铸造工艺设计说明书.docx

1、材料成型过程控制院系：材料科学与工程学院专业：材料成型与控制工程姓名：学号：指导老师： 日期：2012.9.19至2012.10.15目 录一、 铸造工艺分析1二、 砂芯设计 3三、 冒口设计 5四、 浇注系统的设计及计算7五、 沙箱铸件数量的确定 10六、 参考数目、资料11文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。材料为ZG25（主要元素含量 ：WC%=0.220.32%，WMn%=0.50.8%，WSi%=0.20.45%）。技术要求：未标示的铸造圆角半径R=35。未标铸造倾斜度按工厂规格H5921。铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。 图1

2、文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料一、 铸造工艺分析1. 确定铸型种类和造型、制芯方法此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。2. 确定浇注位置和分型面方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简单，不用翻箱操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补缩。容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。方案2：将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注

3、，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。上 下下上 图2 图3铸件全部位于上箱，下表面为分型面文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料3.选择工艺参数 最小壁厚确定：铸件轮廓尺寸为270x220mm，由表15查得最小壁厚为10，铸件满足要求。 最小铸出孔确定：铸件位于上部的孔壁厚与孔深为，下部位孔壁厚与孔深为，由表查得最小铸出孔径为，所以铸件上的孔都不能铸出。 铸造收缩率：经过分析，铸件类型为铸钢件受阻收缩由表查得收缩率为.。 机加工余量：铸件为铸钢件，砂芯铸造，机器造型，由表查得机加工余量等级为，再由表得加工余量为.，

4、故取。 公差等级：铸件为铸钢件，砂型铸造机器造型和壳型，由表得公差等级为，由表查得公差数值为.，取.。 拔模斜度：造型模样为金属模，测量面高为，由表查得，. 铸造圆角：由铸件技术要求，未标示的铸造圆角半径，取。二、 砂芯设计1. 确定砂芯数量和每一砂芯形状、尺寸，砂芯种类及制芯方法、下芯次序根据零件图，可知只需使用一个砂芯即可满足，砂芯结构简单，属于中小型，砂芯的形状及尺寸如图4所示。呋喃1型树脂砂热芯盒制芯工艺，是一种能解决铸造收缩率：1.5%机加工余量：3mm文献：铸造工艺设计公差数值：3拔模斜度：=11a=0.8mm文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料原料供应，芯砂的流动性好，硬化

5、速度快，硬化温度范围较宽，热态砂芯强度和常温机械强度都很好，浇注后型芯的退让性能好，故选择呋喃树脂热芯盒射芯法造芯，2. 确定砂芯的芯头个数、形状、尺寸、间隙和谐度 根据砂芯及型腔形状，确定芯头个数为1，芯头为自硬型，由表131查得：间隙S=1.0mm，芯头高度为36mm，芯头斜度由表133查得=7，a=5mm。 砂芯主视图 砂芯俯视图 图43. 确定砂芯的捣砂、排气、定位及固定砂芯形状简单，尺寸小，材料为自硬树脂砂，查表144得，利用扎排气孔法，分析砂芯与性强得砂芯不需要固定。三、 冒口的设计及计算1. 冒口设计计算 分析零件图，其上部分为厚大部位，冷凝过程中易出现缩孔、缩松等缺陷，所以需要

6、设置冒口对其进行补缩。冒口模数的估算：将零件形状简化成图5所示形状，砂芯数量：1芯砂材料：呋喃树脂砂热芯盒射砂制芯芯头数量：1头高度h=36mm芯头斜度：=7，a=5mm资料铸造工艺学砂芯排气：扎排气孔法文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料 图5六棱柱体积计算：S1=65265231212=3659mm2，V1=S1h1=365920=73180 mm3圆柱的体积计算：S2=R2=X（1402）2=14315mm2，V2= S2h2=14315X30=429450 mm3V总=S1+S2=73180+429450=502630 mm3六棱柱侧面积S侧1=752X20x6=4500mm2，

