铸造工艺设计说明书

材料成型过程控制院系：材料科学与工程学院专业：材料成型与控制工程姓名：学号：指导老师：日期：2012.9.19至2012.10.15TOC\o"1-5"\h\z一、铸造工艺分析1二、砂芯设计3三、冒口设计5四、浇注系统的设计及计算7五、沙箱铸件数量的确定10六、参考数目、资料11

图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。材料为ZG25（主要元素含量：Wc%=0.22~0.32%，WMn%=0.5~0.8%，Wsi%=0.2~0.45%）。技术要求：①未标示的铸造圆角半径R=3〜5。②未标铸造倾斜度按工厂规格H59〜21。③铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。

铸造工艺分析确定铸型种类和造型、制芯方法此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。铸件全部位于上箱，下表面为分型面确定浇注位置和分型面方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简铸件全部位于上箱，下表面为分型面容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。方案2:将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。上下L图2上2下

铸造收缩率：1.5%选择工艺参数最小壁厚确定：铸件轮廓尺寸为270x220mm，由表1—5查得最小壁厚为10-12mm,铸件满足要求。上下L图2上2下铸造收缩率：1.5%机加工余量：3mm文献:《铸造工艺设计》最小铸出孔确定：铸件位于上部的孔壁厚与孔深为11x50mm,下部位孔壁厚与孑L深为11x20mm，由表1—8查得最小铸出孔径为60mm，所以铸件上的孔机加工余量：3mm文献:《铸造工艺设计》公差数值：3铸造收缩率：经过分析，铸件类型为铸钢件受阻收缩由表1—14查得收缩率为1.5%。公差数值：3拔模斜度:a=1°1'a=0.8mm机加工余量：铸件为铸钢件，砂芯铸造，机器造型，由表1—13查得机加工余量等级为E~H,再由表1—12得加工余量为1.4~5mm，故取3mm拔模斜度:a=1°1'a=0.8mm公差等级：铸件为铸钢件，砂型铸造机器造型和壳型，由表1—10得公差等级为8一12,由表1—9查得公差数值为2.2~9,取3.5。拔模斜度：造型模样为金属模，测量面高为20mm，由表1——15查得a=1°10',a=0.8mm铸造圆角：由铸件技术要求，未标示的铸造圆角半径R=3~5,取5mm。二、砂芯设计1.确定砂芯数量和每一砂芯形状、尺寸，砂芯种类及制芯方法、下芯次序根据零件图，可知只需使用一个砂芯即可满足，砂芯结构简单，属于中小型，砂芯的形状及尺寸如图4所示。呋喃一1型树脂砂热芯盒制芯工艺，是一种能解决

