端盖铸造工艺设计说明Word文档格式.docx

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3．完成铸型装配图一。

4.编写设计说明书一份（15～20页），并将任务书及任务图放置首页。

二、设计容为2周

1.绘制产品零件图、铸造工艺图及工艺图的3D图（2天）。

2.铸造工艺方案设计：

确定浇注位置及分型面，确定加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率，确定型芯、芯头间隙尺寸。

（1天）。

3.绘制芯盒装配图（1天）。

4.绘制铸型装配图、即合箱图（包括流道计算共2天）。

5.编制设计说明书（4天）。

三、主要参考资料

1.亮峰主编，材料成形技术基础[M]，高等教育，2011.

2.丁根宝主编， 

铸造工艺学上册[M]，机械工业，1985.

3.铸造手册编委会，铸造手册：

第五卷[M]，机械工业，1996.

4.其文主编,材料成形工艺基础（第三版）[M]，华中科技大学，2003.

摘要

本设计是端盖的铸造工艺设计。

端盖的材料为QT400-15，结构简单，无复杂的型腔。

根据端盖的零件图进行铸造工艺性分析，选择分型面，确定浇注位置、造型、造芯方法、铸造工艺参数并进行浇注系统、冒口和型芯的设计。

在确定铸造工艺的基础上，设计模样、芯盒和砂箱，并利用CAD、Pro/E等设计软件绘制端盖零件图、芯盒装配图。

关键词：

铸造；

端盖；

型芯

ABSTRACT

Thisdesignisaboutthecastingprocessofendcap.ThematerialofendcapisQT400-15.Theendcapwithoutcomplexcavityownssimplestructures.Selecttherightpartingline,pouringposition,modelingmethod,coremakingmethod,parametersofcastingbyanalyzingthepartdrawing,thendesigngatingsystem,riser,core.Afterthedesignofcastingprocess,accomplishthepartdrawingofendcapandassemblydrawingofcoreboxwiththeaidofdesignsoftwaresuchasCADandPro/E.

Keywords:

Cast;

Endcap;

Core

第一章零件工艺性分析

1.1零件分析

轴承端盖起轴向固定作用，同时防尘密封，避免污染。

1.2铸造工艺性分析

零件结构的铸造工艺性是指零件结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺和降低成本。

分析时应考虑以下几个方面：

铸件应有合适的壁厚，铸件壁厚太薄易产生浇不足、冷隔等缺陷；

铸件结构不应造成严重的收缩受阻，壁的连接处和转角处应采取逐渐过渡的形式，即铸造圆角，它既可以使转角处不产生脆弱面，又可以减少应力集中；

铸件壁应薄于外壁；

壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。

该端盖底面较大，轴向高度较小，壁的连接处壁厚较大。

Φ80的孔质量要求较高，阶梯孔较大，用型芯铸出，6个Φ15小孔可以不铸出。

第二章铸造合金和造型材料的选择

2.1铸造合金的选用

端盖起轴向固定作用，同时防尘密封，避免污染，铸造合金材料为球墨铸铁

QT400-15，质量估算为22.8kg。

2.2造型和造芯材料

本次课程设计的铸件是大批量生产，故造型方法采用机器造型，其具有生产效率高、铸件尺寸精度高、表面质量好、加工余量小、生产总成本低和铸件质量稳定等特点。

造型方法可选用砂箱造型，两箱造型，其操作方便。

造型材料选择湿型砂。

湿型砂是以膨润土作粘结剂的一种不经烘干的型砂，适用于中小型铸件的大批量生产。

湿型砂的主要性能指标：

水分质量分数4.5%~5.5%，湿压强度60kPa~150kPa，紧实率40%~50%，破碎指数65%~75%。

用于球墨铸铁湿型砂的配比和性能：

旧砂质量分数93%~95%，新砂加入量3%~5%，膨润土1.0%~1.5%，煤粉0.3%~0.5%，含水量4.6%~5.3%，紧实率34%~45%。

造芯方法可采用芯盒造芯，机器制芯，芯盒材料选用灰铸铁。

第三章浇注位置及分型面的确定

零件尺寸如图3.1所示，零件中心是阶梯孔，零件底端大，顶端小，轴向高度小，径向长度大。

选择浇注位置时应考虑如下原则：

质量要求高的加工面、工作面或大平面应该朝下或处于侧面或斜面的位置；

为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔等缺陷，应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。

选择分型面时应考虑如下原则：

分型面应尽量选择在铸件的最大截面处，并尽量使逐渐地的大部分或全部置于同一砂箱，或使加工面和加工基准面在同一砂箱中，以便于造型，保证铸件的精度、型芯的安放和检验及合箱操作；

尽量减少分型面的数量；

分型面的选择应尽量减少型芯和活块的数量，以便简化制模、造型和合箱等工序；

分型面的选择不宜使型腔过深；

分型面的选择应考虑铸件的不加工面尽量避免有披缝。

分型面位置的选择有两种方案，分别如图3.2和图3.3所示。

对于方案二，分型面不在截面最大处，会使型腔过深，而且容易产生披缝。

方案一，最大截面处为分型面，直径为180的孔朝下，利于型芯放置的稳定；

上下模都有斜度，利于取模。

综合分析，方案一更为合理。

图3.1零件尺寸

图3.2方案一

图3.3方案二

第四章铸造工艺参数设计

确定铸造工艺参数必须以零件尺寸为依据，零件的详细尺寸如图3.1所示。

4.1加工余量的选择

该端盖为成批、大量生产，可采用机器造型及造芯。

由《材料成形技术基础》P54表1.11查得尺寸公差等级CT应为8~12级，选10级，加工余量等级RMA应为E~G，选择F。

端盖的最大尺寸为320mm，查《材料成形技术基础》P56表1.13，并根据加工余量中“顶面（相对于浇注位置）的加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用”的规定得，顶面的加工余量取3.5mm，底面和侧面的加工余量取2.5mm。

