铸造工艺设计-法兰盘设计.doc

铸造工艺设计 说明书 设计题目法兰盘设计 学 院材料科学与工程 年 级09 级 专 业 材料成型与控制工程 学生姓名xx 学 号xxxxxxx 指导教师xxxx 佳木斯大学 目目 录录 1 1 设计任务设计任务 1 1 1 设计任务 1 1 2 设计的技术要求 1 2 铸造工艺方案的确定铸造工艺方案的确定 2 2 1 铸造工艺方案分析与论证 2 2 1 1 零件结构分析 2 2 1 2 分型面的确定 3 2 1 3 浇注系统 包括冒口 的选择 3 2 1 4 工艺参数的确定 5 2 1 5 铸造工艺简图 6 2 2 芯盒的设计 6 2 2 1 制芯方法的确定 6 2 2 2 芯盒选材 7 2 2 3 芯盒简图 7 2 3 模板的设计 7 2 3 1 模板类型 7 2 3 2 模板的选材 7 2 3 3 模板的定位装置 7 2 3 4 模板简图 8 2 4 合箱图 8 2 4 1 砂箱的选择 8 2 4 2 砂箱的定位 8 2 4 3 砂箱的其它工艺参数 包括压铁 起吊等 8 2 4 4 合箱简图图 9 3 铸造工艺卡铸造工艺卡 10 4 参参 考考 文文 献献 11 1 1 设计任务设计任务 1 1 设计任务设计任务 法兰盘是使管子与管子及和阀门相互连接的零件 连接于管端 法兰上有孔眼 螺 栓使两法兰紧连 法兰间用衬垫密封 1 2 设计的技术要求设计的技术要求 设计应达到的技术要求 1 铸件材料为 45 号钢 保证符合其机械性能 2 需要加工的表面须留出必要的加工余量 3 铸件避免有砂眼 气孔 裂纹等缺陷 4 未注倒角 c1 2 铸造工艺方案的确定铸造工艺方案的确定 2 1 铸造工艺方案分析与论证铸造工艺方案分析与论证 2 1 1 零件结构分析零件结构分析 由零件图分析可知 铸件尺寸为 130mm 100mm 45mm 净重 1 17 kg 为小型铸件 铸件的轮廓尺寸 200mm 查表 3 2 1 1 知砂型铸造时铸件最小允许壁厚为 8mm 由零件 图知铸件的最小壁厚为 6 5mm 看似不合理但是把加工余量算在内就符合要求了 所以 是合理的 根据零件图建立 Pro E 实体模型如图 2 1 2 分型面的确定分型面的确定 铸件大部在同一半型内 便于下芯 合箱 检查尺寸 并且型芯只有一个 铸件 容易清理机械加工方便 型腔和主要型芯都在下部 起模方便 工艺较为简单 适用 于机械大批量生产 2 1 3 浇注系统 包括冒口 的选择浇注系统 包括冒口 的选择 分析铸件 铸件材质为 45 号钢 熔点高 流动性差 收缩大 易氧化 要求金属 液快速平稳的充型则选择开放式浇注系统浇注 因其进入型腔时金属液流速度小 充 型平稳 冲刷力小 金属氧化轻 也有阻渣效果 有利于排气使铸件顺序凝固 直浇 道为圆形 并在直浇道处设计直浇道窝 1 浇注时间 查表 3 4 3 1 得浇注时间为 3s 2 液面上升速度 V 型 铸件高度 浇注时间 45 3 15 mm s 满足金属液允许最小上升速度 15mm s 3 直横内浇道截面积的确定 浇注系统断面尺寸的设计 计算浇注系统 主要是确定最小断面积 阻流断面 然后按经验比例确定其他 组元的断面积 封闭式浇注系统的最小断面是内浇道 以伯努利方程为基础的水力学 近似计算公式是 cm HP g m S 2 2 式中 S 内 内浇道总断面积 cm 2 m 流经内浇道的液态合金重量 Kg 流量总耗损系数 浇注时间 s Hp 平均静压力头 cm 液态合金重量 灰铸铁的密度为 7 85kg cm 算出铸件的质量为 1 17kg 加上浇注系统中 3 金属液的损耗 铸件 m 1 17kg 1 25 1 46kg 