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2.2.3 芯骨的设计
为了保证砂芯在制造、运输、装配、和浇注过程中不变形、不开裂、不被液体金属冲坏，折断，砂芯应具有足够的刚度和强度。生产中通常应在砂芯中埋置芯骨，以提高其强度和刚度。
在本次设计中由于砂芯尺寸较小，而且采用树脂砂，砂芯强度较好，因此砂芯内不埋置芯骨。
2.3 浇注系统的设计
2.3.1 浇注系统类型的选择
本设计为中小型铸钢件，故采用半封闭式浇注系统，以加强撇渣能力。并且为了起模方便，造型简单，采用中间注入式浇注，因而降低了液流下落高度，改善了顶注式浇注系统充型不平稳的缺点。 2.3.2 浇注系统各部分尺寸的计算
用转包浇注系统尺寸计算，常采用的浇注系统截面比为： ∑ F内︰∑ F横︰∑ F直＝1︰（0.8～0.9）︰（1.1～1.2），取∑ F内︰∑ F横︰∑ F直＝1︰0.9︰1.2。内浇道截面尺寸按经验计算公式F阻＝
G（cm2）计算，其中金tkS'属流动系数S'＝0.8，系数C、K由表3-154[2]知，C＝1.4，K＝0.95。另外浇注时间计算公
式t＝CG，代入数据得t＝10s，F阻＝7.1cm2，因此F内＝7.1cm2、F横＝6.3 cm2、
F直＝8.4 cm2。
内浇道、横浇道截面尺寸由表3-156[2]查得，内浇道截面尺寸a＝60mm、b＝56mm、h＝12mm，长度视砂箱而定，取40mm，因为是一箱四件，所以需设置4个内浇道；横浇道截面尺寸a＝25mm、b＝18.5mm、h＝25mm，长度视砂箱而定，取600mm。其截面形状如图2-1所示。
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本次设计采用圆柱形直浇道，其截面形状如图2-1所示。前面已经知道直浇道截面积为8.4cm2，则通过计算得直径为32mm，长度视砂箱尺寸而定，取210mm。直浇道窝长度取12.5mm。
内浇道 横浇道 直浇道
图2-1 浇注系统各组元截面形状
2.3.3 浇口杯尺寸的设计
本次设计选用普通漏斗形浇口杯，已知直浇道下端直径d＝32mm，查表3-217[2]知，D1＝70mm，D2＝66mm，h＝54mm。由于一箱四件，所以要加大浇口杯尺寸，其体积要乘以4，最终尺寸得出D1＝120mm，D2＝110mm，h＝80mm。
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2.4 冒口的设计
2.4.1 模数的计算
6879179 铸件模数：M＝V（cm）＝≈22mm＝2.2cm，式中M—模数（cm），
A310390.48V—体积（cm3），A—冷却表面积（cm2） 2.4.2 冒口位置的确定
根据构成铸件各组元模数的大小，推定各组元的凝固顺序，凝固较晚的组元可作为设置冒口的部位。如图2-2所示：
图2-2
将图中①视作空心圆筒体，得M＝1.5cm。 将图中②视作长杆件，得M＝1.9cm。
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将图中③视作长杆件，得M＝3.0cm。
从分析模数的大小表明：③部位的模数较大，凝固较晚，若不采取措施，将产生缩孔或缩松。据此拟定在③处设置冒口进行补缩。 2.4.3 冒口尺寸的确定
为了减少不必要的浪费以及减轻冒口的去除和减少机械加工的工作量，高锰钢铸件常采用细颈冒口和易割冒口。本次设计采用易割冒口，其形状如图2-3所示：
图 2-3 易割冒口 1—冒口 2—隔片
前面已知铸件模数为2.2cm，根据公式：b≈0.093d＝0.56Mc[2]得：b＝12mm，d＝132mm。然后查表3-10[1]得易割冒口及隔片尺寸，d1＝34mm,d2＝30mm,b＝7mm,l＝8mm。
2.5 冷铁的设计
2.5.1 冷铁的作用
防止在冒口难于补缩的部位出现缩孔、缩松，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率。本设计采用直接外冷铁，与冒口配合使用，扩大冒口补缩距离，减少冒口数或体积[4]。
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2.5.2 冷铁位置的确定
冷铁1为两个，配合冒口使用，冷铁2加速铸件局部冷却速度，防止其产生缩孔、缩松。其位置如图2-4所示：
图 2-4
2.5.3 冷铁尺寸的确定
查表16-16[5] 得铸钢件外冷铁的厚度公式：δ＝（0.3～0.8）T，代入数据得，δ＝（30～80）mm，取50mm。冷铁1的长度取150mm、宽度取100mm；冷铁2长度取80mm、宽度取50mm。另外冷铁的材料为高碳钢，涂料选取洛铁矿粉。
第三章 模拟分析
3.1 分析系统
华铸CAE铸造工艺分析软件是分析和优化铸造工艺的重要工具，是华中科技大学经20多年研究开发，并在长期的生产实践中不断改进、完善起来的集成软件系统，本次设计使用的版本是8.0。它以铸件充型、凝固过程数值模拟技术为核心对铸件的成型过程进行工艺分析和质量预测，从而协助工艺人员完成铸件的优化工作。
3.2 设计方案模拟分析结果
在设计完以上内容后，进行了铸造工艺的计算机模拟。利用华铸CAE模拟了
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高锰钢锤头铸造工艺及工装毕业设计说明书