7、圆柱侧面积 S侧2=dh2=3.14X140X30=13188mm2 S总=S侧+2 S2+ S1- S1+ S侧2=4600+2X14315+13188=46481mm2MC=V总S总=50263046481=11mm=11cm，Mr=1.2Mc=1.32cm确定体收缩率、冒口形状、尺寸、能补缩的最大铸件体积铸件材料为ZG25，化学成分：Wc%=0.25,WMn=0.8%，由表62得=4.4%，v=4.4+0.0585=4.5%，由表333查得d=65mm，h=105mm，VR=0.36L，GR=2.5Kg，Vc=0.8L，Gc=6.5Kg。冒口如图6所示： 图6冒口模数：Mr=1.32cm

8、文献：砂型铸造工艺及工装设计铸造工艺设计冒口尺寸：d=65mmh=105mm文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料四、 浇注系统的设计与计算1. 浇注系统类型选择本铸件为铸钢件，且质量要求较为严格，不允许表面有夹砂、粘砂等缺陷，设计时应考虑浇注系统有较好的挡渣能力。开放式浇注系统，金属液进入型腔时金属液流动速度小，充型平稳，对型壁冲刷力小，金属氧化轻，适合铸钢件浇注。底注式浇注系统，内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳，可避免金属液发生飞溅、氧化及由此产生的铸件缺陷，无论交道口比值多大，横浇道基本上都是被充满的，有利于阻渣，也弥补了开放式浇注系统挡渣能力不足的缺点。同时，型腔内的气体容易

9、顺序排除，避免产生气孔等缺陷。综合以上各方面考虑，采用开放式底注式浇注系统。2. 确定内浇道的数量和引入位置分析零件图，可设置两个关于中心线对称的内浇道。采用底注式浇注系统，引入位置在铸件底部，具体详情参照铸件工艺图。3. 各组元断面截面积计算根据铸造工艺学得知，大批量生产小型铸钢件时，常采用转包浇注。估算铸件体积 ：V铸件=R2h2=(1502)2220=3885750mm3估算冒口体积 ：V冒口=R2h1=（652)2100=331663mm3V总= V铸件+V冒口=3885750+331663=4233996mm3=4.23L冒口质量 ：G1=3316637.810-6=2.6 Kg，铸

10、件质量G2=9.2Kg。G=2.6+9.2=11.8 Kg相对密度 Kv=GV总=11.84.23=2.78 Kg/L 查表534得，C=1.0，K=0.7，浇筑时间t=CG=11.8=3.43 s由表533查验，符合要求。浇注系统：采用开放底注式浇注铸造工艺学浇注时间：t=3.43 s砂型铸造工艺及工装设计文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料公式：A内=Gtkl，L为 钢水流动系数，ZG25的L=1.0A内=Gtkl=11.83.40.71.0=4.9cm2。内浇道数量为2，所以内浇道截面积A内=2.45cm2。 大批量生产生产小型铸钢件时多采用可充满式浇注系统，既有加强挡渣的能力，又

11、减轻喷射，常采用浇注系统截面积比为：A内：A横：A直=1.0：0.9：1.2。所以A内=4.9cm2，A横=4.41cm2，A直=5.29cm2。4. 各组元尺寸、形状的确定已知A内=2.45cm2，A横=4.41cm2，A直=5.29cm2，查表250得：内浇道各部分a=25mm，b=20mm，c=13mm，R=5mm；横浇道各部分尺寸a=22mm，b=18mm，c=22mm，R=5mm；直浇道d中=29mm，d上=33mm，d下=25mm。各部分剖面图如7所示直浇道d中 横浇道 内浇道 图7根据直浇道下端直径d下=25，查表3233得浇口杯各部位尺寸为D1=66mm，D2=62mm，h=50mm，R=6mm。如图8所示： 图8A内=4.9cm2，A横=4.41cm2，A直=5.29cm2铸造手册文字说明、简图与计算步骤主要结论与参考资料浇注系统示意图如图9，详细参数见铸件工艺图。 图9共 页 第 页