铸造工艺设计说明书(1)

材料成型过程控制

院系：材料科学与工程学院

专业：材料成型与控制工程

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指导老师：

日期：2012.9.19至2012.10.15

目录

一、铸造工艺分析 (1)

二、砂芯设计 (3)

三、冒口设计 (5)

四、浇注系统的设计及计算 (7)

五、沙箱铸件数量的确定 (10)

六、参考数目、资料 (11)

图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。

材料为ZG25（主要元素含量：W C%=0.22~0.32%，W Mn%=0.5~0.8%，W Si%=0.2~0.45%）。

技术要求：①未标示的铸造圆角半径R=3~5。②未标铸造倾斜度按工厂规格H59~21。③铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。

图1

一、铸造工艺分析

1.确定铸型种类和造型、制芯方法

此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。

2.确定浇注位置和分型面

方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简单，不用翻箱操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补缩。容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。

方案2：将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。

综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。

图2 图3 铸件全部位于上箱，下表面为分型面

上

下

上

下

原料供应，芯砂的流动性好，硬化速度快，硬化温度范围较宽，热态砂芯强度和常温机械强度都很好，浇注后型芯的退让性能好，故选择呋喃树脂热芯盒射芯法造芯，

2. 确定砂芯的芯头个数、形状、尺寸、间隙和谐度

根据砂芯及型腔形状，确定芯头个数为1，芯头为自硬型，由表1—31查得：间隙S=1.0mm ，芯头高度为36mm ，芯头斜度由表1—33查得α=7°，a=5mm 。

砂芯主视图 砂芯俯视图

图4

3. 确定砂芯的捣砂、排气、定位及固定

砂芯形状简单，尺寸小，材料为自硬树脂砂，查表1—44得，利用扎排气孔法，分析砂芯与性强得砂芯不需要固定。

三、 冒口的设计及计算 1. 冒口设计计算

分析零件图，其上部分为厚大部位，冷凝过程中易出现缩孔、缩松等缺陷，所以需要设置冒口对其进行补缩。

冒口模数的估算：将零件形状简化成图5所示形状， 砂芯数量：

芯砂材料：呋喃树脂砂

热芯盒射砂制芯

芯头数量： 头h=36mm

芯头斜度：αa=5mm

资料《铸造工艺学》

砂芯排气：扎排气孔法

图5

六棱柱体积计算：S 1=

，V 1=S 1 1=3659 20=73180

圆柱的体积计算：S 2

=πX （

）

=14315 ，V2= S 2 2=14315X30=429450

V 总=S 1+S 2=73180+429450=502630

六棱柱侧面积S 侧1=

X20x6=4500 ，

圆柱侧面积 S 侧2=πdh 2=3.14X140X30=13188 S 总=S 侧+2 S 2+ S 1- S 1+ S 侧2=4600+2X14315+13188=46481

M C = 总

总

，Mr=1.2Mc=1.32cm

②确定体收缩率、冒口形状、尺寸、能补缩的最大铸件体积

铸件材料为ZG25，化学成分：Wc%=0.25,W Mn =0.8%，由表6——2得ξ=4.4%，

ξv=4.4+0.0585=4.5%，由表3—33查得d=65mm ，h=105mm ，V R =0.36L ，G R =2.5Kg ，Vc=0.8L ，G c =6.5Kg 。

冒口如图6所示：

图6

冒口模数：Mr=1.32cm 文献：《砂型铸造工艺及工装设计》《铸造工艺设计》

冒口尺寸：d=65mm h=105mm

公式： 内=

，L 为 钢水流动系数，ZG25的L=1.0 内=

=4.9

。 内浇道数量为2，所以内浇道截面积A 内=2.45 。

大批量生产生产小型铸钢件时多采用可充满式浇注系统，既有加强挡渣的能力，又减轻喷射，常采用浇注系统截面积比为： 内： 横： 直=1.0：0.9：1.2。

所以 内=4.9 ， 横=4.41 ， 直=5.29 。

4. 各组元尺寸、形状的确定

已知A 内=2.45 ，A 横=4.41 ，A 直=5.29 ，查表2—50得：

内浇道各部分a=25mm ，b=20mm ，c=13mm ，R=5mm ；横浇道各部分尺寸a=22mm ，b=18mm ，c=22mm ，R=5mm ；直浇道d 中=29mm ，d 上=33mm ，d 下=25mm 。 各部分剖面图如7所示

直浇道d 中 横浇道 内浇道

图

7

根据直浇道下端直径d 下=25，查表3—233得浇口杯各部位尺寸为D 1=66mm ，D 2=62mm ，h=50mm ，R=6mm 。如图8所示：

图8

=4.9

=4.41

=5.29

《册》