支座铸造工艺设计说明书

黄河科技学院课程设计支座铸造工艺设计 院系： 工学院机械系 指导老师： 刘万福 姓名： 董江鹏 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 100105052 班级： 2010级机电一班黄河科技学院课程设计任务书 工 学院 机 械 系 机械设计制造及其自动化 专业 2010级 1 班学号 100105052 姓名 董江鹏 指导教师 刘万福 题目: 支座铸造工艺设计 课程: 热加工工艺课程设计 课程设计时间：5 月 18日至 5 月 31 日 共 2 周课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）1已知技术参数： 支座零件图设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等）： 1.设计任务(1)选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。(2)分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。(3)从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位置和造型方法。(4)画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头，图下注明收缩量）。(5)绘制出铸件图。2.设计要求(1)设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，并用三号图纸出图。(2)按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于3000字）。3工作计划（进程安排） 熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作 1天确定铸造工艺方案 1天工艺设计和工艺计算 2天绘制铸件铸造工艺图 1天确定铸件铸造工艺步骤 2天编写设计说明书 3天答辩 1天4主要参考资料热加工工艺基础、工程材料及成形技术基础、机械设计手册系主任审批意见： 审批人签名： 时间：2012年 月 日支座铸造工艺设计摘要 铸造是将液态金属或合金浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法，是机械零件和毛坯成形的主要工艺方法,铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间。铸造通常按其铸型型质不同，可分为砂型铸造、特种铸造和快速成形等方法。铸造在生产中应用广泛，它具有生产工艺简单，易与操作，成本低，生产不受尺寸限制，不受材料性能限制。铸造业的发展是现代机械制造工业的基础工艺之一，因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。本次设计支座的制造工艺就是铸造，通过这次设计，了解铸造工艺的步骤，学会绘铸造图及分型面的选定原则。关键词：铸造， 毛坯成形， 砂型铸造， 支座 Summary Casting is will the liquid metal or alloy casting parts size, shape to adapt to the casting cavity, wait for their cooling after concreting get blank or parts method, mechanical parts and blank forming is the main process, casting billet almost forming, and achieved by from mechanical processing or a few processing purpose lowers the cost and to a certain extent, reduce the time. Casting usually according to its casting quality, can be divided into different type of sand casting, special casting and rapid prototyping techniques. Widely used in the production of casting, it has the production process is simple, easy to operate, low cost, production from size limits, do not suffer material performance restrictions. The development of modern foundry industry machinery manufacturing industry is one of the basic technology, so the development of foundry industry marks a national production strength. This design bearing manufacturing technology is casting, this design, understanding the casting process steps, learn to draw casting diagram and the selection principle of parting.Keyword：Cast， Blank forming， Sand-cast, Bracket目 录1、摘要··························································2、步骤2.1 确定零件材料及牌号······································2.2 铸造方案的拟定··········································· 2.2.1 铸型种类的选择 2.2.2 画出零件图2.3 分型面的确定·············································2.3.1分型选择原则2.3.2几种分型方案·2.3.3分析各个方案的优缺点2.4 浇注位置的确定···········································2.4.1 初步确定两种浇注位置2.4.2 比较各个方案的优缺点2.5 工艺参数的确定···········································2.5.1 铸造收缩率2.5.2 切削加工余量2.5.3 起模斜度及圆角2.5.4 型芯及型芯头3、支座铸造工艺卡···············································4、结论··························································5、致谢··························································6、参考文献······················································2.1确定零件材料及牌号零件的支座的零件图如图所示，其轮廓尺寸为80×200×110，平均壁厚30，支座底部需螺栓固定，留有2个螺栓孔，尺寸15，可在铸件完成后切削加工，且有一定的表面精度要求。 