軸承座鑄造工藝設(shè)計(jì)

/河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：軸承座鑄造工藝設(shè)計(jì)系部材料工程系專業(yè)材料成型和限制技術(shù)班級(jí)材料111學(xué)生姓名劉歡學(xué)號(hào)111308103指導(dǎo)老師鄧想xxxx年月日軸承座鑄造工藝設(shè)計(jì)摘要：本軸承座為一小型鑄件，鑄件材質(zhì)為ZG230-450，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，無(wú)困難的型腔和阻礙起模的凸起。鑄件的外形尺寸為350mm×350mm×175mm，主要壁厚為30mm，壁厚基本勻整。軸承座接受ZG230-450是一種鑄造碳鋼，是新牌號(hào)表示方法(GB11352-89)，原牌號(hào)叫ZG25。從軸承座的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)動(dòng)身，進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)分析，確定鑄造方案，并進(jìn)行鑄造工藝參數(shù)和砂芯的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上再依據(jù)鑄件的材質(zhì)重量和澆注系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)補(bǔ)縮系統(tǒng)。接受水玻璃砂手工造型、制芯、木摸樣和開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素，澆注系統(tǒng)不是簡(jiǎn)潔地金屬液流淌通道，用solidworks三維造型后，接受華鑄CAE軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行澆注、凝固模擬計(jì)算。結(jié)果顯示，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，縮松縮孔缺陷留在了冒口區(qū)。關(guān)鍵詞：軸承座，工藝設(shè)計(jì)，華鑄CAEBEARINGCASTINGPROCESSDESIGNABSTRACT:Thebearingasasmall-sizedcastings,castingmaterialofZG230-450,simplestructure,nocomplexcavityandobstaclestodraw.Theappearanceofthecastingsizeis350mm×350mm×350mm,themainwallthicknessof30mm,basicuniformwallthickness.BearingtheZG230-450isakindofcastingsteel,isanewbrandrepresentation(GB11352-89),theoriginalbrandnameisZG25.Fromtheoverallstructureofthebearingcharacteristics,analysisofcastingprocessdesign,determinethecastingsolution,andcastingprocessparametersandthedesignofsandcore,onthisbasis,accordingtothematerialweightofthecastingandpouringsystemperformancedesignofthefeedingsystem.Usedsodiumsilicatesandhandmademoldingandcoremaking,woodtouchkindandopengatingsystem,thedesignshouldbeconsideredwhenthefactors,thegatingsystemisnotsimplythemetalliquidflowchannel,withsolidworks3dmodelling,theChinafoundryCAEsoftwareisadoptedtodesignplansforpouringandsolidificationsimulation.Resultsshowthatthepouringsystemdesignisreasonable,theshrinkageporositydefectontheKouOu.KEYWORDS:Bearingseat，Processdesign，ChinaCastingCAE目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 11.1國(guó)外鑄造技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 11.2我國(guó)鑄造技術(shù)的現(xiàn)狀 21.3鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本學(xué)問(wèn) 21.4鑄造工藝設(shè)計(jì)的重要性 22鑄造方案的確定 32.1零件的材質(zhì)分析 32.2軸承座工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 32.3軸承座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析 52.4造型造芯方法的選擇 52.5澆注位置的選擇 62.6軸承座分型面的選擇 72.7砂箱中鑄件數(shù)目的確定 83鑄造工藝參數(shù)的確定 93.1鑄件最小鑄出壁厚 93.2最小鑄出的孔和槽 93.3鑄件的尺寸公差 93.4機(jī)械加工余量 103.5鑄造收縮率 103.6起模斜度 103.7澆注溫度和冷卻時(shí)間 114砂芯設(shè)計(jì) 124.1砂芯的基本學(xué)問(wèn) 124.2砂芯數(shù)目的選擇 124.3芯頭設(shè)計(jì) 124.4芯頭尺寸的確定 124.5砂芯的定位結(jié)構(gòu) 134.6芯骨 134.7芯撐 134.8砂芯的排氣 135澆注系統(tǒng)及冒口、冷鐵、出氣孔的設(shè)計(jì) 145.1澆注系統(tǒng)的組成及其應(yīng)用 145.2澆注系統(tǒng)的類型和應(yīng)用范圍 155.3澆注時(shí)間的計(jì)算 165.4確定直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的橫截面積 185.5冒口的設(shè)計(jì) 206軸承座澆注、凝固過(guò)程模擬分析 216.1華鑄CAE簡(jiǎn)介 216.2華鑄CAE模擬分析的步驟 216.3華鑄CAE模擬軸承座澆注、凝固過(guò)程分析報(bào)告 217鑄造工藝裝備設(shè)計(jì) 258鑄造工藝圖 269結(jié)論 2710致謝 28參考文獻(xiàn) 29附圖1緒論鑄造是獲得機(jī)械產(chǎn)品毛坯的主要方法之一，是機(jī)械工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的位置。