[发明专利]一种38W机体的铸造设计方法

权利要求书

1.一种38W机体的铸造设计方法，所述38W机体铸件主型腔为V型结构，下部为空气腔，中间有多个轴挡，其特征在于：铸造设计方法依次由铸造设计-浇注设计-冒口设计，进行优化，设计要求如下：

1)铸造设计：

a、浇筑工艺确认：选取立式浇注方式进行浇筑，立式浇注系统是指机体缸孔面朝下、底脚板朝上的浇注方式，采用树脂砂模进行浇筑；

b、建模：采用三开箱八模造型，即下箱、中箱和上箱，下箱做空冷、轴箱芯头和侧墙芯头模型；中箱不做模型，配箱完毕套上中砂箱，在砂芯周围填入树脂砂背砂；上箱只做浇冒系统模型，全部机体铸件均在一个铸型内；

c、收缩率优化：38W机体铸件主型腔为V型结构，下部为空气腔，中间有多个轴挡，由于中心中间型芯靠得太紧，阻碍了铁水的正常收缩，属于阻碍收缩，对铸造收缩率进行了创新取值，机体宽度和高度尺寸采用1％的铸造收缩率，长度方向的长度位置尺寸采用0.9％的铸造收缩率，而相对的其他长度尺寸采用1％的铸造收缩率，其缩短部分用型芯间隙补偿；d、树脂模尺寸优化：底侧面加工余量放7mm，上表面由于有浮渣，顶面加工余量放为12mm。模样起模斜度1～3°；芯盒起芯斜度小于2°；

2)浇注设计：

根据铸造设计中确认的铸造方式，计算相应的数据,

d、机体的有效浇注时间t计算公式如下：

式中：S₂系数，一般情况下S₂＝2.0，当铁液含硫量高、含碳量低于3.3％，流动性较差，或浇注温度较低或采用底注而冒口在顶部，或有内、外冷铁等需快浇时，S₂＝1.7～1.9；G为铸件质量(包括浇冒口)；δ为铸件主要壁厚；

e、计算铸件的浇注系统最小截面积ΣF阻：

式中：G件为铸件质量(不包括浇冒口)，g为重力加速度，g＝980cm/s；W为灰铸铁材质指数，W＝0.24；t为有效浇注时间，s；ρ为灰铸铁密度，ρ＝0.0071kg/cm3；

f、采用半封闭半开放式，浇注系统最小截面积设置在横浇道过滤网处，在最小截面积之前封闭浇注系统，保证铁液充满浇口杯，避免气体卷入。在最小截面积之后，浇注系统呈开放状态，不会在浇注过程中引起紊流，有利于气体的顺利排出,浇注系统各截面积比为ΣF直∶ΣF阻:ΣF横∶ΣF内＝1.34∶1∶1.1:1.34；

g:杂质优化：在浇注工艺中设置两层泡沫陶瓷过滤网，用来提高进入型腔的铁液纯净度；

3)冒口设计

H:机体采用底脚板顶部设置圆柱形明冒口：其冒口计算公式：

d＝4f₁M

其中d—代表冒口的直径,f₁—增加系数，取值1.1～2.0,M—铸件的模数,位于底脚板顶部圆柱形明冒口体的计算铸件关键部分为底脚板，可看成类似42mm的平板，冒口体模数M＝4.2/2＝2.1,取增加系数f1＝1.4；冒口颈计算公式：

d＇＝2.4f₂M

其中d＇--冒口颈尺寸f₂—增加系数，取值0.8～0.9冒口颈模数M＝4.2/2＝2.1,取缩小系数f₂＝0.8；树脂砂刚性好浇注过程中型腔内有大量气体排出，为了让气体顺利排出，必须多设出气，Σ排气>Σ内。

2.根据权利要求1所述一种38W机体的铸造设计方法，其特征在于：砂芯与砂芯之间设有间隙，控制在1mm～4mm。

3.根据权利要求1所述一种38W机体的铸造设计方法，其特征在于：所述芯头定位，必须依靠样板进行操作。