材料成型课程设计----支座铸造工艺设计.doc

湖 南 科 技 大 学课程设计报告 课程设计名称： 支座铸造工艺设计 学 生 姓 名： 王亚平 学 院： 机电工程学院 专业及班级： 材料成型及控制工程3班 学 号： 0903040318 指导教师： 廖春艳 2012年6月14日目录一、零件介绍1二、造型材料选择2三、铸造工艺参数设计31.加工余量的选择42.铸件孔是否铸出的确定5 3.起模斜度的确定64.铸造圆角的确定75. 铸造收缩率的确定86.木模的确定 9 四、工艺方案的初步确定10 1浇注位置的选择10 2.分型面的选择11五、型芯的设计12六、浇注系统的的设计13 1.浇口杯的设计142.内浇道截面设计143.横浇道。.154.直浇道16七、冒口的设计16八、铸型装配图设计18九、设计体会19十、参考文献19一，零件介绍1、支座是指用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。还要承受操作时的振动与地震载荷。如室外的塔器还要承受风载荷。2支座结构的铸造工艺性零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面：1. 铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。2. 铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角 铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。3. 铸件内壁应薄于外壁 铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。4. 壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。 5. 利于补缩和实现顺序凝固。6. 防止铸件翘曲变形。7. 避免浇注位置上有水平的大平面结构。二、造型材料和铸造合金的选择 1. 造型和造芯材料由于本次课程设计的铸件是中等批量生产，所以造型和造芯的方法应采用灵活多样，适应性强的手工造型。但它有生产率低，劳动强度大，铸件质量不易稳定的缺点。造型方法可选用砂箱造型，其操作方便，无论是大、中、小型铸件，还是大量、成批和单件生产均可采用。型砂选择：铸钢用的型砂和泥心砂，其主要的组成部分是石英砂和耐火粘土。作为造型材料的沙子性质，由砂粒形状和大小，氧化硅的含量，以及沙子中存在的各种混合物来确定。该铸件型砂选用瘦沙（粘土含量210%）来代替石英砂。在湿模造型时，小型和中小型钢铸件泥心砂可以采用小颗粒的半肥沙（粘土含量1020%）作为附加物加入石英砂中。加入的耐火粘土，其工艺试样的抗压强度应为0.50.6公斤/公斤2。耐火粘土应该是白色或者淡灰色的，不应有可被肉眼看出的混杂物，如砂子、矿石、石灰等。碎粘土所含水分不应超过2%。.（铸件材料是铸铁时，制造湿砂型的粘土砂所用粘土为膨润土，湿抗压强度一般为80-120kpa。含水量为4.5-5.5，透气性为60-100，型砂配比70/140目占33，100/200目占17%， 红砂占50%。芯砂选择油砂或水玻璃砂。） 造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造各种形状、尺寸和批量的砂芯，后者用于造单件小批量生产，形状简单或回转体砂芯。 2. 铸造合金采用ht250三、 铸造工艺参数设计 确定铸造工艺参数必须知道的零件尺寸，零件的详细尺寸如图2.1所示。图2.1 零件尺寸1. 加工余量的选择假定该槽轮为成批、大量生产，机器造型及壳型，则由材料成型工艺基础第三版p68 表4-2查得尺寸公差等级ct应为810级，选9级，加工余量等级ma选g。由课程设计题目知基本尺寸400mm，查材料成型工艺基础第三版p68 表4-3与尺寸公差配套使用的灰铸铁机械加工余量，并由确定加工余量中“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”的规定查得，顶面加工余量应按照ct10级、ma-g级；底面、侧面的加工余量为ct9级、ma-g级。则顶面的加工余量取6.0mm,底面和侧面的加工余量取4.5mm。结论：顶面的加工余量取6.0mm，底面和侧面的加工余量取4.5mm。加工余量如图2.2图 2.2 加工余量图2.铸件孔是否铸出的确定图中8个小通孔的直径为26mm，而铸件的材料为灰铸铁，由铸工实用技术手册p72表2.4-16成批生产的灰铸铁孔径=15-30时，该孔为不铸出孔。3.起模斜度的确定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2.3：图 2.3 起模斜度用手工方法加工模具时用宽度标注，该铸件模具是木模，由材料成型工艺基础第三版 p70表4-5砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度查得位置123451度25分0度40分2度55分0度30分1度25分a（mm）11.20.61.41 4. 