铸造工艺设计说明书

图1
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主要结论
文字说明、简图与计算步骤
与参考资料
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。
2
V 总=S1+S2=73180+429450=502630 mm3
冒口模பைடு நூலகம்：
六棱柱侧面积 S 侧 1= 2 X20x6=4500mm ， 圆柱侧面积 S 侧 2=π dh2=3.14X140X30=13188mm2 S 总=S 侧+2 S2+ S1- S1+ S 侧 2=4600+2X14315+13188=46481mm2
与参考资料
铸 造 收 缩 率：1.5%
机 加 工 余 量：3mm
文献： 《铸造 工艺设计》
公差数值：3
拔模斜度： α=1°1′ a=0.8mm
二、
砂芯设计
1. 确定砂芯数量和每一砂芯形状、尺寸，砂芯种类及制芯方法、下芯次序 根据零件图，可知只需使用一个砂芯即可满足，砂芯结构简单，属于中小型，砂芯的形状及 尺寸如图 4 所示。呋喃—1 型树脂砂热芯盒制芯工艺，是一种能解决
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文字说明、简图与计算步骤 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 ： WC%=0.22~0.32% ， WMn%=0.5~0.8% ，
主要结论 与参考资料
WSi%=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。
主要结论 与参考资料
1. 浇注系统类型选择 本铸件为铸钢件，且质量要求较为严格，不允许表面有夹砂、粘砂等缺陷， 设计时应考虑浇注系统有较好的挡渣能力。 开放式浇注系统，金属液进入型腔时金属液流动速度小，充型平稳，对型壁 冲刷力小，金属氧化轻，适合铸钢件浇注。 底注式浇注系统，内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳，可避免金属 液发生飞溅、氧化及由此产生的铸件缺陷，无论交道口比值多大，横浇道基 本上都是被充满的，有利于阻渣，也弥补了开放式浇注系统挡渣能力不足的 缺点。同时，型腔内的气体容易顺序排除，避免产生气孔等缺陷。综合以上 各方面考虑，采用开放式——底注式浇注系统。 2. 确定内浇道的数量和引入位置 分析零件图，可设置两个关于中心线对称的内浇道。采用底注式浇注系统， 引入位置在铸件底部，具体详情参照铸件工艺图。 3. 各组元断面截面积计算 根据《铸造工艺学》得知，大批量生产小型铸钢件时，常采用转包浇注。 估算铸件体积 ：V 铸件=π R h2=π ×
G 11.8
浇注时间： t=3.43 s
《砂型铸造 工艺及工装 设计》
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文字说明、简图与计算步骤 公式： A内=tkl ，L 为 钢水流动系数，ZG25 的 L=1.0 A内=tkl = 3.4×0.7×1.0=4.9cm2 。 内浇道数量为 2，所以内浇道截面积 A 内=2.45cm2 。 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： A内： A横： A直=1.0：0.9：1.2。 所以 A内=4.9cm2 ， A横=4.41cm2 ， A直=5.29cm2 。 4. 各组元尺寸、形状的确定 已知 A 内=2.45cm2 ，A 横=4.41cm2 ，A 直=5.29cm2 ，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
砂芯排气：
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。
扎排气孔法
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，
图8
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文字说明、简图与计算步骤 浇注系统示意图如图 9，详细参数见铸件工艺图。
主要结论 与参考资料
图9
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2 150 ( 2 )2 65
浇注系统： 采用开放— —底注式浇 注
《铸造工艺 学》
× 220 = 3885750mm
3
估算冒口体积 ：V 冒口=πR2 h1 = π × （ 2 )2 × 100 = 331663mm3 V 总= V 铸件+V 冒口=3885750+331663=4233996mm3 =4.23L 冒口质量 ：G1=331663× 7.8× 10−6 =2.6 Kg，铸件质量 G2=9.2Kg。 G=2.6+9.2=11.8 Kg 相对密度 Kv=V 总 = 4.23 = 2.78 Kg/L 查表 5—34 得，C=1.0，K=0.7，浇筑时间 t=C√G=√11.8 = 3.43 s 由表 5—33 查验，符合要求。
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主要结论
文字说明、简图与计算步骤
与参考资料
图5
六棱柱体积计算：S1= 2 × 2√3 × 2 × 12 = 3659mm2 ，V1=S1× h1=3659× 20=73180 mm3 圆柱的体积计算：S2= ������������2 =π X（
140 2
65
65
1
） =14315mm2 ，V2= S2× h2=14315X30=429450 mm3
G 11.8 G
主要结论 与参考资料 ������
内
=4.9������������������ ，
������
横
=4.41������������������ ，
������
直
=5.29������������������
《 铸 造 手 册》
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 D1=66mm， D2=62mm，h=50mm，R=6mm。如图 8 所示：
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 姓名： 学号： 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
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主要结论
文字说明、简图与计算步骤 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，
与参考资料
砂芯数量：1
芯砂材料： 呋喃树脂砂
2.
确定砂芯的芯头个数、形状、尺寸、间隙和谐度
热芯盒射砂 制芯
铸件全部位 于上箱，下 表面为分型 面
上 下
上 下
图2
图3
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主要结论
文字说明、简图与计算步骤 3.选择工艺参数 ① 最小壁厚确定：铸件轮廓尺寸为 270x220mm，由表 1—5 查得最小壁厚为 10~１２ ｍｍ，铸件满足要求。 ② 最小铸出孔确定：铸件位于上部的孔壁厚与孔深为１１ｘ５０ｍｍ，下部位孔壁厚与 孔深为１１ｘ２０ｍｍ，由表１—８查得最小铸出孔径为６０ｍｍ，所以铸件上的孔 都不能铸出。 ③ 铸造收缩率：经过分析，铸件类型为铸钢件受阻收缩由表１—１４查得收缩率为１. ５％。 ④ 机加工余量：铸件为铸钢件，砂芯铸造，机器造型，由表１—１３查得机加工余量等 级为Ｅ～Ｈ，再由表１—１２得加工余量为１.４～５ｍｍ，故取３ｍｍ。 ⑤ 公差等级：铸件为铸钢件，砂型铸造机器造型和壳型，由表１—１０得公差等级为８ —１２，由表１—９查得公差数值为２.２～９，取３.５。 ⑥ 拔模斜度：造型模样为金属模，测量面高为２０ｍｍ，由表１——１５查得α ＝１° １０′，ａ＝０.８ｍｍ ⑦ 铸造圆角：由铸件技术要求，未标示的铸造圆角半径Ｒ＝３～５，取５ｍｍ。
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。
芯头数量：1 头 高 度
h=36mm 芯头斜度： α =7 ° ， a=5mm 资料《铸造
砂芯主视图 砂芯俯视图
工艺学》
图4
3. 确定砂芯的捣砂、排气、定位及固定
MC=S 总 =
V
总
75
2
Mr=1.32cm
502630 46481
= 11mm = 11cm，Mr=1.2Mc=1.32cm
文献：
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,WMn=0.8%，由表 6——2 得ξ =4.4%，
《砂型铸造 工艺及工装 设计》 设计》
ξ v=4.4+0.0585=4.5%，由表 3—33 查得 d=65mm，h=105mm，VR=0.36L，GR=2.5Kg，Vc=0.8L， 《铸造工艺 Gc=6.5Kg。
冒口如图 6 所示：
冒口尺寸： d=65mm h=105mm
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文字说明、简图与计算步骤 四、 浇注系统的设计与计算