垂直分型無箱射壓造型線應(yīng)用中的幾個工藝設(shè)計問題

1、-垂直分型無箱射壓造型線應(yīng)用中的幾個工藝問題一、前言最近30年來，從通過機(jī)械化、自動化以求提高勞動生產(chǎn)率，到著重于降低生產(chǎn)本錢和提高鑄件的尺寸精度，粘土濕砂造型技術(shù)有了重大的開展。目前，又進(jìn)一步以實(shí)現(xiàn)鑄造產(chǎn)品的近凈形化和改善作業(yè)環(huán)境為目標(biāo)，并取得了可喜的進(jìn)展?，F(xiàn)代粘土濕砂造型工藝和設(shè)備是多種多樣的，并各有所長，但其共同的特點(diǎn)則是制造高緊實(shí)度的鑄型、提高生產(chǎn)率和降低造型作業(yè)時產(chǎn)生的噪音。垂直分型無箱擠壓造型機(jī)是有代表性的現(xiàn)代造型設(shè)備中的一種，尤適用于生產(chǎn)小型和中等偏小的鑄件，已為世界各國廣泛采用。到目前為止，我用此類造型設(shè)備的鑄造廠估計在100家以上。為使造型設(shè)備充分發(fā)揮其能力并保證生產(chǎn)高質(zhì)量的

2、鑄件，一切工藝措施和控制都應(yīng)從設(shè)備的特點(diǎn)出發(fā)。以下就型砂、模具和澆注系統(tǒng)等三方面，對假設(shè)干要點(diǎn)加以評述，供有關(guān)鑄造廠的人員參考。二、型砂型砂是影響鑄件質(zhì)量的重要因素之一，型砂控制是鑄造廠生產(chǎn)過程控制中的重要環(huán)節(jié)。1、對原材料的要求1原砂垂直分型無箱造型工藝和類似的射壓造型工藝，對原砂的粒度并無特別嚴(yán)格的要求。但是，為使鑄件外表粗糙度較細(xì)，一般不宜采用太粗的原砂。鑄型的尺寸愈大，則澆注時鑄型中的靜壓頭愈高，為減輕粘砂傾向，反而應(yīng)采用稍細(xì)一些的原砂。我國鑄造工人往往持一種似是而非的觀點(diǎn)，以為鑄件大些就應(yīng)該用較粗的砂，實(shí)際上是不適宜的。對于較小的機(jī)型，建議采用平均粒度為0.140.20mm的原砂。按

3、我國標(biāo)準(zhǔn)GB9442-88，約相當(dāng)于15組的原砂，按2488-78，則相當(dāng)于約75/150，且偏粗的原砂。對于較大的機(jī)型，建議采用平均粒度為0.140.18的原砂，按我國標(biāo)準(zhǔn)GB9442-88，約相當(dāng)于15組偏細(xì)的原砂，按2488-78，則相當(dāng)于約75/150，且偏細(xì)的原砂原砂的粒度分布，以集中于34篩者為好。對原砂的顆粒形狀，一般不作限定，但是，對于有深砂臺、脫模困難的鑄型，則應(yīng)采用圓形的原砂。用圓形砂配制的型砂，其脫模性能比用多角形原砂都好得多。用于制造鑄鐵件的原砂，燒結(jié)溫度應(yīng)不低于1400。與此相應(yīng)，其SiO2含量一般應(yīng)在90%以上，個別情況下，可允許降到85%。生產(chǎn)鑄鋼件時，原砂的Si

4、O2含量一般應(yīng)不低于96%。原砂的含泥量應(yīng)在0.5%以下，這對控制型砂的總含泥量是有益的。2膨潤土鈉膨潤土有很多優(yōu)異的性能，如膨潤值高用以配成的型砂有較好的抗夾砂能力，熱穩(wěn)定性好鑄型澆注后，型砂中的膨潤土因受熱而成為死粘土的份額較少，即膨潤土的耐用性好等，都是鈣膨潤土所不及的。但是與鈉膨潤土相比，鈣膨潤土也有不少長處，如：用鈣膨潤土配砂時所需的混砂時間較短，型砂的濕抗壓強(qiáng)度較高，型砂的流動性較好，鑄型澆注后落砂性能較好等。因此，不能籠統(tǒng)地說鈉膨潤土比鈣膨潤土好，要視具體情況和特定要求有分析地選用。即使在鈉膨潤土資源豐富的美國，采用粘土濕砂工藝的鑄造廠，一般也不全用鈉膨潤土，通常多同時采用兩種膨