鑄造成型是制造困難零件的最靈敏的方法，先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用給制造工業(yè)到來(lái)了新的活力，為數(shù)眾多的軟件問(wèn)世和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得為生產(chǎn)在幾何形態(tài)、尺寸、運(yùn)用性能等當(dāng)面都符合要求的鑄件提出精確牢靠的信息成為可能。鑄造廠在其用戶進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段就能成為后者在CAD層次上一個(gè)有力的伙伴，和此同時(shí)，鑄造廠也遇到了來(lái)自鑄造行業(yè)內(nèi)部和外部的巨大挑戰(zhàn)?；蛟S可以說(shuō)，各國(guó)鑄造廠都把下述四項(xiàng)目標(biāo)作為自己的主要任務(wù)：（1）提高鑄件質(zhì)量和牢靠性，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件；（2）加強(qiáng)環(huán)保，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展；（3）降低生產(chǎn)成本；（4）縮短交貨日期。不言而喻，其中的第一項(xiàng)是最重要的，假如不能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鑄件，其他目標(biāo)就無(wú)從談起。1.1國(guó)外鑄造技術(shù)發(fā)呈現(xiàn)狀1）信息技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能所構(gòu)成的信息技術(shù)近年來(lái)在鑄造生產(chǎn)中得到更為廣泛的應(yīng)用，這正在變更著鑄造生產(chǎn)的面貌，可以說(shuō)現(xiàn)代鑄造技術(shù)的主要特征就是將傳統(tǒng)的鑄造工藝和信息技術(shù)融為一體?？焖僭图夹g(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用也有了新的發(fā)展，它除了可應(yīng)用于制造新產(chǎn)品試制用的摸樣及熔模鑄造的蠟?zāi)Ｍ?，還可用于干脆造出酚醛樹(shù)脂殼型、殼芯，他們可干脆用來(lái)裝配成砂型。2）粘土砂濕型造型設(shè)備有新的提高在德國(guó)震壓造型正在逐步被其它先進(jìn)的造型設(shè)備所取代，而到1999年垂直分型無(wú)箱射壓造型、氣流——?dú)鈮涸煨?、空氣沖壓造型這三類造型線的生產(chǎn)實(shí)力之和已占有77%，居于主導(dǎo)地位。3）型砂處理向智能化質(zhì)量限制方向發(fā)展國(guó)外近年來(lái)在智能化型砂質(zhì)量限制方面有很大發(fā)展，特點(diǎn)是利用計(jì)算機(jī)幫助對(duì)型砂質(zhì)量進(jìn)行預(yù)防性限制。4）樹(shù)脂自硬砂設(shè)備日趨完善經(jīng)過(guò)探究，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)已經(jīng)推出了多種型砂性能在線檢測(cè)裝置，它們的一些共同特點(diǎn)是：檢測(cè)的項(xiàng)目主要是緊實(shí)率和濕強(qiáng)度并接受氣功。1.2我國(guó)鑄造技術(shù)的現(xiàn)狀我國(guó)鑄造業(yè)的現(xiàn)狀是生產(chǎn)量大，年產(chǎn)鑄件約1，200萬(wàn)噸，廠點(diǎn)多，達(dá)2萬(wàn)多個(gè)，鑄造業(yè)的從業(yè)人員在120萬(wàn)人以上。我國(guó)鑄造行業(yè)的一大特色是改革開(kāi)放以來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅猛發(fā)展，成為我國(guó)鑄造行業(yè)的一支重要力氣。鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄造廠點(diǎn)數(shù)已超過(guò)國(guó)有鑄造廠點(diǎn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄造廠點(diǎn)的鑄件產(chǎn)量約占全國(guó)鑄件總產(chǎn)量的一半。我國(guó)鑄造產(chǎn)量從2000超越美國(guó)已連續(xù)六年穩(wěn)居世界第一，依據(jù)全球主要生產(chǎn)國(guó)2004年的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)可以看出，我國(guó)鑄造行業(yè)除廠點(diǎn)多，從業(yè)人員多，產(chǎn)量大以外，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在質(zhì)量、效率、能源和材料消耗、勞動(dòng)條件和環(huán)境愛(ài)惜等方面都存在差距。造成這些差距的緣由是鑄造廠點(diǎn)規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)實(shí)力差，工藝和設(shè)備落后，管理水平低，從業(yè)人員素養(yǎng)不高。