柴油機(jī)缸蓋、缸體鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)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(lái)決定，根據(jù)單件鑄件尺寸和砂箱內(nèi)框尺寸（長(zhǎng)寬高）大小來(lái)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、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(chē)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(kāi)始溫度（液相中析出枝晶搭成的骨架開(kāi)始有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)相對(duì)體積收縮量，通常以模樣與鑄件長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)向收鑄造縮率缸頂1%過(guò)渡到機(jī)腳的0.6%；外型長(zhǎng)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(zhǎng)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(méi)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11.5；外型芯頭座拔斜度35，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(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)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(hào)。氣缸蓋砂芯一般分為底盤(pán)芯、下主體芯、上主體芯、進(jìn)氣道芯、排氣道芯、蓋盤(pán)芯，部分機(jī)型鑄頂桿室，設(shè)為頂桿室芯。氣缸體砂芯一般分為底盤(pán)芯（有些機(jī)型沒(méi)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(duì)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(kāi)放式、半封閉半開(kāi)放式、半開(kāi)發(fā)半封閉式。2、內(nèi)澆道結(jié)構(gòu)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(wú)噴射和飛濺現(xiàn)象發(fā)生。F F內(nèi)內(nèi)mg/(t2gH2gHp p ) )mm鑄件總質(zhì)量；鑄件總質(zhì)量；gg重力加速度；重力加速度；流量系數(shù)，可取流量系數(shù)，可取0.48；金屬液密度；金屬液密度；t t充填全部型腔時(shí)的時(shí)間；充填全部型腔時(shí)的時(shí)間；H Hp p金屬液靜壓頭。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的平穩(wěn)地流入內(nèi)澆口，同時(shí)還要有利于渣及非金屬雜物上浮并滯留在其頂部，不隨液流進(jìn)入型腔，因此有些廠家還把橫澆道稱為撇渣道。橫澆道截面積：F橫=（24）F內(nèi)3、直澆道設(shè)計(jì)直澆道是鐵水進(jìn)入橫澆道的入口，在直澆道轉(zhuǎn)入橫澆道位置通常是一個(gè)急轉(zhuǎn)彎，鐵水流容易出現(xiàn)紊流和沖擊現(xiàn)象，會(huì)把氣體卷入鑄型，沖擊產(chǎn)生的散砂也會(huì)進(jìn)入型腔，因此，通常在直澆道底部設(shè)一個(gè)倒錐形的凹窩，稱為直澆道窩。柴油機(jī)常見(jiàn)的幾種澆注系統(tǒng)五、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)是型腔出氣口、砂型和砂芯排氣通道，分為明、暗兩種。排氣孔設(shè)置原則：1、出氣孔一般設(shè)置在鑄件的最高部位，金屬液最后到達(dá)的部位，砂芯發(fā)氣和蓄氣較多的部位，型腔內(nèi)氣體難以排出的“死角”處。2、通常不宜設(shè)置排氣孔在鑄件熱節(jié)和厚壁處，以免出氣孔冷卻快導(dǎo)致鑄件在該處產(chǎn)生收縮缺陷，如確實(shí)需要，可采用引出式排氣孔。3、排氣槽盡量不與型腔直通，可采用折線方式排氣，以防止散砂掉入型腔形成砂眼。4、為防止鐵液堵死排氣通道，可在芯頭處用封箱泥條封住。5、鐵水最后到達(dá)的地方往往容易形成氣孔，可以設(shè)置溢流槽，排出含雜質(zhì)較多了冷鐵水，又可防止氣孔產(chǎn)生。6、明排氣孔根部總截面積最小應(yīng)等于內(nèi)澆道總截面積，若條件允許，排氣孔根部總截面積要比內(nèi)澆道總截面積大1.5倍以上，以保證型腔內(nèi)氣體順暢排出，澆注過(guò)程鐵水流動(dòng)平穩(wěn)。排氣孔尺寸：圓形排氣孔尺寸底部尺寸不宜過(guò)大，一般等于鑄件該處壁厚的1/23/4，排氣孔尺寸盡量取大值。排氣孔直徑大于20mm時(shí)，可設(shè)計(jì)成片狀排氣通道。謝謝！