泵盖铸造工艺设计说明书资料.docx
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泵盖铸造工艺设计说明书资料
课程设计说明书
泵盖铸造工艺设计
院系：
机械工程学院
专业：
材料成型及控制工程
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
时间：
目录
1.铸造工艺分析………………………………………………………………………….1
1.1零件介绍……………………………………………………………...1
1.2零件生产方式选择……………………………………………………..1
1.3技术要求分析…………………………………………………………1
1.4合金铸造性能分析……………………………………………………2
2.确定铸造工艺方案…………………………………………………………………….2
2.1确定铸造方法…………………………………………………………2
2.2确定浇注位置和分型面………………………………………………..2
2.3确定型内铸件数目…………………………………………………….3
2.4不铸出孔及槽的确定………………………………………………….3
2.5机械加工余量和铸造圆角的确定………………………………………3
2.6起模斜度和分型负数的确定…………………………………………...5
2.7砂芯的确定…………………………………………………...............7
2.8铸造收缩率的确定………………………………………………….....7
2.9冒口的确定…………………………………………………...............7
2.10浇注系统的确定…………………………………………………......8
3.芯盒的设计……………………………………………………………………………..9
3.1芯盒材质和分盒方式的确定…………………………………………..9
4.总结…………………………………………………………………..……………………9
参考资料…………………………………………………………………………………...10
1.铸造工艺分析
零件简介：
1.1零件介绍：
零件名称：
泵盖
零件材料：
HT200
1.2零件生产方式选择：
大批量生产，零件图如下：
1.3技术要求分析
按照国家标准，对于HT200，其抗拉强度应达到200Mpa。
铸件在使用时工作条件较好，但此铸件需起隔爆作用，按照技术要求，需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。
另外，铸件清砂后，焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。
除此外无特殊技术要求。
注：
其中φ21H7内孔为重要加工面，不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。
1.4合金铸造性能分析
灰铸铁具有良好的铸造性能：
（1）流动性。
灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。
（2）收缩性。
灰铸铁的浇注温度较低，凝固中发生共析石墨化转变，使其线收缩小，产生的铸造应力也较小，所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。
（3）灰铁充型能力好，强度较高，耐磨、耐热性好，减振性良好，铸造性较好，但需人工时效。
2.确定铸造工艺方案
2.1确定铸造方法
铸件材质为HT200，，其轮廓尺寸25×φ110，属中小件，联结结构合理，符合灰铸铁铸造要求，可以进行铸造工艺设计。
采用湿砂型机器造型大批量生产。
采用湿砂型机器脱箱造型，热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。
2.2确定浇注位置和分型面
浇注位置选择原则：
（1）重要加工面应朝下或呈直立状态；
（2）铸件的大平面应朝下；
（3）应有利于铸件的补缩；
（4）应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满；
（5）应尽量少用或不用砂芯；
（6）应使合型、浇注和补缩位置一致。
分型面选择原则：
（1）应使铸件全部或大部分置于同一半型内；
（2）应尽可能减少分型面数目；
（3）平直分型面和曲折分型面的选择，应尽可能选择平直分型面；
（4）分型面应选取在铸件最大截面处。
经考虑，分型面选择在最大截面处，内浇道也从此处进入。
此方案起模方便，大部分铸型位于下箱，有利于保证浇注质量，且也能获得质量均衡的铸件。
缺点是下芯稍有不便，但不影响。
如下图：
2.3确定型内铸件数目
由于铸件外形尺寸较小，也考虑到所选用的造型机型号，采用一箱四件。
2.4不铸出孔及槽的确定
铸件的最小铸出孔直径mm
灰铸铁件
铸钢件
大量生产
12~15
~
成批生产
15~30
30~50
单件、小批生产
30~50
50
铸件材质
壁厚
最小孔径
灰铸铁
8~10
6~10
查表，灰铸铁件大量生产的不铸出孔的最小直径为12~15mm，故只需铸出中间的21H7的孔.