為了消退這些差距，為了滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的須要，也為了鑄造行業(yè)自身的存在和發(fā)展，我國(guó)的鑄造行業(yè)應(yīng)以提高鑄件質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為中心，面對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)；加強(qiáng)管理，打好基礎(chǔ)，提高企業(yè)素養(yǎng)；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理配置資源，提倡適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)；接著以適用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備改造鑄造行業(yè)，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，保證可持續(xù)發(fā)展。1.3鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本學(xué)問(wèn)鑄造的生產(chǎn)過(guò)程，從零件圖起先，始終到鑄件成品驗(yàn)收合格入庫(kù)為止，要許多道工序，涉及到合金熔煉、造型（造芯）材料的配置、工藝裝備的準(zhǔn)備鑄型的制造、合型、澆注、落砂和清理等許多方面。人們把鑄件的生產(chǎn)過(guò)程為鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程。對(duì)某一個(gè)鑄件，編制出其鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程的技術(shù)就是鑄造工藝設(shè)計(jì)。其中，工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)包括：（1）生產(chǎn)任務(wù)和要求（主要是產(chǎn)品零件圖樣、零件的技術(shù)要求、產(chǎn)品數(shù)量和交貨期）；（2）車間條件（主要是車間設(shè)備、原材料的應(yīng)用和供應(yīng)狀況、車間生產(chǎn)工人的技術(shù)水平和生產(chǎn)閱歷和制造模具等工藝裝備車間的加工實(shí)力）。工藝設(shè)計(jì)的程序一般是：對(duì)零件圖樣進(jìn)行審查和進(jìn)行鑄造工藝性分析，選擇造型方法；確定鑄造工藝方案；繪制鑄造工藝圖；填寫(xiě)鑄造工藝卡。1.4鑄造工藝設(shè)計(jì)的重要性我國(guó)自從加入WTO以后正逐步成為世界制造業(yè)中心之一，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)鑄件的需求將越來(lái)越多，鑄件的優(yōu)質(zhì)化程度越來(lái)越高，鑄造工藝設(shè)計(jì)水平對(duì)提高鑄件內(nèi)外質(zhì)量、提高工藝出品率、降低廢品率、提高經(jīng)濟(jì)效益上，起著特殊重要的作用。2鑄造方案的確定2.1零件的材質(zhì)分析鑄件成型材料為ZG230-450，ZG230-450是一種鑄造碳鋼，是新牌號(hào)表示方法(GB11352-89)，原牌號(hào)叫ZG25。ZG代表鑄鋼的拼音縮寫(xiě)，230是指這種材料的最低屈服強(qiáng)度為230Mpa，450是指這種材料的最低抗拉強(qiáng)度為450Mpa。ZG230-450有確定的強(qiáng)度和良好的塑韌性，良好的焊接性，被切削性能尚好。用于受力不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如砧座、軸承蓋、外殼、底板、閥體等。其化學(xué)成分：（見(jiàn)下表2-1），其工藝性能包括：一般用電爐冶煉，冶煉簡(jiǎn)潔駕馭；鑄造性能較好，熔點(diǎn)較高，實(shí)際流淌性較差，易氧化，鑄造縮水率約1.5%～2.0%，凝固收縮約4.2%，澆注溫度約1500～1550℃；焊接性良好，用E5015（E7015）、E5016（E7016）等焊條，焊前不預(yù)熱或100～150℃低溫預(yù)熱，焊后去應(yīng)力處理；被切削性能尚可，無(wú)需熱處理也可干脆進(jìn)行機(jī)加工。需留意事項(xiàng)：相對(duì)上限每削減0.01%的碳，允許增加0.04%的Mn，但Mn含量最高至1.20%。表2-1ZG230-450的化學(xué)成分(%)化學(xué)成分CSiMnSP含量≤0.30≤0.50≤1.20≤0.04≤0.042.2軸承座工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求產(chǎn)品生產(chǎn)性質(zhì):大批量生產(chǎn)；材料:ZG230-450；軸承座的零件示意圖如圖2—1所示，零件的外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖2—2所示。軸承座的輪廓尺寸為350mm×350mm×175mm，主要壁厚30mm，最大壁厚45mm，為一小型鑄件，鑄件除滿足幾何尺寸精度及材質(zhì)方面要求外，無(wú)其他特殊要求。圖2-1軸承座零件圖圖2-2軸承座三維圖2.3軸承座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件的質(zhì)量，簡(jiǎn)化鑄造工藝分析過(guò)程和降低成本。分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性主要考慮的內(nèi)容：1）零件應(yīng)有合適的壁厚為避開(kāi)冷隔，澆不到鑄件鑄件不能太薄，鑄件太厚尺寸太大超過(guò)臨界壁厚時(shí)易產(chǎn)生縮孔縮松，最大壁厚以最小壁厚的3倍來(lái)考慮；2)鑄件壁厚勻整避開(kāi)熱解； 3)有合適的鑄造圓角避開(kāi)縮孔縮松；4)改進(jìn)阻礙起模的凸臺(tái)凸緣和肋板；5)取消鑄件外表側(cè)凹；6）利于砂芯的固定和排氣。軸承座的鑄造工藝審查分析如下：軸承座最小壁厚為25mm，查表2-2可知，鑄鋼砂型鑄造允許的最小壁厚為10—12mm。軸承座最小壁厚滿足要求，最大壁厚為45mm，超過(guò)了臨界壁厚，工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)實(shí)行措施加以規(guī)避。