支架零件铸造工艺设计说明书

支架零件铸造工艺设计

一、零件的生产条件、结构及技术要求

1、生产性质：大批量生产

2、材料：HT200

3、零件加工方法：

零件上有多个孔，除中间的大孔需要铸造以外，其他孔在考虑加工余量后不宜铸造成型，采用机械方法加工，均不铸出。

造型方法：机器造型；造芯方法：机器制芯

4、主要技术要求：

满足HT200的机械性能要求，去毛刺及锐边，铸件表面不允取有缺陷。

二、零件图及立体图结构分析

1、零件图如下：

零件主视图零件俯视图

2、立体图如下：

三、工艺设计过程

1、铸造工艺设计方法及分析

（1）铸件壁厚

为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸

造的流动性密切相关。在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表1。

表1. 铸件最小允许壁厚

查得灰铁铸件在100~200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为5~6mm。由零

件图可知，零件中不存在壁厚小于设计要求的结构，在设计过程中，也没有出现

壁厚小于最小壁厚要求的情况。

（2）造型、制芯方法

造型方法：该零件需批量生产，为中小型铸件，因此，采用湿型粘土砂机

器造型，模样采用金属模，采用技术先进的机器造型。

制芯方法：在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，

但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造

芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产

砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。选择使用射芯工艺生产砂芯。采用热芯盒

制芯工艺热芯盒法制芯，是用液态固性树脂粘结剂和催化剂制成的一种芯砂，填

入加热到一定的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短的时间内硬化。而且只要砂芯表层有数毫米的硬壳即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余热

可自行硬化。

（3）砂箱中铸件数目的确定及排布

初步确定一箱中放几个铸件，作为进行浇冒口设计的依据。一箱中的铸件

数目，应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。

本铸件在一砂箱中高约130mm，长约200mm，宽约110mm，体积约99.7

cm^3,密度7.2g/cm^3,重约0.8Kg。结合沙箱内框尺寸：上箱为960*610*250mm 下箱为960*610*250mm，初选为一箱四件，铸件在砂箱中排列均匀对称，这样金

属液作用于上砂型的抬芯力均匀，也有利于浇注系统安排，在结合已经确定分型面及浇注位置以及砂箱尺寸，铸件在砂箱中的放置方式初步设计为图所示方式。由《铸造实用手册》查表得：a>20 e>30 f>30 ，其中模样的吃砂量基本确定为：a1=30 a2=40 e1=70 e2=70 f=35

沙箱中铸件排列图

2、铸造工艺参数的确定

（1）铸件尺寸公差和重量公差

在实际生产中，铸件的实际尺寸和重量与设计图纸所规定的尺寸和重量相比，总会有一些偏差，这种偏差愈小，铸件的精度也愈高。但铸造过程中影响铸件精度的因素很多，如铸造收缩率等工艺参数的选择，分型面、浇冒口系统和砂芯的设计，造型和制芯的工艺操作以及工艺装备本身的精度等。如果其中某个因素处理不当，就会降低铸件的精度。所以也不应该不顾铸件的要求和具体生产条件，盲目提高对铸件的精度要求，否则会导致铸件成本的提高和使工艺复杂化，造成不必要的浪费。二级精度灰铸铁铸件的尺寸偏差和重量偏差如下表所示。

二级精度灰铸铁件的尺寸偏差（JZ67-62）(毫米)

灰铸铁件重量偏差

（2）机械加工余量

机械加工余量是指在铸件加工表面上留下的、准备用机械加工方法切去的金属层的厚度，目的是获得精确的尺寸和光洁的表面，以符合设计的要求。

铸件加工余量的大小，要根据铸件的合金种类，生产方法，尺寸大小和复杂程度，以及加工面的要求和所处的浇注位置等因素来确定。查表得，铸件的加工余量为：3mm。

（3）拔模斜度

为了在造型和制芯时便于起模而不致损坏砂型和砂芯，应该在模样或芯盒的出模方向带有一定的斜度。由于零件本身有设计出相应的结构斜度时，所以无需在铸型工艺设计时给出拔模斜度。

（4）铸孔起模斜度

由下表可知，对于大批量生产的灰铁铸件来说，最小铸出孔的直径为12~15mm，在端盖零件上，最大的孔径为15mm，故该孔不铸出。所以不需要考虑铸孔的拔模斜度。

铸件的最小铸出孔（毫米）

（5）铸铁的铸造收缩率

铸件在冷却和凝固过程中，体积一般都要收缩。由于铸件的固态收缩(线收缩）使铸件各部分的尺寸小于模样原来的尺寸，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样或者芯盒上加上其收缩的尺寸。增加的这部分尺

寸为铸件的收缩量，一般用铸造收缩率表示：

k=(L模样一L铸件)/L铸件X 100%

式中：L

模样—模样尺寸；L

铸件

—铸件尺寸。

铸造收缩率主要和铸造合金的种类及成分有关，同时还取决于铸件在收缩时受到阻碍的大小等因素。由下表可知，本设计中选用中小型灰铸铁件受阻收缩，其收缩率为0.9%。

铸件收缩率

3、砂芯

（1）砂芯尺寸

根据铸件浇注位置、分型面以及内腔的形状，确定在此铸件中只需设计一个砂芯就可达到铸造工艺要求。具体结构见图。

砂芯结构与尺寸

（1）芯头设计

选择垂直芯头，并设置压环以及集砂槽。

（2）芯头尺寸

根据实际设计量取计算砂芯高度：L=126mm，砂芯直径：44mm

芯头长度初步选取由《铸造工艺设计》查表1-31得：h=30～35mm 取h=30mm 出于考虑分型面的选取等因素综合芯头选用垂直芯头并且不能做出上芯头，只设计下芯头并且加大下芯头。下芯头长度设计修正为：h=40mm

芯头间隙初步选取由《铸造工艺设计》查表1-31得：s=0.3mm

芯头斜度选取由《铸造工艺设计》查表1-32得：а≤7 取а=6

（3）压环、防压环和集砂槽芯头结构

在湿型大批量生产中，为了加速下芯、合芯及保证铸件质量，在芯头的模样上需做出压环、防压环和集砂槽。压环、防压环和集砂槽尺寸由《铸造工艺设计》查表1-38得：e=2mm, f=3mm, r=2mm

压环与集砂槽尺寸

（4）芯骨设计

为了保证砂芯在制芯、搬运、配芯和浇注过程中不开裂、不变形、不被金属液冲击折断，生产中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其刚度和强度。因为砂芯尺寸较小，而且采用树脂砂，故砂芯强度较好，砂芯内不用放置芯骨。

（5）砂芯的排气

砂芯在浇注过程中，其粘结剂及砂芯中的有机物要燃烧（氧化反应）放出气体，砂芯中的残余水分受热蒸发放出气体，如果这些气体排不出型外，则要引起铸件产生气孔。而支座的砂芯采用热芯盒造芯，故不用有意设置排气道、排气孔等排气。

（6）砂芯负数

大型粘土砂芯在春砂过程中砂芯向四周涨开，刷涂料以及在烘干过程中发生的变形，使砂芯四周尺寸增大。为了保证铸件尺寸准确，将芯盒的长、宽尺寸减