浇注时间 3s 流量系数 0 42 湿型铸型阻力小 按表 3 4 10 修正 有四个内浇道 阻力减小 0 05 浇 温升高阻力增大 0 22 得 0 42 0 05 0 22 0 59 确定平均压头 Hp 近似于顶端注入 p 0 由 其中 L 150mm 铸件壁厚在 HP C P H 2 2 0 H0 tanL HM 5 8mm 压力角 9 10 取 10 得 24mm 由于下芯头尺寸较大 所 HM 以高度适当增加 取 40mm 得40mm S 内 1 19cm H0 HP 2 设置四个内浇道 则每个内浇道截面积为 1 19cm 则内浇道总截面积为 2 4 76cm 截面尺寸 A 11mm B 9mm C 5mm 由封闭式系统各组元的断面比为 2 S 内 S 横 S 直 1 5 2 5 1 则 S 横 7 9cm 取 S 横 1 92cm2 截面尺寸 2 A 14mm B 10 5mm C 16 5mm S 直 3 2cm 圆形截面直浇道下部直径为 2 10mm 查表得 浇口杯尺寸 D1 56mm D2 52mm h 30mm 核算最小剩余压头H M 上砂箱的高度 直浇道中心到铸件最高最远点距离 L 150mm 若压 HM 力角 10 我们只需要大于 24mm 即可 这样进行浇铸 就能得到轮廓清晰 HM 的完整铸件 考虑到浇注系统的高度 我们取上箱高度为 165mm 4 冒口设计 由于本设计的铸件为小型铸钢件 铸件太小无需补缩 故不设计冒口 2 1 4 工艺参数的确定工艺参数的确定 尺寸公差 根据零件图技术要求 铸铁砂型手工造型公差等级为 CT10 级 零件基本尺寸 130mm 查表 3 3 1 得尺寸公差为 3 6mm 机械加工余量 根据所选尺寸公差等级 CT10 级 加工余量等级 H 级 根据表 3 3 3 1 得机械加工 余量为 5 0mm 铸件收缩率 铸件材料为 45 号铸钢 收缩过程为受阻收缩 根据表 3 3 7 1 得铸造收缩率为 2 08 起模斜度 按 JB T5105 1911 一般木模起模斜度 a 0 3 3 a 0 6 3mm 最小铸出孔及槽 根据表 3 3 8 1 查得最小铸出孔为 30 50mm 零件中小于 30mm 的孔不铸出 其余孔均铸出 2 1 5 铸造工艺简图铸造工艺简图 2 2 芯盒的设计芯盒的设计 2 2 1 制芯方法的确定制芯方法的确定 根据工艺方案 采用手工制芯采用常用的水平对开式芯盒 2 2 2 芯盒选材芯盒选材 芯盒是工艺过程中所必需的工艺装备 为了提高砂芯的精度 以及满足实际操作 要求 采用木质芯盒 2 2 3 芯盒简图芯盒简图 2 3 模板的设计模板的设计 2 3 1 模板类型模板类型 一般模板由模底板 模样 浇冒口系统模 定位元件等组成 本设计采用水平分 型无箱造型用双面模板 其适用于成批 大量生产的小件 2 3 2 模板的选材模板的选材 对模板的要求是有足够的强度 有良好的耐磨性 抗压抗震性和铸造加工型 根 据模样结构及生产要求 由表 3 6 4 1 确定 模板选材为铸铝 2 3 3 模板的定位装置模板的定位装置 模板的定位采用 直接定位法 利用定位销直接安装在模底板上 2 3 4 模板简图模板简图 2 4 合箱图合箱图 2 4 1 砂箱的选择砂箱的选择 砂箱是造型过程中必不可少的一部分 设计的基本原则如下 1 满足铸造工艺要求 要是模样有足够的吃砂量 箱带 不妨碍冒口的安 放 不严重阻碍铸件收缩等 2 要有足够的强度和刚度 使用中保证不断裂和出现过大的变形 3 对型砂要有足够的附着力使用中不掉砂或塌箱 但是又要便于落砂 为此 只在大的砂箱中才设置砂带 4 经久耐用 便于制造 尽可能的标准化 系列化