悬臂支架铸造工艺设计说明书

xxxxxxxxxxxxxxxxxx课程设计报告课程设计名称：悬臂支架铸造工艺设计学生姓名：xxxxxxxxxxxxxxx学院：xxxxxxxxxxxxx专业及班级：xxxxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx摘要铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法，将液态合金注人预先制备好的铸型中使之冷却、凝固，而获得毛坯或零件，这种制造过程称为铸造生产，简称铸造，所铸出的产品称为铸件。

大多数铸件作为毛坯，需要经过机械加工后才能成为各种机器零件；有的铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件直接应用。

本课程设计是为了获得ZG270-500悬臂支架的合理铸造工艺设计方案，初步设计悬臂支架的铸造工艺方案，包括选择铸件的浇注位置及分型面，确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸，确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角级收缩率等）以及浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置等，通过Pro/e进行仿真，根据模拟结果进行分析，铸造工艺方案的合理性，然后将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在CAD零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。

关键词：铸造工艺设计，悬臂支架，Creo，CAD。

Usually refers to using the molten alloy casting production material products, the method of the liquid alloy preparation beforehand good mold in injection cooling and solidification, and blank or parts, the manufacturing process is referred to as casting production, referred to as "casting, casting out products are referred to as casting.As most of the casting blank, need after mechanical processing can be all kinds of machine parts;Some castings when to use the dimensional accuracy and surface roughness requi rem ent s, can be di rect l y appli ed as fini shed products or parts.This course is designed to obtain reasonable ZG270-500 cantilever casting process design, preliminary design of cantilever casting process, including selection of casting pouring position and parting surface, determine the number of cores, positioning way, the core order, core head shape and size, determine the process parameters (such as machining allowance, mould level Angle, casting the rounded shrinkage rate, etc.) and the pouring system, riser and chill the shape and size and arrangement in the sand mold, etc, through the Creo simulation, according to the result of simulation is analyzed, the rationality of the casting process, then determine the processing plan in words and casting process representation in the CAD drawing, mapping the casting process.Keywords: casting process design; cantilever; Creo; CAD.目录第一章零件简介 (1)1.1零件介绍 (1)1.2最大尺寸 (1)1.3铸件材料及性能 (1)第二章确定铸造工艺方案 (2)2.1造型方法与铸型种类的选择 (2)2.1.1造型的选择 (2)2.1.2型砂的选择 (2)2.2浇注位置及分型面的确定 (2)2.2.1分型面的选择 (2)2.2.2浇注位置的选择 (3)第三章铸造工艺参数设计 (5)3.1加工余量的选择 (5)3.2铸件孔是否铸出的确定 (6)3.3起模斜度的确定 (6)3.4铸造圆角的确定 (7)3.5铸造收缩率的确定 (8)3.6活块的确定 (8)第四章造型方法设计 (9)4.1型芯的设计 (9)4.1.1空心支座型芯 (10)4.1.2空心轴套型芯 (11)4.2活块设计 (13)第五章木模的设计 (14)第六章浇注系统和冒口设计 (16)6.1浇注系统选择 (16)6.2冒口的计算与选择 (16)第七章铸型装配图设计 (18)设计体会 (21)参考文献 (22)第一章零件简介1.1零件介绍悬臂支架的作用支架是起支撑作用的构架,承受较大的力,也具有定位作用,使零件之间保持正确的位置。

图1.1 零件3D1.2最大尺寸零件最大尺寸350mm，属于小型铸件，基本壁厚20mm，有四个直径20mm的孔，可采用机加工方法得到，不铸造出。

有一个内凹空腔。

1.3铸件材料及性能材料为ZG270.500,中碳铸钢，抗拉强度500Mpa。

第二章确定铸造工艺方案铸件生产的主要步骤就是根据零件的结构特征、材质、技术要求、生产批量和生产条件等因素确定铸造工艺方案。

其具体内容包括：选择铸件的浇注位置及分型面，确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸，确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角级收缩率等）以及浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置等，然后将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。