原料供应，芯砂的流动性好，硬化速度快，硬化温度范围较宽，热态砂芯强度和常温机械强度都很好，浇注后型芯的退让性能好，故选择呋喃树脂热芯盒射芯法造芯，2.确定砂芯的芯头个数、形状、尺寸、间隙和谐度根据砂芯及型腔形状，确定芯头个数为1，芯头为自硬型，由表1-31查得：间隙S=1.0mm，芯头高度为36mm，芯头斜度由表1—33查得a=7°,a=5mm。■a-砂芯俯视图砂芯数量：1原料供应，芯砂的流动性好，硬化速度快，硬化温度范围较宽，热态砂芯强度和常温机械强度都很好，浇注后型芯的退让性能好，故选择呋喃树脂热芯盒射芯法造芯，2.确定砂芯的芯头个数、形状、尺寸、间隙和谐度根据砂芯及型腔形状，确定芯头个数为1，芯头为自硬型，由表1-31查得：间隙S=1.0mm，芯头高度为36mm，芯头斜度由表1—33查得a=7°,a=5mm。■a-砂芯俯视图砂芯数量：1芯砂材料：呋喃树脂砂热芯盒射砂制芯芯头数量：1头高度h=36mm芯头斜度:a=7°,a=5mm资料《铸造工艺学》砂芯排气：扎排气孔法冒口的设计及计算1.冒口设计计算分析零件图，其上部分为厚大部位，冷凝过程中易出现缩孔、缩松等缺陷，所以需要设置冒口对其进行补缩。冒口模数的估算：将零件形状简化成图5所示形状，六棱柱体积计算：S1=一V1=S11=365920=73180圆柱的体积计算：S2=nX（—）=14315，V2=S22=14315X30=429450V总=S1+S2=73180+429450=502630六棱柱侧面积S侧1^X20x6=4500，圆柱侧面积S侧2=ndh2=3.14X140X30=13188S总=S侧+2S2+S1-S1+S侧2=4600+2X14315+13188=46481MCf总，Mr=1.2Mc=1.32cm②确定体收缩率、冒口形状、尺寸、能补缩的最大铸件体积铸件材料为ZG25，化学成分：Wc%=0.25,WMn=0.8%，由表62得&=4.4%，&v=4.4+0.0585=4.5%，由表3—33查得d=65mm，h=105mm，VR=0.36L，GR=2.5Kg，Vc=0.8L，Gc=6.5Kg。冒口如图6所示:图6冒口模数:Mr=1.32cm文献：《砂型铸造工艺及工装设计》《铸造工艺设计》冒口尺寸：d=65mmh=105mm四、浇注系统的设计与计算1.浇注系统类型选择1.浇注系统类型选择本铸件为铸钢件，且质量要求较为严格，不允许表面有夹砂、粘砂等缺陷，设计时应考虑浇注系统有较好的挡渣能力。冲刷力小，金属氧化轻，适合铸钢件浇注。开放式浇注系统，金属液进入型腔时金属液流动速度小，充型平稳，对型壁冲刷力小，金属氧化轻，适合铸钢件浇注。浇注系统：采用开放一浇注系统：采用开放一—底注式浇注液发生飞溅、氧化及由此产生的铸件缺陷，无论交道口比值多大，横浇道基本上都是被充满的，有利于阻渣，也弥补了开放式浇注系统挡渣能力不足的缺点。同时，型腔内的气体容易顺序排除，避免产生气孔等缺陷。综合以上各方面考虑，采用开放式一一底注式浇注系统。2.确定内浇道的数量和引入位置2.确定内浇道的数量和引入位置分析零件图，可设置两个关于中心线对称的内浇道。采用底注式浇注系统，引入位置在铸件底部，具体详情参照铸件工艺图。3.各组元断面截面积计算根据《铸造工艺学》得知大批量生产小型铸钢件时，常采用转包浇注。《铸造工艺学》估算铸件体积：V铸件二n2=^估算冒口体积：V冒口二冒口3.各组元断面截面积计算根据《铸造工艺学》得知大批量生产小型铸钢件时，常采用转包浇注。《铸造工艺学》估算铸件体积：V铸件二n2=^估算冒口体积：V冒口二冒口(-V总二V铸件+V冒口=3885750+331663=4233996=4.23L冒口质量：G1=3316637.8=2.6Kg，铸件质量G2=9.2Kg。G=2.6+9.2=11.8Kg相对密度Kv二一一总查表5—34得，C=1.0，K=0.7，浇筑时间t=C由表5—33查验，符合要求。浇注时间:t=3.43s《砂型铸造工艺及工装设计》公式：内二一，L为钢水流动系数，ZG25的L=1.0主要结论与参考资料主要结论与参考资料内=4.9，内浇道数量为2,所以内浇道截面积A内=2.45。=4-41大批量生产生产小型铸钢件时多采用可充满式浇注系统，既有加强挡渣的内:所以:=1.0：0.9：横直1.2。内=4.9，横二内:所以:=1.0：0.9：横直1.2。内=4.9，横二4.414.各组元尺寸、形状的确定已知A内=2.45，A横=4.41内浇道各部分a=25mm，b=20mm，，直=5.29，A直=5.29，查表2—50得：c=13mm，R=5mm；横浇道各部分尺寸a=22mm，b=18mm，c=22mm，R=5mm；直浇道d