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研究生:曾丞賢
研究生(外文):Chen Xian Tseng
論文名稱:精密鑄造射蠟模具模穴受阻收縮之研究
論文名稱(外文):Study on the Restrictive Shrinkage of the Wax Injection Mold Cavity for Investment Casting Process
指導教授:楊國和楊國和引用關係
指導教授(外文):Koho Yang
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:模具工程系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:精密鑄造射蠟模具標準試片受阻收縮脫模時間
外文關鍵詞:investment casting processwax injection moldstandard test blockrestrictive shrinkagestripping time
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本文研究射蠟模具模穴的受阻收縮特性,及探討設計射蠟模具的基本概念和模型蠟,陶殼模材料與澆鑄合金之收縮特性,並經由調整受阻收縮係數來實際計算模穴尺寸。在實驗過程中,模型蠟及澆鑄合金的材料收縮率皆以標準試片來求得。
實驗過程主要分為三大部份:(1)製作標準試片射蠟模具,並以精密鑄造製程求取模型蠟及澆鑄合金的材質縮率。(2)使用整體收縮觀念設計射蠟模具,探討尺寸誤差的因素,並將其誤差值換算為受阻收縮係數。(3)使用受阻收縮觀念設計射蠟模具,並依據所得的受阻收縮係數來設定模穴尺寸。結果顯示,適當的脫模時間,可以使蠟模保持受阻狀態的完整。受阻收縮形態分為完全受阻型、局部受阻型及自由收縮型等三種類型,在射蠟模具設計上必須考慮受阻形態才能達到尺寸精度的要求。
The restrictive shrinkage of the pattern wax by the mold cavity of the wax injection mold has been studied. The basic ideas of designing wax injection mold, the pattern wax, the shrinkage characteristics of ceramic shell mold and casting alloys have been investigated, and then, the shrinkage factors were adjusted to calculate practically the mold cavity dimension. The shrink allowances of pattern waxes and casting alloys were obtained by the test of standard test blocks during the experiments.
The experiment was divided in three parts: (1) In order to obtain the shrinkage allowances of the pattern waxes and casting alloys of the investment casting process, the standard test blocks of wax injection mold have been made. (2) The whole shrinkage idea has been applied to the design of wax injection mold; therefore, the factors of dimensional errors were investigated, and the errors were then converted into restrictive shrinkage factors. (3) The restrictive shrinkage idea was employed to the design of wax injection mold, and according to the obtained restrictive shrinkage factors, the dimensions of mold cavity were designed. The results showed, with the proper stripping time, the entire restrictive states of wax pattern can be preserved. Since the restrictive shrinkage type are classified as: (1) complete restrictive shrinkage, (2) partial restrictive shrinkage, and (3) unrestrictive shrinkage; therefore, for the dimensional accuracy, the idea of restrictive shrinkage type shall be considered when designing the wax pattern mold.
目 錄
中文摘要----------------------------------------------------------------------------------- i
英文摘要----------------------------------------------------------------------------------- ii
誌謝----------------------------------------------------------------------------------------- iii
目錄----------------------------------------------------------------------------------------- iv
表目錄-------------------------------------------------------------------------------------- vi
圖目錄-------------------------------------------------------------------------------------- vii
符號說明----------------------------------------------------------------------------------- ix
一、緒論------------------------------------------------------------------------------------ 1
  1.1前言------------------------------------------------------------------------------- 1
1.2研究動機與目的---------------------------------------------------------------- 2
1.3論文架構------------------------------------------------------------------------- 3
二、精密鑄造與收縮因子-------------------------------------------------------------- 5
2.1精密鑄造法---------------------------------------------------------------------- 5
2.1.1實體模法------------------------------------------------------------------ 5
