泵盖铸造工艺课程设计机械专业毕业设计Word格式文档下载.docx
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2.5.4铸件毛胚质量7
3.浇注系统（包括冒口）的选择7
3.1浇注系统和冒口7
4铸造工艺图11
5铸造工艺卡13
6参考文献14
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1设计任务
11设计任务
图1
12设计的技术要求
设计应达到的技术要求：
实际主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用，故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。
依据图纸要满足下列要求：
1、材质灰铁150、未注铸造圆角均为R3；
2、铸件表面不得有沙眼、缩孔等缺陷；
3、泵盖底部Φ132表面Ra为3.2，Φ100表面Ra为6.3，二者之间台阶Ra1.6。
Φ14中心孔内表面Ra为1.6，Φ25中心孔内表面Ra为6.3，其余为Ra12.5；
4、两个圆柱孔分别为中心大圆柱Φ25H9基本尺寸为Φ25mm，公差带为H8的孔；
中心小圆柱Φ14H9
2铸造工艺方案的确定
2.1零件结构分析
名称：
泵盖
材料：
HT150
生产批量：
大批量生产
图2泵盖立体
图3泵盖零件
2.2分型面的确定
在生产中考虑选择分型面时应注意以下原则：
1、应使铸件全部或大部置于同一半型内，以保证铸件精度。
如果做不到上述要求，必须尽可能把铸件的加工面和加工基准放在同一半型内。
2、应尽量减少分型面的数目。
分型面越少，铸件精度容易保证且砂箱数目少减少工人劳动量。
3分型面应尽量选用平面。
平直分型面可简化造型过程和模板制造，易于保证铸件精度。
4分型面通常选在铸件的最大截面处，尽量不使砂箱过高。
高砂箱，造型困难填砂、紧实、起模、下芯都不方便，劳动强度大。
5尽量便于下芯、合型和检查型腔尺寸。
6注意减轻铸件清理和机械加工量。
就本次的泵盖而言：
将铸件大部分---重要部分（泵盖圆盘底部）置于下部且分型面为最大截面。
此方案便于起模，方便下芯，保证浇注质量、能够实现顺序凝固、使其金相组织均，同时保证铸件的精度减少不必要的缺陷。
亦能减少后加工量！
图4
2.3加工余量和铸造圆角
（1）加工余量
该泵盖为大批量生产，砂型铸造，手工造型，由课本P241表3-3-4取尺寸公差等级CT为11，加工余量等级MA为H。
得出灰铁机械加工余量。
查课本P240表3-3-3得到零件各部分加工余量。
加工余量表表1
公差等级
尺寸（mm）
加工余量（mm）
11H
100
4.5
3.5
>
100~160
5.5
图5
2.4工艺参数的确定
尺寸公差
根据零件图技术要求：
其铸件尺寸公差按照GB/T6414-86《铸件尺寸公差》中灰口铸铁砂型手工造型公差等级为CT12级，尺寸公差为9mm。
铸件收缩率
铸件材料为灰铁，收缩过程为受阻收缩，根据表3-3-7[1]，中小型件得铸造自由收缩率为1.0%，受阻手缩率0.9%。
表2
最小铸出孔及槽
根据表3-3-8[1]查得大批量小型铸件最小铸出孔为Φ14mm。
零件中小于Φ14mm的孔不铸出，其余孔均铸出。
拔模斜度
根据已经确定的摸样高度、表面粗糙度，查表JB/T5018-91得零件的拔模斜度为1°
。
图6
2.5.1工艺补正量
大批量生产的铸件不考虑工艺补正量。
2.5.2分型负数
砂型铸造时，由于起模后的修型和烘干过程中砂型的变形，引起分型面凹凸不平往往要在下箱分型面上垫石棉绳或耐火泥条，这样就使垂直于分型面方向的铸件尺寸增高了，粘土湿砂型通常不考虑分型负数。
因此分型负数为零。
2.5.3砂芯设计
砂芯的选择原则：
（1）尽量减少砂芯数量
（2）为保证操作方便可将复杂砂砂芯分块制造
（3）保证铸件内腔尺寸精度
（4）保证铸件壁厚均匀
（5）填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面
