砂型铸造工艺设计说明书
铸造工艺设计说明书
铸造⼯艺设计说明书铸造⼯艺设计说明书课程设计：机械⼯艺课程设计设计题⽬：底座铸造⼯艺设计班级：机⾃1103设计⼈：学号：指导教师：张锁梅、贾志新前⾔学⽣通过设计能获得综合运⽤过去所学过的全部课程进⾏机械制造⼯艺及结构设计的基本能⼒，为以后做好毕业设计、⾛上⼯作岗位进⾏⼀次综合训练和准备。
它要求学⽣全⾯地综合运⽤本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进⾏零件加⼯⼯艺规程的设计和机床夹具的设计。
其⽬的是：（1）培养学⽣综合运⽤机械制造⼯程原理课程及专业课程的理论知识，结合⾦⼯实习、⽣产实习中学到的实践知识，独⽴地分析和解决机械加⼯⼯艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件⼯艺规程的能⼒。
（2）培养学⽣能根据被加⼯零件的技术要求，运⽤夹具设计的基本原理和⽅法，学会拟订夹具设计⽅案，完成夹具结构设计，进⼀步提⾼结构设计能⼒。
（3）培养学⽣熟悉并运⽤有关⼿册、图表、规范等有关技术资料的能⼒。
（4）进⼀步培养学⽣识图、制图、运算和编写技术⽂件的基本技能。
（5）培养学⽣独⽴思考和独⽴⼯作的能⼒，为毕业后⾛向社会从事相关技术⼯作打下良好的基础。
⽬录⼀、⼯艺审核 (1)1.数量与材料 (1)2.图样 (1)3.零件的结构性 (1)⼆、成形⼯艺设计 (1)1．确定⼯艺⽅案 (1)（1）浇注位置的选择 (2)（2）分型⾯的选择 (2)2.确定铸造⼯艺参数 (4)（1）机械加⼯余量和铸出孔 (4)（2）浇注位置的选择 (5)（3）拔模斜度 (5)（4）铸造收缩率 (6)3．砂芯设计 (6)4．浇注系统的设计 (6)5. 冷铁的设置 (6)三、⼼得体会 (7)⼀、⼯艺审核1、数量与材料由零件图可知，该零件结构⽐较简单，但是形状不是很规则，⼯作条件⼀般以承受压⼒为主，故要求该零件有良好的刚性和强度。
另外，根据零件图的要求，该底座零件为单件⼩批量⽣产，另外材料选⽤灰铸铁HT200，流动性较好，适于铸造。
2、图样该零件图给出了主视图、左视图、俯视图3个视图。
铸造工艺设计说明书
铸造工艺设计——打造优质铸件铸造工艺设计是保证铸件质量和铸造效率的关键步骤。
具体来说，它包括了几个方面：
首先，要合理选型。
根据铸件的形状、尺寸和性质，选择合适的
铸造材料。
此外，要结合铸造生产的技术要求，选择适宜的铸型材料
和涂料。
其次，要科学施工。
铸造生产中，各施工环节都要注意严格按照
程序操作，杜绝人为失误。
同时，要利用现代科技手段，提高铸造精
度和生产效率。
再次，要科学排版。
合理布局生产车间，明确职责分工，保证生
产流程顺畅。
此外，还需要严格执行环保标准，保护生态环境。
最后，要严格质量控制。
采用严格的检验标准和检验方法，确保
铸件质量。
对于不合格产品，要及时处理，并总结教训，不断改进工
艺和工艺设备。
总之，铸造工艺设计是保证铸件质量和铸造效率的关键步骤。
只
有科学、规范、精准地实施铸造工艺设计，才能打造出优质、合格的
铸件，为工业生产和国民经济发展做出更大的贡献。
铸造工艺设计说明书
铸造工艺设计说明书课程设计：机械工艺课程设计设计题目：底座铸造工艺设计班级:机自1103设计人：学号:指导教师：张锁梅、贾志新前言学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。
它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。
其目的是：（1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。
（2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。
（3)培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力.(4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。
（5）培养学生独立思考和独立工作的能力,为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础.目录一、工艺审核 (1)1。
数量与材料 (1)2。
图样 (1)3。
零件的结构性 (1)二、成形工艺设计 (1)1．确定工艺方案 (1)（1）浇注位置的选择 (2)（2)分型面的选择 (2)2。
确定铸造工艺参数 (4)（1）机械加工余量和铸出孔 (4)（2）浇注位置的选择 (5)（3)拔模斜度 (5)（4）铸造收缩率 (6)3．砂芯设计 (6)4．浇注系统的设计 (6)5。
冷铁的设置 (6)三、心得体会 (7)一、工艺审核1、数量与材料由零件图可知，该零件结构比较简单,但是形状不是很规则，工作条件一般以承受压力为主，故要求该零件有良好的刚性和强度.另外，根据零件图的要求,该底座零件为单件小批量生产，另外材料选用灰铸铁HT200，流动性较好,适于铸造。
2、图样该零件图给出了主视图、左视图、俯视图3个视图。
铸造工艺设计说明书
铸造⼯艺设计说明书铸造⼯艺设计说明书⽬录1. 零件结构分析 (3)1.1. 零件信息 (3)1.2. 技术要求 (3)2. 铸造⼯艺⽅案分析 (5)2.1. 铸造⽅法的确定 (5)2.2. 分型⾯的选择 (5)2.3. 铸件浇注位置的确定 (7)3. 铸造⼯艺参数 (9)3.1. 铸件尺⼨公差 (9)3.2. 铸件重量公差 (9)3.3. 机械加⼯余量 (9)3.4. 铸造收缩率 (9)3.5. 起模斜度 (9)3.6. 最⼩铸出孔及槽 (10)3.7. ⼯艺补正量 (10)3.8. 分型负数 (10)3.9. 反变形量 (10)3.10. 砂芯负数 (11)3.11. ⾮加⼯壁厚的负余量 (11)3.12. 分型负数 (11)4. 砂芯设计 (12)4.1. 砂芯的概念 (12)4.2. 芯头设计 (12)5. 浇注系统设计 (16)5.1. 浇注系统设计原则 (16)5.2. 浇注系统位置确定 (17)5.3. 浇注系统类型确定 (17)5.4. 浇注系统尺⼨计算 (17)6. 冒⼝及冷铁 (22)6.1. 冒⼝补缩原则 (22)6.2. 冒⼝及冷铁位置个数的选择 (22)6.3. 冒⼝种类选择及参数计算 (23)6.4. 铸件成品率 (25)1. 零件结构分析1.1. 零件信息产品名称：⽀架材料：铸钢外形尺⼨：91×42×66cm 3 质量：463Kg g 463000cm 58983cm g 85.7v m 33=≈?=?=ρ⽣产批量：成批⼤量⽣产。
造型⽅法：⼿⼯造型其零件⽰意图如下图1.2. 技术要求铸件重要的⼯作表⾯，在铸造是不允许有⽓孔、砂眼、渣孔等缺陷。
2.铸造⼯艺⽅案分析2.1.铸造⼯艺的确定铸造⼯艺包括：造型⽅法、造芯⽅法、铸造⽅法及铸型种类的选择2.1.1.造型⽅法、造芯⽅法的选择根据⼿⼯造型和机器造型的特点，选择⼿⼯造型2.1.2.铸造⽅法的选择根据零件的各参数，对照表格中的项⽬⽐较，选择砂型铸造。
支座砂型铸造工艺设计说明书
支座砂型铸造工艺设计讲明书第一章简介中华文明大致经历了石器时代、铜器时代和铁器时代三个历史时期，这三种材质的工具和技术的制造制造，随着人类的繁衍，不断推动人类文明向高级时期开展，金属的应用使人类文明产生了全然性的飞跃，而铸造技术的运用和金属的开展紧密联系在一起。
对古代许多务农的人来讲，铸造技术是一门手艺。
据历史考证，我国铸造技术开始于夏朝初期，迄今已有5000多年。
到了晚商和西周初期，青铜的铸造技术得到了蓬勃开展，形成了灿烂的青铜文化，遗留到今天的有一批铸造工艺水平较高的铸造产品。
中国古代的铸造方法有：石型即用石头或石膏制作铸型；泥型古称“陶范〞；金属型古称“铁范〞；失蜡型有出蜡法、走蜡法、脱蜡法或刻蜡法；砂型这种方法是伴随泥型一起产生的。
中国古代铸造中的精品有：沧州铁狮，司母戊方鼎，四羊方尊，曾侯乙尊盘，永乐大铜钟，大型铜编钟，铜车马仪仗队等。
尽管近年来我国铸造行业取得迅速的开展,但仍然存在许多咨询题。
第一,专业化程度不高,生产规模小。
我国每年每厂的平均生产量是815t,远远低于美国的4606t和日本的4878t。
第二,技术含量及附加值低。
我国高精度、高性能铸件比例比日本低约20个百分点。
第三,产学研结合不够紧密、铸造技术根底薄弱。
第四,治理水平不高,有些企业尽管引进了国外的先进的设备和技术,但却无法生产出高质量铸件,究其缘故确实是根基治理水平较低。
第五,材料损耗及能耗高污染严重。
中国铸铁件能耗比美国、日本高70%～120%。
第六,研发投进低、企业技术自主创新体系尚未形成。
兴盛国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染少、原辅材料已形成商品化系列化提供，如在欧洲已建立跨国效劳系统。
生产普遍实现机械化、自动化、智能化〔计算机操纵、机器人操作〕。
在大批量中小铸件的生产中，大多采纳微机操纵的高密度静压、射压或气冲造型机械化、自动化高效流水线湿型砂造型工艺。
砂处理采纳高效连续混砂机、人工智能型砂在线操纵专家系统,制芯工艺普遍采纳树脂砂热、温芯盒法和冷芯盒法。
砂型铸造工艺设计..