2.5机械加工余量和铸造圆角的确定
机械加工余量：
机械加工余量是指在铸件加工表面上留下的、准备用机械加工方法切去的金属层的厚度，目的是获得精确的尺寸和光洁的表面，以符合设计的要求。
铸件加工余量的大小，要根据铸件的合金种类，生产方法，尺寸大小和复杂程度，以及加工面的要求和所处的浇注位置等因素来确定。
如下表：
成批、大量生产灰铸铁件机械加工余量等级
手工造型
机器造型及壳型
金属型
低压铸造
尺寸公差等级CT
11~13
8~10
7~9
7~9
加工余量等级MA
H
G
F
F
由题可得：
机器造型。
如下表：
尺寸公差等级CET
8
9
10
加工余量等级MA
G
G
G
基本尺寸/mm
浇注位置
加工余量数值/mm
40≤
顶面
0.5
0.5
0.5
侧面
0.5
0.5
0.5
>63~100
底面
1.4
1.4
1.4
与尺寸公差配套使用的合金钢件加工余量
查表得，铸件的加工余量为：
顶面——0.5mm，侧面——0.5mm，底面——1.4，
如图：
铸造圆角：
铸件上相邻两壁之间的交角，应做出铸造圆角，防止在尖角处产生冲砂及裂纹等缺陷。
圆角半径一般为相邻两壁平均厚度的1/3~1/2,中小件采用R3-R5mm,此处取3mm。
2.6起模斜度和分型负数的确定
起模斜度：
除零件本身具有的斜度外，除零件本身具有的斜度外，另设Φ90与Φ110外圆处起模斜度。
根据标准《铸件模样起模斜度》中的规定，该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式如图所示：
查询铸造工艺设计手册1-15,得到以上起模斜度为4°,a=0.8mm。
分型负数：
使用黏土砂干型和表干型时，通常需要在分型面上垫石棉绳或火泥条，从而使垂直分型面方向铸件的高度增高了。
如下表：
黏土砂干型和表干型的分型负数
沙箱长度/mm
≤1000
1001~2000
分型负数/mm
干型
2
3
表干型
1
2
由于铸件的最大尺寸只有110≤1000mm，一般选干砂型，故选分型负数为2mm。
铸件在砂型中的冷却时间：
铸件在铸型中的冷却时间与铸件形状、大小、和壁厚等有关。
铸铁件开箱时铸件的温度可控制在下列温度范围：
一般铸件400~450℃
易开裂、易变形铸件200~300℃
易冷裂800~900℃
壁厚均匀铸件600℃
根据《铸工实用手册》中小型铸铁件在车间地面上浇注时的冷却时间见下表。
铸件
重量（kg）
<5
5~10
10~30
30~50
50~100
100~250
铸件壁厚（mm）
<8
<12
<18
<25
<30
<40
冷却
时（min）
20~30
25~40
30~60
50~100
80~160
120~300
通过对泵盖铸件的大体质量估算为小于5kg，壁厚不均匀，小于12mm。
因此旋钮在砂型中的冷却时间大致在25~40min内。
2.7砂芯的确定
根据确定的浇注位置和分型面以及铸件内腔的形状，确定在此铸件中安放1个砂芯就可达到工艺要求。
该铸件的中心孔需用到垂直型芯及芯头，由《材料成型工艺基础》第三版P71知，垂直芯头的高度h一般取15~150mm，型芯横截面积越大，型芯高度H越高，h亦越高，下芯头的斜度较小些，一般选5°，上芯头的斜度一般为10°。
为了便于下芯装配，芯头与芯座之间留有间隙δ。
机器造芯时，δ较小。
砂芯为垂直砂芯，水玻璃砂、机器造型，安放位置如工艺图所示。
该砂芯有两个芯头，根据《JB/T5106-1991铸件模样型芯头基本尺寸》确定：
下芯头高15mm，与芯座间隙0.5mm；上芯头高15mm，与芯座间隙0.5mm；上、下芯头斜度均为10°。
如图所示：
2.8铸造收缩率的确定
灰铸铁中小型铸件收缩率：
0.9~1.1%，取中值1.0%。
2.9冒口的确定
由于灰铸铁补缩要求较低，故在铸件浇口处设置一个暗冒口，冒口颈直径4mm，高度5mm。
2.10浇注系统的确定
（1）该件从分型面进行浇注，浇注系统开设位置详见工艺图。
内浇道采用扁平梯形，如此可有效防止夹杂物流入铸型型腔，不易在铸件连接处产生缩松，同时便于清理。
横浇道采用高梯形，直浇道为圆柱形，浇口杯采用普通漏斗形。
浇注系统为封闭式浇注系统，各基元尺寸及比例关系为：
F内：
F横：
F直=1:
1.3:
1.05
（2）浇注位置选择取决于：
合金的种类、铸件结构、铸件质量要求及生产条件；
确定浇注位置的主要原则有：
1.要加工面朝下或呈直立状态
2.应有利于铸件补缩
3.应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件充满.
4.应使合型、浇注和补缩位置相一致
综上所述，应该选择中间注入式浇注系统。
如图所示：
3.芯盒的设计
3.1芯盒材质和分盒方式的确定
由于采用热芯盒射芯法制芯，故选用HT200做芯盒，采用垂直对开式芯盒。
详细材料和相应热处理要求见下表：
名称
用材料
热处理要求
热芯盒主体
HT200
消除应力处理，500~550℃保温4~8小时
销套定位销
45
45钢淬火HRC50~55
顶芯杆回位导杆
45
淬火HRC45~50
固定板、盖板
45
调质
芯棒
45
4.总结
本文为铸造工艺课程设计的课题设计报告，设计课题为泵盖。
报告从泵盖零件图开始分析，逐步确定铸造工艺方案，至模样模板以及芯盒的设计，其过程和数据均已一一给出。
由于我对铸造工艺有相应的不了解，故去查找了相关资料。
每份图纸的设计和审核工作都按要求完成。
在课题设计过程中，铸造工艺图无疑是很重要的，其标示出了分型面、机械加工余量、砂芯形状尺寸、浇注系统等一系列铸造中必不可少的参数。
工艺图也是一改再改，不理解之处就去查找相关文献资料，并询问老师意见。
我发现，铸造工艺设计中有着大量的工艺参数需要去查找，并且面对大量的数据信息，如何从中选出适合本课题铸件的相关参数有着一定难度。
信息的取舍与否直接影响到课题设计的严密性、严谨性，因此在这个问题上，不断地改善我的设计。
此次铸造工艺课程设计，对于我进一步认识铸造领域起到了极大的作用，通过实际的工艺设计，亲身投入到设计中去，体会学习设计思路，对于我而言，有着不可小觑的意义。
参考资料：
1.叶荣茂吴维冈高景艳编，《铸造工艺课程设计手册》，哈尔滨工业大学出版社，1993.11
2.《铸造手册》中国机械工程学会铸造专业学会编，1994.10
3.高文清李魁盛编，《铸造工艺学》，机械工业出版社，2010.7
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