支架在铸造过程中，应该选用灰铸铁作为材料。灰铸铁流动性好，易浇注，且收缩率最小，并且随着含碳量的增加而减少，使铸件易于切削加工。采用砂型铸造，简单而且工艺性好。此铸铁为200×110mm的灰铸铁件，其型号应为HT150。2.2铸造方案的拟定2.2.1 铸型种类的选择支座零件具有内腔，小孔，圆角，凸台以及锥角，形状较为复杂，表面质量无特殊要求，最大轮廓尺寸为200mm，应选用砂型铸造成形。又采用小批量生产，所以铸件类型应使用湿砂型铸造。这样灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等。模样采用金属模是合理的。2.2.2 画出零件图零件图2.3分型面的确定2.3.1分型选择原则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。应满足以下要求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2.3.2 几种分型方案初步对支座进行分析，有以下四种方案，分型方案图2.3.3 分析各个方案的优缺点方案以支架的底面为分型面在分型面少而平的原则中，其分型面数量不仅少而且还平直，铸件全部放在下型，既便于型芯安放和检查，又可以使上型高度减低而便于合箱和检验壁厚，还有利于起摸及翻箱操作。方案铸件没有能尽可能的位于同一半型内，这样会因为合箱对准误差使铸件产生偏错。也有可能因为合箱不严在垂直面上增加铸件尺寸。方案分摸两箱造型易产生错箱，从而影响铸件精度。方案采用以50孔的轴线为分型面，则易产生错箱，从而影响铸件精度，顶面侧放可以保证其粗糙度的要求，选凸台时用活快才便于起模，薄壁处易出现浇注不足，冷隔等缺陷且不利于补缩。综上所述，选择第一种方案2.4浇注位置的确定铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的环节，关系到铸件的内在质量，铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易程度。2.4.1 初步对支座对浇注位置的确定有：， 两种方案方案方案2.4.2 比较各个方案的优缺点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，合箱及检验对于方案如图进行综合分析如下：1.铸件的A面（如图所示）为重要加工面，朝上放置容易产生气孔、非金属夹杂物等缺陷。2.铸件的重要部分也没能全部置于下部。对于方案如图进行综合分析如下：1.铸件的重要部分全部置于下部，这样置于下部的重要部分可以得到上部金属的静压力作用下凝固并得到补缩，组织致密。2.铸件的重要加工面A面、B面（如图所示）位于侧立面，比较光洁，产生气孔、非金属夹杂物等缺陷的可能性小。综合比较，方案更加科学可行。2.5工艺参数的确定铸造工艺设计参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据，这些工艺数据一般都与模样及芯盒尺寸有关，及与铸件的精度有密切关系，同时也与造型、制芯、下芯及合箱的工艺过程有关。这些工艺数据主要是指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、最小铸出孔、型芯头尺寸、铸造圆角等。工艺参数选取的准确、合适，才能保证铸件尺寸精确，使造型、制芯、下芯及合箱方便，提高生产率，降低成本。2.5.1 铸造收缩率铸造收缩是指金属液浇注到铸型后，随着温度降低将发生凝固而引起的尺寸缩减，这种缩减的百分率为该金属的铸造收缩率，也是冷却后铸件各个方向上比型腔尺寸的缩小率，亦称为线收缩率。=（L1-L2）/L1*100铸造收缩率L1模样长度 L2铸件长度本次设计的支座材料为灰铸铁，是属于中小型的铸件，依照金属成形工艺设计一书中表2-13，所以使用的收缩率为1.0%。2.5.2 切削加工余量加工余量是指铸件为切削而加大的尺寸量，加工余量等级用代号MA表示，由精到细分为A、B、C、D、E、F、G、H、J共九个等级，通常需将加工余量等级与铸件尺寸公差等级配套使用。依照金属成形工艺设计一书中表2-14中，可知大批量砂型手工造型灰铸件的尺寸公差等级为CT13CT11，并与MA的配套关系式（CT13CT11）/H。可选取CT12/H。加工余量数值大小取决于铸件合金种类、铸造方法、尺寸大小、生产批量及加工面要求和浇注位置等。加工余量过大会浪费材料并增加工时，而加工余量过小则不易保证加工面质量要求。依照金属成形工艺设计一书中表2-15中，可知选用的单侧加工时的加工余量值为8mm，双侧加工时每侧的加工余量值为6mm。2.5.3 起模斜度及圆角起模斜度是指为了使摸样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，在摸样或芯盒出模方向的摸样或芯盒壁上所增加的一定斜度。依照金属成形工艺设计一书中表2-18中，可知起模斜度应为1 º。铸件内圆角的大小应与其壁厚相适应，过大仍会造成金属局部积聚，而增加形成缩孔的倾向。一般圆角处内接圆直径不超过相邻壁厚的1.5倍，且中小型铸件的内圆角半径一般为3-5mm。此处选择r=4mm。2.5.4 型芯及型芯头 铸件上的孔腔需要型芯铸出，型芯又需要芯头支撑、定位、排气和落砂，芯头是型芯的外伸部分，不形成铸件轮廓而只落入芯座起辅助作用。因此型芯头的形状尺寸对于型芯在铸造装配中的工艺性与稳定性有很大影响。砂芯高度取100mm，砂芯直径取80mm。依照金属成形工艺设计一书中表2-21中，可知下芯头直径可取25-30mm，这里取30mm。对照取上芯头的直径为20mm。简化后的支座铸造工艺卡铸件名称材料牌号生产类型毛坯质量平均壁厚零件图支座灰铸铁单件7.2Kg15mm造型造型方法砂型铸造砂箱内部尺寸/mm规格长宽高紧固方法上箱240mm150mm110mm压铁紧固600Kg下箱240mm150mm110mm砂型烘干烘干温度/°C烘干时间/h方法50015烘干炉浇冒口尺寸/mm浇道数量长宽高截面积横浇道322235950mm²内浇道242110255 mm²浇注工艺规范出炉温度/°C浇注温度/°C浇注温度/°C冷却时间/h>1400>125030-50>24热处理工艺加热5-7h至850摄氏度左右，保温均热3-5小时。炉温冷至400-500度出炉空冷 结论通过这次课程设计，让我学到了很多，将课本上学到的很多的理论知识，都转移到了实践中，使自己对于理论知识的应用更上一层楼。而且在这次的课程设计里，让我深刻的感受到我的知识欠缺面，刚好利用此次的设计弥补了知识上的漏洞，完善自己的知识体系。在设计过程中，有独立自己完成的，有和同学讨论出来的，不但增加了同学间的情谊，更加使自己的自学能力和合作能力得到很到的提升。其次，通过这次课程设计，让我对支座的了解再次加深了一步，不但培养了我的学习兴趣，更让我对以后的学习和工作充满了信心！致谢由于作者水平有限，在编写过程中可能会有不足和不当之处，请大家谅解，希望大家提出改进意见。另外，感谢刘万福老师一年以来的辛勤教导，使我可以按时完成课程设计！在以后的学习中，我会更加认真，争取在以后的工作中成为我的助力！为学校，为国家做出属于我的贡献！参考文献【1】王爱珍.热加工工艺基础M.北京：北京航空航天大学出版社，2009【2】王爱珍.金属成形工艺设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2009【3】王爱珍.机械工程材料M. 北京：北京航空航天大学出版社，2009