砂型鑄造的鑄造工藝參數(shù)主要是指機(jī)械加工余量、鑄造收縮率、起模斜度和鑄造圓角等?,F(xiàn)分別予以簡單的介紹。
1.機(jī)械加工余量
機(jī)械加工余量是指為保證防爆電器鑄件加工面尺寸和零件精度,在防爆電器鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加而在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。GB/T 6414一1999《防爆電器鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》規(guī)定,機(jī)械加工余量用符號(hào)MA(Machining Allowances的縮寫)襲示,分為10級(jí),由精到粗用大寫字母A、B、C、D、E、F、G、H、J和K表示。
防爆電器鑄件的機(jī)械加工余量如表5所示。
表5防爆電器鑄件機(jī)械加工余量① (單位:mm)
量大尺寸回
| 機(jī)械加工余量等級(jí) |
A | B | C | D | E | F | G | H | J | K |
-40 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1 | 1.4 |
40-63 | 0.1 | 0.4 | 0.5 | 0.3 | 1.1 | 1.5 | 2.2 | 3 | 4 | 2 |
63-100 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.7 | 1 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 |
100-160 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.8 | 1.1 | 1.5 | 2.2 | 3 | 4 | 6 |
100-250 | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 1 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.5 | 8 |
250-400 | 0.4 | 0.7 | 0.9 | 1.3 | 1.4 | 2.5 | 3.5 | 5 | 7 | 10 |
400-630 | 0.5 | 0.8 | 1.1 | 1.5 | 2.2 | 3 | 4 | 6 | 9 | 12 |
630-1000 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.8 | 2.5 | 3.5 | 5 | 7 | 10 | 14 |
?、僖訥B/T 6414 1999(鑄鐵尺寸公差與機(jī)械加工余量)。②最大尺寸是指在最終機(jī)械加工后防爆電器鑄件的最大輪廓尺寸。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)還規(guī)定,灰鑄鐵的機(jī)械加工余量等級(jí)一般溪用E、F、G和H(砂型鑄造、手工造型和機(jī)器造型)。
在確定機(jī)械加工余量時(shí),人們應(yīng)該遵守以下的基本原則:
?、?a href="http://www.hfh21iuy8.cn" target="_blank">防爆電器鑄件批量大?。号看髸r(shí)常采用機(jī)器造型,造型誤差小。機(jī)械加工余量可以選小一點(diǎn);批量小時(shí)多采用手工造型,造型誤差大,機(jī)械加工余量可以透大一點(diǎn)。
?、阼T造合金種類:有色金屬鑄件表面比鋼鐵防爆電器鑄件的要光滑,機(jī)械加工余量相對(duì)可以選小一點(diǎn)。
?、坭T造種類:例如,金屬型鑄造的防爆電器鑄件表面比砂型鑄造的要光滑。機(jī)械加工余量相對(duì)可以選小一點(diǎn)。