軸承座壁厚基本勻整，無(wú)阻礙起模的凸臺(tái)和肋板結(jié)構(gòu)，型腔外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，直徑為18mm的孔較小,為了便利造型、削減砂芯，可以不鑄出。表2-2砂型鑄件最小壁厚單位（mm）鑄造方法鑄件尺寸鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金鎂合金砂型≈200×200>200×200~500×500500×500810~1215~206>6~1015~20612—58—346—3—2.4造型造芯方法的選擇制造鑄型和型芯的工藝過(guò)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(shí)用模樣形成砂型的型腔，澆注后形成鑄件外部輪廓。造芯時(shí)用芯盒制成型芯，置于鑄型中經(jīng)澆注后大多形成鑄件的內(nèi)部輪廓。通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)中依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)批量，在保證交貨期限的，質(zhì)量要求下選擇成本最低，生產(chǎn)組織最便捷的造型及制芯方法。依據(jù)所在工廠的實(shí)際狀況確定要用水玻璃砂進(jìn)行手工造型造芯，以水玻璃為粘結(jié)劑，造型后吹入二氧化碳，1-3分鐘砂型硬化，砂型強(qiáng)度高，不需烘干，但澆注后結(jié)成硬塊，退讓性較差，大大的降低了清理鑄件的效率。2.5澆注位置的選擇鑄件的澆注位置是指鑄件在澆注時(shí)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(yīng)盡量放在底部或側(cè)面，以防止產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷；對(duì)于凝固體收縮率較大的鑄造合金，應(yīng)滿足依次凝固的原則，鑄件厚實(shí)部分應(yīng)盡可能置于上方，利于設(shè)置冒口補(bǔ)縮；有利于砂芯的定位、固定和排氣，盡量避開(kāi)吊芯和懸臂砂芯；大平面應(yīng)置于下部或傾斜位置，一方夾砂等缺陷。有時(shí)為了便利造型，可接受“橫做立澆”、“平做立澆”的方法；鑄件的薄壁部分應(yīng)置于鑄件的底部或側(cè)面，以防澆不到、冷隔等缺陷；在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)使鑄件的飛翅、毛刺最少和易于清除；要避開(kāi)厚實(shí)鑄鋼件冒口下面的受力面產(chǎn)生偏析；盡量使冒口置于加工面上，以削減鑄件清整工作量。方案一方案二圖2—3澆注位置的選擇分析：方案一：頂注式是從鑄件上部引入鋼液，鋼液從上向下流淌，易于充溢鑄型，有利于溫度自下而上遞增促進(jìn)鑄件的依次凝固，補(bǔ)縮效果好，能削減縮松、縮孔缺陷，但是澆注過(guò)程中，鋼液流從高處下落，不平穩(wěn)、沖擊大，易損壞鑄型，造成砂眼、鐵豆等缺陷，同時(shí)也易使鋼液氧化和卷入氣體。此類澆注系統(tǒng)多用于鑄件高度較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的鑄件，薄壁件或須要用頂部冒口補(bǔ)縮的致密性要求較高的中、小型厚壁鑄件。方案二：底注式澆注系統(tǒng)是從鑄件底部引入型腔，鋼液充型平穩(wěn)，排氣便利，無(wú)沖砂，無(wú)飛濺，不易氧化。但不利于自上而下的依次凝固和補(bǔ)縮。困難的薄壁件不易充溢，多用于結(jié)構(gòu)困難，厚壁的大中型鑄件。綜上分析方案二較好。2.6軸承座分型面的選擇分型面的選擇很大程度上影響著鑄件的尺寸精度，生產(chǎn)成本和效率。確定分型面時(shí)遵循的原則：盡量使鑄件全部或大部置于同一半型內(nèi)；盡量削減分型數(shù)目；分型面盡量選平面；留意降低沙箱的高度；便于下芯合箱檢查型腔尺寸；為便于起模分型面應(yīng)在鑄件最大截面處；留意減輕鑄件清理和機(jī)加工余量。圖2—4分型面的選擇分析：方案一鑄件沒(méi)有全部在同一鑄型內(nèi)，這樣簡(jiǎn)潔產(chǎn)生錯(cuò)箱。方案二鑄件在同一鑄型內(nèi)，合箱時(shí)不簡(jiǎn)潔錯(cuò)箱，提高了鑄件的質(zhì)量。綜合考慮選擇方案二。2.7砂箱中鑄件數(shù)目的確定軸承座輪廓尺寸350mm×350mm×175mm。為一小型鑄件，軸承座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，如接受一箱一件，效率太低，所以接受一箱四件，接受通用性砂箱尺寸為1300mm×1300mm×280mm。3鑄造工藝參數(shù)的確定鑄造工藝參數(shù)是指鑄造工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)須要確定的工藝參數(shù)，工藝參數(shù)的選擇是鑄造工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。對(duì)指導(dǎo)鑄造工藝設(shè)計(jì)和鑄造生產(chǎn)具有重要作用，主要包括以下內(nèi)容：3.1鑄件最小鑄出壁厚軸承座的最小壁厚為25mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》表3-1知該零件符合要求。表3-1砂型鑄件最小壁厚單位（mm）鑄件輪廓尺寸鑄件材質(zhì)鑄鋼灰鑄鐵球鐵可鍛鑄鐵鋁合金鎂合金≤200×2008≈6653—>200×200-500×50010-126-1012843>500×50015-2015-20——6—3.2最小鑄出的孔和槽鑄件上的孔和槽是否鑄出，要依據(jù)具體狀況而定，一般較大的孔和槽干脆鑄出來(lái)，以節(jié)約金屬削減機(jī)械加工，較小的孔和槽則不宜鑄出。生產(chǎn)批量最小鑄出孔的直徑d灰鑄鐵件鑄鋼件大批量生產(chǎn)12~15—成批量生產(chǎn)15~3030~50單件,小批量生產(chǎn)30~5050表3-2最小鑄出的孔由表3—2可知：軸承座上直徑為18mm的孔不應(yīng)鑄出。3.3鑄件的尺寸公差鑄件尺寸公差是指鑄件公稱尺寸的兩個(gè)允許極限尺寸之差。在這兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)，鑄件可滿足機(jī)械加工、裝配和運(yùn)用要求。