支座铸造工艺设计李首瑶.docx
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支座铸造工艺设计李首瑶
课程设计说明书
课程：
热加工工艺课程设计
题目：
支座铸造工艺设计
院系：
工学院机械系
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
机电一班
姓名：
***
学号：
*********
日期：
2012-5-26
支座铸造工艺设计
SupportdesignofFoundryTechnology
摘要：
铸造生产是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入造型中使之冷却，凝固。
绝大多数铸用作毛坯，需要经机械加工后能成为各种机械零件；少数铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件而直接使用。
Abstract：
Castingistheformationofproductsoftheliquidalloy,theliquidalloyintotheshapemanipulationofthecooling,freezing.Roughcastingsforthevastmajorityneedtobeprocessedbymechanicalmachineryparts;afewtousewhencastingdimensionalaccuracyandsurfaceroughnessrequirements,canbeusedasfinishedproductsorcomponentsdirectlyused.
引言：
砂型铸造是铸造方法中的一种，砂型铸造主要是用型砂和型芯制造铸型的铸造方法进行铸造，砂型铸造主要分为：
制造型砂，制造型芯，合箱，浇注。
铸造用砂主要成分是：
赤泥，自硬沙，水玻璃，黏结剂等。
关键词：
型砂，型芯，浇道，冒口，砂箱，合箱。
Keywords：
Moldingsand，Core，Runner，Riser，Sandbox，HopBox
绪论…………………………………………………………………………………………1
1确定零件材料及牌号……………………………………………………………………3
1.1零件的结构与尺寸………………………………………………………………3
1.2零件材料的选择…………………………………………………………………3
2铸造工艺方案的拟定……………………………………………………………………3
2.1铸型种类的选择…………………………………………………………………3
2.2铸件造型方法的选择……………………………………………………………4
2.3零件图……………………………………………………………………………4
3分型面的选择……………………………………………………………………………4
3.1分型面的选择原则………………………………………………………………4
3.2分型方案…………………………………………………………………………5
3.3比较分析各方案的优缺点………………………………………………………6
3.4确定最佳分型面…………………………………………………………………6
4确定铸件各部分加工要求………………………………………………………………6
4.1分析零件各部位加工要求………………………………………………………6
4.2确定出最佳浇注位置……………………………………………………………7
5其他公益参数确定………………………………………………………………………7
5.1铸件收缩率………………………………………………………………………7
5.2尺寸公差和加工余量……………………………………………………………7
5.3起模斜度…………………………………………………………………………8
5.4铸造圆角…………………………………………………………………………8
5.5型芯及型芯头……………………………………………………………………8
5.6支座铸造工艺卡…………………………………………………………………8
小结…………………………………………………………………………………………9
参考文献…………………………………………………………………………………10
绪论
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。
中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。
铸造是指将固态金属溶化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式。
