柴油機(jī)缸蓋、缸體鑄造工藝設(shè)計(jì)

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1、柴油機(jī)缸蓋、缸體鑄造工藝設(shè)計(jì)編制：黃孫姜2011.2.24內(nèi)容簡介一、鑄造工藝方案的確定；二、工藝參數(shù)設(shè)定；三、砂芯設(shè)計(jì)；四、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)；五、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一、鑄造工藝方案確定鑄造工藝方案確定主要包含三方面內(nèi)容：砂箱中鑄件數(shù)量及排列、澆注位置、分型面選定。1、砂箱中鑄件數(shù)量及排列砂箱中鑄件數(shù)量一般是根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)條件來決定，根據(jù)單件鑄件尺寸和砂箱內(nèi)框尺寸（長寬高）大小來定，同時(shí)要考慮合理的吃砂量、砂鐵比。目前鑄造廠各機(jī)型吃砂量：A、氣缸體類砂箱側(cè)面最小吃砂量在80mm上下浮動(dòng)，高度方向最小吃砂量120mm。B、缸蓋類砂箱側(cè)面最小吃砂量約70左右，頂?shù)酌娉陨傲浚▊?cè)澆）110mm左右。2、

2、澆注位置確定澆注位置是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特性、鑄造方法以及生產(chǎn)車間條件決定的。3、分型面選定缸蓋類大部分是用砂芯包圍而成，其分型面基本選在內(nèi)腔水道悶頭孔中心線位置；缸體類分型面選在缸孔中心線平面上。二、工藝參數(shù)設(shè)定工藝參數(shù)設(shè)定包含：加工余量、鑄件收縮率、拔模斜度、最小鑄出孔、反變形量、工藝補(bǔ)正量、分型（盒）負(fù)數(shù)等。1、加工余量為了獲得光滑的表面，鑄件表面需要進(jìn)行機(jī)加工。鑄件的加工余量一般是在工藝圖或技術(shù)要求中用文字描述；采用非標(biāo)準(zhǔn)加工余量時(shí)，應(yīng)在工藝圖上所需部位直接標(biāo)出。2、鑄件收縮率鑄件收縮率是指鑄件從收縮開始溫度（液相中析出枝晶搭成的骨架開始有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫

3、度）冷卻到室溫時(shí)相對體積收縮量，通常以模樣與鑄件長度差值比表示。氣缸體、缸蓋鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁厚不均勻，其各部位冷卻速度不同，互相制約，各個(gè)方向的收縮率也不一樣，砂芯越多，鑄件收縮阻力就越大，收縮率就越小。氣缸體類長向缸孔段鑄造收縮率按1%計(jì)算，曲軸箱段鑄造收縮率按0.6%計(jì)算，前后端插片長向收鑄造縮率缸頂1%過渡到機(jī)腳的0.6%；外型長向鑄造收縮率1%，其余方向鑄造收縮率0.8%缸蓋類進(jìn)氣道圓芯頭座長向鑄造收縮率按1%計(jì)算，其余鑄造收縮率按0.8％計(jì)算氣缸體收縮率示意圖3、拔模斜度鑄件本身沒有足夠的結(jié)構(gòu)斜度，應(yīng)該在鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)給出鑄件的拔模斜度，以保證鑄型、砂芯的起模。一般芯盒起模斜度為1

4、～1.5°；外型芯頭座拔斜度3～5°，工作面拔模斜度1.5°。4、最小鑄出孔和槽缸蓋、缸體零件上有很多孔、槽和臺(tái)階，一般應(yīng)盡可能在鑄造時(shí)鑄出。這樣可以節(jié)約金屬，減少機(jī)加工工作量、降低成本，又可以使鑄件壁厚比較均勻，減少形成縮孔、縮松等鑄造缺陷的傾向。但是，當(dāng)鑄件上的孔、槽尺寸太小，金屬壓力較大時(shí)，反而會(huì)使鑄件產(chǎn)生粘砂、斷芯。鑄造廠鑄件目前在生產(chǎn)機(jī)型其孔徑小于15mm時(shí)，一般不鑄出。5、反變形量反變形量在長條形的缸蓋類鑄件上使用比較多，由于缸蓋類鑄件壁厚不均勻，長度越大，高度越小，各部分凝固、冷卻速度不同，引起收縮不一致，鑄件產(chǎn)生翹曲變形。6、工藝補(bǔ)正量7、分型（盒）負(fù)數(shù)工藝補(bǔ)正量是用以防止鑄

5、件局部尺寸由于各種工藝因素（例如鑄件收縮率選用值和實(shí)際值不符、鑄件變形、有規(guī)律的操作偏差等）的影響而超差，在鑄件上相應(yīng)部位增加金屬層厚度。造型起模后鑄型變形引起分型面凹凸不平，合型時(shí)就增加了型腔的高度，鑄件尺寸增大。為保證鑄件尺寸符合圖樣要求，在模樣上必須減去相應(yīng)高度，減去的數(shù)值稱為分型負(fù)數(shù)。同理，在芯盒模具的分盒面減去的數(shù)值稱為分盒負(fù)數(shù)。三、砂芯設(shè)計(jì)氣缸蓋和缸體內(nèi)腔、孔、槽因不能直接出砂，這些部位需要由砂芯形成。1、砂芯分類原則氣缸蓋、缸體砂芯主要按部位來區(qū)分，每個(gè)部位由一個(gè)砂芯形成，按組芯順序給每個(gè)砂芯定編號。氣缸蓋砂芯一般分為底盤芯、下主體芯、上主體芯、進(jìn)氣道芯、排氣道芯、蓋盤芯，部分

6、機(jī)型鑄頂桿室，設(shè)為頂桿室芯。氣缸體砂芯一般分為底盤芯（有些機(jī)型沒有）、水道芯、頂桿室芯、主體芯、插片芯，干濕機(jī)體還有水套芯和基準(zhǔn)面芯。各柴油機(jī)廠家砂芯分類對比氣缸體砂芯2、芯頭間隙為了組芯和下芯的方便，芯頭應(yīng)有一定的斜度，芯頭與芯頭座之間有一定的間隙。砂芯定位凖頭單邊間隙冷芯為0.1mm，熱芯的稍大些；砂芯組與外型間隙約2mm。四、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)就是把金屬液引入型腔的通道。根據(jù)澆注系統(tǒng)各單元截面比例關(guān)系，可分為封閉式、開放式、半封閉半開放式、半開發(fā)半封閉式。類型比例關(guān)系封閉式F直>F橫>F內(nèi)開放式F直F橫F內(nèi)2、內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)

7、尺寸設(shè)計(jì)內(nèi)澆道的作用是控制金屬液充填鑄型的速度和方向，調(diào)節(jié)鑄型各部分的溫度和鑄件的凝固順序。設(shè)計(jì)內(nèi)澆道時(shí)應(yīng)力求流量分布均勻，充型平穩(wěn)，無噴射和飛濺現(xiàn)象發(fā)生。F內(nèi)＝mg/(μρt√2gHp)m——鑄件總質(zhì)量；g——重力加速度；μ——流量系數(shù)，可取μ＝0.48；ρ——金屬液密度；t——充填全部型腔時(shí)的時(shí)間；Hp——金屬液靜壓頭。3、橫澆道設(shè)計(jì)橫澆道是聯(lián)結(jié)直澆道與內(nèi)澆道的中間組元，它的主要作用是使金屬液能均勻而足夠