影響鑄件尺寸精度的主要緣由有：鑄造合金，鑄件的結(jié)構(gòu)，鑄造方法，鑄造工藝設(shè)計(jì)水平，操作水平，造型、造芯設(shè)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(zhì)量，生產(chǎn)技術(shù)管理和質(zhì)量限制手段等等。鑄件尺寸精度要求越高，對(duì)上述影響因素的要求和限制應(yīng)越嚴(yán)，但鑄件的成本也越高。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，必需用價(jià)值工程的理念考慮鑄件的尺寸公差等級(jí)；生產(chǎn)廠家必需從實(shí)際動(dòng)身綜合考慮各種因素，達(dá)到既保證鑄件質(zhì)量又不過(guò)多的增加生產(chǎn)成本的目的?？偟膩?lái)說(shuō)，提高鑄件尺寸精度是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要有支配的去做逐步提高，只有提高了產(chǎn)品質(zhì)量，只有性價(jià)比合理的產(chǎn)品，在市場(chǎng)上才有競(jìng)爭(zhēng)力。鑄件尺寸公差代號(hào)CT，所規(guī)定的公差等級(jí)由精到粗16級(jí)，即CT1—CT16，查《鑄造工藝設(shè)計(jì)》知：鑄鋼的公差等級(jí)為11-14，選CT10，鑄件的基本尺寸為361、237、163、145、133、75的孔公差數(shù)值分別為4.4mm、4.4mm、4.0mm、3.6mm、3.6mm、3.2mm。3.4機(jī)械加工余量機(jī)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(shè)計(jì)時(shí)，在鑄件代加工面上預(yù)先增加的而在機(jī)械加工時(shí)切削掉的厚度。機(jī)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(gè)等級(jí)。軸承座的輪廓尺寸為：350mm×350mm×175mm,查《鑄造工藝學(xué)》知：該軸承座的機(jī)械加工余量等級(jí)為G－K,上面的加工余量等級(jí)取H，加工余量為5mm,下面和側(cè)面的加工余量等級(jí)取G，加工余量為3.5mm。3.5鑄造收縮率鑄造收縮率又稱鑄件的線收縮率，用模樣和鑄件的長(zhǎng)度之差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示：ε=【（L1-L2）/L1】×100%式中ε是鑄造收縮率（%）L1是模樣長(zhǎng)度（mm)L2是鑄件長(zhǎng)度（mm)鑄造收縮率和鑄造的合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)、澆冒口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、鑄型的種類等因素有關(guān)。鑄造合金由凝固態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)要產(chǎn)生收縮；合金成分和其含量不同，其收縮率也不同，這是鑄造合金的特性。鑄件結(jié)構(gòu)困難，澆冒口結(jié)構(gòu)阻礙收縮，砂型和砂芯的退讓性差，都要阻礙鑄件由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的收縮。簡(jiǎn)潔厚實(shí)的鑄件，其鑄造收縮率比結(jié)構(gòu)困難的鑄件大。結(jié)構(gòu)困難的大型鑄件，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(shí)際收縮率。做模樣時(shí)，稱它為縮尺或放縮。為了獲得尺寸精確的鑄件，必需選擇適宜的鑄造收縮率。依據(jù)工廠里的鑄造工程師的閱歷知鑄鋼的收縮率為2.0%。3.6起模斜度為了便利起模，在模樣，芯盒的出模方向留確定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個(gè)斜度，稱為起模斜度。起模斜度應(yīng)設(shè)計(jì)在鑄件沒(méi)有結(jié)構(gòu)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。在平行于起模方向的模樣壁上所增加的斜度，用角度ɑ或?qū)挾萢表示。查《鑄造工藝學(xué)》可知：A、B兩面的起模斜度均為a=2.0mmα=0°40′，接受增加鑄件法。如圖3-1所示：圖3-1起模斜度3.7澆注溫度和冷卻時(shí)間鑄鋼230-450的出爐溫度一般為1580℃，澆注溫度一般為1530-1550℃.從《鑄造工藝學(xué)》中可得此軸承座的的冷卻時(shí)間為40-50分鐘。4砂芯設(shè)計(jì)4.1砂芯的基本學(xué)問(wèn)型芯是鑄型的一個(gè)重要組成部分，型芯的作用是形成鑄型的內(nèi)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(yīng)滿足以下要求：型芯的形態(tài)，尺寸以及在鑄型中的位置應(yīng)符合鑄件的要求，具有足夠的強(qiáng)度和剛度；在鑄件形成過(guò)程中型芯所產(chǎn)生的氣體能剛好排出型外；鑄件收縮時(shí)阻力小；造芯，烘干，組合裝配和鑄件清理等工序操作簡(jiǎn)潔。砂芯的設(shè)計(jì)，主要包括芯頭的設(shè)計(jì)、芯骨的設(shè)計(jì)、砂芯排氣設(shè)計(jì)。必要時(shí)，仍有選用及安置芯撐的的設(shè)計(jì)。4.2砂芯數(shù)目的選擇在鑄件的澆注位置和分型面等工藝方案確定后，就可依據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)來(lái)確定砂芯如何分塊和各個(gè)分塊砂芯的結(jié)構(gòu)形態(tài)，確定時(shí)的總準(zhǔn)則是：（1）保證鑄件內(nèi)腔尺寸精確；（2）應(yīng)使操作簡(jiǎn)潔；（3）應(yīng)使芯盒搗砂面放開(kāi)且砂芯烘干支持面最好為平面；（4）使造芯和下芯過(guò)程便利，鑄件內(nèi)腔尺寸精確，不致造成氣孔等缺陷，芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。4.3芯頭設(shè)計(jì)芯頭是指伸出鑄件以外不和金屬液接觸的砂芯部分。它本身不形成鑄件的輪廓。