（3）中间注入式浇注系统
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中注式浇注系统
这是一种介于顶注和底注之间的注 入方法，既降低了液流落下的高度，又 使温度的分布较为均匀，内浇道处在分 型面上，便于开设和选择部位。因此， 这种浇注系统的应用很广。
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（4）阶梯注入式浇注系统
阶梯注入式浇注系统
阶梯注入式浇注系统亦称阶梯式浇注 系统，是在铸件高度上设二层或二层以 上的内浇道，它兼备了顶注式、底注式 和中间注入式浇注系统的优点。
对于要求比较高的单件生产的重要铸件和大量生产的铸件，除要 详细绘制铸造工艺图，填写工艺卡以外，还应绘制铸件图、铸型装配 图以及大量的工装图，如模样图、模板图、砂箱图、芯合图、下芯夹 具图，检验样板及量具图等。
三、铸造工艺设计的一般步骤
1.对零件图纸进行审核和进行铸造工艺性分析 2.选择铸造方法 3.确定铸造工艺方案 4.绘制铸造工艺图 5.绘制铸件图 6.填写铸造工艺卡和绘制铸型装配图 7.绘制各种铸造工艺装备图纸
1.分型面应设在铸件最大截面处，以保证模样从型腔中顺利取出
2.应使造型工艺简化 ★应尽量使分型面平直，以简化模具制造及造型工艺，避免挖砂造型
★尽可能减少铸件的分型面，尽量做到只有一个分型面
★应使型芯和活块数量尽量减少。
3.应使铸件全部或大部放在同一砂箱。
4.应尽量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、 合型及检验。
<50 3.5～4.5 2.5～3.5 4.0～5.0 3.0～4.0 4.5～6.0 3.5～4.5 5.0～7.0 4.0～5.0 6.0～7.0 4.0～5.5 50～120 4.0～4.5 3.0～3.5 4.5～5.0 3.5～4.0 5.0～6.0 4.0～4.5 6.0～7.0 4.5～5.0 6.5～7.5 5.0～5.5 5.0～5.5 4.0～4.5 6.0～7.0 4.5～5.0 6.5～7.0 4.5～5.5 7.0～8.0 5.0～6.0 6.5～7.0 5.0～6.0 7.0～8.0 5.0～6.0 7.5～8.0 5.5～6.0 7.5～9.0 6.5～7.0 8.0～9.0 5.5～7.0 8.5～10 6.5～7.5 120～260 260～500 500～800 800～1250ຫໍສະໝຸດ 60顶注式浇注系统
第四章砂型铸造工艺设计
第四章砂型铸造工艺设计1.引言砂型铸造是一种常见的金属成型工艺，广泛应用于各种金属件的生产。
本章将介绍砂型铸造工艺的设计过程，包括模具设计、砂型制备、铸造工艺参数的确定等。
2.模具设计模具设计是砂型铸造工艺的基础，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在模具设计中，需要考虑以下几个方面的因素：2.1铸件结构首先需要根据铸件的结构确定模具的形状和尺寸。
一般情况下，模具应该尽量符合铸件的外形，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
2.2浇注系统浇注系统是指从熔融金属到铸件腔室的流动路径。
浇注系统应该保证金属液能够均匀地填充整个铸件腔室，并避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，浇注系统包括浇口、浇杯、导流槽等。
2.3排气系统排气系统是指从砂型中排出空气和燃烧产物的通道。
排气系统应该保证空气能够顺利地从砂型中排出，避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，排气系统包括排气槽、排气孔等。
2.4垫块和芯垫块和芯是为了形成复杂形状的内部空间而使用的辅助构件。
垫块和芯应该和模具保持一定的间隙，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
3.砂型制备砂型制备是砂型铸造工艺的核心环节，直接影响到铸件的表面质量和尺寸精度。
在砂型制备中，需要注意以下几个方面的问题：3.1砂料的选择砂料的选择应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
一般情况下，砂料应该具有一定的粘结力和抗压强度，并且易于流动和散落。
3.2砂型的填充砂型的填充应该保证砂料能够均匀地填充整个模具腔室，并且能够与铸件的表面接触紧密。
填充过程中需要注意控制填充速度和压实度，避免产生气孔和夹杂物。
3.3砂型的硬化砂型的硬化是指将填充好的砂料固化成为坚硬的砂型。
硬化过程中需要注意控制硬化时间和硬化温度，避免产生裂纹和变形。
4.铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定是砂型铸造工艺的重要环节，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在确定铸造工艺参数时，需要考虑以下几个方面的因素：4.1浇注温度浇注温度应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
砂型铸造说明书
.砂型铸造课程设计说明书珍藏版前言现代科学技术的发展，要求金属铸件具有高的力学性能、尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。
因此，铸件在生产之前，首先应进行铸造工艺设计，使铸件的整个工艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质高产的效果。
铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。
铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。
因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件品质、生产率和成本起着重要作用。
专门的分析表明，铸件的工艺出品率还不能充分表明保温冒口的经济效益，应该用铸件成品率来考核。
铸件成品率的定义是铸件质量除以投入熔炉中的金属原料质量，，以百分数表示。
它和铸件工艺出品率的差别是计入了熔炼和浇注的损耗。
对铸钢来说，这种损耗约占6％。
用普通砂型冒口的铸钢件成品率约为43％；而用保温冒口的铸钢件成品率约为68％。
相应地，利润率也由原来的5.37％增加为14.16％。
由此可见，铸造工艺设计时，采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的金属成本、熔炼金属量、能源消耗、铸件工艺出品率和成品率、工时费用、铸件成本和利润率等，都有显著的影响。
为了保护环境和维护工人身体健康，在铸造工艺设计中要避免选用有毒害和高粉尘的工艺方法，或者应采用相应对策，以确保安全和不污染环境。
例如，当采用冷芯盒制芯工艺时，对于硬化气体中的二甲基乙胺、三乙胺、SO2等应进行严格的控制，经过有效地吸收、净化后，才可以排放入大气。
对于浇注、落砂等造成的烟气和高粉尘空气，也应净化后排放。
目录第一章铸造工艺方案的确定第二章砂芯设计及铸造工艺设计参数第三章浇注系统设计第四章冒口、冷铁和铸肋第五章参考文献第一章铸造工艺方案的确定一、造型方法与铸造种类的选择。
砂型铸造说明书
N o.1目录第一部分铸造工艺的设计及方案的确定 (1)一铸件结构的铸造工艺性二铸造工艺方案的确定三工艺参数的选择四铸造工艺图设计第二部分模样图设计 (5)一金属模样材料的选择二金属模样尺寸的确定三金属模样结构的设计第三部分模板装配图 (6)一模底板本体机构设计二模样在模地板上的装配第四部分芯盒图设计 (9)第五部分铸造工艺卡 (11)第六部分参考资料 (12)N o.2第一部分铸造工艺的设计及方案的确定一铸件结构的铸造工艺性生产铸件，不仅需要采用先进的合理的铸造工艺和设备，而且还要使零件结构本身符合铸造的生产要求。
