泵盖铸造工艺设计毕设论文

本科毕业设计设计题目：泵盖铸造工艺设计二学院：机械学院专业：材料成型及控制工程班级：学号：学生姓名：指导教师：年月日目录摘要 (4)Abstract (3)第1章概述 (4)1.1目的和意义 (4)1.2题目简述 (4)第2章零件的三维实体造型 (5)2.1零件的结构分析 (5)2.2三维实体造型 (5)第3章铸造工艺方案确定 (5)3.1铸造方法 (5)3.2铸造用涂料、分型剂及胶补剂 (6)3.3铸钢熔炼 (6)第4章铸造工艺设计 (12)4.1铸件三维图 (12)4.2分型面的确定及浇注位置的选择 (9)4.3主要的铸造工艺参数 (15)4.4浇注系统设计 (18)4.4.1浇注系统的类型选择 (18)4.4.2计算浇注时间并核算合金液上升的速度 (19)4.4.3浇注系统各部分的尺寸.................. 错误！未定义书签。

4.4.4浇口杯 (20)4.5冒口设计 (21)4.5.1冒口位置选择 (21)4.5.2冒口尺寸的计算 (21)4.5.3浇冒系统三维图 (24)4.5.4铸件的工艺出品率 (26)第5章工装设计 (26)5.1砂箱设计 (22)5.2平板及其他 (22)第6章铸件的落砂、清理及后处理 (27)6.1铸件的落砂 (27)6.2铸件的清理 (27)6.3铸件的后处理 (28)第7章铸造工艺模拟 (23)7.1模拟软件简介 (23)7.2铸造工艺模拟 (24)结论 (29)参考文献 (30)附图 (31)泵盖的铸造工艺设计二摘要本设计根据泵盖的结构、材质、主要轮廓尺寸、使用条件及技术要求等综合考虑，采用传统的砂型铸造工艺方案。

通过对泵盖铸造工艺性进行分析以及各不同方案间的比较，合理确定其铸造工艺方案、铸造工艺参数，进而设计计算出相应的浇冒口系统，确定生产该铸件所需工装，绘制出相应的铸造工程图等，从而得到砂型铸造生产泵盖的工艺方法和主要工艺文件。

并对铸件充型和凝固过程进行了计算机数值模拟，分析和讨论其模拟结果，并尽可能减少其缺陷。

关键词：泵盖，砂型铸造，工艺设计The Design of the Pump cover No. 2FoundryTechniqueAbstractThis design according to the structure of the pump cover, material quality, main dimensions, using conditions and technical requirements, such as comprehensive consideration, the traditional scheme of sand mold casting process.Through the pump cover casting process is analyzed and the comparison between the different schemes, reasonably determine the casting process, casting process parameters, and calculate the corresponding poured riser system design, determine equipment for the production of the castings, draw the corresponding casting engineering drawing, etc., sand casting is obtained in the production of pump cover process method and main process files. And casting filling and solidification process of a computer numerical simulation, analysis and discuss the simulation results, and as far as possible to reduce the defects.Key words: Pump cover，Sand casting，Process design第1章概述1.1设计的目的和意义1. 应用所学的成形理论及专业知识尤其是工艺设计及相关模拟软件方面，进行工程设计实践，用理论知识解决实际生产中遇到的问题的同时，综合考虑各生产因素，提高实践能力，深化对专业知识的感悟和运用能力，全面提升专业综合素养。

2. 初步培养学生优良的思维品质和自主进行科学研究、理论创新、分析问题和结合查阅文献解决问题的能力。

3. 在各指导老师的指引下，了解和把握专业前沿进一步明确铸造专业发展趋势巩固专业知识。

4. 不断提升共同解决问题的能力，增强合作意识，培养团队精神和团队意识。

1.2 题目简述零件名称：泵盖2；图2.1零件三维图零件材质：ZG20Cr13，经查资料[1]知其力学性能、化学成分和主要金相组织如表1.1和表1.2。

表1.1 ZG20Cr13力学性能表1.2 ZG20Cr13化学成分（%）0.16由零件图可见：零件为一形状较为简单的小型件，材质为铸钢（ZG20Cr13），生产纲领为小批量生产，采用铸造方法生产。

1.要解决的关键问题1）完成零件的三维实体造型。

2）设计浇注系统和冒口，并完成相关计算。

3）铸件成形的凝固及冲型模拟。

2.解决问题的思路1）看懂零件图，掌握和正确使用三维实体造型软件，将铸件由零件图转换成为三维图。

2）综合分析该件的铸造工艺性并不断改进方案，细心地进行铸造工艺设计和计算。

3）掌握铸造模拟软件，并在设计中加以应用。

第2章零件的三维实体造型2.1零件的结构分析零件轮廓尺寸为362mm×362mm×102mm，主要壁厚为25～60mm,属于小型薄壁精密件，呈长“中空圆盘”形状，且大部分零件壁均属加工面，按照零件图转换添加加工余量后，得到零件的各铸造尺寸。

泵盖的零件简图见图2.2图2.2铸件生产技术要求：铸件应满足几何尺寸精度，材质选用ZG20Cr13，铸件表面应光洁，去除毛刺和锐边，且不允许有砂眼、缩孔缩松、裂纹等明显缺陷，热处理采用淬火+回火处理，铸件尺寸公差按GB/6414·1999-CT7验收。

