十字头铸造设计说明书

“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛参赛作品铸件名称：B件-十字头自编代码：ABSDJZ01 方案编号:目录摘要.......................................................................... 1..一、零件特点及工艺分析 ....................................................... 2.1.1零件整体分析............................................................2.1.2零件结构分析............................................................2.1.3技术要求.................................................................2.二、生产方式及条件 (3)2.1造型制芯方法选择........................................................3.2.2造型制芯设备.............................................................3.2.3型芯砂配方...............................................................3.2.4混砂工艺................................................................. 4.三、确定铸造工艺方案 (4)浇注位置和分型面的选择..................................................... 4.四、工艺参数选择 ............................................................ 5..4.1铸件尺寸公差............................................................5.4.2起模斜度................................................................ .6..4.3最小铸出孑L .................................................................................................. 6.4.4机械加工余量............................................................. 6.4.5收缩率.................................................................. 6..4.6分型负数................................................................. 6.五、砂芯设计 ................................................................. 6..5.1 1#和2#砂芯 ........................................................... 7.5.2 3#和4#砂芯 ........................................................... 8.5.3 5#和6#砂芯 ........................................................... 9.5.4下芯顺序................................................................ .9..5.5砂芯通气方式............................................................ 1.0六、浇注系统的设计计算 ...................................................... 1.06.1选择浇注系统设计类别 (10)6.2确定内浇道的位置、数量 (10)6.3确定直浇道的位置和高度................................................. 1.1 6.4计算浇注时间并核算金属液上升速度 (12)6.5计算阻流截面积A阻 (12)6.6确定浇口比并计算各组元截面积 (13)6.7浇口杯选择............................................................. 1.4七、冒口的设计计算 (15)7.1确定铸件关键模数Ms (15)7.2计算补缩液量........................................................... 1.6 7.3冒口颈的计算........................................................... 1.77.4核算工艺出品率..................................... 错误！未定义书签。

8八、模板设计计算 (19)8.1上模板 (19)8.2下模板 (22)九、砂箱设计 (24)9.1砂箱尺寸 (24)9.2砂箱具体设计 (24)9.3砂箱箱带 (24)十、合型过程 (25)十^一、总结 (27)参考书目 (28)摘要根据给定零件的结构特点及工艺要求，本次设计对工艺方案、造型制芯、砂芯、浇冒系统和砂箱进行了分析设计。

此设计方案努力作到理论联系实际，尽量作到操作简单，成本低廉，适宜批量化生产，符合现在铸造的发展趋势一一绿色铸造。

通过此次设计，对铸造工艺有更深入的了解，为以后工作积累的一部分经验。

虽然此次设计有些不足，请评委提出宝贵意见。

设计内容十字头工艺工装设计、零件特点及工艺分析图1十字头零件图1.1零件整体分析该十字头零件长1140mm,宽605mm,高250mm,壁厚40mm;对称分布；可以看做是半封闭的箱体，背面有4个空腔，两端各有一个①115mm的工艺孔；两翼翘起，且各有①70mm的工艺孔，同轴度要求高。

1.2零件结构分析1）零件结构设计合理，没有不能铸出部位。

2）两翼为关键部位，是关键受力部位，需要放于下箱3）零件有一大平面要放在下箱。

1.3技术要求1）材质：QT450。

说明长1140mm，宽605mm，高2）未铸圆角R8。

2.3型芯砂配方1） 原砂要求：①SiO2>97%:②pH 值v 7;③含泥量V 0.2%:④原砂含水量〉0.2% ;⑤粒度50/100;⑥原砂粒形系数〉1.3;⑦耗酸值〉 5;⑨微粉含量〉0.5%2） 再生砂的性能要求：①含泥量V 0.2%;②耗酸值〉5;③微粉含量〉0.5%3）型砂配方：采用90%的再生砂和10%的新砂。

采用呋喃U 型树脂，加I 型树脂入量占原砂质量的1.0%。

固化剂采用对甲苯磺酸，加入量随季节固化剂采用变动。

春秋季加入量占树脂的40%;夏季加入量占树脂的35% ;冬 对甲苯磺酸季加入量占树脂的45%。

偶联剂采用KH550，加入量占树脂的0.2%。

偶联剂采用4）芯砂配方：全部采用新砂。

采用呋喃U 型树脂，加入量占原砂质量的KH5501.2%。

固化剂采用对甲苯磺酸，加入量随季节变动。

春秋季加入量占树脂的40%;夏季加入量占树脂的 35%;冬季加入量占树脂的 45%。

偶联剂采用KH550，加入量占树脂的0.2%2.4混砂工艺树脂砂在树脂砂混砂机上进行混制，砂+催化剂+偶联剂型芯砂性能要求1） 型砂抗拉强度为0.8~1.0MPa 2） 芯砂抗拉强度为1.0~1.2MPa三、确定铸造工艺方案浇注位置和分型面的选择铸件尺寸较大，采用一箱一件浇注方案。

该铸件采用 QY450材料，可以利 用铸件凝固阶段的共晶体积膨胀来消除收缩缺陷，因此可不遵循顺序凝固条件获 得健全铸件。

根据对零件结构的工艺性分析，应将两翼部分和大平面置于下箱。

主要有两种分型方案，方案一曲面分型，方案二平直面分型。

如下图2：加入树脂混制40~45s出砂树脂：呋喃混制15s上方秦二T上方鑒一图2浇注位置和分型方案图1)曲面分型曲面分型优点: 万案一1) 利用曲面分型，减少砂芯数量;缺点:2)平面分型平面分型优点:缺点:2)3)关键部位位于下箱，确保铸件质量; 下芯操作简单；降低砂箱高度。

4)1)合型时为要保证精度，操作稍显复杂;2)中间空腔的下芯定位比较困难，需采用吊芯。

万案二1)铸件大部分位于下箱，铸件质量容易保证;2)合箱精度易于保证。

1) 砂芯数量多，且芯头定位困难;2)3)砂芯的芯盒较复杂；上模样只有四个分散的凸台，上模板的定位困难;4) I两翼需要通过下砂型和砂芯共同组合铸出，保证精度困难。

综上考虑，采用曲面分型较为优越。

同时结合平面分型的定位优点，将分型面设计为铸件部分为曲面分型，曲面分型的四周为平面。

四、工艺参数选择4・1铸件尺寸公差CT12 （给定要求）查阅《铸造手册》117页表3-60，球墨铸铁批量生产，公差范围为CT18-CT12，生产能达到要求。

4.2起模斜度查阅《铸造手册》126页表3-70,上模样的高度为130mm ，起模斜度取CT 12 0° 35';下模样的高度为20mm 起模斜度取1° 50'。

4.3最小铸出孔查阅《铸造手册》130页表3-77,铸件壁厚约40mm,最小铸出孔为35mm ,但考虑到分型面将 ①50mm 孔分为两部分，由于定位合型困难，故不铸出。

4.4机械加工余量查阅《铸造手册》122页表3-66,机械加工余量等级为 E~G ，铸件最大尺寸为1140mm ,查阅《铸造手册》122页表3-65，均采用RMA=5mmRMA =5mm4.5收缩率查阅《铸造手册》123页表3-67,铁素体球墨铸铁线收缩率为 0.8~1.2%,（自由收缩）暂取为1.0%，经过试生产以后，测试确定出收缩率。

收缩率1.0%4.6分型负数查阅《铸造手册》136页表3-85,砂箱低于1000mm,干型，分型负数 为2mm ；模样不对称分布，取在上模样上。