铸造结构是否合理，和铸造合金的种类，产量的多少，铸造方法和生产条件等有密切关系。
1、铸件质量对零件结构的要求1 ）铸件的壁厚应合理每一种铸造合金的铸件，都有其合适的壁厚范围，如果是选择适当，既能保证逐渐的机械性能要求，又方便铸造生产还可以简便地消除许多缺陷。
2）铸造斜度在铸件壁的内外侧面顺着拔模的方向应该带有斜度，以便起模和简化铸造工艺。
3）保证铸件质量的合理结构2、铸造合金对零件结构的要求1）合金种类：灰铸铁件2）性能特点：流动性好，体收缩和线收缩小，缺口敏感性小。
综合机械性能低，抗压强度抗拉强度高约3~4倍。
吸震性好，比钢约大10倍。
弹性模数较低。
3）结构特点：因流动性好，可铸壁较薄，形状复杂的铸件。
铸件残余应力小，吸震性好。
二铸造工艺方案的确定铸造工艺方案概括地说明了铸造生产的基本过程和方法。
确定合理而先进的铸造工艺方案，对获得优质铸件，简化工艺过程，提高生产率，改善劳动条件，以及降低生产成本等起着决定性的作用。
1、造型、造芯方法及铸型种类1）造型方法：砂箱造型。
主要特点是在砂箱内造型，操作方便，劳动量较小。
应用于大、中、小铸件，大量成批和单件上产。
2）造芯方法：芯盒造芯。
主要特点是用芯盒内表面形成砂芯的形状，砂芯尺寸准确，可制造小而复杂的砂芯。
应用于各种形状、尺寸和批量的砂芯。
砂型铸造工艺设计
三、砂型铸造工艺设计简介1. 铸造工艺图(1)浇注位置的确定(2)分型面的确定 (3)工艺参数的确定 (4)铸造工艺图绘制举例本节其它知识点：铸件图铸造工艺设计铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图标和标注符号、编制工艺和工艺规程等。
它是进行生产、管理、铸件验收和经济核算的依据。
铸造工艺设计主要内容是绘制铸造工艺图和铸件图。
１.铸造工艺图铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷 铁、保温衬板）等内容的图样。
（１）浇注位置的确定浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。
由于浇注时气体、熔渣、砂粒等杂质会上浮，使铸件上部易出现气孔、夹渣、夹砂等缺陷，而铸件下部质量较好。
确定浇注位置应遵循“三下一上”的原则。
１）主要工作面和重要面应朝下或置于侧壁。
床身的导轨面要求组织致密，耐磨，所以导轨面朝下是合理的。
气缸套要求质量均匀一致，浇注时应使其圆周表面处于侧壁２）宽大平面朝下大平面长时间受到金属液的烘烤容易掉砂，在平面上易产生夹砂、砂眼、气孔等缺陷，故铸件的大平面应尽量朝下，如划线平台的平面应朝下。
３）薄壁面朝下铸件薄壁处铸型型腔窄，冷速快，充型能力差，容易出现浇不到和冷隔的缺陷。
如电机端盖薄壁部位朝下，避免冷隔、浇不到等缺陷。
４）厚壁朝上将厚大部分放于上部，可使金属液按自下而上的顺序凝固，在最后凝固部分便于采用冒口补缩，以防止缩孔的产生。
如将缸头的较厚部位置于顶部，便于设置冒口补缩。
１）尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中，以避免错型而造成尺寸偏差。
如左图所示：(a)不合理，铸件分别处于两个砂箱中。
(b)合理，铸件处于同一个砂箱中，既便于合型，又可避免错型。
２）尽可能使分型面为一平面。
如左图所示：(a)若采用俯视图弯曲对称面作为分型面，则需要采用挖砂或假箱造型，使铸造工艺复杂化。
(b)起重臂按图中所示分型面为一平面，可用分模造型、起模方便。
《砂型铸造工艺及工装》课程设计说明书
《砂型铸造工艺及工装》课程设计说明书目录1绪言················································2铸造工艺设计···············2.1铸件结构的铸造工艺性·········2. 2铸造工艺方案的确定·················2.3参数的选择工艺2. 4砂芯设计2. 5浇注系统设计·············3铸造的工艺装备设计······3. 1模样设计·······3. 2模底板的设计·······················3. 3模样在模底板上的装配············4结束语·······参考文献1绪言我本次课程设计的任务是对灰铸铁支承座进行铸造工艺及工装设计｡灰铸铁具有良好的铸造性能良好的减振性､良好的耐磨性能良好的切削加工性能､低的缺口敏感性｡灰铸铁的抗拉强度､塑性和韧性远低于钢,力学性能较差,但抗压强度与钢相当｡铸造是指将液态合金注入铸型中使其冷却､凝固,并进行后处理,最终成为金属制品的一种生产方法｡铸件的生产过程,也就是从零件图开始,一直到铸件成品检验合格入库为止,要经过很多道工序,铸件的生产过程称为铸造生产工艺过程｡本次设计采用砂型铸造,其最大优点就是生产成本低,为机械制造行业中广泛应用的毛坯生产工艺方法｡在砂型铸造的过程中,考虑到铸件的结构,生产条件以及加工批量等因素,要对铸件工艺的设计作全面分析,为避免铸件的缺陷,我们要根据标准选择合理的工艺设计方法｡由于每个铸件的生产任务和要求不同,生产条件不同,因此铸造工艺及工装设计的内容也不同｡一般情况下,铸造工艺设计包括以下几种技术文件:铸造工艺图,铸造工艺卡,铸型装配图,铸件图,模样图,‘芯盒图,砂箱图,模板图｡铸造工艺及工装设计的过程如下:(1)对零件图纸进行审查和进行铸造工艺性分析(2)选择铸造方法,确定铸造工艺方法(3)绘制铸造工艺图(4)绘制铸件图(5)绘制铸型装配图(6)绘制各种铸造工艺装配图工装图要以铸造工艺图为主要设计依据｡2铸造工艺设计2. 1铸件结构的铸造工艺性生产铸件,不仅需要采用先进的合理的铸造工艺和设备,而且还要使零件结构本身符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质,简化铸造工艺过程和降低成本｡这种对于铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性,称为铸件的“铸造工艺性’,它和铸造合金的种类,产量的多少,铸造方法和生产条件等有密切的关系｡2. 1 .1审查铸件结构(一)铸件应有合适的壁厚避免浇不到､冷隔等缺陷,铸件不应太薄｡本次设计的铸件材料为HT200,最大尺寸为194 X 155mm｡查表得,铸件尺寸在200 X 200mm以下时,灰铸铁最小允许壁厚为x-6mm,铸件最小壁厚满足情况｡从合金的结晶特点可知,随着壁厚的增加,中心部分的晶粒变粗大,常出现缩孔､缩松等缺陷,导致力学性能降低｡表2-1指出,随着壁厚的增加,灰铸铁件的相对强度不断的降低｡表2-1 壁厚与灰铸铁相对强度的关系所以铸件也不应设计得太厚,各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑,铸件最大壁厚不满足情况,但由于铸型刚度要求较低,所以设计可行｡(二)铸件有最小铸出孔最小铸出孔的尺寸和铸件的生产批量､合金种类､铸件大小､孔处铸件壁厚､孔的长度以及孔的直径有关｡1.加工圆孔表2-2灰铸铁铸件的最小铸出孔(mm)<50mm,零件上的加工孔直径均小于30mm,所以均不用铸出｡2.不加工孔一般情况下应尽量铸出｡但是孔径<30毫米(小批生产),或孔的长度和孔的直径之比大于4时,则不便铸出｡本设计中有一个可切削出来的的孔槽,因槽深度只有6mm,不用铸造出来｡工艺图上有说明｡(三)铸件结构不应造成严重的收缩阻碍注意壁厚过渡和圆角两壁交接若呈直角形,翔形成热节,铸件收缩时阻力较大,在此处经常出现热裂｡铸件薄､厚壁的相接､拐弯､等厚度的壁与壁的各种交接,都应采用逐渐过渡和转变的形式,使用较大的圆角相连接,避免因应力集中导致裂纹缺陷｡铸件有一处两壁成直角交接,该用圆角过渡,如工艺图所示.其余地方成直角相接的两壁,薄､厚壁相接都用圆角过渡,满足情况｡(四)铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等,散热条件较差,应薄于外壁,以使内壁､外壁能均匀的冷却,减轻内应力和防止裂纹｡此铸件没有内壁和肋,不予考虑｡