铸造收缩率的确定该铸件材料为灰铸铁，由材料成型工艺基础第三版p70知灰铸铁的铸造收缩率为0.7%1.0%，该铸件选1.0%，则制造尺寸放大一个线收缩率。 结论：铸造收缩率1.0%。5铸造圆角 a处考虑到起模，应铸出圆角r=5mm，bcdefg处有尖角，应采用铸造圆角r=5mm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、工艺补正量及芯头间隙后的铸件尺寸如下图6、木模的设计根据铸件而得出的木模样如下图所示 零件三维图根据铸件图画出铸件的模样图： 三维木模样图（1） 三维木模样图铸件质量：初步估算，本铸件的质量50-60kg，因此本铸件应属于中型铸件四、工艺方案的初步确定 （一）浇注位置的确定 确定浇注位置应注意以下原则：1.铸件的重要部分应尽量置于下部2.重要加工面应朝下或直立状态3.使铸件的答平面朝下，避免夹砂结疤内缺陷4.应保证铸件能充满5.应有利于铸件的补缩6.避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验考虑到本铸件的重要面应该侧立，因此将本铸件的浇注位置设置为水平，且注入位置为分型面处。（二）分型面的确定分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面时应注意一下原则：1. 应使铸件全部或大部分置于同一半型内2. 应尽量减少分型面的数目3. 分型面应尽量选用平面4. 便于下芯、合箱和检测5. 不使砂箱过高6. 受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7. 注意减轻铸件清理和机械加工量因为是要成批生产，且要机器造型，故采用两箱式造型,故分型面如下图所示。 工艺方案初步确定五、 型芯设计 根据本铸件的工艺方案可知，本铸件所采用的是湿砂型水平型芯头型芯的尺寸：（1） 湿型水平型芯头长度， 查表：铸工实用技术手册p100表2.6-4 因l=240mm d=160mm 所以长度l可以取5565mm ，l取60mm（2） 芯头顶面与芯座的配合间隙 查表：铸工实用技术手册p102表2.6-5，得配合间隙为0（3） 水平芯头斜度和芯头与芯座的配合间隙查表：铸工实用技术手册p104表2.6-6，得，a= 11mm =6度 间隙s=1mm水平型芯头的尺寸图如下图所示： 型芯的尺寸图六、 浇注系统的设计（一）、浇口杯、浇口杯是用来承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注，并可以减轻金属液对型腔的冲击，还可分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔。因为铸件的材料是ht250，且考虑到铸件属于中型铸件，故采用普通池式浇口杯，此种浇口杯有很好的撇渣作用。经查表铸工实用技术手册p120 表2.7-3 铸件的重量为60kg左右，所以得出数据如下图所示 铸件质量(kg)浇口杯容量(kg)l(mm)r(mm)r1(mm)r(mm)r1(mm)h(mm)l(mm)d(mm)50-10030110704025131107827（二）、浇注系统的尺寸选择：浇注系统分为封闭式浇注系统，开放式浇注系统，半封闭式浇注系统和封闭-开放式浇注系统。因为封闭式浇注系统控流截面积在内浇道，浇注开始后，金属液容易充满浇注系统，呈有压流动状态。挡渣能力强，但充型速度快，冲刷力大，易产生喷溅，金属液易氧化。适用于湿型铸件小件。而支座就是采用湿型的铸件小件，所以选择封闭式浇注系统。1、采用封闭式的浇注系统，各组元比例如下： f内：f横：f直=1：1.2: 1.4； 查表2.7-18得，铸件的内浇口总截面积f内 为4,25cm2，取值4.5cm2.采用圆截面内浇口，查表2.719，得出圆截面的直径d=24mm采用两条内浇道，则横浇道的截面积为10.8cm2 ，采用如下图所示的横截面积a=45mm,h=30mm,r=21mm直浇道下端截面积f直=2x1.4x4.5cm2=12.6cm2查表2.7-21得出数据: 下端截面直径为40mm，上端直径为48mm，直浇道每厘米长重量0.092kg。采用分型面浇注法，则得出浇注系统如下图所示： 浇注系统三维意示图七、 冒口的设计；冒口是铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气、集渣的作用。采用明顶冒口，冒口尺寸的确定如下： 冒口尺寸图冒口根部的直径d大于铸件补缩处的热节圆直径dy，铸件的dy为55mm左右，所以取d为60mm，查表铸工实用技术手册p201表2.8-1则得出d（mm）dm（mm）h（mm）r（mm