永冠杯 铸造工艺设计大赛 参赛作品 - 图文(4)

“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛

在设计中，我们只对球铁件液态补缩，浇道在充型完成后适时凝固，冒口完成液态补缩后，冒口颈凝固，铸件凝固收缩利用共晶膨胀进行自补缩，如图6.13所示。

T=33s 充型完成 T=167 s 内浇道凝固 T=619 s 冒口颈凝固 T=1280 s 冒口凝固 图6.13 冒口颈凝固示意图

从模拟结果来看，我们用液态补缩原理，设计压力冒口利用石墨化膨胀。用UG计算三维造型冒口浇注系统质量为60kg,出品率??G0G0?GR?310310?60?83%,整个铸造件出品率高达83%，

比一般通用冒口设计出品率高很多，铸件质量也较好，故而这是我们的优化方案。

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“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛

7砂芯设计

侧边凸耳三个圆孔同心，可共用一个砂芯。φ100圆柱孔较大，要下芯。铸件底部有四个减重孔，如图7.1所示。2、3号减重孔较深，考虑下芯工艺复杂与分型的方便性，在砂胎内增加骨架，增加砂胎的强度，又方便分型。1、4号孔可以设砂胎简化工艺。砂芯分布如图7.1所示。

制造方法 ：壳芯树脂砂壳芯法制芯。粘结剂：酚醛树脂。

技术要求：砂芯表面光洁，紧实度均匀，硬化强度高，可多次使用。 砂芯尺寸：如图7.2、图7.3所示： 图7.1 砂芯位置

图7.2 竖直砂芯尺寸 图7.3 水平砂芯尺寸

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“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛

8模板设计

上、下模板示意图如图8-1、8-2所示。砂箱根据生产车间实际情况定。保证铸件周围吃砂量为100mm以上。因球铁件凝固时有膨胀压，要求上下箱用箱卡夹紧，避免铸件变形。

图8.1 上模板三维图 图8.2 下模板三维图

结论：

1、采用手工砂型铸造工艺生产铸件，造型方案选择a方案（正放）。

2、冒口设计采用模数法，并利用球墨铸铁共晶膨胀进行补缩，减小冒口尺寸，提高工艺出品率；

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“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛

参考文献

（1）李弘英 赵成志 主编. 铸造工艺设计. 北京:机械工业出版社. 2005.2 （2）（美国）卡塞 . 灰铁和球铁件冒口设置方法 现代铸铁 . 1981年 3期

（3）李晨希主编. 铸造工艺设计及铸件缺陷控制 . 北京:化学工艺出版社. 2009.1。 （4）李远才.铸型材料基础 . 北京：化学工业出版社. 2009.5。 （5）吴德海. 球墨铸铁. 北京：中国水利水电出版社. 2006.11

（6）周垣.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论 . 现代铸铁 2004年 5期

（7）毛洪奎 . 球铁件凝固过程数值模拟技术研究 .

附图：

十字头铸造工艺图

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华北工学院硕士学位论文 2003