(五)壁厚力求均匀,减少肥厚部分,防止形成热节薄厚不均的铸件在冷却过程中会形成较大的内应力,在热节处易于造成缩孔､缩松和热裂纹,因此应取消那些不必要的厚大部分｡因零件的结构要求不可改变铸件的内外壁形状,不能达到厚度均匀,铸件各个部分不同壁厚的连接采用的是逐渐过渡｡(六)利于补缩和实现顺序凝固对于铸钢等体收缩大的合金铸件,易于形成收缩缺陷,应仔细审查零件结构实现顺序凝固的可能性｡但是此次设计的灰铸铁的结晶范围窄,更接近于层状凝固｡凝固时的膨胀和液态收缩趋于相互补偿,补缩效果好,铸件品质良好｡(七)防止铸件翘曲变形某些壁厚均匀的细长形铸件､较大的平板形铸件及壁厚不均的长形箱体,会产生翘曲变形｡主要原因是结构刚度差,铸件各面冷却条件的差别引起的内应力,或者是壁厚相差悬殊,冷却过程中引起较大的内应力,造成铸件变形｡本次设计的铸件结构不会翘曲变形｡(八)避免浇注位置上有水平的大平面结构在浇注时,如果型腔内有较大的水平面存在,当金属液上升到该位置时,由于断面突然扩大,金属液面上升速度变得非常小,灼热的金属液面较长时间地､近距离烘烤顶面型壁,极易造成夹砂､渣孔､砂孔或浇不到等缺陷｡应尽可能把水平壁改进为稍带倾斜的壁或曲面壁｡本次设计的浇注位置上无水平大平面,符合条件,见工艺图｡2.1.2从简化铸造工艺方面改进零件结构(一)改进妨碍起模的凸台､凸缘和肋板的结构铸件侧壁上的凸台(搭子)､凸缘和肋板等常妨碍起模,为此,机器造型中不得不增加砂芯｡设计中由于分型面横切肋的最大截面和铸件的形状特点,不存在妨碍起模的问题｡(二)取消铸件外表侧凹铸件外侧壁上有凹入部分必然妨碍起模,需要增加砂芯才能形成铸件形状｡常可稍加改进,即可避免凹入部分｡但由于此铸件结构不能改变,因此工艺图上必须设计1#砂芯｡(三)改进铸件内腔结构以减少砂芯铸件内腔的肋条,凸台和凸缘的结构欠妥,常是造成砂芯多､工艺复杂的重要原因｡改进后需简化工艺､工装设计,降低铸件成本｡本次设计的铸件内腔无复杂形状,无需改进｡(四)减少和简化分型面若铸件必须采用不平分型面,增加了制造模样和模板的工作量,尽量改进用一平直的分割面进行造型｡铸件平面分型,所容易选择地分型面位置如图所示,上下型形状相同｡(五)有利于砂芯的固定和排气工艺图上的2#砂芯,原本是一个水平轴孔砂芯和一个悬臂式砂芯,悬臂砂芯需用芯撑固定,改进后,悬臂砂芯和轴孔砂芯,连成一体,变成一个砂芯,取消了芯撑｡(六)减少清理铸件的工作量铸件清理包括:消除表面粘砂､内部残留砂芯,上除浇注系统､冒口和飞翅等操作｡这些操作劳动量大且环境恶劣,铸件结构设计应注意减轻清理的工作量｡(七)简化模具的制造单件､小批生产中,模样和芯盒的费用占铸件成本的很大比例｡为节约模具制造工时和材料,铸件应设计成规则的､容易加工的形状｡这次设计的铸件形状易加工,无需改变其形状｡(八)大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造有些大而复杂的铸件可考虑分成几个简单的铸件,铸造后再用焊接方法或用螺栓将其连接起来｡一些很小的零件,如小轴套等,常可把许多小件毛坯连接成为一个较长的大铸件,这种方法称为联合铸造｡这次设计的铸件为小铸件,但是也无需联合铸造｡2. 2铸造工艺方案的确定铸造工艺方案概括地说明了铸件生产的基本过程和方法,包括造型和造芯方法､铸型类型､浇注位置和分型面等的方案确定｡确定合理而先进的铸造工艺方案,对获得优质铸件,简化工艺过程,提高生产率,改善劳动条件,以及降低生产成本等起着决定性的作用｡2. 2. 1造型､造芯方法及铸型种类砂型铸造不受零件形状､大小及其复杂程度的限制,原材料来源广,见效快､成本低｡(一)造型和造芯方法及其选择选择铸造方法时应该根据铸件的结构特点､合金种类､铸件的生产批量和数量､铸件的尺寸精度及其车间的生产条件等进行｡虽然手工造型和造芯所使用的工艺装备简单,灵活多样,适用性强,对小批量或成批量以及形状复杂的铸件有着广泛的用途,但是他的生产率低,铸造出来的铸件不易稳定,所以此次设计采用机器造型和造芯,从而提高效率保证铸造的要求,适用于成批或大批量生产中｡在本次设计过程中,造型采用砂型造型,砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料,制作铸型的传统铸造工艺｡砂型铸造的适应性很广,小件､大件,简单件､复杂件,单件､大批量都可采用｡砂型比金属型耐火度更高,但是砂型铸造也有一些不足之处:每个砂质铸型只能浇注一次,获得铸件后铸型即损坏,必须重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;又因为砂的整体性质软而多孔,所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低,表面也较粗糙｡(二)铸型的选择砂型铸造常用的铸型有干型,表面干燥型,湿型,自硬型和铁模复砂型｡其中干型,表面干燥型,自硬型可适用于很多铸件,但一般用于中大型铸件｡在本次设计中,结合铸件的尺寸分析,属于中小型铸件,采用的铸型为湿型｡其特点为铸型不烘干,优点是成本低,生产率高,劳动条件得到改善易于实现机械化自动化｡但是铸型水分多､强度低,易产生呛火､夹砂､气孔､冲砂､粘砂､涨箱等铸造缺陷｡主要应用于单件､成批和大量生产的中小件,机械化,自动化的流水线生产中｡在一般情况下,中小型铸件应尽可能的选用湿型,因为大批大量机械化的流水线生产中不可能采取干型,所以此次设计采用湿型｡2.2.2浇注位置和分型面的确定浇注位置是指浇注时铸件所处的位置,分型面是指两半个铸型相互接触的表面｡一般先从保证铸件的质量出发来确定浇注位置,然后从工艺操作方便出发确定分型面｡一些质量要求不高或者外形复杂,生产批量又不大,为了简化工艺操作,也可以优先考虑分型面｡铸件浇注位置要符合铸件的凝固方式,保证铸型的充填,注意以下几个原则:(1)一般情况下铸件浇注位置的上面比下面缺陷多,所以应将铸件的重要加工面或者主要受力使用面等要求较高的部位放在下面,若有困难则可放在侧面或斜面｡(2)浇注位置的选择应有利于铸型的充填和型腔中气体的排除,所以,薄壁铸件应将大的平面放在下面或者侧立､倾斜,以防出现浇不足和冷隔等缺陷｡(3)当铸件壁厚不均,需要补缩时,应从顺序凝固的原则出发,将厚大部分放在上面或者侧面,以便于安放冒口和冷铁｡对于收缩较小的灰铸铁件,当壁厚差别不大时,也可以将厚部分放在下面靠自身上部的铁水补缩而不用冒口(4)确定浇注位置时应尽量减少砂芯的数量,同时有利于砂芯的定位､稳定､排气和检验方便｡因此,较大的砂芯应尽可能使芯头朝下,尽可能避免砂芯吊在上箱或仅靠芯撑来固定｡可采用多个铸件共用一个砂芯｡根据以上的浇注位置的选择原则,设计的铸件的浇注位置选在铸件的侧面,如工艺图所表示的位置｡分型面确立的基本原则是:(1)为了起模方便,分型面一般选在铸件的最大截面处,但是注意不要使模样在一箱内过高｡(2)尽量将铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面放在同一个砂箱内,而且尽可能放在下箱｡以保证铸件尺寸的精确,减少铸件的飞边毛刺｡(3)为简化操作过程,保证铸件尺寸精度应尽量减少分型面的数目,减少活块的数目｡(4)为了便于生产,减少制造工艺装备的费用,分型面应尽量采用平直面｡(5)分型面的选择应尽量减少砂芯的数目｡(6)分型面的确定尽可能考虑到内浇口的引入位置,并使合箱后与浇注位置一致,以避免盒箱后再翻动铸型｡综合上述,在本次设计中,铸件是对称的结构,对称的部分也方便取模,若是在最大截面分型铸件不易取出,将分型面选在对称面处,将整体均分放入上下箱,如工艺图所示｡2. 2. 3砂箱中铸件数目的确定当铸件的造型方法､浇注位置和分型面确定后,应当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97mm,长约202mm,宽约163mm,重约13. 47Kg｡这里选用一箱一件,根据本铸件分型面的确定,可以先确定下箱的尺寸｡根据铸件重量在11-}-25kg时,查得模型的最小吃砂量a=30mm,h=50mm, c=60mm, d或e=50mm, f=30mm, g=30mm,先确定下箱的尺寸,再根据表格我们可以选择标准的砂箱｡选用Z145A顶杆式起模的震实式造型机,砂箱最大内尺寸为500mm X 400mm X 300mm｡