铸造工艺设计-法兰盘设计

-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 录1 设计任务 .11.1 设计任务 .11.2 设计的技术要求 .12 铸造工艺方案的确定 .22.1 铸造工艺方案分析与论证 .22.1.1 零件结构分析 .22.1.2 分型面的确定 .32.1.3 浇注系统（包括冒口）的选择 .32.1.4 工艺参数的确定 .52.1.5 铸造工艺简图 .62.2 芯盒的设计 .62.2.1 制芯方法的确定 .62.2.2 芯盒选材 .72.2.3 芯盒简图 .72.3 模板的设计 .72.3.1 模板类型 .72.3.2 模板的选材 .72.3.3 模板的定位装置 .72.3.4 模板简图 .82.4 合箱图 .82.4.1 砂箱的选择 .82.4.2 砂箱的定位 .82.4.3 砂箱的其它工艺参数（包括压铁、起吊等） .82.4.4 合箱简图图 .93 铸造工艺卡 .104 参 考 文 献 .11-1 设计任务1.1 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2.1 铸造工艺方案分析与论证2.1.1 零件结构分析由零件图分析可知：铸件尺寸为 130mm100mm45mm ；净重 1.17 kg，为小型铸件。铸件的轮廓尺寸200mm，查表 3-2-11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 3-4-31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 )HPgmS22式中：S 内 内浇道总断面积 (cm )；2m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HPC200tanLM58mm，压力角 910 ，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 。0P2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24.76cm 。截面尺寸：A=11mm， B=9mm，C=5mm 。由封闭式系统各组元的断面比为：2S 内： S 横： S 直 =1.5：2.5：1，则 S 横=7.9cm 取 S 横=1.92cm2。截面尺寸：-A=14mm，B=10.5mm，C=16.5mm。S 直= 3.2cm ，圆形截面直浇道下部直径为210mm。查表得，浇口杯尺寸：D1=56mm，D2=52mm，h=30mm。核算最小剩余压头 HM=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M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M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 3-3-31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 3-3-71，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 3-3-81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-2.2 芯盒的设计2.2.1 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2.3 模板的设计2.3.1 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 3-6-41确定，模板选材为铸铝。2.3.3 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-2.4 合箱图2.4.1 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、系列化和通用化。 根据零件结构和生产批量，本设计采用通用铸铁整铸式砂箱。2.4.2 砂箱的定位本设计使用机械造型，采用定位销定位2.4.3 砂箱的其它工艺参数（包括压铁、起吊等）2.4.4 合箱简图图-3 铸造工艺卡-4 参 考 文 献1 铸造工艺学