5、潤土，適當(dāng)?shù)嘏溆茫愿魅∑渌L。對于制造高緊實(shí)度的鑄型，型砂的流動性和澆注后的落砂性能是十分重要的，選用鈣膨潤土作粘結(jié)材料顯然是適宜的。特別是垂直分型無箱造型設(shè)備，每一造型循環(huán)終了，都要經(jīng)過剛制成的鑄型推動線上的一組鑄型前進(jìn)，故要求型砂的濕抗壓強(qiáng)度高。新型設(shè)備兩側(cè)裝有夾緊板，將一組鑄型夾緊后推進(jìn)，不由鑄型推動鑄型，采用這種方式，也對鑄型強(qiáng)度有很高的要求。在此種條件下，采用鈣膨潤土就更有其獨(dú)到之處。在我國目前尚缺乏鈉膨潤土的條件下，建議選用質(zhì)量優(yōu)良、性能穩(wěn)定的鈣膨潤土作型砂粘結(jié)劑。具體要： 蒙脫石含量不應(yīng)低于75%；水分不高于12%；95%重量以上能通過0.075mm的標(biāo)準(zhǔn)篩；膨潤質(zhì)或膠值價和試

6、樣的強(qiáng)度性能穩(wěn)定；吸藍(lán)量數(shù)值穩(wěn)定。3煤粉型砂中的煤粉應(yīng)符合以下要求：灰分 10%；水分 3%；揮發(fā)分 3040%；含硫量 1%；關(guān)于煤粉的粒度要求，我國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/T9222-1999中規(guī)定：“應(yīng)有95%以上的顆粒通過0.106mm的篩孔。實(shí)際上，采用這種細(xì)粉的負(fù)面作用很多，最好采用粒度在0.425mm篩和0.075mm之間的粒狀煤粉，以不同的粒度級配適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件。2、對型砂性能的要求此種造型設(shè)備所用的型砂，對其性能的要由此種工藝的特點(diǎn)所決定的。在許多方面都不同于一般使用的粘土濕型砂。確保型砂性能符合要求，是保證鑄件質(zhì)量并使設(shè)備在良好的狀態(tài)下運(yùn)行所必需的。為確保型砂的質(zhì)量穩(wěn)定、一致，還

7、需嚴(yán)格規(guī)定各項(xiàng)性能的檢測頻次。1型砂的性能各種型號的造型設(shè)備對型砂性能的要求根本上是一樣的，但是，制造的鑄型尺寸不同，性能要求也隨之小有差異，見表1。表1 造型設(shè)備對型砂性能的要求型砂性能不同型號設(shè)備要求的指標(biāo)鑄型尺寸較小的設(shè)備鑄型尺寸較大的設(shè)備濕抗壓強(qiáng)度kPa167206216245濕抗拉強(qiáng)度kPa>19.6>24.0濕抗劈強(qiáng)度kPa>29.4>37.3透氣性>50>50可緊實(shí)性%40±540±5水分不具體限定，以保證可緊實(shí)性符合要求為原則含泥量%11131114活性膨潤土含量%>7>8揮發(fā)分%1.53.01.53.0925

8、的灼燒減量%3.57.53.57.52各項(xiàng)性能的檢測頻次根據(jù)型砂性能檢測的常規(guī)和應(yīng)用此種造型設(shè)備的經(jīng)歷，作如下規(guī)定。每小時檢測一次的工程：可緊實(shí)性；濕抗壓強(qiáng)度；水分。每一工作日檢測一次的工程：活性膨潤土含量；濕抗拉強(qiáng)度可抗劈強(qiáng)度；透氣性。每周檢測一次的工程：含泥量；灼燒減量；揮發(fā)分；基砂粒度積累數(shù)據(jù)，供分析研究用。3、對一些主要性能的說明1可緊實(shí)性粘土濕型砂的可緊實(shí)性直接反映型砂的混制程度，其測定方法簡便，可得到量化的數(shù)據(jù)以代替手感，是廣泛采用的控制型砂性能的重要指標(biāo)之一。測定方法參見圖1。使型砂通過3mm的篩網(wǎng)松散地填入50mm，高100mm的試樣筒，將試樣筒上端的余砂用刮板刮去，然后用壓頭