2.1.2陶殼模法------------------------------------------------------------------ 5
2.1.3石膏模法------------------------------------------------------------------ 7
2.2鑄造製程之收縮膨脹因子---------------------------------------------------- 8
2.2.1模型蠟材料--------------------------------------------------------------- 8
2.2.2鑄模材料--------------------------------------------------------------- 11
2.2.2.1陶殼模耐火材料-------------------------------------------------- 11
2.2.2.2鑄模石膏材料----------------------------------------------------- 13
2.2.3鑄造合金材料------------------------------------------------------------ 16
三、射蠟模具基本構造與模型蠟收縮冷卻計算理論------------------------------ 18
3.1射蠟模具製造沿革------------------------------------------------------------- 18
3.1.1射蠟模具基本構造------------------------------------------------------ 18
3.1.2射蠟模具設計對受阻收縮率的影響--------------------------------- 21
3.2模穴收縮率計算理論與受阻收縮類型------------------------------------ 24
3.2.1模穴收縮尺寸設計理論------------------------------------------------ 24
3.2.2鑄件構造與受阻收縮類型--------------------------------------------- 25
3.3模型蠟冷卻時間計算理論---------------------------------------------------- 30
四、實驗規劃與實驗方法-------------------------------------------------------------- 32
4.1實驗規劃------------------------------------------------------------------------- 32
4.2實驗方法------------------------------------------------------------------------- 32
4.2.1實驗步驟------------------------------------------------------------------ 32
4.2.2環境條件控制------------------------------------------------------------ 34
4.2.3實驗材料------------------------------------------------------------------ 35
4.2.4實驗設備及工具--------------------------------------------------------- 36

五、實驗用射蠟模具--------------------------------------------------------------------- 38
5.1模型蠟標準試片射蠟模具---------------------------------------------------- 38
5.2整體收縮率設計之射蠟模具------------------------------------------------- 39
5.3受阻收縮率設計之射蠟模具------------------------------------------------- 40
六、結果與討論-------------------------------------------------------------------------- 41
6.1模型蠟收縮率結果分析------------------------------------------------------- 41
6.2澆鑄合金收縮率結果分析---------------------------------------------------- 43
6.3整體收縮率設計鑄件尺寸結果分析---------------------------------------- 46
6.4受阻收縮率設計鑄件尺寸結果分析---------------------------------------- 57
七、結論------------------------------------------------------------------------------------ 65
參考文獻----------------------------------------------------------------------------------- 67
附錄 射蠟模具開模順序圖------------------------------------------------------------ 69
參 考 文 獻
1.姜不居,2004,熔模精密鑄造,機械工業出版社,p.1。
2.殷自力,1974,精密鑄造法,台灣鑄造學會,p.1。
3.賴耿陽譯,精密鑄造技術-脫蠟、陶模、石膏模,1985,復漢出版社,pp.5~6。
4.羅啓全,2005,“鋁合金石膏型精密鑄造”,廣東科技出版社,p.8。
5.姜不居,2004,熔模精密鑄造,機械工業出版社,pp.24~25。
6.姜不居,2004,熔模精密鑄造,機械工業出版社,p.38。
7.Investment Casting Institute, 2006, “Knowing your Investment Casting process”, Investment Casting Institute, 54th Technical Conference & EXPO, Milwaukee ,Oct.22-25.
8.陳武宏譯,鑄鋁技術,1997,全華科技圖書股份有限公司,p.477。
9.熔模鑄造手冊,2000,中國鑄造協會編,機械工業出版社,pp.215~216。
10.羅啓全,2005,鋁合金石膏型精密鑄造,廣東科技出版社,pp.140~141。
11.羅啓全,2005,鋁合金石膏型精密鑄造,廣東科技出版社,p.146。
12.工業技術研究院金屬工業研究所編譯,金屬鑄造原理,1980,台灣鑄造學會,p.114。
13.李弘英,趙成志,2005,鑄造工藝設計,機械工業出版社,pp.17~18。
14.“精密鑄造概論”,2005,楊國和編著,高雄應用科技大學,pp.33~34。
15.魯靖國,張曉峄,魯新濤,2006,“熔模鑄造生產過程中若干工藝的研究“,鑄造工程,NO.4,第107期,p.30。
16.熔模精密鑄造(上册) ,1978,國防工業出版社,p.254。
17.Steel Castings Handbook,1995, sixth edition, Barbara linskey, ASM International, pp.8-16。
18.塑膠射出成形模具設計,1990,金屬工業研究發展中心編印,pp.146~148。
19.曾丞賢,楊國和,“應用資料庫建立模式降低射蠟模具修改成本之研究”,鑄造工程學刊,Submitted to TFS,2008。
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