根据本铸件的大概尺寸,在本次设计中采用一箱一件,因为浇注系统位于上箱,所以上砂箱的高度我们还要考虑到浇注系统才可以确定｡2. 3参数的选择工艺铸件的工艺设计,除了根据铸件的特点和具体的生产条件正确地选择铸造方法和确定铸造工艺方案以外,还应该正确地选择合适的工艺参数｡2. 3. 1铸造收缩率的确定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)在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｡在本次工装设计中模样材料为铸铝,铸造收缩率选为1%｡而灰铸铁的结晶范围窄,更接近于层状凝固,凝固时的膨胀和液态收缩趋于相互补偿,所以铸造工艺设计时可不考虑灰铸铁的收缩给尺寸带来的影响｡2. 3. 2机械加工余量的确定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｡表2-3 二级精度灰铸铁件机械加工余量(mm)查表得,顶面加工余量为5mm,底､侧面为4mm｡2. 3. 3拔模斜度的确定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｡如果零件本身没有设计出相应的结构斜度时,就要在铸型工艺设计时给出拔模斜度｡拔模斜度的大小应根据模样的高度,模样的尺寸和表面光洁度以及造型方法来确定,见表2-4表2-4 拔模斜度金属模测量高度在20- 50mm,a=0.5-1.2mm,α=0°45′-2°;测量高度在x-100mm, a=1.0一1. 5mm,a =0°45′-1°｡2. 4砂芯设计砂芯主要用于形成铸件的内腔和孔,影响铸件的质量,铸造工艺过程和铸造工艺装备｡一个铸件所需要的砂芯数量,主要取决于铸件的结构和铸造工艺方案｡在满足砂芯支撑稳固､定位准确和排气通畅的情况下,芯头的数量越少越好,本铸件决定使用2个砂芯｡芯头是砂芯的重要组成部分,其作用一般为定位､支撑和排气｡定位主要是通过芯头与芯座的配合,便于将砂芯准确的安放在砂型中;支撑主要是砂芯通过芯头支撑在铸型中,保证砂芯在它本身的重力和金属液的浮力作用下位置不变;排气主要是在浇注凝固过程中,保证砂芯中产生的大量气体能够及时的从芯头排出铸型｡一个砂芯的芯头能否满足这三方面的要求,主要是由芯头的形式､个数､形状和尺寸决定的｡根据芯头在砂型中的位置,可分为垂直芯头和水平芯头｡考虑铸件结构将砂芯设计为两个,砂芯1#和2#配合在一起,砂芯2#为铸件内的水平大砂芯,砂芯1#为悬臂砂芯｡表2-5 水平芯头的长度(mm)2#最长两端,芯头长40mm,短端芯头长30mm, 1#为悬臂砂芯,另外查得芯头长30~40mm.在大量的生产中,为了加速下芯合箱及保证铸件质量,在芯头的模样上常常做出压环､防压环和集砂槽｡压环用来阻止金属液钻进砂芯的通气道;防压环用来防止芯头压坏芯座的边缘后,散砂落入型肿:集砂槽用于存放散落的砂粒｡表2一6 压环､防压环和集砂槽的尺寸(mm)芯头横截面的尺寸,一般决定于铸件相应部位孔眼的尺寸,为了便于下芯合箱,芯头应有一定的斜度,芯头和芯座之间应留一定的间隙｡表2-7 芯头斜度经查表得下芯头的斜度为1°30',芯头与芯座的间隙为0. 5mm｡本次设计过程中砂芯1#和2#芯头的尺寸较小,作用在芯头上的重力和浮力不大,因此不必验算芯头的尺寸｡2. 5浇注系统设计芯头浇注系统是砂芯中引导液态合金流入型腔的通道｡生产中常常因浇注系统设计安排不合理,造成砂眼､夹砂､气孔､粘砂､缩孔､缩松､浇不足､变形､裂纹､偏析等缺陷｡浇注系统与获得优质铸件,提高生产效率和降低铸件成本的关系是密不可分的｡常用的浇注系统大多由浇口杯､直浇道､横浇道､内浇道等部分组成｡2. 5. 1浇注系统的类型选择表2-8浇注系统各组元选择浇注系统分为开放式,封闭式,半封闭式,封闭一开放式几种类型,考虑本铸件采用湿型铸造且铸件本身较小的特点,以及浇注系统各组元的断面比关系,内浇道对铸件型腔的引注高度,浇道的结构等,选择封闭式浇注系统,断面F直>F横>F内｡浇注开始时液态合金很快充满浇注系统,铸件成品率高,撇渣能力较强,浇注初期也有一定的撇渣能力｡2. 5. 2浇注系统断面尺寸的确定(1)水力学近似计算公式: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:F内=G/(μ×t×0. 31 √Hp) ( cm2)式中:F内—内浇道总断面积(cm2);G—流经内浇道的液态合金重量(Kg );μ—流量总耗损系数;t—浇注时间(s);Hp—平均静压力头(cm).(2)液态合金重量:灰铸铁的密度为7. 8kg/cm3,算出铸件的质量为12.47kg,加上浇注系统中金属液的损耗,铸件G=12.47kg X (1+20% ) =14.965kg.(3)浇注时间t:G==14.965kg,铸件壁厚在8-15mm,系数S取2. 2 ｡t=S G=8. 51s(4)流量系数μ:a =0. 5(铸型阻力小)按表修正:有两个内浇道,阻力加大,μ值取0. 05.得μ=0. 5-0. 05=0. 45｡确定平均压头Hp:中间注入,p=c/2, c=194cm.由Hp=H0-p2/2c=Ho-c/8, Ho=H M+c/2>Ltan a +c/2其中,L=200mm,铸件壁厚在8 ~15mm,压力角α=9°~10°,取10°,得H0>131mm,取H0=150mm,H0为上砂箱高度｡得Hp=12.6cm, H M= 53mm｡F内=14.965/(0. 45 X 8. 51X 0. 31 X √12.6) =3. 55cm2｡设置两个内浇道,则每个内浇道截面积为1. 78cm2｡查表得选择II型内浇道,取F内=1.8cm2｡则内浇道总截面积为3.6 cm2截面尺寸:A=16mm, B=12mm, C=13mm由封闭式系统各组元的断面比为:F内: F横: F直=1: 1. 1: 1. 15｡则F横=3. 96cm2,查表得选择II型横浇道,取F横=4cm2截面尺寸:A=30mm, B=18mm, R=13mmF直= 4.14cm2,圆形截面,查表可得,直浇道下部最小直径为25mm｡查表得,浇口杯尺寸:D1=66mm, D2=62mm, h=50mm.-.(6)核算最小剩余压头HMH M=-上砂箱的高度,直浇道中心到铸件最高最远点距离L=200mm,若压力角α=10°,我们只需要H M大于35.3mm即可,这样进行浇铸,就能得到轮廓清晰的完整铸件｡考虑到浇注系统的高度,我们取上箱高度为150mm,即上箱的尺寸为500x400x150mm｡2.5.3冒口的设计常见的铸造缺陷如缩孔､缩松､裂纹等都与铸件的凝固和收缩有关,在铸件的厚实部位常设置冒口,并按顺序凝固原则使冒口最后凝固｡灰铸铁的结晶范围窄,更接近于层状凝固｡凝固时的膨胀和液态收缩趋于相互补偿｡故灰铸铁件补缩所需要的铁水的量少,铸型刚度要求较低,一般灰铸铁件可不设置冒口｡3铸造的工艺装备设计3. 1模样设计本次设计的是下模样｡本设什中来用就是金属模样,选ZL102铸造铝合金,其收缩率为1%模样结构的设计过程如下:1)模样尺寸的确定模样的尺寸=铸件尺寸X (1+K);式中,K为铸件收缩率｡计算得模样外尺寸:A=273.1mm, B=256.1mm, H=98.0mm｡对于芯头及冒口尺寸按原工艺图计算｡因模样壁厚为8mm,查表得模样非工作面圆角半径为3mm｡2)模样的壁厚和加强筋模样平均轮尺寸(A+B) /2=(273.1+256.1)/2mm=246.6mm<500mm,查表得,铝合金模样壁厚8mm｡模样加强筋取知道分型面上的筋,一般将加强筋的厚度设计为模样壁厚8mm,查表加强筋下端厚度为6mm,铸造圆角为5mm｡因模样形状属于非圆形截面,加强筋的布置属II类,根据(A+B) /2在250-500mm, A/B=273.1/256.1=1.1,查得,a=140mm, b=175mm因为a>A/2, b>B/2,则仅在模样长度和宽度中心轴上设有交叉十字形加强筋｡模样高度98. 0mm< 100mm,查得筋的斜度取1°30'｡3)模样类型的选择本次设计采用机器造型用金属单面模样｡4)模样技术要求模样表面光洁度:模样工作表面为▽6,模样分型面为▽4,模样定位销孔为▽6~▽7｡