鑄鋼件砂芯工藝設(shè)計

與傳統(tǒng)的鉆孔工藝設(shè)計方法相比，計算機鉆孔工藝具有以下特點。①計算準確迅速,消除了人為的計算誤差。②可同時對幾個不同的方案進行工藝設(shè)計和比較,這個過程要比手工進行得快速準確。③能儲存并系統(tǒng)地利用鑄造工作者的經(jīng)驗,使用戶不論經(jīng)驗豐富與否都能設(shè)計出比較合理的鑄造工藝。④計算結(jié)果能自動打印記錄,并能用計算機繪制鑄造工藝圖等技術(shù)文件,便于與國際標準接軌。1計算方法的原理1.1最小鑄出孔的數(shù)值零件上的孔、槽是用砂芯鑄出好還是用機械加工出來好,應(yīng)從質(zhì)量和節(jié)約方面全面考慮。一般來說,較大的孔槽應(yīng)鑄出來,以節(jié)約金屬和加工工時,同時也還可以避免鑄件局部過厚所造成的熱節(jié),提高鑄件質(zhì)量。而較小的孔、槽或者是鑄件壁很厚,則不易鑄出,直接加工反而更方便,有些特殊要求的孔,如彎曲孔,無法實行機械加工則要鑄出。下面為鑄鋼件最小鑄出孔數(shù)值:砂芯形式主要是指芯頭形式。根據(jù)一般鑄件的特點,將芯頭形式歸納為方形和圓形兩種形式。這兩類芯已經(jīng)滿足常見鑄鋼件的特點要求。對于鑄件上高度比較小,而直徑比較大的內(nèi)腔或孔,應(yīng)采用自帶砂芯,即由砂型上的凸砂來形成。自帶砂芯的高度(H)與寬度(D)之比H/D不能很大,否則拔模時容易損壞,H/D的參考值:1.2芯頭尺寸驗算芯頭是砂芯的重要組成部分。芯頭的作用是:定位、支撐和排氣。芯頭能不能滿足這三方面的要求,主要是由芯頭形式、個數(shù)、形狀和尺寸決定的。在滿足三個要求的基礎(chǔ)上,芯頭的數(shù)目越少越好。芯頭尺寸取決于鑄件相應(yīng)部位孔眼的尺寸。為了便于下芯合箱,芯頭應(yīng)有一定的斜度,芯頭與芯座之間留有一定的間隙(濕型小件下芯頭可不留間隙)。芯頭還要進行尺寸驗算,芯頭的承壓面積應(yīng)足夠大,以保證在金屬液中的最大浮力作用下不超過鑄型的許用壓應(yīng)力。由于砂芯的強度通常都大于鑄型的強度,故只核算鑄型的許用應(yīng)力即可。芯頭的承壓面積S應(yīng)滿足下式:S≥KPs/[σ壓]公式1式中:K—安全系數(shù),K=1.3-1.5(N/m);Ps——計算的最大浮芯力(N);[σ壓]≥——鑄型的許用應(yīng)力,該值可根據(jù)實際應(yīng)用中所用的抗壓強度來決定。一般濕型可取0.13-0.15MPa;活化膨潤土砂型可取0.6-0.8MPa;干型可取2-3MPa。如果實際承壓面積不能滿足上式要求,則說明芯頭尺寸小,應(yīng)適當(dāng)放大芯頭。1.3主要設(shè)計參數(shù)的描述1.3.1芯頭尺寸的影響芯頭長度指的是砂芯伸入鑄型部分的長度。垂直芯頭的長度通常稱為芯頭高度。只要滿足芯頭的基本要求,希望芯頭不要太長。過長的芯頭會增加砂箱的尺寸,增加填砂量。芯頭過高,不便于扣箱,對于水平芯頭,砂芯越大,所受浮力越大,因此芯頭長度也應(yīng)越大,以使芯頭和鑄型之間有更大的承壓面積。但垂直芯頭的高度和砂芯體積之間并不存在上述關(guān)系,砂芯的重量或浮力由垂直芯頭底面積來承受。1.3.2芯頭預(yù)留斜度對垂直芯頭,上下芯頭都應(yīng)設(shè)有斜度,為了合箱方便,避免上下芯頭和鑄型相碰;上芯頭和下芯頭不留斜度就能順利從芯頭盒中取出,那么芯頭可不留斜度。芯座—模樣的芯頭總是留有斜度的,至少在端面上要留有斜度,上箱斜度比下芯的大,以免合箱時和砂芯相碰。對垂直芯頭斜度不論濕型、干型,上芯頭取10°,下芯頭取5°。對水平芯頭斜度為5°。1.3.3砂芯間隙的控制為了下芯方便,通常在芯頭和芯座之間留有間隙。間隙的大小取決于砂芯的大小和精度及芯座本身的精度。當(dāng)一個砂芯上有多個芯頭時(不只兩個),應(yīng)當(dāng)給出較大間隙,以免下芯困難。對普通濕型小砂芯,可不留間隙。對于垂直小砂芯芯頭,為了使砂芯穩(wěn)固,甚至可使用過盈(過盈量為0.2mm)的芯頭。水平芯頭的斜度及垂直芯頭的間隙可查經(jīng)驗表。1.4砂芯頭尺寸設(shè)計根據(jù)AutoCAD的旋轉(zhuǎn)命令,可將分型面轉(zhuǎn)變?yōu)樗椒较蚧虼怪狈较?而在零件圖上表示分型面的方式只有“上/下”和“下/上”兩種。Nd為芯頭尺寸,n1、n2是形成砂芯頭的兩點;m1為芯頭斜度,m2為芯頭間隙。按照水平方向的左向和右向,垂直方向和上向和下向以及“上/下”、“下/上”共有八種組合,編制程序過程中,要找出八種組合的共同特征,然后進行歸納總結(jié)編制程序,每一組合都能在程序中反映出來。2砂芯工藝圖的轉(zhuǎn)化用戶裝入AutoLISP的文件后,只要