被铸金属有：
铜、铁、铝、锡、铅等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。
特种铸造的铸型包括：
熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。
（原砂包括：
石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等）
铸造－熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间．铸造是现代装置制造工艺的基础工艺之一。
我国古代铸造技术居世界先进行列。
由于过长的封建社会影响了科学技术的发簪，阻滞了铸造技术前进的步伐。
心中过成立以来的50多年中，自20世纪50年代初至今，几乎从零开始，逐步发展到现在这样的规模，成绩是巨大的。
现在铸造在我国是一个很大的行业，产量居世界第二位，达年产1000万-1200万吨，厂点多大2万多个，职工100-130万人，其中工程技术人员约占3.5%，已经成为了国家重要的的基础工业之一。
虽然中国的铸造取得了一定的发展，但与发达国家相比仍然有很大的差距，为了缩小与发达国家的差距我们首先要注重对铸造方面人才的培养，对西方的知识取其精华去其糟粕。
为了提高铸件相对于其他成形工艺制造的零部件的竞争能力，需要发挥铸件的特长，进一步发挥铸造材料的高强度化和高机能化，同时还要开发创新的精密成型技术或者是净形技术，以提高铸件的内外在质量，最需要开发的是节材节能技术，尽量减少资源和能源的消耗。
只有发挥我们的优点，中国的铸造业才能在国际市场中立于不败之地。
砂型铸造生产工序流程
1确定零件的材料及牌号
1.1零件的结构与尺寸
此机架铸件以中心轴为对称轴有一个尺寸为50mm的空心圆柱，长为200mm。
两边有两个凸台，每个凸台中都有一个尺寸我Φ15的空心圆柱，此两空心圆柱线间的距离为145mm。
凸台高30mm，表面粗糙度为12.5.支架为120mm，下底面表面粗糙度为12.5，上顶面表面粗糙度为6.3，支架大圆为Φ80mm。
1.2零件材料的选择
支架在铸造过程中，应选用的金属材料种类是灰铸铁，因为此铸件结构为左右对称，最大截面为地面，因此可以采用整体造型进行铸造。
灰铸铁的流动性好，易浇注，且收缩率最小。
并随含碳量的增加而减少，使铸件易于切削加工。
铸铁材料还可以减少噪音。
在浇注时，浇注温度为1200-1380℃。
采用砂型铸造方法，操作简便，工艺性好，提高了工作效率。
灰铸铁材料抗压能力强，保证了铸件的使用性能。
此铸件为200×110mm的灰铸铁，参考文献[1]其型号应为HT150。
2铸造工艺方案的拟定
2.1铸型种类的选择
支座零件具有内腔、小空、圆角、凸台、以及锥角，形状复杂，其表面无特殊要求。
零件的最大轮廓尺寸为200mm，零件较复杂，应选砂型铸造成型，采用单件小批量生产。
中小型铸件尽量选择湿型，因此铸件的铸型种类为湿砂型铸造。
2.2铸件造型方法的选择
铸件的最大截面在端部并分一个平面，可分为上下砂箱的接触面，且模样全部放在一个砂箱中造型。
支座并不是回转体，其中最大截面在端部并分一个平面，因此铸造采用手工整模造型。
2.3零件图
3.选择分型面
3.1分型面的选择原则
铸型组元间的结合面为分型面。
若铸型是由上型和下型组成时则上下型各为一个组元。
分型面选择原则:
1.应使铸件全部或大部分位于同一砂型内，或使主要加工面与加工的基准面处于同一砂型中，以防错型，保证铸件尺寸精度，便于造型和合型操作。
若铸件的加工面很多，又不可能都与基准面放在分型面的同一侧时，则应使加工基准面与大部分加工面处在分型面的同一侧。
2.应尽量减少分型面的数量，最好只有一个分型面。
这样可简化操作过程，提高铸件精度（因多一个分型面，铸型就增加一些误差）
3.应尽量使型腔和主要型芯处于下型，以便于造型，下芯，合型及检验型腔尺寸。
但下型的型腔不宜过深，并避免使用吊芯和大的吊砂。
4.应尽量选用平直面作分型面，少用曲面，以简化制模和造型工艺。
5.应尽量减少型芯和活块的数量，以简化制模、造型、合型等工序。
6.分型面应选在铸件的最大截面处，以保证从铸型中取出模样，而不损坏铸型。
具体选择铸件分型面时，为保证铸件质量，应尽量避免合型后翻转砂型。
一般应首先确定浇注位置，再考虑、分型面。
对于质量要求不高的铸件，应先选择能使工艺简化的分型面，而浇注位置的选择则处于次要地位。
3.2分型方案
1、以支架的底面为分型面
2、以凸台为分型面
3、以110mm的对称中心线为分型面
4、以直径为50mm孔的轴线为分型面
3.3比较分析各方案的优缺点
第一种：