结论：

顶面的加工余量取3.5mm，底面和侧面的加工余量取2.5mm。

加工余量

如图4.1所示。

图4.1加工余量

4.2铸件孔是否铸出的确定

因为该铸件材料是QT400-15钢，大量生产，最小孔径15mm，由《铸造工艺及工装设计》表2-11查得铸件的最小铸出孔直径是35mm~40mm，则该孔不需要铸出。

该孔径为15mm的孔不需要铸出。

4.3起模斜度的确定

根据《材料成形技术基础》中的规定，该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式，如图4.2所示。

图4.2起模斜度

该铸件模具是金属模，由《新编铸造技术数据手册》查得砂型铸造时模样外表面起模斜度查得外表面起模斜度α=1°

10´

，a=0.8mm。

α=1°

4.4铸造圆角的确定

如图所示，1~4、6、7处均有尖角，考虑到起模及避免剩余两壁渡部分浇不足，以上这些部分需要铸出圆角，查《铸造工艺及工装手册》得知铸造圆角可选为壁圆角R4，外壁圆角R2。

图4.3尖角所在位置

4.5铸造收缩率的确定

该铸件材料为球墨铸铁，由《铸造技术数据手册》P755知球墨铸铁的铸造收缩率为0.83%~1.25%，该铸件可以选1%，则制造尺寸放大一个线收缩率。

铸造收缩率1%。

综上所述考虑到铸件的加工余量、收缩量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量后的铸件尺寸如图4.4所示。

图4.4铸件尺寸

第五章造型方法设计

要确定造型方法必须根据铸件的外形来选择分型面和型芯形状。

铸件的外形如图5.1所示。

图5.1铸件的外形

由上图可看出，该铸件结构简单，如前所述分型面选在直径320处，模样需要设计出定位销，模样如图5.2所示。

图5.2模样3D图

端盖的阶梯孔采用外型芯来成型，型芯垂直放置，型芯尺寸如图5.3所示。

图5.3型芯尺寸

型芯需要埋入透气绳，透气绳直径可以选用Φ8，材质通常为塑料制品。

该铸件孔的直径为Φ73mm~Φ182mm，可以用到水平型芯及芯头，查阅《新编铸造技术数据手册》P765知，对于Φ73mm垂直上芯头的长度h1=30~35mm，S=0.3，S2=0.5，α1=8°

；

对于垂直下芯头长度h=35~40mm，S=1，α=6°

。

S1可以按（1.5~2）S计算。

下芯头h=40，S=1，a=3,α=6°

上芯头h1=30，S=0.3，S2=0.5，α1=8°

，S1=0.6。

端盖大批量生产，芯盒材料应选用灰铸铁。

灰铸铁芯盒机械强度和硬度高、耐磨性好、尺寸精度高，适用于成批和大量生产。

芯盒开模图如图5.4所示。

图5.4芯盒开模图

第六章浇注系统和冒口设计

6.1浇注系统的选择

因该铸件质量约为22.8kg、高度不高和形状简单，则选用直浇口式的浇注系统。

浇口杯选用漏斗形浇口杯，参数如图6.1所示。

图6.1浇口杯

直浇道的参数如图6.2所示。

图6.2直浇道

浇道数量为两个，对称布置，其参数如图6.3所示。

图6.3浇道

橫浇道的参数如图6.4所示。

图6.4橫浇道

浇注系统的3D图如图6.5所示。

图6.5浇注系统

6.2冒口的选择

冒口应设置在铸件热节圆直径dy较大的部位，该端盖顶部适合安放明冒口，冒口参数如图6.6所示。

图6.6冒口

第七章装配图设计

7.1铸型装配图

铸型装配图如图7.1所示。

图7.1铸型装配图

7.2芯盒装配图

芯盒装配图如图7.2所示。

图7.2芯盒装配图

第八章总结

此次课程设计涉及到了分型面、浇注位置的确定，造型材料、铸造工艺参数的选择，浇注系统、金属模的设计，以及运用绘图软件绘制零件图和装配图。

端盖铸造工艺参数的确定需要查阅铸造数据手册，在查阅手册的过程中，我了解到了较为更广泛的铸造工艺知识，同时也加强了对《材料成形技术基础》知识点的理解和运用。

在课程设计的过程中，需要综合运用机械制图、三维绘图等多方面的知识，巩固了对学习过的知识的掌握，为之后的学习积累了一定的经验。

但在此次设计过程中仍然存在一定不足，对以往的学习容遗忘程度较大，在今后的学习过程中一定会勤于总结，加强实践，更加牢靠的掌握专业知识。

参考文献

[1]亮峰.材料成形技术基础[M].:

高等教育,2011.6.

[2]温平.新编铸造技术数据手册[M].:

机械工业,2012.5

[3]杜西灵,杜磊.铸造技术与应用案例[M].:

机械工业,2009.3

[4]晨希.铸造工艺及工装设计[M].:

化学工业,2014.8