模样装配凸耳采用外凸耳｡3. 2模底板的设计本次设计的是下模板,单面模板采取的是顶杆式,模底板材料决定为灰铸铁｡本次设计选用的Z145A造型机为可调节顶杆式起模的镇压式造型机,顶杆起模行程为150mm｡Z145A 造型机砂箱最大内形尺寸为500 X 400mm ｡模样外尺寸:A=273.1mm, B=256.1mm,H=98.0mm｡根据铸件重量在11~25kg,查得模型的最小吃砂a=30mm,b=50mm,c=60mm,d=50mm,H=98. 0mm｡砂箱最大尺寸适合,且其内只能放一个模样,砂箱高度>98.0mm+60mm=158mm.造型选用的砂箱尺寸500 X 400 X 180mm｡材料为铸铁｡砂箱平均尺寸<500mm,高度<200mm,查表得b=18mm｡其配合的模底板尺寸:A0=A+2b=536mm,B0=B+2b=436mm 模底板的材料为铸铁,高度在80~150mm,取90mm,小于顶杆的起模行程｡加强筋的距离由模板的平均轮廓尺寸决定,查表为K=300mm,K1=250mm.因模底板尺寸A0= 536mm,B0=436mm,所以在模底板上将加强筋布置成工装图上所示｡表3-1 壁厚和加强筋(单位:mm)模底板定位销孔中心距应根据所配用砂箱销套的中心距C来确定,用同一钻模钻出｡表3-2(单位:mm )本设计中选用直径20mm的定位销｡M的值取75mm,则C=A+2M=600+2 X 75=750mm｡模底板与砂箱之间常常用定位销和销套定位,此处只设计定位销｡在造型过程中为使砂箱不被卡死常。
铸造工艺课程设计 说明书
铸造工艺课程设计说明书目录1 前言 (3)1.1本设计的意义 (3)1.1.1 本设计的目的 (3)1.1.2 本设计的意义 (3)1.2本设计的技术要求 (4)1.3本课题的发展现状 (4)1.4本领域存在的问题 (4)1.5本设计的指导思想 (5)1.6本设计拟解决的关键问题 (5)2 设计方案 (5)2.1零件的材质分析 (6)2.2支座工艺设计的内容和要求 (7)2.3造型造芯方法的选择 (9)2.4浇注位置的选择与分型面的选择 (9)2.4.1 浇注位置的选择 (9)2.4.2 分型面的确定 (11)2.4.3 砂箱中铸件数目的确定 (13)3 设计说明 (14)3.1工艺设计参数确定 (14)3.1.1 最小铸出的孔和槽 (14)3.1.2 铸件的尺寸公差 (15)3.1.3 机械加工余量 (16)3.2铸造收缩率 (16)3.2.1 起模斜度 (17)3.2.2 浇注温度和冷却时间 (18)3.3砂芯设计 (18)3.3.1芯头的设计 (19)3.3.2 砂芯的定位结构 (19)3.3.3 芯骨设计 (20)3.3.4 砂芯的排气 (20)3.4浇注系统及冒口，冷铁，出气孔的设计 (20)3.4.1 浇注系统的类型和应用范围 (20)3.4.2 确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 (20)3.5决定直浇道的位置和高度 (21)3.5.1计算内浇道截面积 (21)3.5.2计算横浇道截面积 (22)3.5.3计算直浇道截面积 (23)3.5.4 冒口的设计 (23)4 铸造工艺装备设计 (24)4.1模样的设计 (24)4.1.1 模样材料的选用 (24)4.1.2 金属模样尺寸的确定 (25)4.1.3 壁厚与加强筋的设计 (25)4.1.4 金属模样的技术要求 (25)4.1.5 金属模样的生产方法 (25)4.2模板的设计 (25)4.2.1 模底板材料的选用 (26)4.2.2 模底板尺寸确定 (26)4.2.3 模底板与砂箱的定位 (26)4.3芯盒的设计 (26)4.3.1 芯盒的类型和材质 (26)4.3.2 芯盒的结构设计 (26)4.4砂箱的设计 (26)4.4.1 砂箱的材质及尺寸 (26)5 结论........................................................................................................ 错误!未定义书签。
《砂型铸造工艺设计》
整理课件
4、内浇道与铸件型腔连接位置的选择原则
• ①应使内浇道中的金属液畅通无阻地进入型腔，不正面 冲击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分。
• ②内浇道不应妨碍铸件收缩。如图4—16所示的圆环铸 件，其四个内浇道做成曲线形状，就不会阻碍铸件向中心 的收缩，避免了铸件的变形和裂纹。
• ③内浇道尽量不开设在铸件的重要部位。因内浇道附近 易局部过热而造成铸件晶粒粗大，并可能出现疏松，进而 影响铸件品质。
整理课件
(2) 分型面(中间)注入式浇注系统
内浇道开设在分型面上
优点：内浇道开设在分型面上，能方便地按需要进行布置， 有利于控制金属液的流量分布和铸型热量的分布。
应用：应用普遍，适用于中等质量、高度和壁厚的铸件。
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(3) 底注式浇注系统
内浇道开设在型腔底部
优点：金属液充型平稳，避免了金属液冲击型芯、飞溅和 氧化及由此引起的铸件缺陷；型内气体易于逐渐排出，整 个浇注系统充满较快，利于横浇道撇渣。 缺点：型腔底部金属液温度较高，而上部液面温度较低， 不利于冒口的补缩。
30～50 50
注： 若孔很深，孔径很小，一般不铸出； 不加工的特形孔，原则上应铸出； 非铁金属铸件上的孔，应尽量铸出。
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2．起模斜度
在造型和造芯时，为了顺利起模而不致损坏砂型和 砂芯，应该在模样或芯盒的起模方向上带有一定的斜度， 这个斜度称为起模斜度。
若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工 艺设计时给出铸件的起模斜度。
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注：L－冒口的相对长度（相对延续率） 沿铸件长度方向各个冒口根部长度的总和与铸件被补缩 部分长度之比的百分数。
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第四节 液态成形工艺设计实例
砂型铸造课程设计
1前言1.1铸造工艺设计的概念铸铁件广泛的应用在装备制造业，冶金，建筑，农机，给排水以及国防工业各部门，如在机械制造业中，铸铁件所占比重约为机械重量的40%至80% 。
生产的铸件是多种多样的，质量有大有小，厚度可以薄到2mm，也可以达到500mm，可以是各种形状。
那么什么是铸造呢？铸造工艺设计又是怎么设计的呢？现代科学技术的发展，要求金属铸件具有高的力学性能、尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。
因此，铸件在生产之前，首先应进行铸造工艺设计，使铸件的整个工艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质高产的效果。
铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。
铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。
铸件的生产过程，也就是从零件图开始，一直到铸件成品检验合格入库为止，要经过很多道工序。
例如涉及到合金熔炼、造型、制芯材料的配制，工艺装备的准备，铸型的制造、合箱、浇注、落砂和清理等多方面工作。
人们把一个铸件的生产过程称为铸造生产工艺过程。
对于一个铸件，编制出铸造生产过程的技术文件就是铸造工艺设计。
这些技术文件必须结合工厂的具体条件，是在总结先进经验的基础上，以图形、文字和表格的形式对铸件的工艺生产过程加以科学的规定[1]。
它是生产的直接指导性文件，也是技术准备和生产管理、制定进度计划的依据。