9、給型砂施以1MPa的壓力或用標(biāo)準(zhǔn)重錘打擊3次，測定試樣筒型砂經(jīng)緊實(shí)后高度下降的毫米數(shù)。由于試樣筒高100mm，這一讀數(shù)也就是其高度下降的百分?jǐn)?shù)，即可堅實(shí)性數(shù)值。在不同的造型條件下，對型砂可緊實(shí)性的要不同的。用射壓造型機(jī)造型時，填砂空間的容積是固定的，壓實(shí)時壓頭的行程根本上也是一定的。如果型砂的可緊實(shí)性太高，則會出現(xiàn)壓頭加壓行程已經(jīng)到位而鑄型仍未到達(dá)預(yù)期緊實(shí)度的情況，這就會導(dǎo)致鑄件上產(chǎn)生沖砂或粘砂等缺陷。用垂直分型造型機(jī)造型時，雖然射砂后壓實(shí)的行程并不固定，而是以一定的壓強(qiáng)壓實(shí)鑄型，但是，即使在此種情況下，型砂的可緊實(shí)性太高，除導(dǎo)致鑄型厚度減小外，也會使鑄型的緊實(shí)度降低，在砂臺部位及射砂的盲區(qū)尤

10、為顯著。按照實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)歷，型砂可緊實(shí)性的指標(biāo)最好是40±2%。在實(shí)際生產(chǎn)條件下，將可緊實(shí)性控制在如此窄的圍是有困難的，但無論如何都應(yīng)控制在40±5%的圍。如果回收舊砂的溫度、水分變化較大，混砂條件又不盡一樣，則型砂自混砂機(jī)放出后，在輸送及存貯過程中，其可緊實(shí)性會有頗大的改變。通常，在鑄造廠的生產(chǎn)條件下，型砂自混砂機(jī)放出后，在用皮帶輸送器送到造型機(jī)的過程中，可緊實(shí)性的數(shù)值會因輸送距離不同而降低36個單位，如舊砂溫度太高，還可能降低 610個單位。如果型砂的水分太高，也有在型砂輸送過程中可緊實(shí)性增高的情況。如果鑄造廠在混砂機(jī)放出口取砂樣檢測型砂的可緊實(shí)性，并控制其值在40%左右

11、，實(shí)際上進(jìn)入造型機(jī)的型砂的可緊實(shí)性，卻可能與規(guī)定值有頗大的差異。這樣，從記錄上看，型砂的可緊實(shí)性符合要求，而實(shí)際上造型所用的型砂卻是不合格的。不少鑄造廠對此種情況未予注意，這往往是鑄件產(chǎn)生沖砂或粘砂等缺陷的原因。因此，鑄造廠應(yīng)規(guī)定在造型機(jī)上方取樣測定型砂的可緊實(shí)性，并控制其值符合表1的規(guī)定。如果受條件的限制，只能在混砂機(jī)放出口取樣，則控制值的具體數(shù)據(jù)應(yīng)由屢次試驗(yàn)求得，務(wù)使進(jìn)入造型機(jī)的型砂的可緊實(shí)性符合表1的要求，且應(yīng)經(jīng)常校核。2濕抗壓強(qiáng)度采用此種造型設(shè)備時，型砂的濕抗壓強(qiáng)度應(yīng)比一般的粘土濕型砂高很多。這里，決定的因素不是鑄型脫模所需的強(qiáng)度，不是鑄型耐受搬運(yùn)所需的強(qiáng)度，也不是澆注時耐受液態(tài)金屬作

12、用所需的強(qiáng)度，而是型塊傳送過程的需求。在造型線上，全部鑄型包括澆注帶上和冷卻帶上的鑄型組的運(yùn)行，是通過制成的型塊推動的，型塊所受的壓力甚高，故型砂必須有相當(dāng)高的濕抗壓強(qiáng)度。可以根據(jù)澆注帶的長度、型塊的尺寸，在澆注帶上推動時的磨擦系數(shù)、冷卻帶的長度、推動冷卻輸送器所需的力、型塊實(shí)際可承受壓力的面積型塊截面積減去其中空腔的投影面積核算型砂應(yīng)具有的濕抗壓強(qiáng)度。由兩側(cè)夾緊板夾緊后推動，鑄型也要承受夾緊板的壓力。3水分粘土濕型砂中，實(shí)際上起粘結(jié)作用的是粘土和水經(jīng)調(diào)制而成的膏狀物質(zhì)，水分是使粘土具有粘結(jié)能力和可塑性的要素。參加不同量粘土的濕型砂，得到峰值的水分是不同的，見圖2。圖2 型砂的水分對其濕抗壓強(qiáng)

