大学本科毕业论文-浅析消失模技术精要

六安职业技术学院
毕业论文
设计题目：浅析消失模技术
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专业班级：计算机辅助工程设计与制造学生姓名：指导老师:
年月曰
课题的目的与意义：
铸造是机械工业重要的基础工艺与技术，广泛的应用于机械制造、航空航天、能源、交通、化工、建筑及社会生活的各个领域，是我们生产和生活中时时不可或缺的一项重要工艺技术。

在机械铸造生产中，最基本的方法是砂型铸造，占了铸件总产量的90%以上，但这种方法
存在许多问题，如铸造组织粗大，且内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷，使产品质量不够稳定，废品率较高，特别是在单件、复杂件、及小批量生产中，铸件的非加工表面不平整，飞边等质量问题难以解决，使得产品外观难看，且由于用砂较多，灰尘较大，工人的劳动条件十分艰苦。

随着社会的高速发展，迫切的需要相关铸造科技人员了解和掌握铸造领域各学科的国内外先进技术及发展趋势，改善在传统铸造工艺中存在的一些问题。

为此，我们引进了消失模铸造工艺。

消失模铸造（Lost Foam Casting ）（又称实型铸造）是八十年代初研究成功的一种铸造工艺，是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法[1] 。

作为一种全新的工艺方式，消失模铸造的本质特点是“泡沫塑料实型”和“无粘结剂的干砂”，这样的特点使得消失模铸造工艺具有传统的铸造方法所不能比拟的优点。

（1）铸造尺寸精度和表面质量高。

该铸造方法采用可以气化的泡沫塑料作模型，无需取样，不会产生由于起模、下芯、和箱等引起的尺寸偏差。

铸件没有分型面和组芯分割面，不仅减少了清理工作量，同时使铸件的外观质量大大的改善，是一种近无余量、精确成型的新工艺；
（2）易于实现清洁生产。

由于采用无粘结剂的干砂，型砂回用十分简单，显著减少了废砂的排放和处理。

同时，聚苯乙烯（EPS）模样产生有机物的时间短、地点集中、易于收集，有利于环境保护；
（3）为铸件结构设计提供了充分的自由度。

因不含粘结剂的干砂可以充填到模型的凹穴处，
允许铸件设计成复杂的几何形状。

原来由多个零件加工组合的构件，都可以通过分片制模然后粘合的办法整体铸出。

原先需要加工成型的孔、洞可以直接铸出，大大减少了加工装备的投资，同时也节约了加工装备的工时和费用。

摘要：消失模铸造作为近年来国内外铸造行业发展的热点〖资料来源:毕业设计（论文）网www.56doc.cort〗并且具有普通砂型铸造无法比拟的优点，已经逐渐为广大铸造工作者广泛接受并在国内得到广泛应用，成为我国铸造企业尤其是中小铸造企业进行技术改造的优先选择。

本课题针对摆臂零件特点，对其进行结构工艺性分析，基于三维CAD 技术设计出适合于消失模铸造工艺过程的成型发泡模具并确定合理的消失模铸造工艺。

根据摆臂零件的二维图纸，对其铸件材料特点和零件的结构工艺性分析，确定机械加工余量、泡沫塑料模样收缩量，最佳的浇口数量与位置，合理的流道系统与冷却系统，模具温度、熔体温度等成型工艺参数，然后利用UG 等三维软件设计出合理的发泡模具，在此基础上确定消失模铸造工艺内容的相关参数，包括模样在砂箱中的位置，浇注金属引入的方式以及浇冒口系统结构尺寸设计等。

运用在UG 等三维软件环境下的模具设计方法结合消失模铸造工艺，可以提高模具精度，实现复杂零件的精确成型，得到的铸件尺寸形状精确，铸件表面质量高，从而实现清洁生产。

