油雾分离器安装座设计说明书.docx

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油雾分离器安装座设计说明书

南　昌　航　空　大　学

-----　2012届专　业　课　程　设　计

课程名称：

油雾分离器安装座砂型设计

专业名称：

铸造

学生姓名：

宋宇超

班级学号：

08012727

指导老师：

熊博文

目录

一、零件的技术要求及材质、结构、特征分析………1

二、铸件结构的工艺性分析…………………………….1

三、铸造工艺方案的设计…………………………….1-3

四、浇注系统及冒口的设计和计算………………….3-4

五、工艺装备的设计…………………………………..4

六、工艺流程………………………………………5

七、设计心得…………………………………………..6

八、参考资料…………………………………………..6

设计内容

设计步骤、公式及计算

备注

一、零件的技术要求及材质、结构、特征分析

零件名称：

油雾分离器安装座零件

１、零件的技术要求

（1）铸件尺寸公差按HB6103—86CT7。

（2）未注明的铸造圆角为R2。

（3）砂芯的拔模斜度为3°，凸台拔模斜度5°。

（4）铸件需经热处理。

２、零件的材质分析

查参考资料[1]第2章得：

零件材料为ZAlSi9Mg合金代号ZL104化学成分：

硅Si：

8.0-1.05锰Mn：

0.2-0.5镁Mg：

0.17-0.35铝Al：

余量铁（砂型铸造）：

0.000-0.600铁（金属型铸造）：

0.000-0.900铜Cu：

≤0.1（杂质）锌Zn：

≤0.25（杂质）钛+稀土Ti+Zr：

≤0.15（杂质）锡Sn：

≤0.01（杂质）铅Pb：

≤0.01（杂质）注：

杂质总和:

（砂型铸造）≤1.1;（金属型铸造）≤1.4力学性能：

伸长率δ5（％）：

≥1.5硬度（HB）：

≥65（5/250/30）

热处理工艺：

退火、时效或回火:

175±5℃,10～15h空冷。

特性及适用范围：

可热处理强化。

其强度高于ZL101.ZL102等合金。

该合金的铸造性能好，无热裂倾向、气密性高、线收缩小；但形成针孔的倾向较大熔炼工艺较复杂。

合金的耐蚀性好，切削加工性和焊接性一般。

３、零件结构、特征分析

此零件外轮廓比较规则，壁厚相差不大，形状较简单，表面光洁度较好，尺寸精度要求较高。

二、铸件结构的工艺性分析

从铸造工艺角度，结合零件结构特征对铸造生产方法进行选择。

本设计采用砂型铸造方法。

１、铸件壁厚

在确定铸件壁厚时，一般应综合考虑以下三个方面：

（1）保证铸件达到所要的强度和钢度；

（2）尽可能节约金属；

（3）铸造时简单易行。

铸件最小壁厚为10mm

２、壁的连接

铸造壁的连接应呈圆弧状，不允许出现尖角。

铸造圆角过小，会产生裂纹，铸造圆角过大又会导致铸件在该处产生缩孔或缩松。

本设计圆角取2mm。

铸造圆角为2mm

三、铸造工艺方案的设计

铸造工艺方案设计的内容主要有铸造工艺方法的选择，铸件浇注位置及分型面的选择，铸件初加工基准面的选择，铸造工艺设计有关工艺参数的选择等。

１、铸造工艺方法的选择

工艺方法的选择应综合考虑以下因素：

（1）零件的结构特点；

（2）合金的种类；

（3）批量大小及交货期限；

（4）铸件技术要求的高低以及经济性。

本设计采用砂型铸造。

砂型铸造

２、浇注位置、冒口及分型面的选择

1.铸件浇注位置选择原则：

1）铸件上重要工作面和大平面应尽量朝下或垂直安放

2）应保证铸件有良好的液态金属导入位置,保持逐渐能充满

3）保证铸件能自下而上的顺序凝固

4）应尽量少用或不用砂芯

2.冒口的设计原则：

1）冒口要放在铸件最后疑固的热节处上部，当补缩条件差时可以适当的加大铸件热节上部的壁厚，或在热节下部按放冷铁，以加速该处的冷却。

2）为了有利于冒口的补缩作用，在可能的情况下，使合金液由内浇道进入冒口后再进入型腔。

3）冒口底部到砂箱顶面距离过高时，可采用暗冒口。

尽可能使一个冒口补缩相邻近的几个热节

4）某些远离内浇道的部位，如容易产生冷隔时，可以安放冒口，以改善合金液对型腔的充填和排气，从而消除冷隔。

如图所示：

3.铸型分型面的选择：

1）最好将整个铸件安置在同一半型中成型,若铸件不能在同一半型内成型时,应力求将铸件上机械加工面或若干重要的加工面与机械加工初基准面安置在同一个半型内成型；

2）应尽量减少分型面的数目；

3）应尽量不用或少用砂芯；

4）分型面应尽量选择平面；

5）注意减轻铸件清理和机械加工余量；

分型面的选择如图所示：

3、机械加工初基准的选择

选择初基准时应注意以下问题：

1）应尽量选择铸件非加工面为基准；

2）应选择加工余量最小或尺寸公差最小的表面为初基准面；

3）应选择铸件尺寸最稳定的表面为加工初基准面；

4）当铸件上没有合适的初基准时，可增设工艺凸台作为辅助基准（对称基准）；

5）基准面最好选择在加工余量小，尺寸精度高的表面上，因此本设计选择非加工面或尺寸公差最小的表面为初基准面。

如下图所示：

4、工艺参数的选择

（1）铸件机械加工余量

根据铸件的最大外廓尺寸，精度等级，本设计各加工面加工余量取2.5mm。

（2）最小铸出孔

为了简化造型，且考虑到零件上的孔径很小，并且是螺纹孔，所以不将孔铸出，而由机加成孔。

（3）铸造斜度

按HB0-7-67内外表面铸造斜度均为5°。

（4）铸件的线收缩率：

1.2%

本设计综合线收缩率取1.2%。

（5）尺寸公差：

按国标HB6103-86CT7

5、型芯的

设计

零件中心孔较大，应采用砂芯，如下图：

四、浇注系统及冒口的设计和计算

本设计采用底注收缩式浇注系统，在充型的最初阶段直至整个充型过程都保持充满状态，金属液中的渣子易于上浮到内浇道上部，避免进入型腔。

铸型上部设置冒口，有利于铸件的顺序凝固，并对铸件进行补缩，防止产生缩孔、缩松。

1、铸件的质量计算

ZL--104的密度为2.65g/cm3，铸件体积约为1125cm3，所以铸件质量约为2.981Kg,总质量

G=2.35G0=2.0*2.981Kg=5.962Kg。

2、浇注系统的设计

（1）F直:

F横：

F内=1:

2.5:

2

（2）浇口尺寸的设计

　Fmin=K.Q/bH

式中Fmin=浇道最小断面积（cm²）

Q---铸件毛重（克）

H---铸件高度（cm）

B---铸件包括加工余量在内的平均壁厚（cm）

K---系数，

由上式计算的得浇注系统的最小半径取R=8mm,该设计中取R=8mm.

Fmin=5.962/（0.0443*4*2.65*0.6*

）=1.74cm²

F直=Fmin=1.74cm²F横=4.35cm²

F内=2F直=3.48cm²

扁平内浇道尺寸如下：

直浇道高度视冒口高度而定，其顶部与冒口顶部平齐。

如图所示：

G=2.80㎏

Fmin=1.6㎝2

F内=3.2cm²

F横=4.8cm²

3、冒口的设计与计算

查《铸造工艺》表9-1

Hz/dy=3~5

其中d为铸件热节圆直径=22mm

铸件垂直补缩的高度Hz=88

dm/dy=1.6

冒口根部直径dm=35.2

冒口高度Hm=150-88-22=40

五、工艺装备的设计

1.砂型铸造机的选用

1）砂箱类型：

机器造型

2）砂箱材料：

采用铸铝合金

3）砂箱的选择：

按照铸件的尺寸采用二箱式砂箱，铸件手坯最大尺尺寸为215mm，高度为161mm。

根据最小吃砂量为a为30mm,f为30mm，g为20mm。

选定砂箱具体尺寸为：

上砂箱长350mm，宽350mm，高度150mm，壁厚15mm;下砂箱长350mm，宽350mm，高度200mm，壁厚15mm。

4）铸模除了采用浇注系统、冒口等外，还有缓流槽、透

气孔。

5）砂箱定位尺寸，定位销、销套的选用：

定位销、销套材料用45、20号钢。

根据铸件的高度h=161mm，吃砂量L=40mm，铸件的长度L1=215mm，结构特点，选用沙箱高度为200mm，宽度350mm，长度350mm。

如图所示：

2、砂型的设计

（1）砂型的机构形式

因零件结构简单，采用上下开型的沙箱。

（2）金属型壁厚

铝合金铸件的沙箱壁厚一般不小于12mm。

型腔表面至沙箱边缘距离不小于38mm。

定位销孔表面至铸型边缘距离不小于10mm。

（3）型腔的缓冲槽

缓冲槽可以缓冲金属液的流动速度，还可以集渣。

（4）砂型的定位

具体形状如下图：

六、

工艺流程

七、设计心得

经过了几个星期的努力下，课程设计终于已经接近尾声了。

说句心里话真的好累呀，不过学到的知识也在这一段过程中，我学到很多的专业知识，及模具的设计方面等如根很多，正所谓付出总会有回报。

一次一次的画草图，老师一次一次帮我们认真修改，真的感觉老师辛苦了。

由于好久没用CAD软件对一些功能都陌生了，但经几天的摸索又变得熟练起来。

最开始老师叫我们画零件图，我是先通过Ug画出实体图再投影画出了零件草图，经老师修改后就开始画铸件图。

铸件图非常讲究线的粗细、所用的线形，画铸件图真的花了好长时间。

据铸件图然后画出相应的装配图，再根据装配图画模板图。

过程真的相当艰辛。

还要查资料找浇道的尺寸，一个一个找并记录下来。

我相信这些能力的提高对今后走进社会、投入工作是有很大的帮助。

而我本身也变的更加的自信。

当然学习的过程离不开老师的帮助及同学之间默契的配合，老师对我们的精心指导、不厌其烦，每次画完一次草图老师就帮我们一个一个人的修改。

天气那么热老师还是那么耐心，感觉老师真的好辛苦。

在这里真的相当感谢老师，她辛勤的付出不求回报！

同学之间的相互讨论，这也使得我们完成起来事半功倍。

AUTOCAD是常用的绘图工具，在我们专业的应用非常的广泛，这次课程设计的图也全部用AUTOCAD来完成，这对我的绘图能力的提高也有所帮助。

真的希望以后多些这样的机会，让我们的理论更好的运用到实际。

八、参考资料

[1]《轻合金砂型铸造》教材

[2]《航空工艺装备设计手册——铸模设计》国防工业出版社1975年

[3]《造工艺装备手册》机械工业出版社

[4]《航空铸造工艺手册》洪都机械厂出版社1980年

[5]《铸型设计及CAD》龚著实主编