拨叉铸造工艺设计说明书

拨叉铸造工艺设计说明书

一、工艺分析

1、审阅零件图

查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。

零件名称: 拨叉

工艺方法：铸造

零件材料：HT200

零件重量：2.5kg

毛坯重量：2.85kg

生产批量: 100件/年，为小批量生产

2、零件的技术要求

零件在铸造方面的技术要求：未注圆角为R5-R10；

倒顿锐边；

铸件应进行时效处理；

在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷。

3、选材的合理性

拨叉选用的材料是HT200，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承，只要求能够承受抗压即可，又是中等静载，选择材料HT200可以满足要求。

4、确定毛坯的具体生产方法

根据以上信息可知,由于零件属小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造。

5、审查铸件的结构工艺性

铸件轮廓尺寸为325*140*130，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm。铸件质量为2.85kg，材料为HT200，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为18mm。壁厚越大，圆角尺寸也相应增大。

二、工艺方案的确定

点击软件中铸造工艺设计→铸造工艺方案的确定→点击最右边的下拉菜单可查询如下内容。

1、铸造方法的选择

由于拨叉的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以毛坯的生产方法选择砂型铸造，砂型种类选择湿型。

2、造型、造芯方法的选择

选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。

3、浇注位置的确定

拨叉是小型零件，且结构简单，确定浇注位置为其上表面，此位置便于充型、起模和下芯。

4、分型面的确定

拨叉表面结构简单，确定分型面为其上表面，以便于起模、下芯和检验。

5、砂箱中铸件数目的确定

选择"铸件质量"小于5 kg，点击查询，对应的"砂箱尺寸"为"≤400mm"，"最小吃砂量"分别为"a=20mm，b=30mm，c=40mm，d或e=30mm，f=30mm，g=20mm"。铸件本身的尺寸为325*140*130mm，因此在"400mm"的砂箱中只能放置二个铸件（如图所示）（注：砂箱尺寸=（A+B）/2， A、B分别为砂箱内框长宽及宽度）。

三、砂芯设计

砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。根据零件的结构可知此零件不需要进行砂芯设计。

四、工艺参数的确定

点击软件中铸造工艺设计→铸造工艺方案的确定→点击最右边的下拉菜单可查询如下内容。

（1）铸件最小铸出壁厚为6mm

（2）最小铸出孔及槽，最小铸出孔直径为30-50mm，零件中Φ45mm的孔介于最小铸出孔直径（30-50mm）之间，可铸可不铸，但为了方便起模和下芯，此孔选择不铸。但孔Φ110mm应铸出。

（3）铸造圆角为3mm

（4）尺寸公差不做要求

（5）重量公差不做要求

（6）加工余量：单边加工余量为7.5mm；双边加工余量为5mm和3mm。

（7）铸造收缩率：受阻收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%。

（8）拔模斜度：模样外表面的拔模斜度为：a=1º25´；内表面的拔模斜度为：a=2º50´。

五、浇注系统设计

浇注系统的一般设计内容有:浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道。

浇注系统截面积的大小对铸件质量也有很大影响。截面积太小，浇注时间长，可能产生浇不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面积过大，浇注速度快，又可能引起冲砂，带入熔渣和气体，使铸件产生渣孔、气孔等缺陷。为了使金属液以适宜的速度充填铸型，就必须合理确定浇注系统的面积。

（1）浇注系统类型的选择

根据零件的结构选择封闭式（顶部注入式）浇注系统较好，因为封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。

（2）浇注系统设计与计算

按照铸件的基本尺寸（包括加工余量在内）计算出铸件的体积和铸件的质量。此铸件为2.85kg，为单件小批量生产，金属液总质量G为铸件的1.3倍，则金属液总质量为：

G = 2.85kg×1.3= 3.705kg

（对于中小型灰铸铁件：受阻收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%）

奥赞公式法：

L

式中 t--浇注时间

GL--浇注重量，计算时可按工艺出品率估算（见《铸造工艺设计》表3-71）S--系数，决定于铸件厚度，由《铸造工艺设计》表2-6查得

代入GL和S相应数值计算可得浇注时间:

t=3.667s

平均静压头Hp的确定：选择μ=0.42，由《铸造工艺设计》表2-4查得。选择浇注方式为顶部注入式，运用平均静压力头高度计算机公式：

其中：H0-浇口杯顶面到分型面的距离；C-铸件在铸型中的总高度。H p=H0=70mm。运用灰铸铁件浇注系统内浇道的最小横截面积计算公式，即阿暂公式：

代入G、H p、μ、t相应数值计算，得内浇道的最小控流截面积为F内=2.933cm²，选择扁梯行截面。

由于砂箱中放置两个铸件，所以该浇注系统只需设计内浇道和直浇道。再由计算机辅助工艺设计课件可知，对封闭式中、小型铸铁件（砂型）直浇道截面积为内浇道截面积的1.15倍，即F直=1.15×2.933=3.373 cm²。在软件的参数查询部分（点击软件中铸造工艺设计→浇注系统设计→点击最下边的命令按钮）可查得各浇道的具体尺寸：F内=3.0cm²，a =28mm，b=24mm，c=12mm；F直=4.9cm2，直径d=25mm。

六、冒口及冷铁的设计

由于该铸件是小型件，材料又是灰铸铁（HT200），因此，在铸造时不需要冒口，也不需要用冷铁，依靠它自身的自补缩能力进行有效的补缩。

七、铸造工艺图和铸件图

铸造工艺图和铸件图见附图。