1.2设计依据在进行铸造工艺设计前，设计者应掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件，这些是铸造工艺设计的基本依据。
此外，要求设计者有一定的生产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。
1.2.1生产任务1）铸造零件图样。
提供的图样必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。
设计者应仔细审查图样。
铸造工艺说明书
箱体的铸造工艺设计摘要随着社会的发展，机动车辆在生产和生活中的越来越广泛。
减速器是机动车辆中的重要部件，其箱体的结构及加工精度直接影响轮毂的正常工作，因此研究箱体的加工方法和工艺的编制是十分必要和有意义的。
本设计是对蜗轮蜗杆减速器箱体进行铸造毛坯工艺设计。
根据零件的使用条件、结构特点、生产批量，结合工厂现有设备等进行铸造工艺分析，确定了铸造方法、造型及造芯方法、凝固原则及浇注位置、分型面、砂箱中铸件数量、砂型数量等，完成了砂芯、浇注系统、冒口及冷铁、相关工装设备等设计。
关键字：砂型铸造，工艺分析，工艺设计，箱体目录前言................................................................. 错误！未定义书签。
第一章铸造工艺设计.. (4)§1.1 零件概述 (4)§1.1.1 零件信息 (4)§1.1.2 技术要求 (4)§1.2 铸造工艺方案的确定 (5)§1.2.1 造型、造芯方法及铸型种类的确定 (5)§1.2.2 浇注位置和分型面的确定 (5)§1.2.3 砂箱中铸件数目的确定......... 错误！未定义书签。
§1.3工艺参数的选择 (7)§1.3.1 铸造收缩率 (8)§1.3.2 机械加工余量 (8)§1.3.3 拔模斜度的确定 (8)§1.3.4 铸造圆角的确定 (8)§1.3.5 最小铸出口 (8)§1.4 浇注系统的设计 (8)§1.4.1 浇注系统的概述 (8)§1.4.2 浇注系统类型的选择 (9)§1.4.3 浇注系统的设计与计算 (10)§1.4.4 出气孔的设计 (10)§1.5 砂芯的设计 (11)§1.5.1 砂芯的概述 (11)§1.5.2 砂芯数量的确定 (11)§1.5.3 芯头的设计 (11)§1.5.4 壳芯的制备 ............................ 错误！未定义书签。
铸造工艺设计说明书
铸造工艺设计说明书一、铸造工艺设计的目的和意义铸造是将液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。
铸造工艺设计则是根据零件的结构特点、技术要求、生产批量等因素，确定铸造方法、铸型分型面、浇注系统、冒口和冷铁等工艺参数，以保证获得高质量的铸件，并提高生产效率、降低成本。
良好的铸造工艺设计具有重要意义。
首先，它能够保证铸件的质量，减少铸造缺陷的产生，如气孔、缩孔、夹渣等。
其次，合理的工艺设计可以提高生产效率，降低生产成本，缩短生产周期。
此外，还能为后续的机械加工提供良好的基础，减少加工余量，提高材料利用率。
二、零件分析1、零件结构对需要铸造的零件进行结构分析，包括形状、尺寸、壁厚均匀性等。
例如，形状复杂的零件可能需要采用复杂的分型面和浇注系统；壁厚不均匀的零件容易产生缩孔、缩松等缺陷，需要合理设置冒口和冷铁。
2、技术要求明确零件的技术要求，如材质、力学性能、表面质量等。
不同的材质和性能要求会影响铸造工艺的选择和参数的确定。
3、生产批量生产批量的大小直接影响铸造方法的选择。
大批量生产时，通常采用金属型铸造、压力铸造等高效率的铸造方法；小批量生产则多采用砂型铸造。
三、铸造方法的选择1、砂型铸造砂型铸造是应用最广泛的铸造方法，其优点是成本低、适应性强，可生产各种形状和尺寸的铸件。
但砂型铸造的生产效率较低，铸件的表面质量相对较差。
2、金属型铸造金属型铸造的生产效率高，铸件的精度和表面质量好，但模具成本高，适用于大批量生产形状简单、尺寸较小的铸件。
3、压力铸造压力铸造能生产出形状复杂、薄壁的高精度铸件，但设备投资大，主要用于生产大批量的有色金属铸件。
4、熔模铸造熔模铸造适用于生产形状复杂、精度要求高、难以机械加工的小型零件。
根据零件的结构、技术要求和生产批量，综合考虑选择合适的铸造方法。
四、铸型分型面的选择分型面的选择直接影响铸型的制造、造型操作的难易程度以及铸件的质量。
砂型铸造工艺设计
数字化转型
利用计算机技术实现铸 造过程的数字化控制， 提高生产效率和产品质
量。
环保节能
采用环保材料和节能技 术，降低铸造过程中的
能耗和污染排放。
智能化制造
结合物联网、大数据等 技术，实现铸造生产线 的智能化管理，提高生
产效率。
定制化生产
满足个性化需求，实现 定制化生产，提高产品 附加值和市场竞争力。
工艺流程
主要包括模具制作、型砂 配置、模具填充、金属浇 注、冷却和脱模等步骤。
砂型铸造工艺的重要性
应用广泛
砂型铸造工艺适用于各种 金属材料和复杂形状铸件 的生产，具有较高的灵活 性和适应性。
成本较低
砂型铸造工艺相对其他铸 造方法成本较低，能够降 低生产成本，提高经济效 益。
高效生产
砂型铸造工艺具有较高的 生产效率和规模化生产能 力，能够满足大规模生产 的需求。
砂型铸造工艺设计
contents
目录
• 引言 • 砂型铸造工艺流程 • 砂型铸造材料选择 • 砂型铸造工艺优化 • 砂型铸造工艺应用与发展
01 引言
砂型铸造工艺简介
01
02
03
定义
砂型铸造是一种使用砂型 模具进行金属铸件生产的 工艺。
历史
砂型铸造工艺起源于古代， 随着技术的发展不断改进， 至今仍广泛应用于工业生 产。
未来砂型铸造工艺展望
创新材料应用
探索新型铸造材料，提高产品 性能和降低成本。
智能检测与质量控制
利用先进检测技术实现铸造过 程的实时监控和质量控制。
绿色铸造
推动环保法规的实施，实现铸 造行业的绿色可持续发展。
国际化合作与交流
加强国际合作与交流，引进先 进技术和管理经验，提升我国
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设计说明书题目:砂型铸造压工艺及模具设计年级、专业:姓名:学号:指导教师:完成时间:目录第一章、简介 (5)1.1.我国铸造技术发展现状 (5)1.2.我国铸造未来发展趋势 (5)第二章、铸造工艺方案的确定 (6)2.1.产品的生产条件、结构及技术要求 (6)2.2.零件铸造工艺性 (6)2.3.造型，造芯方法的选择 (7)2.4.浇注位置的确定 (8)2.5.分型面的确定 (9)2.6.砂箱中铸件数量及排列方式确定 (9)第三章、铸造工艺参数及砂芯设计 (11)3.1.工艺设计参数确定 (11)3.1.1.铸件尺寸公差 (11)3.1.2.机械加工余量 (11)3.1.3.铸造收缩率 (12)3.1.4.起模斜度 (12)3.1.5.最小铸出孔和槽 (12)3.1.6.铸件在砂型内的冷却时间 (13)3.1.7.铸件重量公差 (13)3.1.8.工艺补正量 (13)3.1.9.分型负数 (13)3.2.砂芯设计 (13)3.2.1.芯头的设计 (15)3.2.2.砂芯的定位结构 (16)3.2.3.芯骨设计 (17)3.2.4.砂芯的排气 (17)第四章、浇注系统及冒口、出气孔等设计 (18)4.1.浇注系统的设计 (18)4.1.1.选择浇注系统类型 (18)4.1.2.确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 (18)4.1.3.决定直浇道的位置和高度 (19)4.1.4计算浇注时间并核算金属上升速度 (20)4.1.5.计算阻流截面积 (20)4.1.6.计算直浇道截面积 (20)4.1.7.浇口窝的设计 (21)4.2.冒口的设计 (22)4.3.出气孔的设计 (22)第五章、铸造工艺装备设计 (23)5.1.模样的设计 (23)5.1.1.模样材料的选用 (23)5.1.2.金属模样尺寸的确定 (23)5.1.3.壁厚与加强筋的设计 (23)5.1.4.金属模样的技术要求 (23)5.1.5.金属模样的生产方法 (24)5.2.模板的设计 (24)5.2.1.模底板材料的选用 (24)5.2.2.模底板尺寸确定 (24)5.2.3.模底板与砂箱的定位 (24)5.3.芯盒的设计 (25)5.3.1.芯盒的类型和材质 (25)5.3.2.芯盒的结构设计 (25)5.4.砂箱的设计 (25)5.4.1.砂箱的材质及尺寸 (25)5.4.2.砂箱型壁尺寸及圆角尺寸 (25)5.4.3.砂箱排气孔尺寸 (26)第六章、砂型铸造设备选用 (27)6.1.造型工部设备选用 (27)6.2.制芯工部设备选用 (27)6.3.溶化工部设备选用 (27)6.4.砂处理工部设备选用 (27)6.5.清理工部设备选用 (27)总结 (28)参考文献 (29)第一章、简介1.1.我国铸造技术发展现状尽管近年来我国铸造行业取得迅速的发展,但仍然存在许多问题。