遵守分型面少而平的原则及其分型面数量不仅少而且还平，铸件全部放在下型，不仅便于型芯安和检验，而且可以使上型高度变低而便于合箱和检验壁厚，还有利于起模及翻箱操作。
顶面粗糙度要求为6.3的面可以向下方，以保证表面的粗糙度。
凸台厚端面向上放置，可以实现顺序凝固，分型面为地面时便于起模。
第二种：
不利于起模及翻箱操作，大面应该向下方向，易于保证质量。
第三种：
分模两箱容易产生错箱，从而影响铸件精度
第四种：
若采用以Φ50孔的轴线为分型面，则容易产生错箱，从而影响铸件精度，顶面侧放可以保证其粗糙度的要求。
选凸台时候用活快才便于起模，薄壁处易出现浇注不足、冷隔等缺陷且不利于补缩。
3.4确定最佳分型面
通过以上分析，得出第一种方案更合理。
4确定各部位加工要求及浇注位置
4.1分析零件各部位加工要求
此铸件中，由于2个Φ15mm的孔较小且工艺性要求不是很高，所以可以直接在钻床上用钻头直接钻出。
不仅可以得到所需的要求，而且提高了生产效率。
两凸台和底面的粗糙度为12.5，可以用铣床洗掉加工余量，顶面精度要求为6.3，可以精铣。
保证了铸件表面粗糙度，避免使用时造成误差。
4.2确定出最佳浇注位置
根据铸件技术要求，需先找出支架铸件上高质量要求的重要面及手里面，易产生缺陷的厚壁和薄壁处及大平面，按照宽大平面向下放的原则，铸件型芯应放置牢固并尽量减少其数量，必要时可自带型芯，以保证铸型充满，又能置于有利部位，保证铸件质量。
5.其他工艺参数
5.1铸件收缩率
常用灰铸铁的线收缩率为,0.7%～1.0%，大量生产时选取下限，单件小批量生产时选取上限。
因为此铸件小批量生产，所以铸件选1.0%。
5.2尺寸公差和加工余量
查表2-14[1]，小批量生产的砂型铸的灰铸铁尺寸公差等级为CT15～CT13，与MA配套关系为（CT15～CT13）/H，选取CT14/H。
单侧加工余量为8.0mm，双侧加工时每侧加工余量为6.0mm。
5.3起模斜度
根据零件尺寸有表2-18[1]查出起模斜度为1°
5.4铸造圆角
圆角半径R为邻壁厚平均值的1/3～1/2，小型铸件的铸造圆角半径为3mm～5mm，选R=4mm
5.5型芯及型芯头
型芯高度取150mm，下芯头取30mm，上芯头取20.
5.6支座铸造工艺卡
铸件名称
支座
生产类型
小批量
材料牌号
HT150
毛坯质量
7.2kg
造
型
造型方法
湿砂型铸造两箱整模造型
砂箱
内部
尺寸
规则
长
宽
高
紧固方法
上箱
260
160
160
压铁紧固600kg
下箱
260
160
160
浇冒口
尺寸
mm
浇道数量
长
宽
高
截面积
横浇道
32
22
35
950
内浇道
24
21
10
255
浇注工艺规范
出炉温度
浇注温度
浇注速度
浇注时间
>1350℃
>1250℃
35-55
>24h
热处理
加热到850到900℃，保温到2到5小时，炉温冷至400℃～500℃出炉空冷。
小结
一周多的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习。
学会了合作，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们机械专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．通过这次课程设计，我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决本课程有关铸造工艺所涉及的实际问题的能力在这次设计过程中，体现出自己单独设计铸件的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在此感谢我们的刘老师.严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；支座铸件设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。
而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人万分感谢。
参考文献
[1]王爱珍.《金属成形工艺设计》.北京航空航天大学出版社.2009.
[2]王爱珍.《热加工工艺基础》.北京航空航天大学出版社.2009.
[3]王爱珍.《机械工程材料》.北京航空航天大学出版社.2009.
[4]朱冬梅.《画法几何及机械制图》.高等教育出版社.2009.
[5]徐秀娟.《AutoCAD实用教程》.北京理工大学出版社.2010.
[6]联合编写组.《砂型铸造工艺及工装设计》.北京出版社.1983.
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