制动轮砂型铸造工艺设计

铸造工艺设计题目：“制动轮”砂型铸造工艺设计目录一、工艺分析 2二、工艺方案的确定 21、毛坯的选择和铸造方法的确定 22、毛坯形状的确定 2（1）铸件浇铸位置及分型面选择 2（2）确定铸造工艺参数 3（3）芯头设计 4三、热处理工艺 51、去应力正火 52、淬火 53、回火 54、时效 5四、浇注系统 5制动轮制造工艺设计一、工艺分析该零件选用的材料为：ZG300其工艺路线安排为：铸造毛坯热处理加工机械加工去毛刺、修整，清洗、涂防锈油成品二、工艺方案的确定1、毛坯的选择和铸造方法的确定毛坯按其制造形式分为六类：型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件和其他。每类又有若干种不同的制造方法。零件的材料大致确定了毛坯的种类，而其力学性能的高低，也在一定程度上影响毛坯的种类，因为考虑到制动轮在使用中经常运动，承受较大的弯扭冲击载荷，所以选用铸件以保证零件的工作可靠。因为零件的工作形状一般，故可以采用砂型铸造，并且从铸件精度，生产效率，劳动条件等方面考虑也是应该的！2、毛坯形状的确定毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工量。（1）铸件浇铸位置及分型面选择该铸件浇铸位置和分型面的确定方法，有两个方案可供选择。方案1：分模造型，两半模样分开的平面就是分型面，分型面为500外圆表面高度的一半处。方案2：整模造型，分型面为零件的底面，浇铸位置为中间中心孔的位置。根据对该零件两种造型方案的分析，考虑到铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇不足的情况。而且应该选择最容易起模的方法，因此优先选择方案1。（2）确定铸造工艺参数铸件孔的最小尺寸因为选择的是砂型铸造，且选择小批量生产，铸件的最小孔径尺寸为110mm。取铸件的最小壁厚为12mm。铸件的尺寸公差及加工余量由材料、制造方法和生产类型决定。因为零件所用材料为铸钢，小批量生产时选择的毛坯铸造方法是砂型铸造，根据GB/T11350-1989（如下图），铸件公差等级为IT13～15，取IT14，加工余量等级为J级。a、总长为500h9mm圆周面双侧加工，机械加工余量为13mm，即该总长的基本尺寸为526h9mm。b、上端面直径为110mm的圆锥孔圆周面双侧加工，机械加工余量为7mm，即该孔的基本尺寸为96mmc、总长为190mm，圆周面双侧加工，机械加工余量为15mm,即该总长的基本尺寸220mm。d、总长为210mm的外端面单侧加工，机械加工余量为13，该总长的基本尺寸223mm。e总长为167mm，212mm的外端面进行单侧加工其机械加工余量为13mm，该总长的基本尺寸180mm，225mme总长为12mm，42mm的机械加工余量为8.5mm，该总长的基本尺寸20.5mm,50.5mm.其他尺寸参照零件图查得。铸件的起模斜度因为铸件在垂直于分型面的面上需有铸造斜度，且各面斜度数值尽可能一致，以便起模，查表得，高为210mm外表面的起模斜度为0度30分。高为167mm外表面的起模斜度为0度25分。高为99mm的两个内圆表面起模斜度1度45分。铸件圆角半径铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角，铸造圆角半径一般取相交两壁平均厚度的1/3～1/2，计算后壁厚为42mm和20mm处的内外圆角半径圆整均为10mm，计算后壁厚为42mm和15mm处的内圆角半径圆整为9mm。收缩率为补偿铸件在冷却过程中产生的收缩，使冷却后的铸件符合图样的要求，需要放大模样的尺寸，放大量取决于铸件的尺寸和该合金的线收缩率。铸钢件的铸造收缩率约取2%。（3）芯头设计1）按芯头位置分垂直和水平两类，根据设计的浇注系统知，芯头为立式芯头2）立芯头的高度主要取决于直径大小，范围为15～150mm；因为细长高芯子应有上、下芯头，且下面芯头的斜度小一点、高度大一点．三、热处理工艺1、去应力正火去应力正火可得到细密、均匀的组织，可提高一般结构零件的力学性能，消除内应力。将工件加热到临界温度以上，保持一定时间后在空中冷却。2、淬火提高工件的硬度、强度、耐磨性，提高工件的综合性能。把工件加热到临界温度以上，保持一定时间后，于淬火剂（油、水或空气等）中急速冷却。3、回火减小或消除淬火内应力，防止工件在使用过程中产生变形或开裂；提高钢的韧性和塑性，适当调节材料的刚性和硬度；稳定组织，提高工件在使用过程中的尺寸稳定性。把淬火后的工件加热到临界温度以下，保持一定时间后在空气、油或水中冷却。4、时效消除因热处理而产生的内应力，稳定工件的形状和尺寸；消除加工应力。在常温或低温下长时间回火。四、浇注系统【浇注系统】是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。（1）浇注系统的类型按金属液导入型腔的位置，浇注系统可分为底注式、顶注式、中注式、阶梯式等，按照中注式的特点：横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，并便于控制金属液的流量分布和铸型热分布。用于重量中等、高度不大和壁厚也中等的件。可知道零件图知应该选择中注式浇注系统。（2）浇注系统的位置确定内浇道位置、数目和引入方向，确定直浇道位置和高度，确定各浇道截面的比例，并计算其各浇道组元的截面大小。内浇道位置：因为制动轮为圆柱形套类零件，所以，内浇道应该尽量分布在砂型型腔的四周，故设计成环形分布的内浇道。（如下图所示）其内浇道数目为3个，目的是为了让金属液可以快速和均匀的进入到砂型型腔内。引入方向与，砂型型腔有一定的角度，而非直角，防止直冲砂型。