第一,专业化程度不高,生产规模小。
我国每年每厂的平均生产量是815t,远远低于美国的4606t和日本的4878t。
第二,技术含量及附加值低。
我国高精度、高性能铸件比例比日本低约20个百分点。
第三,产学研结合不够紧密、铸造技术基础薄弱。
第四,管理水平不高,有些企业尽管引进了国外的先进的设备和技术,但却无法生产出高质量铸件,究其原因就是管理水平较低。
第五,材料损耗及能耗高污染严重。
中国铸铁件能耗比美国、日本高70%～120%。
第六,研发投入低、企业技术自主创新体系尚未形成。
1.2.我国铸造未来发展趋势自中国加入WTO以来,我国铸造行业面临机遇与挑战。
其未来发展将集中在以下几方面。
第一,鼓励企业重组发展专业化生产,包括铸件大型化和轻量化生产。
第二,加大科技投入切实推动自主创新,实现铸件的精确化生产和数字化铸造。
第三,培养专业人才加强职工技术培训。
第四,大力降低能耗抓好环境保护,实现清洁化铸造。
第二章、铸造工艺方案的确定2.1.产品的生产条件、结构及技术要求●产品生产性质——中批量生产●零件材质——HT20-40●零件的外型示意图如图2.1所示，外形轮廓尺寸为234×178×225mm，主要壁厚10-22mm，最大壁厚22mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。
图2.1.零件图2.2.零件铸造工艺性零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降低成本。
审查、分析应考虑如下几个方面：1.铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。
2.铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角，铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。
3.铸件内壁应薄于外壁，铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。
4.壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。
5.利于补缩和实现顺序凝固。
6.防止铸件翘曲变形。
7.避免浇注位置上有水平的大平面结构。
对于该产品的铸造工艺性审查、分析如下：产品轮廓尺寸为234×178×225mm。
砂型铸造条件下该轮廓尺寸允许的最小壁厚查《铸造工艺学》表3-2-1得：最小允许壁厚为6～8 mm。
而本次设计的产品的最小壁厚为10mm。
符合要求。
产品设计壁厚较为均匀，两壁相连初采用了加强肋，可以有效构成热节，不易产生热烈。
2.3.造型，造芯方法的选择产品轮廓尺寸为234×178×225mm，铸件尺寸较小，属于中型零件，且要大批量生产。
采用湿型粘土砂造型灵活性大，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，还可延长砂箱使用寿命。
因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模是合理的。
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。
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。
初步对本次设计产品的浇注位置的确定有：方案如图2.2图2.2 浇注位置确定方案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，合箱及检验综合以上原则，本设计中的方案合理，科学，可行。
2.5.分型面的确定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。
初步对产品图进行分型有：方案如图2.3：图2.3 分型面确定方案一而选择分型面时应注意一下原则：应使铸件全部或大部分置于同一半型内应尽量减少分型面的数目分型面应尽量选用平面便于下芯、合箱和检测不使砂箱过高受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度注意减轻铸件清理和机械加工量2.6.砂箱中铸件数量及排列方式确定产品单件质量约为16.5kg，因此看铸件为中小型简单件。
考虑到年产量不是很高，因此采用一箱一件结构，减少模具成本。
初步选取砂箱尺寸由《铸造实用手册》查表1.5-45得：上箱为500×400×357mm 下箱为500×400×347mm铸件在砂箱中排列最好放模具中心，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，基本确定铸件在砂箱内的位置。
第三章、铸造工艺参数及砂芯设计3.1.工艺设计参数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。
3.1.1.铸件尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许的极限尺寸之差。
在两个允许极限尺寸之内，铸件可满足机械加工，装配，和使用要求。
本次产品为砂型铸造机器造型中批量生产，由《铸造工艺设计》查表1-10得：尺寸公差为CT8～12级，取CT9级。
轮廓尺寸为234×178×225mmmm，由《铸造工艺设计》查表1-9得：尺寸公差数值为2mm。
3.1.2.机械加工余量机械加工余量是铸件为了保证其加工面尺寸和零件精度，应有加工余量，即在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度。
由《铸造工艺设计》查表1-13得：加工余量为E～G级，取G级。
轮廓尺寸为φ234×178×225mm，由《铸造工艺设计》查表1-12得：加工余量数值为2-2.25m，取2mm。
但在分型面及浇注系统设置中，不得已将重要加工面底面朝上放置，这样使其容易产生气孔、非金属夹杂物等缺陷，所以将采取适当加大加工余量的方法使其在加工后不出现缺陷。
将底面的加工余量调整为0.5mm，可以忽略不计。
3.1.3.铸造收缩率铸造收缩率又称铸件线收缩率，用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：ε=[（L1-L2）/L1]*100％ε—铸造收缩率L1—模样长度L2—铸件长度产品受阻收缩率由《铸造工艺设计》查表1-14得：受阻收缩率为0.9-0.95％。
3.1.4.起模斜度为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。
这个斜度，称为起模斜度。
起模斜度应在铸件上没有结构斜度的，垂直于分型面的表面上应用。
初步设计的起模斜度如下：外型模的边高357mm的起模斜度由《铸造工艺设计》查表1-15得：粘土砂造型外表面起模斜度为а=0°15＇,a=1.2mm3.1.5.最小铸出孔和槽零件上的孔、槽、台阶等，究竟是铸出来好还是靠机械加工出来好，这应该从品质及经济角度等方面考虑。
一般来说，较大的孔、槽等应该铸出来，以便节约金属和加工工时，同时还可以避免铸件局部过厚所造成热节，提高铸件质量。