13、度的影響1-加膨潤土7.45% 2-加膨潤土10%如果將型砂中的水分換算為粘土膏的水分，則無論型砂中粘土含量如何，強(qiáng)度峰值所對應(yīng)的粘土膏的水分根本上是一樣的。圖2中數(shù)據(jù)換算后的情況見圖3.圖3 型砂粘土膏的水分對型砂濕抗壓強(qiáng)度的影響1-加膨潤土7.45% 2-加膨潤土10%當(dāng)水分很少，缺乏以充分浸潤膨潤土?xí)r，水分增加有利于粘土膏的形成，型砂的強(qiáng)度也隨之提高。水分增加到剛能完全浸潤膨潤土?xí)r，全部膨潤土和水成為粘稠的粘土膏，涂布于砂粒外表，型砂的強(qiáng)度到達(dá)峰值。超過這一點(diǎn)后，繼續(xù)增加水分，則粘土膏變稀了，粘度下降，抗剪強(qiáng)度下降，型砂的強(qiáng)度也隨之急劇下降。試驗(yàn)證明，用膨潤土配制濕型砂時，在常規(guī)參加圍，

14、不管膨潤土參加量如何，型砂濕抗壓強(qiáng)度峰值大致都出現(xiàn)在粘土膏的水分為25%時參見圖3，即含水量和有效粘土含量之比大體上是1：3。采用此種造型設(shè)備時，根本上應(yīng)使型砂的濕抗壓強(qiáng)度在峰值附近，所以，水分大致上應(yīng)是型砂中有效膨潤土含量的三分之一。型砂中含有死粘土，還要增加一點(diǎn)為死粘土所吸收的水分。水分為上述值時，型砂比較松散，流動性良好，也容易控制可緊實(shí)性在規(guī)定的圍。死粘土所吸收的水分見下節(jié)。4活性膨潤土含量活性膨潤土是相對于受熱后失效的死粘土而言的。鑄型澆注后，靠近鑄件的型砂受熱，其中局部膨潤土因脫除了結(jié)晶水而失去粘結(jié)能力，成為惰性的粉狀物質(zhì)，通常稱之為死粘土。死粘土是多孔性物質(zhì)，因有毛細(xì)管作用，吸水

15、能力很強(qiáng)，其所需的水量大約是其量的20%。規(guī)定型砂中的活性膨潤土含量，是為了保證型砂有必要的強(qiáng)度和較好的抗夾砂能力。如只從滿足強(qiáng)度要求來考慮，型砂中的活性膨潤土含量，是可以低于規(guī)定值的。規(guī)定活性膨潤土的最低含量，更重要的是為了確保型砂有足夠高的抗夾砂能力，以免鑄件上出現(xiàn)膨脹缺陷夾砂或鼠尾紋。所以，不可以用“型砂的強(qiáng)度夠高作為容允活性膨潤土含量缺乏的借口。死粘土沒有吸附能力，故可以用吸附亞甲基藍(lán)的方法測定型砂中的活性膨潤土含量。5濕抗拉強(qiáng)度和抗劈強(qiáng)度評定型砂的粘結(jié)狀況，最直接的方法是測定其抗拉強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度值只決定于型砂粘結(jié)的強(qiáng)弱，可以綜合地反映緊實(shí)狀況粘結(jié)橋的數(shù)量。粘結(jié)劑的分布和粘結(jié)劑對砂粒的