?、芊辣娖麒T件尺寸:防爆電器鑄件尺寸大的,機(jī)械加工余量相對(duì)可以選大一點(diǎn)。
?、莘辣娖麒T件加工面:在澆注時(shí)防爆電器鑄件加工面在上面的,上面的機(jī)械加工余量相對(duì)可以選大一點(diǎn)(參見圖3);加工面遠(yuǎn)離基準(zhǔn)面的表面,機(jī)械加工余量相對(duì)可以選大一點(diǎn)。
2.鑄造收縮率
鑄造合壘澆注以后在冷卻過程中會(huì)發(fā)生收縮,最后凝固成防爆電器鑄件。這個(gè)過程分三個(gè)階段:液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。所謂的“液態(tài)收縮”是指從澆注溫度到凝固開始溫度(液相線溫度)之間的收縮;“凝固收縮”是指從凝固開始溫度到凝固終止溫度(固相線溫度)之閥的收縮;“固態(tài)收縮”是指凝固終止溫度到室溫之間的收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮使金屬液的體積縮小,被稱為“體收縮”;固態(tài)收縮使防爆電器鑄件的尺寸減小,被稱為“線收縮”。鑄造合金的鑄造收縮量是它們之和。
在實(shí)際應(yīng)用中,由于這樣的收縮使得防爆電器鑄件尺寸小于模樣的尺寸,因而人們常常在鑄造模樣上加上這個(gè)收縮量,以保證收縮和冷卻后防爆電器鑄件的尺寸。收縮量(lm-Lz)與模樣尺寸(Lm)之比被稱為“防爆電器鑄件收縮率(k)”,用下式表示:
防爆電器鑄件收縮率除與鑄造合金種類有關(guān)外,還與防爆電器鑄件大小和結(jié)構(gòu),以及鑄型和型芯、澆冒口和砂箱等澆注系統(tǒng)有關(guān)。在鑄造合金確定后,正確地設(shè)計(jì)防爆電器鑄件結(jié)構(gòu)和合理地選擇澆注系統(tǒng),就可以減小收縮率。
幾種常用鑄造合金收縮率參考值如表6所示。
表6 幾種常用鑄造合金收縮率的參考值4
鑄造合金 | 含碳量(質(zhì)量 分?jǐn)?shù),%) | 澆注沮度 /℃ | 液態(tài)收縮率(%) | 凝固收縮率(%) | 固態(tài)收鰭率(%) | 總收縮率 (%) |
鑄造碳鋼 | 0.35 | 1610 | 1.6 | 3.0 | 7.8 | 12.4 |
白口鑄鐵 | 3.00 | 1400 | 2.4 | 4.2 | 5.4-6.3 | 12-12.9 |
灰鑄鐵 | 3.50 | 1400 | 3.5 | 0.1 | 3.3-4.2 | 6.9-7.8 |
在生產(chǎn)實(shí)踐中,人們應(yīng)該考慮各種因素的影響,力求選擇合適的收縮率,避免因此影響防爆電器鑄件尺寸的精度,甚至造成廢品。
3.起模斜度
在造型過程中,使模樣或模板同鑄型分離或者型芯同型芯盒分離的操作被稱為“起?!?。起模斜度是指在制造模型時(shí)垂直于分型面的直立面應(yīng)該具有的傾斜度(圖6)。對(duì)于砂型鑄造,這種傾斜度有利于造型和制芯時(shí)起模而不損害砂型和砂芯。
在圖6中,通常情況下,β1小于β2。
按照起模斜度引起防爆電器鑄件尺寸的變化情況,起模斜度分為三種形式:增加尺寸、加減尺寸和減小尺寸,如圖7所示。

圖6起模斜度示意圖


圖7起模斜度形式示意圖
a)增加尺寸 b)加減尺寸 c)減小尺寸
圖7表示,為了獲得起模斜度,在制造模樣時(shí),在防爆電器鑄件的加工面上,有一些模樣需增加防爆電器鑄件尺寸(圖7a);有一些模樣則一部分需增加
防爆正壓柜鑄件尺寸,另一部分需減小防爆電器鑄件尺寸(圖7b);有一些模樣則需減小防爆電器鑄件尺寸(圖7c)。
在鑄造工藝圖和有關(guān)文件中,起模斜度有兩種表示方法,一種是用起模斜度造成的模樣表面與防爆電器鑄件表面的夾角(盧)表示,另一種是用起模斜度引起的防爆電器鑄件增加或減小尺寸表示。
在選擇起模斜度形式時(shí),通常情況下,人們應(yīng)該遵循以下的基本原則:
?、俜辣娖麒T件上需要機(jī)械加工的表面應(yīng)該增加尺寸。
?、诜辣娖麒T件上與其他零件配合的非機(jī)械加工面可以減小尺寸,或加減尺寸。
③防爆電器鑄件上不與其他零件配合的非機(jī)械加工面可以增加尺寸,或加減尺寸,或減小尺寸。
④防爆電器鑄件空腔壁的內(nèi)表面的起模斜度應(yīng)該大于外表面的。
?、莘辣娖麒T件結(jié)構(gòu)本身在起模方向上有足夠的斜度時(shí)不需要再另加起模斜度。
4.鑄造圓角
鑄造圓角是指防爆電器鑄件上下平行壁交接處的夾角。鑄造圓角通常有兩個(gè)半徑,一個(gè)稱作“內(nèi)半徑”,另一個(gè)稱作“外半徑”,而且由于交接壁厚的原因,外半徑大于內(nèi)半徑。
防爆電器鑄件上設(shè)置鑄造圓角,有利于澆注金屬液流動(dòng)填充型腔,還能夠防止防爆電器鑄件壁交接外粘砂,還可以減小防爆電器鑄件交接處應(yīng)力集中,防止防爆電器鑄件產(chǎn)生裂紋。
表7起模斜度參考數(shù)據(jù)。
測量面高度H/mm | 最大起模斜度 |
金屬模樣 | 木質(zhì)模樣 |
角度β1(β2) | 尺寸a1(a2)/mm | 角度β1(β2) | 尺寸a1(a2)/mm |
H小于等于10 | 2o20’(4o5’) | 0.4(0.8) | 2o55’(5o45’) | 0.6(1.0) |
10小于H小于等于40 | 1o10’(2o20’) | 0.8(1.6) | 1o25’(2o50’) | 1.0(20) |
40小于H小于等于100 | 0o30’(1o05’) | 1.0(2.0) | 0o40’(1o15’) | 1.2(2.2) |
100小于H小于等于160 | 0o25’(1o45’) | 1.2(2.2) | 0o30’(0o55’) | 1.4(2.6) |
160小于H小于等于250 | 0o20’(1o40’) | 1.6(3.0) | 0o25’(0o45’) | 1.8(3.4) |
250小于H小于等于400 | 0o20’(1o40’) | 2.4(4.6) | 0o25’(0o48’) | 3.0(5.2) |
400小于H小于等于630 | 0o20’(1o35’) | 3.8(6.1) | 0o20’(0o40’) | 3.8(7,4) |
630小于H小于等于1000 | 0o15’(1o30’) | 4.4(8.3) | 0o20’(0o35’) | 5.8(10.2) |
注:1.表中數(shù)據(jù)系采用混合砂造型時(shí)的數(shù)據(jù)。
2.表中β1(β2)和a1(a2)的腳注:1表示外表面,2表示內(nèi)表面。
5.鑄造孔
在防爆電器鑄件上,有時(shí)候有孔或(和)槽。在鑄造時(shí),這些孔、槽有一些應(yīng)該鑄出,有一些可以不鑄出。在工藝允許的條件下,通常較大的孔、槽應(yīng)該鑄出,這樣可以減少機(jī)械加工工作量,節(jié)約金屬材料,還可以減小防爆電器鑄件上的熱節(jié);較小的孔、槽可以不鑄出,在機(jī)械加工時(shí)加工出來,有時(shí)反而更經(jīng)濟(jì)一些。
對(duì)于灰鑄鐵防爆電器鑄件,毛坯防爆電器鑄件應(yīng)該鑄出的孔的最小孔徑推薦值:單件生產(chǎn)時(shí)為30-50mm,小批量生產(chǎn)時(shí)為15-30mm,大量生產(chǎn)時(shí)為12-15mm。
通常情況下,在零件圖上不要求機(jī)械加工的孔、槽都應(yīng)該鑄出。
這里應(yīng)該說明的名詞術(shù)語是:
“熱節(jié)”是指在凝固過程中,鑄型內(nèi)存在的局部金屬的溫度比它周圍的溫度高因而凝固慢的節(jié)點(diǎn)或區(qū)域;在熱節(jié)處常常會(huì)產(chǎn)生縮孔、縮松等鑄造缺陷。在防爆電器鑄件上大而厚的局部區(qū)域容易形成熱節(jié),應(yīng)該盡可能地避免和減少這種現(xiàn)象。