2.1造型方法与铸型种类的选择2.1.1造型的选择因设计任务书要求选择手工造型2.1.2型砂的选择铸钢用的型砂和泥心砂，其主要的组成部分是石英砂和耐火粘土。

作为造型材料的沙子性质，由砂粒形状和大小，氧化硅的含量，以及沙子中存在的各种混合物来确定。

该铸件型砂选用瘦沙（粘土含量2~10%）来代替石英砂。

在湿模造型时，小型和中小型钢铸件泥心砂可以采用小颗粒的半肥沙（粘土含量10~20%）作为附加物加入石英砂中。

加入的耐火粘土，其工艺试样的抗压强度应为0.5~0.6kg/mm2。

耐火粘土应该是白色或者淡灰色的，不应有可被肉眼看出的混杂物，如砂子、矿石、石灰等。

碎粘土所含水分不应超过2%。

造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造各种形状、尺寸和批量的砂芯，后者用于造单件小批量生产，形状简单或回转体砂芯。

2.2浇注位置及分型面的确定2.2.1分型面的选择定义：分型面是指铸型之间的结合面。

铸型分型面选择的正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。

若选择不当，不仅影响铸件质量，而且还将使制模、造型、造芯、合型或清理，甚至机械加工等工序复杂化。

分型面的选择主要以经济性为出发点，即在保证质量的前提下，尽量简化工艺过程、降低生产成本。

一般原则：1.尽量把分型面开在铸件的最大平面上，便于起模；2.减少分型面和活块的数量；3.重要加工面应位于同一型腔中；4.尽量采用平直的分型面，不要是曲面、折面；5.减少型芯数量，同时注意下芯、合型及检验的方便；6.便于浇冒口设置，型芯的安放和固定；7.避免在机加工平面设置分型面。

综合以上原则，有以下方案。

方案（1）铸件呈竖直状态，其零件的冶金质量及尺寸精度要求较好，但不易造型，需采用图示的三箱造型工艺；方案（2）铸件呈水平状态，且上下沙箱高度一致，造型方便适合于大批量流水生产作业，但需要改进型砂配比，加强撇渣等工艺措施来保证铸件质量。

根据生产方式，和生产的批量，选择方案二。

2.2.2浇注位置的选择铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型腔中的位置。

浇注位置的选择取决于合金种类、铸件结构和轮廓尺寸、铸件表面质量要求以及现有的生产条件。

选择铸件浇注位置时，主要以保证铸件质量为前提，同时做到简化造型和浇注工艺，确定铸件浇注位置时，应注意以下几点：1.重要加工面应超下或呈直立状态；2.铸件的大平面应朝下；3.应有利于铸件的补缩；4.应保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件能充满；5.应尽量少用或不用砂芯。

综上所述，悬臂支架铸件采用中注式浇注系统，浇注位置的选择如下图所示：1.浇口杯2.冒口3.直浇道4.内浇道5.横浇道6.铸件图2.1 浇注示意图第三章铸造工艺参数设计确定铸造工艺参数必须以零件尺寸为依据，零件的详细尺寸如图所示。

图3.1零件尺寸3.1加工余量的选择该槽轮为成批、大量生产，可采用机器造型及造芯，但本次课程设计则全采用手工造型和造芯。

根据参考文献[2] P189表9.4可知查得尺寸公差等级CT应为11~14级，选11级，加工余量等级为G~K级，RMA选H。

由课程设计题目知最大尺寸为350mm，根据参考文献[2] P189表9.3查得尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量（RMA），并由确定加工余量中铸件顶面（相对于浇注位置）的加工余量应比底、侧面加工余量大。

孔的加工余量与顶面的等级相同。

一般情况下，顶面加工余量应按照CT11级、RMA-H级；底面、侧面的加工余量为CT9级、RMA-G级。

则顶面的加工余量取5mm,底面和侧面的加工余量取3.5mm。

结论：顶面的加工余量取5mm，侧面的加工余量取3.5mm，底面的加工余量取3.5mm。

加工余量如图3.2。

图 3.2 加工余量图3.2铸件孔是否铸出的确定因为该铸件材料是ZG270.500，成批生产，孔径30mm，根据参考文献[2] P196表9.10查得普通碳钢铸件的最小铸出孔直径是60mm，则该孔不应该铸出。

结论：该孔径为20mm的孔不应铸出。

3.3起模斜度的确定根据标准《铸件模样起模斜度》中的规定，该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式如图3.3：图3.3 起模斜度用手工方法加工模具时用宽度标注，该铸件模具是木模，高度100mm，由根据参考文献[2] P194表9.8砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度查得木模外表面起模斜度1.4mm，木模内表面起模斜度2.6mm。