16、附著等因素，根本上不受砂粒形狀的影響。但是粘土濕型砂的抗粒強(qiáng)度值很低，不及其抗壓強(qiáng)度1/10，測定時對操作者的要求甚高，稍一不慎，就會導(dǎo)致很大的誤差。而且，一般的型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)不能用來測定抗拉強(qiáng)度，需配備專用的裝置。實(shí)際上，生產(chǎn)現(xiàn)場很少測定濕抗拉強(qiáng)度，多用于研究工作。粘土濕型砂的濕抗劈強(qiáng)度值與濕抗拉強(qiáng)度值有很好的相關(guān)性，且其試驗(yàn)筒簡便易行，可用生產(chǎn)條件下的型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測定，因而，可以用濕抗劈強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)代替濕抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。測定濕抗劈強(qiáng)度的情形見圖4.用50×50標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣，橫置于測定濕抗壓強(qiáng)度的壓頭之間，在其直徑方向加壓。起始時，試樣與壓頭之間為線接觸，其接觸面積甚小，稍稍施壓，

17、就會使接觸處的型砂受很大的壓實(shí)力，結(jié)果，該條接觸帶上的型砂被壓平，試樣兩側(cè)各形成緊實(shí)度很高的三角形壓實(shí)區(qū)。繼續(xù)施壓，這兩個三角形砂條就起尖劈的作用，將試樣沿直徑方向劈開，試樣是受拉應(yīng)力而被劈開的。試驗(yàn)時，應(yīng)使試驗(yàn)的直徑與兩端壓頭的中心線對準(zhǔn)，為此，可用一定位支承楔塊托住 試樣，然后加一很小的預(yù)負(fù)荷，待試驗(yàn)機(jī)上壓應(yīng)力讀數(shù)到3kPa時，即可取下支承楔塊，并繼續(xù)加負(fù)荷，直到試樣破裂。最后，將試樣破裂時所受的總負(fù)荷除以破裂處的截面積即試樣直徑×試樣高度，求得型砂的濕抗劈強(qiáng)度。1963年，F(xiàn). Hofmann開場測定型砂抗劈強(qiáng)度，隨后，H.W. Dietert和A.L. Graham等研究了粘

18、土濕型砂抗劈強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的相關(guān)性。D. Boenisch由試驗(yàn)求得濕抗拉強(qiáng)度=0.65濕抗劈強(qiáng)度。三、澆注系統(tǒng)對于垂直分型的鑄型，有多種澆注系統(tǒng)可供選用。有的企業(yè)根據(jù)多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)歷，設(shè)計了一套專供垂直分型無箱鑄型用的封閉澆注系統(tǒng)，現(xiàn)已成為此種造型工藝的重要組成局部。采用此種澆注系統(tǒng)，有以下優(yōu)點(diǎn)：·能制造致密的鑄件；·工藝出品率高；·澆注時間可滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求；·鑄件的顯微組織均勻；·清磨澆口的工作量??；·鑄件的尺寸精度高；·適用于各種鑄造合金。建議鑄造廠認(rèn)真地理解并正確地采用各種澆注系統(tǒng)。1、澆注系統(tǒng)的根本特點(diǎn)認(rèn)真地

19、理解此種澆注系統(tǒng)的根本特點(diǎn)，才能在實(shí)際生產(chǎn)中正確的加以利用，從而取得應(yīng)有的效果。1嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)封閉式澆注系統(tǒng)大家都是知道的，塞流組元必定是澆口。在封閉式澆注系統(tǒng)中，澆口的截面面積最小，由澆口逆推到澆口杯，澆注系元各組元的截面積依次增大。我們在這里說“嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)，意思是：必須確保澆注時整個澆注系統(tǒng)很快充滿。為此，除設(shè)計澆注系統(tǒng)時滿足上述條件外，還應(yīng)該把澆包的流嘴視為澆注系統(tǒng)的一局部，在流嘴構(gòu)造上和澆注操作方面，都應(yīng)保證澆注時很快使整個澆注系統(tǒng)充滿金屬液。如果澆注時液流不夠大，則塞流組元是澆包的流嘴而不是澆口。在此情況下，不管如何精心設(shè)計澆注系統(tǒng)，都不能實(shí)現(xiàn)封閉，封閉式澆注系統(tǒng)的