芯頭的作用是固定，支撐和排氣，芯頭可以分為垂直芯頭和水平芯頭，由前面的澆注位置的選擇可知：應(yīng)當(dāng)是選擇垂直芯頭。4.4芯頭尺寸的確定砂芯主要靠芯頭固定在砂型上，對(duì)于垂直芯頭為了保證其軸線垂直，堅(jiān)實(shí)地固定在型上，必需有足夠的芯頭尺寸。軸承座接受的是垂直砂芯，需確定砂芯的高度和芯頭于芯座的間隙。查《鑄造工藝學(xué)》得：軸承座砂芯上芯頭高h(yuǎn)1=40mm，下芯頭高h(yuǎn)=40mm；芯頭于芯座的間隙S=1.0mm，S2=1.0mm。其芯頭的結(jié)構(gòu)如圖4—1所示：圖4—1芯頭的結(jié)構(gòu)4.5砂芯的定位結(jié)構(gòu)砂芯要求定位精確，不允許沿芯頭軸向移動(dòng)或繞芯頭軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于形態(tài)不對(duì)稱的砂芯，為了定位精確必需做出定位芯頭。由于此砂芯對(duì)稱所以沒(méi)必要做出定位芯頭。4.6芯骨放在砂芯中以強(qiáng)化砂芯整體強(qiáng)度并具有確定形態(tài)的金屬構(gòu)件稱為芯骨。軸承座的砂芯較小，烘干后能滿足其強(qiáng)度要求不須要增設(shè)芯骨。4.7芯撐砂芯在砂型中主要靠芯頭固定，但有時(shí)砂芯只靠心頭難于穩(wěn)固，因此在生產(chǎn)中場(chǎng)接受芯撐加固，以起到幫助支撐的作用。軸承座砂芯尺寸較小，砂芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，烘干后芯頭的穩(wěn)固性能滿足要求，不需再設(shè)芯撐。4.8砂芯的排氣砂芯在高溫金屬作用下，其粘接劑和砂芯中的有機(jī)物要燃燒放出氣體，砂芯中的殘余水分受熱蒸發(fā)放出氣體，假如這些氣體不解除型外，則會(huì)產(chǎn)生氣孔等缺陷。軸承座的砂芯較小不宜開(kāi)設(shè)排氣通道，可在鑄型上增設(shè)排氣孔加以補(bǔ)償。5澆注系統(tǒng)及冒口、冷鐵、出氣孔的設(shè)計(jì)5.1澆注系統(tǒng)的組成及其應(yīng)用澆注系統(tǒng)是鑄型中引導(dǎo)液態(tài)金屬進(jìn)入型腔的通道，它由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖5-1所示：圖5-1澆注系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)澆口杯的作用是承接金屬液，并將其導(dǎo)入直澆道。澆口杯分漏斗形和盆形兩大類。漏斗形澆口杯又分成兩類，一類是中小型鑄鐵件和非鐵合金鑄件用的漏斗形澆口杯；一類是鑄鋼件用的漏斗形澆口杯。中、小型鑄鐵件和非鐵合金鑄件用的漏斗形澆口杯，通常接受在澆口杯箱內(nèi)用型砂制成。供中、小型鑄鋼件用的澆口杯，用水玻璃砂舂制而成；供中、大型鑄鋼件用的漏斗形澆口杯是用耐火材料制作并經(jīng)過(guò)燒結(jié)的漏斗磚砌成。澆口盆用于中、大型鑄鐵件和中大型非鐵合金件。直澆道是引導(dǎo)澆口杯中的金屬液進(jìn)入橫澆道，建立起足夠的壓力頭，將金屬液在重力作用下克服流淌阻力，剛好充溢型腔和防止鑄件產(chǎn)生侵入性氣孔。澆口窩對(duì)來(lái)自直澆道的金屬液有緩沖作用，能縮短直-橫澆道拐角處的紊流區(qū)，改善橫澆道內(nèi)的壓力分布。其底部宜放干砂芯片或耐火磚塊，可防止沖砂。比較合適的尺寸是：澆口窩直徑為直澆道下端直徑的1.2~2倍，高度為橫澆道2倍，將型砂舂實(shí)緊，和直澆道和橫澆道的過(guò)渡區(qū)避開(kāi)有尖角。橫澆道的作用除了將金屬液引入內(nèi)澆道外，主要是撇渣（澆口杯往往起不到很好的撇渣作用）。因此，它應(yīng)有確定的長(zhǎng)度和高度。封閉式澆注系統(tǒng)，一般要求橫澆道為窄、高形的橫截面，它的高度應(yīng)為內(nèi)澆道高度的4~6倍，以使橫澆道的吸動(dòng)作用達(dá)不到橫澆道的頂面，避開(kāi)將浮渣吸入鑄件。橫澆道的末端長(zhǎng)度應(yīng)距最終一道內(nèi)澆道的距離不少于75mm。必要時(shí)，橫澆道末端可設(shè)一個(gè)集渣包。在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將橫澆道設(shè)計(jì)成平穩(wěn)、緩速、近似層流地輸送金屬液，對(duì)捕渣是特殊重要的。內(nèi)澆道的用途是限制金屬液流入型腔的速度和方向，調(diào)整鑄件各部分的熱差。封閉式澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道應(yīng)位于橫澆道的下部，且和橫澆道具有同一底面。讓最初進(jìn)入橫澆道的污冷金屬液靠慣性力流過(guò)內(nèi)澆道，集于末端延長(zhǎng)段或集渣包，而不進(jìn)入型腔內(nèi)。開(kāi)放式澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道應(yīng)位于橫澆道的頂部，內(nèi)澆道的頂面不能和橫澆道的頂面在同一水平面上，而要位于橫澆道的頂上，以防橫澆道還未充溢時(shí)，浮渣就進(jìn)入內(nèi)澆道而不滯留在橫澆道頂面。橫澆道的橫截面可做的矮些、寬些。內(nèi)澆道的橫截面有多種形式，視各種鑄造廠家的生產(chǎn)習(xí)慣和鑄件的結(jié)構(gòu)而選擇，其中扁平梯形截面內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)域小，有利于橫澆道捕渣，還利于清除，應(yīng)用最廣。和直澆道相鄰的第一個(gè)內(nèi)澆道和直澆道的距離應(yīng)大于橫澆道高度的5倍，避開(kāi)紊流區(qū)。內(nèi)澆道位置設(shè)置的通則如下：（1）凝固體收縮率大的、且壁厚差大的鑄件，內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在設(shè)有冒口的厚壁處，最好進(jìn)入冒口，以形成依次凝固。對(duì)特殊結(jié)構(gòu)件，為避開(kāi)造成應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生裂紋，冒口中心往往不和熱節(jié)中心重疊，離開(kāi)熱節(jié)確定距離設(shè)置冒口，此時(shí)，內(nèi)澆道仍要開(kāi)到設(shè)置冒口的鑄件部位或進(jìn)冒口。