关键词：消失模
ABSTRACT
EPC as the hot spots in the developrent of dorestic and international foundry industry in recent years，and has ordinary sand casting incorparable advantages, which has gradually been widely accepted by the broad rasses of workers casting and is widely used in China. EPC has becore the preferred option of Technological transforration in foundry casting enterprises, especially srall and rediur-sized enterprises. This topic is aired at the features of oscillating arr ，designs the forring foar rould for EPC and deterrines a reasonable EPC process by analysising the structure of oscillating a，rrbased on 3D CAD technology. According to the two-dirensional drawings of oscillating arr parts，analyze the casting raterial characteristics and the structure of parts，deterrine the Process parareter，sincluding the rechanical allowanc，e contraction of foar，the best nurber and location of gat，ereasonable flow syster and cooling systers, rold terperature and relt terperature, etc. Then design a reasonable foar rould by using the three-dirensional software such as UG, on the basis of deterrining the relevant parareters for the content of EPC, including the position of foar pattern in the flas，k the way of the introduction of casting retal and architecture design size in pouring riser syster and so on.
By using the rethod of rold design with EPC technology in U，Git can irprove the precision of rolds and rake the realization of precision rolding for corplex parts,the casting obtained by this rethod has the precise shape of size,and high-quality casting surface, thus rake the clean production into realization.
Key words：EPC, sand casting, the foam mold, foam pattern
I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1 课题的背景及意义 1 1.2 消失
模铸造技术 1 1.3 消失模铸造的发展概况 4
1.3.1 消失模铸造技术的历史
4 1.3.2 国外消失模铸造发展情况
4 1.3.3 国内消失模铸造发展情况
6 1.3.4 消失模铸造技术的发展趋势
7 1.4 论文主要研究内容和目标
8
2 UG 三维建模 9 2.1 概述 9
2.2 UG 主要功能 [19] 9 2.3 零件实体建模 10 2.4 本章小结 11 3 发泡模具设计 12
3.1 概述 12
3.1.1 模具设计常用的软件
12 3.1.2 设计发泡模具的目的
12
3.1.3 发泡模具的基本要求及设计步骤
12 目录
中文摘要 25000字
3.1.4 发泡模具的分类13
3.2 材料的选用14
3.2.1 泡沫模样的选材14
3.2.2 模具材料的选择16
3.3 发泡模具的本体设计16 3.3.1 发泡模具尺寸的确定17 3.3.2 确定模具的分型面20 3.3.3 模具的壁厚22
3.3.4 注射料枪的选择[22] 22 3.3.5 加料口位置选择23 3.3.6 模具型腔的设计24 3.3.7 气孔或气塞的设置25
3.4 本章小结28
4 消失模铸造工艺设计29
4.1 概述29
4.2 消失模铸造工艺设计特点29 4.2.1 工艺特征30
4.2.2 铸造工艺方案制定原则30 4.2.3 工艺设计主要内容30
4.3 浇注系统33
4.3.1 浇注系统概述33
4.3.2 消失模浇注系统的设计原则34
4.3.3 浇注系统设计流程35
4.3.4 浇注位置的设计35
4.3.5 浇注系统结构形式选择36
4.3.6 浇道的结构与形状37
38 4.3.7 浇注系统各单元截面积尺寸的确定
4.4 直浇道与模样体之间的距离42
4.5 浇注规范42
4.6 本章小结43
5. 结论44
6. 展望45
7. 致谢46
参考文献47
绪论本文的目的，
第一章消失模基本介绍
1.1什么是消失模
消失模铸造（又称实芯铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

1.2消失模发展简史
消失模铸造在中国的发展简史
1979年，由我国著名消失模铸造专家、中国科学院长春光学精密机械研究所研究员刘立中教授领导的课题组，在中国最早开始了消失模铸造的原理性试验。

同年，刘立中教授在全国铸造工艺学会上发表了“消失模铸造三场理论”论文报告，在国内首次系统阐述了这一方法的特点和规律性。

1982年，在大量实验室试验的基础上，刘立中教授主持在光机所工厂建成了一条消失模铸造实验生产线。

刘立中教授主持完成了数十个技术先进、功能完备、配置合理、生产高效的消失模铸造流水生产线工程。

生产原理
生产原理：该法按工艺要求先制成泡塑模型，涂挂特制耐高温涂料,
干燥后，置于特制砂箱中，再按工艺要求填入干砂，利用三维振动紧实，抽真空状态下浇铸金属液，此时模型气化消失，金属液置换模型，复制出与泡塑模型一样的铸件•
工艺流程
A、制作泡塑气化模.
B、组合浇注系统.
C、气化模表面喷刷特制
耐火涂料并烘干.D、将特制隔层砂箱置于三维振动工作台上.E、填入
底砂（干石英砂）振实，刮平.F、将烘干的气化模型放于底砂上，按
工艺要求填满干砂，数控振动适当时间,然后刮平箱口 .G、用塑料薄
膜覆盖箱口，放上浇口杯，起动真空系统，干砂紧固成型后，进行
浇注，气化模型消失, 金属液取代其位置.H、释放真空，按工艺待铸
件冷凝后翻箱,从松散的石英砂中取出铸件
B、用途优点
C、消失模铸造与传统的砂型铸造相比较有如下显著优点
D、1、消失模铸造不需要分型和下芯子，所以特别适用于
几何形状复杂、传统铸造难以完成的箱体类、壳体类铸件、筒管类铸
件。

E、2、消失模铸用干砂埋模型，可反复使用，工业垃圾少，
成本明显降低。

F、3、消失模铸造没有飞边毛刺，清理工时可以减少80%
以上。

G、4、消失模铸造可以一线多用，不仅可以做铸铁、球铁,
还可以同时做铸钢件，所以转项灵活，适用范围广。

H、5、消失模铸造不仅适用批量大的铸造件，进行机械化操作，也适用
于批量小的产品手工拼接模型。

I、 6 消失模铸造如果投资到位，可以实现空中无尘，地面无砂，劳动强
度低，做业环境好，将以男工为主的行业变成了以女工为主的行业。

J、7、消失模铸造取消了造型工序，有一定文化水平的人，经过短时间的培训就可以成为熟练的工人，所以，特别适用技术力量缺乏的地区
和企业。

K、8、消失模铸造适合群铸，干砂埋型脱砂容易，在某些材质的铸件还可以根据用途进行余热处理。

L、9、消失模铸造不仅适用于中小件，更适用做大型铸件，女口：机床床身、大口径管件，大型冷冲模件，大型矿山设备配件
等，因为模型制作周期短、成本低、生产周期也短，所以特别受到好
评。