滑轮铸造工艺设计

湖南科技大学课程设计报告

课程设计名称：滑轮铸造工艺设计

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目录

一、造型材料选择 (1)

二、浇注位置及分型面的确定 (1)

三、铸造工艺参数设计 (1)

1.加工余量的选择 (2)

2.铸件孔是否铸出的确定 (2)

3.起模斜度的确定 (2)

4.铸造圆角的确定 (3)

5. 铸造收缩率的确定 (3)

6.考虑加工余量后的尺寸 (4)

四、造型方法的设计 (4)

1.环形型芯外形 (5)

2.环形型芯尺寸 (5)

3.中心孔木质芯盒造型 (6)

4.1/4环形木质芯盒造型 (7)

五、木模的设计 (8)

1.木模的外形设计 (8)

2.木模的设计尺寸 (9)

六、浇注系统和冒口设计 (10)

1.浇注系统选择··················································································10.

2冒口的选择 (10)

七、铸型装配图设计 (11)

一、铸造合金和造型材料的选择

1. 铸造合金的选用

因为此次制造的滑轮使用时负载比较大，要求具有比较高的强度，故采用铸

钢ZG230-450

2. 造型和造芯材料

由于本次课程设计的铸件是中等批量生产，所以造型和造芯的方法应采用灵

活多样，适应性强的手工造型。但它有生产率低，劳动强度大，铸件质量不易稳定的缺点。

造型方法可选用砂箱造型，其操作方便，无论是大、中、小型铸件，还是大

量、成批和单件生产均可采用。型砂选择：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%。（铸件材料是铸铁时，制造湿砂型的粘土砂所用粘土为膨润土，湿抗压强度一般为80-120kpa。含水量为4.5-5.5％，透气性为60-100，型砂配比70/140目占33，100/200目占17%，红砂占50%。芯砂选择油砂或水玻璃砂。）

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。

二、浇注位置及分型面的确定

零件尺寸如图2.1所示，零件圆周上有一环形绳槽，其外形是两端大，中间小，若分模面取在铸件中心平面上，则需采用三箱造型、中箱高度正好等于铸件高度，中箱高度小，砂箱强度不足，中箱的砂型强度也不够，取模时容易垮砂而不好修补，况且造型复杂。如果环形槽绳采用外型芯来成型，这样就可以采用两箱造型，提高铸件精度。浇口若选在圆周上，钢液的流动距离比较长，不利于充型，对于铸钢件、

尤其是圆盘类，工程中一般多把浇口设在轮毂中心，在轮缘的四周设补缩冒口，这个圆盘铸件比较小，壁厚不算大，大多在中心设置一个大一点浇口兼冒口就可以了，这样既节约金属又减少了铸件切割冒口时的清理费用。所以此铸件采用中心浇口的浇注系统，采用外环形型芯的两箱造型方法。

图2.1 零件尺寸

三、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2.1所示。

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。由《材料成型工艺基础》第三版P68 表4-2查得尺寸公差等级CT应为8~10级，选9级，加工余量等级MA选G。由课程设计题目知基本尺寸φ200mm，查《材料成型工艺基础》第三版P68 表4-3与尺寸公差配套使用的灰铸铁机械加工余量，并由确定加工余量中“顶面（相对于浇注位置）的加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用”的规定查得，顶面加工余量应按照CT10级、MA-G级；底面、侧面的加工余量为CT9级、MA-G级。则顶面的加工余量取5mm,底面和侧面的加工余量取4mm。

结论：顶面的加工余量取5mm，底面和侧面的加工余量取4mm。加工余量

如图2.2

图 2.2 加工余量图

2.铸件孔是否铸出的确定

因为该铸件材料是ZG45钢，成批生产，孔径30mm，由《材料成型工艺基础》第三版P69 表4-4查得铸件的最小铸出孔直径是30mm~50mm，则该孔应该铸出。

结论：该孔径为30mm的孔应铸出。

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2.3：

图 2.3 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30mm，由《材料成型工艺基础》第三版P70表4-5砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度查得外表面起模斜度1mm，内表面起模斜度2mm。

结论：内表面起模斜度2mm，外表面起模斜度1mm。

4. 铸造圆角的确定

根据铸件的圆角确定铸造圆角，槽轮边缘处的圆角半径为2.5mm，则铸造圆

角设为半径为2.5mm，因为铸件的1、2、3、4处的有尖角如图2.4，则在做木模时此处应改成圆角设半径为1mm。

图 2.4 尖角所在位置

5. 铸造收缩率的确定

该铸件材料为铸造碳钢，由《材料成型工艺基础》第三版P70知铸造碳钢的

铸造收缩率为1.3%~2.0%，该铸件选1.5%，则制造尺寸放大一个线收缩率。

结论：铸造收缩率1.5%。

综上所述考虑到铸件的加工余量、收缩量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量及芯头间隙后的铸件尺寸如图2.5：

图2.5 最后的铸件尺寸

四、造型方法设计

要确定造型方法必须根据铸件的外形来选择分型面和型芯形状。铸件的外形

如图3.1所示