20、各種優(yōu)點(diǎn)蕩然無存。圖5a的情形是正常的，澆包供給的金屬液保證了系統(tǒng)的封閉，從而也保證了鑄件的質(zhì)量。圖5b的情形是：澆包流嘴供給的金屬液缺乏，澆注系統(tǒng)實(shí)際上是開放的，臟物和氣泡會進(jìn)入鑄件。圖5 澆包流嘴的作用因此，采用此種工藝時，除正確設(shè)計澆注系統(tǒng)各組元外，要特別注意澆包流嘴的修筑，并嚴(yán)格要求澆注作業(yè)符合要求。2一個鑄型中的多個型腔同時充滿采用此種造型系統(tǒng)的鑄造廠中，相當(dāng)多的工廠都是用以生產(chǎn)小型鑄件的，為充分利用設(shè)備的能力，往往在一個鑄型中制多個鑄件。在此種情況下，澆注系統(tǒng)應(yīng)保證澆注時各個型腔都同時充滿，這對于縮短澆注時間和保證鑄件質(zhì)量的一致都是重要的?，F(xiàn)以圖6為例，說明如下：圖6 一型鑄造12

21、個鑄件的鑄型在同一鑄型中，安排了12個一樣的鑄件。在澆注系統(tǒng)充滿而且封閉的情況下，要使各個型腔同時注滿，就必須使通過各澆口進(jìn)入各型腔的金屬液的體積流率一樣。金屬液的體積流率=v·F式中v金屬液的流速mm/s F澆口的截面積mm2鑄型中處于不同高度的澆口，由于金屬液的壓頭不同，通過的金屬的流速各不一樣，大體上可用下式表述：式中h為金屬液的平均壓頭mm。要使進(jìn)入各澆口的金屬液的體積流率一樣，就應(yīng)滿足v1F1=v2F2=v3F3即：運(yùn)算得到 ：由此可知，要使各型腔同時充滿，在鑄造一樣的鑄件時，應(yīng)使各處澆口的截面積與該處金屬液的平均壓頭成反比。如一個鑄型中安排不同的鑄件，則應(yīng)根據(jù)各鑄件的重量

22、和澆口的位置進(jìn)展計算，此處不再舉例。2、確定澆注系統(tǒng)各組元的截面積為便于生產(chǎn)現(xiàn)場確定澆注系統(tǒng)的尺寸，已有人根據(jù)前節(jié)所選的原理，制成了查定澆口截面積的列線圖，規(guī)定了根據(jù)澆口截面積推算澆注系統(tǒng)中其他組元的方法。1由列線圖查定澆口的截面積圖7是確定澆口面積的列線圖。確定澆口的截面積，需用以下的數(shù)據(jù)：a.每一個鑄件的重量Gkg，由計算或稱樣件求得；b.充滿每型腔所需的時間T，因?yàn)楦餍颓煌瑫r充滿，T也是整個鑄型的澆注時間，一般應(yīng)比生產(chǎn)每一鑄型的節(jié)拍短4秒左右；c.因金屬液與鑄型間的摩擦而致的流速損失，簡稱摩擦系數(shù)的，一般可取值0.5；d.澆口處的金屬液平均壓頭hmm。圖7 確定澆口截面積的列線圖現(xiàn)仍以圖

23、6所示的鑄型為例，說明如何用圖7確定澆口的截面積。由圖6得知：G=2kgT=6sm 取0.5；h1=100mm；h2=250mm；h3=350mm首先，在左邊的座標(biāo)上找到G=2kg的一點(diǎn)。從這一點(diǎn)順斜線向右下方移動，到與T=6s的垂直線交于一點(diǎn)。由此交點(diǎn)水平向右移動，到與m =0.5的垂直線交于一點(diǎn)。再由此交點(diǎn)順斜線向右下方移動，到與h1=100，h2=250和h3=350等垂直線相交，由各交點(diǎn)分別水平向右移動，即得到處于不同位置的澆口的截面積：F1=70mm2；F2=45mm2；F3=38mm2實(shí)際上澆注時，有向下引流的作用，如按這些理論值定澆口截面積，則下層型腔的充填會稍快一些，而上層則稍

24、慢。為彌補(bǔ)這種差異，下層型腔的澆口可取稍小的值，而上層澆口的截面則取稍大的值。圖6所示的鑄型，實(shí)際上宜選取的F值如下的澆口截面積：F1=80mm2；F2=45mm2；F3=30mm22直澆道圖6所示鑄型，共設(shè)2個直澆道，每一直線道供給6個澆口。這6個澆口的總截面積F=2F1+2F2+2F3=2×80+2×45+2×30=310mm2每一直澆道的截面積比澆口總面積增加20%。F直=1.2×310=370 mm23橫澆道一般情況下，橫澆道的截面積比其供給的直澆道的總截面積大30%。如橫澆道距鑄型頂部的距離小于75mm，固其中金屬液的壓頭小，截面積應(yīng)比直澆道大