2.2泵盖的工艺流程对于泵盖的铸造工艺流程如下：2.3零件的三维实体造型根据零件二维CAD 图的各项尺寸，利用UG 三维造型模块进行三维造型，得到剖视图2-3。

图2.3零件剖视图第3章 铸造工艺方案确定3.1铸造方法在诸多铸造方法中手工造型能适应各种复杂的要求，且不要求很多工艺装备，造型方式比较灵活，成本低，投产快。

该件生产纲领为小批量生产，这正适合选用手工造型。

3.2铸造用涂料、分型剂及胶补剂1、铸造涂料铸造涂料具有耐火等作用主要用在铸型和砂芯的表面上，在浇注过程中铸型和砂芯表面的涂料形成耐火保护层，增强铸型和砂芯的耐热性，另一方面涂料通过填塞砂型和砂芯表面空隙等方式改善铸件表面质量，铸造涂料种类众多，为满足要求可选醇基涂料，根据生产纲领选用刷涂的涂敷方式，这种施涂方式简单，可操作性强，刷涂次数可以一次或是多次，在刷涂作用下，涂料粘度降低，这使得涂料渗透能力增强可避免涂层过厚，但生产率较低。

2、分型剂分型剂也叫脱模剂，在造型过程中可在模样、芯盒工作表面覆盖一薄层分型剂，减少或者防止型砂对模样或芯盒的粘附，降低起模力，以便得到表面光洁、轮廓清晰的砂型，分型剂种类较多有汽车蜡、银色石墨粉、滑石粉等，涂覆方式可采用手工涂抹。

3、胶合剂胶合剂是用来粘合砂芯或修补粘砂的粘结剂如砂型或砂芯出现裂纹、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用胶补剂进行修补，以提升生产效率。

另外胶合剂的应用可以减轻铸造的劳动强度和减小壳型的变形。

胶合剂通常根据自身要求与需要自行购买和配制。

3.3铸钢熔炼1、熔炼设备炼钢有很多种方法，最常用的是电弧炉、平炉和感应炉等，其中电弧炉炉子容量一般是1--15t，炼出的钢液质量较高。

而且炼钢周期适中（一般2h-3h)。

开炉停炉都比较方便，比较容易与造型及合箱等工序的进度相协调，便于组织生产。

其普遍应用于大批量或大型生产铸钢件中。

感应电炉炼钢工艺简单，钢液质量有保证。

我国有很多工厂都用感应炉熔炼钢来浇注中小铸件，为保证获得化学成分均匀、稳定且稳定较高的ZG20Cr13钢液，结合铸件熔炼量采用感应电炉熔炼。

2、熔炼要求酸性感应电炉炼钢一般是造酸性渣，不能脱硫和脱磷。

因此，熔炼金属液采用无芯式中频碱性感应电炉不氧化法熔炼。

查资料铸钢耿浩然等得钢的规格含碳量为0.1~0.3时出炉温度为1610~1640℃浇注温度为1540～1560℃。

配料和装料过程中C≤0.16%，P≤0.06%，S≤0.04%，其余合金元素由下表得出3.4造型材料的配置铸造用砂需要满足以下条件：（1）发气量低；（2）避免铸件的热裂；（3）不会给铸件增碳；（4）不会增加硫、磷等有害元素；（5）具有较好的高温性能；铸造用砂根据合箱和浇注时的状态分为湿型、干砂型、表面烘干型。

综合考虑铸件使用条件，选择有面砂的湿型砂，该方法造型方便、应用广泛。

综合以上要求选择碱性酚醛树脂自硬砂，其技术要求有：型砂：优质天然擦洗砂1.面砂技术指标：采用新砂+再生砂制成面砂，其中新砂质量分数20%，再生砂质量分数80%，粒度40/70号筛，SiO2质量分数>97.5%，三筛质量分数>85%，角形系数≦1.3，含泥质量分数≦0.3%，含水质量分数≤0.2%，微粉质量分数≤0.3%，灼烧减量0.3%；2.树脂及固化剂：采用环保型碱性酚醛树脂和有机脂固化剂碱性酚醛树脂技术指标：树脂加入量为原砂的1.5%~2.5%，黏度（20℃）≦150mPa. s，游离甲醛质量分数≦0.1%，pH>12，保质期（<25℃）三个月；固化剂技术指标：固化剂加入量为树脂加入量的得23%~30%。

表XX-XX固化剂技术指标根据共产生产实际选择几种固化剂的比例，以控制砂型固化时间和产效率以及型砂质量三者能达到最佳效果。

型砂工艺参数的控制第4章铸造工艺设计4.1铸件三维图经资料[2]查取相关的参数后，根据技术要求放了拔模斜度，如图4.1和图4.2、4.3。

图4.1 铸件立体图图4.2 铸件图图4.3 铸型图4.2分型面的确定及浇注位置的选择1、分型面的确定方案一：如图4.3所示，分析可知：1）该分型方案可以使铸件绝大部分的放在同一砂箱，从而减少了因错型而造成的尺寸偏差，可以更好的保证铸件精度。