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铸件的凝固过程，发现铸件缩松和缩孔问题比较明显，因此修改了一些参数，最终模拟结果如图3-1所示。由图3-1可以看出铸件内没有缩孔、缩松，缩孔和缩松都在浇道内和冒口内，对铸件没有影响，由模拟分析结果可知，理论上本次设计的方案可获得致密的铸件，工艺可操作性符合实际的铸造生产，铸造工艺出品率为69%，满足产品经济性要求。
图 3-1 模拟分析结果
第四章 铸造工艺装备设计
4.1 摸样的设计
4.1.1 模样材料的选择
本次设计的模样为大批量生产的中小型铸钢件，故宜选用铝合金模样，材质为ZL102。它质轻、易加工、表面光滑耐蚀。 4.1.2 模样尺寸的计算
模样的工作尺寸可按下式计算：
Am＝(Ac＋At)（1＋εt）
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式中：Am—模样的工作尺寸（mm） Ac—产品的零件尺寸（mm）
At—零件铸造工艺附加尺寸（加工余量＋起模斜度＋其他工艺余量）（mm） εt—铸造线收缩率（视铸件材质、结构及其他有关条件而定）% 模样的芯头尺寸应考虑到芯头的间隙量，芯头尺寸＝砂芯尺寸＋芯头间隙。模样尺寸标注如图4-1和4-2所示。其中尺寸“51.5”＝50×（1＋3%）＝51.5mm “Φ104”＝100×（1＋3%）＋0.5×2＝104mm，其中0.5为芯头间隙。其余尺寸可以依次计算出，具体见图4-1和4-2。
图 4-1 下模样图
图 4-2 上模样图
4.1.3 模样壁厚及加强肋
在满足模样使用的前提下壁厚应越小越好，以减轻重量和节约金属。按照模样的大小的不同，可以制成实心或空心的，前者一般用于平均轮廓尺寸
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〔长度?宽度2〕小于50mm或高度低于30mm的小模样；中大模样可以制成空心体，并在内腔设置加强肋，以保证其刚度和强度。
铝合金模样的常用壁厚见表4-3[2]，本次设计取8mm。加强肋的厚度可按模样壁厚的80%～100%选取，本次设计选取肋厚8mm，其结构如图4-1和4-2。
4.2 模板的设计
4.2.1 模板的类型和材料
由于铸件是大批量生产，本次设计采用装配式单面模板。模底板材料为HT200。
4.2.2 造型机的选用
本次设计选用顶箱震压造型机Z1410A，其砂箱最大内框尺寸为1200×800×350，砂箱最大尺寸适合，能容下一箱四件，砂箱材料为HT200。 4.2.3 确定模板尺寸
模底板的平面尺寸与已定的砂箱内框尺寸和所选的造型机有关。模底板的平面尺寸可按以下公式计算：
?A0?A?2b 式中：A—砂箱内框长度尺寸，B—砂箱内框宽度尺寸，A0—模底??B0?B?2b板长度尺寸，B0—模底板宽度尺寸，b—砂箱分型面外凸缘的宽度。代入数据得： A0=1200+2×40=1280mm，B0=800+2×40=880mm。
已知模底板的材料为铸铁，其高度为80～150mm，取100mm。模底板定位销孔中心距应与所配用砂箱的定位孔中心距相一致，由表4-10[2]查得，定位销孔中心距为A+190=1200+190=1390mm。 4.2.4 模底板的壁厚和加强肋
壁厚和加强肋的结构如图4-3所示，其尺寸由表4-11[2]查得：δ=16～18mm，取16mm；t=18～20mm，取18mm；t1=16mm；r=4mm。
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图 4-3
加强肋的布置形式如图4-4所示，采用的是矩形正交的形式，加强肋之间的距离查表4-12[2]可知，但根据模板尺寸做了适当的调整，取K=313mm，KL=278mm。
图 4-4
4.2.5 模底板与砂箱的定位装置
采用直接定位法，即模底板的定位销与砂箱的销套直接起定位作用，定位结构简单，误差小，主要应用于普通单面铸铁模板。定位销直接装在销耳上，销耳结构和尺寸见图4-5和表4-14[2]。
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图 4-5
查表4-14知：d1=24mm，h=30mm，F=100mm，t=20mm，e=60mm，e1=45mm，a=10°。
在造型过程中为使砂箱不被卡死，常将砂箱上的销套做成一个为圆孔形，另一个为长圆形。因而模板上的定位销也相应做成一个圆的，一个带有平行面的。前者为定位销，后者为导向销。导向销在安装时，平行平面与模底板两销孔中心线连线平行。定位销和导向销的形式如图4-6、4-7所示，其尺寸查表4-15[2]可知。
图 4-6 定位销
图 4-7 导向销
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高锰钢锤头铸造工艺及工装毕业设计说明书