25、100%。4澆口的形狀為使鑄件致密，對于鑄鐵件，應(yīng)充分利用石墨化膨脹而產(chǎn)生的自補(bǔ)縮作用。因此，澆口應(yīng)在鑄件發(fā)生石墨化膨脹前凝固，以免石墨化膨脹時將鐵水從澆口擠出。建議采用薄澆口，其厚度視鑄件壁厚而定，參見表2.表2 按鑄件壁厚選定澆口厚度鑄件壁厚(mm)澆口厚度(mm)3101.510152.015202.520253.0采用薄澆口，也利于鑄件與澆注系統(tǒng)別離，并可減輕打磨澆口的工作量。3、澆注系統(tǒng)的構(gòu)造和標(biāo)準(zhǔn)化組件根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)歷，設(shè)計了典型的澆注系統(tǒng)，對于采用垂直分型無箱造型設(shè)備的鑄造廠，是方便而實(shí)用的。在此根底上還設(shè)計了澆注系統(tǒng)各組元的標(biāo)準(zhǔn)。澆注系統(tǒng)的構(gòu)造見圖8。圖8 澆注系統(tǒng)的構(gòu)造兩種

26、澆口杯， 橫澆道， 橫澆道， T形接頭， 直澆道， 直澆道1澆口杯澆口杯有兩種形式：一種供自動澆注用，見圖9；另一種供人工澆注用，見圖10。每種澆口杯各有4種規(guī)格，供選用，以保證金屬液的流率與鑄件相適應(yīng)。圖9和圖10中的澆注流率都是鑄鐵的質(zhì)量流率，其他鑄造合金可參照，并按一樣的體積流率核算。圖9 自動澆注用澆口杯本圖只表示一半澆口杯編號澆注流率kg/s澆口杯重量kg尺寸mmABC1334030152354453515357650402247119604522件號數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6×18螺釘鋼425×20定位銷鋼56M6×40螺釘鋼圖

27、10 人工澆注用澆口杯本圖只表示一半澆口杯編號澆注流率kg/s澆口杯重量kg尺寸mmABCD122.550301530222.83.06040153032.83.84.07050224043.855.580552245件號數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6×18螺釘鋼425×20定位銷鋼56M6×30螺釘鋼2澆口由圖7確定澆口面積后，請參照圖11選定其具體構(gòu)造。對于灰鑄鐵件，應(yīng)力求不用冒口，以提高工藝出品率，并減少鑄件修整的工作量。為此，最好采用頂注方案，在采用頂注方案有困難時，建議采用側(cè)注方案。圖11 澆口3直澆道直澆道的截面積算出后，可根據(jù)鑄型

28、中安排鑄件的情況，選用圖12或圖13中的直澆道。圖12 和澆口杯相連的直澆道圖13 和T形接頭相連的直澆道4T形接頭直澆道選定以后，可按直澆道一樣的序號自圖14中選取以下T形接頭。圖14 T形接頭5橫澆道橫澆道的構(gòu)造和尺寸見圖15。直澆道選定后，按直澆道的序號選橫澆道。圖15 橫澆道四、模具1、模板造型系統(tǒng)所用的模板，一般用灰鑄鐵鑄造，也可以用鋼制或鋁合金制的模板。為減輕重量，厚模板宜用鋁合金制造，其外框鑲鋼。厚模板也可以用焊接構(gòu)造件制成，一定條件下還可采用框架構(gòu)造，中間用石膏或環(huán)氧樹脂填充。模板工作面和底面的不平行度一般應(yīng)不大于0.05mm。2、模樣1模樣材料模樣可用多種材料制造，常用的材料及模樣的使用壽命如下: 模樣材料使用壽命射砂次數(shù)硬木5001000環(huán)氧樹脂、石膏500050000銅合金2000050000鋁合金 2000060000鋅、鋁、銅合金4000060000灰鑄鐵200000300000低合金鋼300000500000如采用環(huán)氧樹脂模樣，則型砂的溫度應(yīng)嚴(yán)加控制，不得超過40。2取模斜度建議采用的取模斜度見表3.為不致對鑄