對(duì)凝固收縮率大的合金，內(nèi)澆道的位置應(yīng)有助于冒口對(duì)鑄件形成定向補(bǔ)縮，例如鑄鋼件、鋁合金鑄件、無(wú)錫青銅鑄件、黃銅鑄件。（2）凝固體收縮率小的、壁厚差大的鑄件，內(nèi)澆道應(yīng)分散的開(kāi)設(shè)在薄壁處和次薄壁處，不開(kāi)設(shè)在鑄件的熱節(jié)和冒口的根部。以有利于鑄件的凝固，如鑄鐵件和錫青銅鑄件。（3）壁厚差不大的鑄件，為造成同時(shí)凝固，內(nèi)澆道開(kāi)在薄壁處，且數(shù)量不多，分散布置，特殊是對(duì)鑄鐵件和錫青銅鑄件。但對(duì)凝固體收縮率大的合金，內(nèi)澆道仍是以開(kāi)設(shè)在設(shè)有冒口的部位為原則。（4）凝固體收縮率大的中、大型鑄件，若內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在沒(méi)有設(shè)置冒口的部位，內(nèi)澆道處會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，可引起鑄件局部產(chǎn)生縮孔、縮松；對(duì)重要鑄件，為消退這類缺陷，必需對(duì)其增設(shè)補(bǔ)貼，以形成依次凝固，將縮孔、縮松引入冒口中。（5）內(nèi)澆道不應(yīng)開(kāi)設(shè)在靠近有芯撐或有冷鐵的部位。即使須要開(kāi)在有外冷鐵的，也須要加厚冷鐵和接受鋼、銅或石墨冷鐵。（6）內(nèi)澆道應(yīng)有利于平穩(wěn)、快速充型和排氣、排渣，不嚴(yán)峻沖刷砂型和砂芯，能盡量縮短金屬液在型腔中的流程。（7）內(nèi)澆道盡可能開(kāi)在分型面上；但對(duì)有確定高度的鑄件，最好接受底注式或階梯式澆道。（8）內(nèi)澆道和鑄件的接合處的厚度，對(duì)凝固收縮率大的合金，一般應(yīng)不厚于鑄件厚壁的1/2，最多不超過(guò)2/3。5.2澆注系統(tǒng)的類型和應(yīng)用范圍澆注系統(tǒng)按各組元橫截面積比的分類和應(yīng)用（1）封閉式：截面積比例關(guān)系：ΣAcu>ΣAs>ΣAru>ΣAg（注：Ag-內(nèi)澆道橫截面積；Aru-橫澆道截面積；As-直澆道截面積；Acu-澆口杯下注孔截面積）。其特點(diǎn)和應(yīng)用：控流截面在內(nèi)澆道；澆注起先后，金屬液簡(jiǎn)潔充溢澆注系統(tǒng)，呈有壓流淌狀態(tài)；擋渣實(shí)力較強(qiáng)，但充型速度較快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺，金屬液易氧化，適用于濕型鑄鐵小件及其干型中、大件，樹(shù)脂砂型大、中、小件均可接受。（2）開(kāi)放式:截面比例關(guān)系：ΣAg>ΣAru>ΣAs。其特點(diǎn)和應(yīng)用：控流截面在直澆道內(nèi)；內(nèi)、橫澆道往往是充不滿的，呈無(wú)壓流淌狀態(tài)；流速小而平穩(wěn)，沖刷力小，但擋渣差；適用于鑄鋼件和非鐵合金件。在球墨鑄鐵中常有接受灰鑄鐵件也有應(yīng)用。（3）半封閉式：截面比例關(guān)系：ΣAg<ΣAs<ΣAru。其特點(diǎn)和應(yīng)用：控流截面在內(nèi)澆道；橫澆道截面最大。澆注中，澆注系統(tǒng)能充溢，但較封閉式晚。流速較封閉式慢，有確定的擋渣實(shí)力，充型較平穩(wěn)，又稱緩流封閉式。廣泛用于灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件，鋁合金及鎂合金鑄件也有應(yīng)用。（4）封閉-開(kāi)放式：截面比例關(guān)系：ΣAg>ΣAru<ΣAs。其特點(diǎn)和應(yīng)用：控流截面在橫澆道中，控流截面之前封閉，其后開(kāi)放，即利于擋渣又充型平穩(wěn)，兼有封閉和開(kāi)放式的優(yōu)點(diǎn)；多用于鑄鐵件和鋁合金鑄件，特殊是在模板造型及一型多件時(shí)廣泛應(yīng)用；用轉(zhuǎn)包澆注的小型鑄鋼件也有用此類澆道的。綜上分析：接受開(kāi)放式澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)按鋼液引入引入鑄件位置的凹凸的分類和應(yīng)用（1）頂注式:頂注式是從鑄件上部引入鋼液，鋼液從上向下流淌，易于充溢鑄型，有利于溫度自下而上遞增促進(jìn)鑄件的依次凝固，補(bǔ)縮效果好，能削減縮松、縮孔缺陷，但是澆注過(guò)程中，鋼液流從高處下落，不平穩(wěn)、沖擊大，易損壞鑄型，造成砂眼、鐵豆等缺陷，同時(shí)也易使鋼液氧化和卷入氣體。此類澆注系統(tǒng)多用于鑄件高度較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的鑄件，薄壁件或須要用頂部冒口補(bǔ)縮的致密性要求較高的中、小型厚壁鑄件。（2）底注式：底注式澆注系統(tǒng)是從鑄件底部引入型腔，鋼液充型平穩(wěn)，排氣便利，無(wú)沖砂，無(wú)飛濺，不易氧化。但不利于自上而下的依次凝固和補(bǔ)縮。困難的薄壁件不易充溢，多用于結(jié)構(gòu)困難，厚壁的大中型鑄件。（3)中間注入式：從鑄件中間某一高度引入澆注系統(tǒng)中稱為中間注入式。對(duì)兩箱造型的中小型鑄件來(lái)說(shuō)，鑄件分上下兩箱，在分型面上開(kāi)設(shè)橫澆道、內(nèi)澆道特殊便利，也便于選擇鑄件的澆注位置，故也稱中間注入式為分型面注入式。中間注入式對(duì)分型面以下部分為頂注，對(duì)分型面以上部分為底注，因此兼有頂注和底注的優(yōu)點(diǎn)。中間注入式多用于高度不大的鑄件。綜上分析：此軸承座的澆注系統(tǒng)選用底注式較好。5.3澆注時(shí)間的計(jì)算液態(tài)金屬?gòu)倪M(jìn)入澆口杯起先到充溢鑄型所用的時(shí)間稱為澆注時(shí)間。t=GL/Nnq式中t-澆注時(shí)間（s）GL-型內(nèi)鋼液重量（kg）N-同時(shí)澆注的澆包數(shù)量（個(gè)）n-一個(gè)漏包內(nèi)的注孔數(shù)量（個(gè)）q-平均澆注流量速度（kg/s），由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》知（見(jiàn)表5-1）：表5-1不同注孔直徑流注流量速度q平均值注孔直徑（mm）303540455055607080流量速度q/kg.s-110202742557290120150利用solidworks計(jì)算出，該軸承座一箱四件的總重量大約為GL170kg。