（6）使同层砂芯组合后的上面为平面
此铸件中只需在直径为25mm的孔中加一个砂芯，型芯为圆柱型芯，芯砂采用粘土砂，造芯方法采用芯盒造芯，采用垂直型芯及芯头，查《铸造实手册》：
表3
则垂直芯头的高度一般取15—50mm，上芯头取15mm，上砂箱的芯头斜度为a=2mm，没有下芯头。
如图8所示：
图7
2.5.4铸件毛胚质量
查《铸造实用手册》得出：
密度ρ=7.2g/cm^3
计算得出铸件体积V=467845.35mm^3
得质量M=3.368kg
3.浇注系统（包括冒口）的选择
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
图8
（1）、浇注系统形式的选择：
由以上分析采用：
封闭式——较好的阻渣能力、可以防止金属液卷入气体消耗金属少清理方便等；
顶注式浇注系统——容易充满，减少薄壁铸件浇不到、冷隔等缺陷，冲型后上部温度高于底部，有利于铸件自上而下顺序凝固等优点。
（2）浇注系统计算
浇注时间
经计算的浇注时间t=3.32s表4
液面上升速度
铸件高度/浇注时间=40/3.3=12.2mm/s，大于金属液允许最小上升速度10mm/s。
表5
直、横、内浇道截面积的确定
跟据Osann公式可计算出浇注系统最小截面积之和。
∑A内=G/（0.31×
μ×
t×
Hp1/2）（cm2）
式中：
∑A内---浇注系统最小截面面积之和；
G---型内铁液总重量；
μ---流量系数，取0.5；
Hp---平均压头。
由于浇注方式为顶注式，则Hp=l×
tanα=13.1732mm×
tan9°
=20.86mm
∑A内=2.27/（0.31×
0.5×
3.3×
2.091/2）=2.84cm2
各浇道的截面积比为：
ΣS内:
ΣS横:
ΣS直:
=1:
1.2:
1.4
所以直浇道截面积3.41cm2；
横浇道截面积3.98cm2
由此可得直浇道半径为0.3cm。
内浇道截面图9直浇道截面图10
横浇道截面图11
（3）冒口设计
采用模数法设计冒口：
由模数计算公式Ms=V/S，计算铸件模数Ms=0.53cm<
0.75cm宜采用浇注系统当冒口，因此不用设专门的冒口。
根据实际生产情况：
采用机械化大批量生产小型铸件过程中采用一腔多模时，由于内浇道、横浇道截面积仅有几平方厘米，在造型过程中精确度不易把握，采用直浇道向型腔直接注入金属液，浇注系统亦能充当冒口功能即可满足补缩要求！
图12
4铸造工艺图
图13
5铸造工艺卡
零件名称
泵盖
材质
HT150
材料
铸件重量（kg）
铸件材质
炉料
每个毛坯可切零件数
净重
毛重
浇注系统重
铁锭、废钢
3（圆孔）
造型
砂型名称
砂型类型
造型方法
砂箱编号
砂箱内部尺寸（mm）
备注
长
宽
高
上箱
树脂砂
手工
01
200
80
下箱
02
50
砂型
射砂
干燥前
干燥后
芯撑
编号
次数
1
2
浇注
铁液出炉温度
（°
C）
浇注温度
每箱铁液消耗
（kg）
浇注时间（s）
冷却时间（min）
1400
1350
2.3
3.3
13
6.参考文献
[1]《材料成型工艺基础》沈其文主编3版华中科技大学出版社2003.
[2]《机械设计》濮良贵，纪名刚主编8版高等教育出版社2006.
[3]《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社8版2009.
[4]《工程材料及应用》周风云主编华中科技大学出版社2版2002.
[5]《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社8版2009.
[6]《铸造手册（第五卷）》陶令恒等主编.
[7]《铸造实用数据速查手册》刘瑞灵主编.
[8]《铸工实用手册》机械工业出版社1994机械工业出版社2006严邵华主编中国劳动出版社199018.
[9]《AutoCAD2010基础教程与运用》机械工业出版社
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