻作用。4.4真空穩(wěn)壓系統(tǒng) = 1 * GB4 * MERGEFORMAT 真空穩(wěn)壓系統(tǒng)的作用 真空穩(wěn)壓系統(tǒng)其實(shí)就是使鑄造的砂箱處于負(fù)壓狀態(tài)下，通過(guò)負(fù)壓場(chǎng)形成一定的壓力施加在砂粒上，這樣就會(huì)有利于砂型的緊實(shí)定型，此外泡沫模樣被高溫金屬液氣化產(chǎn)生的氣體也會(huì)隨著壓力場(chǎng)消失，既可以保證澆注順利有序進(jìn)行，也可以確保鑄件產(chǎn)品質(zhì)量。 = 2 * GB4 * MERGEFORMAT 真空穩(wěn)壓系統(tǒng)的要求 = 1 * GB3 * MERGEFORM