N=1，n=1，由上表可知q=20，所以t=170/1×1×27=6.29(s)。校驗(yàn)以上算得的澆注時(shí)間是否合適，可用鋼液在型內(nèi)的上升速度驗(yàn)算，其式如下：V=C/t式中v-鋼液在型內(nèi)的最小允許上升速度（mm/s）；C-鑄件在型腔內(nèi)的高度（mm）；t-澆注時(shí)間（s）。依據(jù)鑄件的尺寸可得C=175mm，由上可知V=C/t=175/6.29≈27.8(mm/s)。由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》可知V值不應(yīng)小于表5-2的規(guī)定，如小，應(yīng)調(diào)整t值。但上升速度也不應(yīng)大于30mm/s。表5-2鋼液在型內(nèi)的最小允許上升速度v鑄件重量GC/t≦55~1515~3535~6565~100>100鑄件結(jié)構(gòu)允許最小上升速度v/mm.s-1困難結(jié)構(gòu)252016141210中等困難結(jié)構(gòu)2015121098簡(jiǎn)潔結(jié)構(gòu)15108876依據(jù)鑄件的總重量和該鑄件的結(jié)構(gòu)從下表可知允許的最小上升速度6mm/s，所以上面算得的澆注時(shí)間是合理的。注：表5-2中的數(shù)值適用于一般鑄件。澆注位置較高的鑄件，上升速度應(yīng)適當(dāng)增加；澆注位置較低的鑄件，上升速度可適當(dāng)減小。具體規(guī)定如下：立澆砧座的鋼液上升速度，可按困難結(jié)構(gòu)件選取；齒輪類鑄件的鋼液的上升速度，可按表中的簡(jiǎn)潔結(jié)構(gòu)件選?。黄桨?、平臺(tái)類鑄件的鋼液的上升速度，可按表中簡(jiǎn)潔結(jié)構(gòu)件數(shù)值降低20%~30%；大型合金鋼鑄件和承壓鑄件的鋼液上升速度，可按表中困難結(jié)構(gòu)的數(shù)值增加30%~50%。5.4確定直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的橫截面積(1)確定直澆道的橫截面積依據(jù)《鑄造工藝設(shè)計(jì)》按注孔直徑確定各組元的截面尺寸和工廠里的生產(chǎn)實(shí)際狀況可知:直澆道可用直徑為60mm的耐火磚管，橫截面S直=3.14×302=2826mm2如圖5-2所示：圖5-2直澆道的截面圖（2）確定橫澆道的橫截面積開(kāi)放式澆口橫澆道的截面小于內(nèi)澆口總和，不行能聚渣，并且零件形態(tài)較小，所以為了簡(jiǎn)化工藝可以不設(shè)置橫澆道。（3）確定內(nèi)澆道的橫截面積內(nèi)澆道是澆注系統(tǒng)中吧金屬液引入型內(nèi)的一個(gè)組元。其作用是限制充型速度和方向支配液態(tài)金屬調(diào)整鑄件各部位的溫度分布和凝固次序。依據(jù)《鑄造工藝設(shè)計(jì)》知：按注孔直徑確定各組元的截面尺寸和工廠里的生產(chǎn)實(shí)際狀況，可以用四個(gè)內(nèi)澆道（每個(gè)零件上一個(gè))。內(nèi)澆道的橫截面如圖5-3所示：圖5-3內(nèi)澆道的橫截面其中，a=25b=35c=25S內(nèi)=35×20+25×5+（3.14×25）/2=3457mm2S直<S內(nèi)（4）澆口杯的設(shè)計(jì)澆口杯是用來(lái)承接來(lái)自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出便于澆注并可以減輕金屬液對(duì)型腔的沖擊。澆口杯選用一般漏斗形澆口如下圖5-4所示，查《鑄造工藝設(shè)計(jì)》得：直澆道下端直徑D=60mm。圖5-4一般漏斗形澆口杯5.5冒口的設(shè)計(jì)冒口是在鑄型內(nèi)特地設(shè)置的儲(chǔ)存金屬液的空腔，用以補(bǔ)償鑄件形成過(guò)程中可能產(chǎn)生的收縮所需的金屬液，防止縮松縮孔的產(chǎn)生并起到排氣集渣的作用。用熱節(jié)圓法設(shè)計(jì)冒口,依據(jù)下圖5-5可得：熱節(jié)圓的直徑為45mm，但是依據(jù)廠里的實(shí)際狀況要用4個(gè)直徑為100mm，高度為100mm的圓形瓷磚冒口。圖5-5熱節(jié)圓法設(shè)計(jì)冒口6軸承座澆注、凝固過(guò)程模擬分析6.1華鑄CAE簡(jiǎn)介利用華鑄CAE對(duì)軸承座澆注、凝固過(guò)程進(jìn)行模擬分析。華鑄CAE是華中科技高校開(kāi)發(fā)的鑄造模擬分析軟件。利用華鑄CAE對(duì)澆注、凝固過(guò)程進(jìn)行模擬分析，可以在澆注前對(duì)鑄件可能出現(xiàn)的各種缺陷及大小、位置、發(fā)生的時(shí)間予以有效地預(yù)料，以便實(shí)行措施改進(jìn)工藝。從而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)鑄造生產(chǎn)由閱歷指導(dǎo)向科學(xué)理論指揮的發(fā)展。6.2華鑄CAE模擬分析的步驟華鑄CAE對(duì)鑄造澆注、凝固過(guò)程模擬分析共有四步。第一步：前置處理利用三維的繪圖軟件繪制出三維的鑄件圖、鑄型圖、澆冒口系統(tǒng)。并將其轉(zhuǎn)化為STL文件格式，導(dǎo)入華鑄CAE中。其次步：計(jì)算分析這一步是核心，主要是設(shè)置鑄型，鑄件材質(zhì)、化學(xué)成分，計(jì)算方法，澆注溫度等，然后把計(jì)算即可。第三步：后置處理這一步主要是將前面得到的大量數(shù)據(jù)加以整合，轉(zhuǎn)化為可視的圖形文字，以便分析總結(jié)，圖形中黃色代表液相、紅色代表固相、黑色代表縮松、紫色代表縮孔。第四步：生成報(bào)告將前面幾步的數(shù)據(jù)、結(jié)論轉(zhuǎn)化為word文檔形式存盤。6.3華鑄CAE模擬軸承座澆注、凝固過(guò)程分析報(bào)告我們利用solidworks進(jìn)行三維造型，接著進(jìn)行面網(wǎng)格劃分（面網(wǎng)格最大尺寸為5mm），之后導(dǎo)出格式為STL的文件，利用華鑄CAE中進(jìn)行網(wǎng)格剖分，如圖6-1、6-2、6-3、6-4、6-5所示。接著在華鑄CAE中設(shè)置各種必要參數(shù)，最終進(jìn)行模擬澆注。在模擬澆注、凝固過(guò)程中，對(duì)鑄件和澆注系統(tǒng)在虛擬砂箱的作用下進(jìn)行