南昌航空大学铸造

目录

一、零件的技术要求和材质 (2)

二、铸件结构的工艺性分析 (2)

三、零件铸造工艺方案 (5)

四、芯盒设计 (8)

五.浇注系统及冒口的设计和计算 (10)

六、铸件模样设计 (12)

七、砂箱设计 (13)

八、模板设计 (14)

九、砂型铸造工艺流程图 (16)

十、设计小结 (17)

十一、参考文献 (18)

设计内容、设计步骤、公式及计算备注一、零件的技术要求及材质

零件名称：盖

1.零件的技术要求

铸件尺寸公差按GB6414 - 86 CT5

2.零件的材质分析

铸件成型材料为ZL102，其化学成分如下：

表一 ZL102化学成分

Si Cu Mg Mn Al

10.0-13.0 ≤0.30(杂

质) ≤0.10 ≤0.5(杂

质)

余量

由于ZL102成分在共晶点左右，故在铝硅二元系中，铸造性能最好强度也较高，致密度较好，但塑性较低。具有良好的抗蚀性，耐磨性和耐热性。必须进行热处理，提高力学性能。适用于薄壁复杂铸件及对气密性要求较高的铸件以及压铸件。

二．铸件结构的工艺性分析

从铸造工艺角度，结合零件结构特征对铸造生产方法进行选择。本设计采用砂型造型方法。小批量生产。

ZL102

砂型铸造小批量生产

1.铸件壁厚

铸件的壁厚要力求均匀，壁的后、薄不宜相差悬殊,在保证能浇注成型的条件下尽量采用最小壁厚;尽量避免采用大的薄壁平面，若必需采用大的薄壁平面时，则设有铸孔或加强筋。ZL102砂型铸造中的最小壁厚为3mm。

盖的零件图如图所示，壁厚基本均匀，主要壁厚3mm，最小壁厚3mm，最大壁厚21mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。

2.壁的连接

铸件的连接应圆滑过度，并应尽量避免铸件有厚大的热节点，尤其是三个以上断面集结于一点或一根线上，都是比较难于铸造的。最小壁厚 3mm

三、铸件三维实体图

三．铸造工艺方案的设计

铸造工艺方案设计的内容主要有铸造工艺方法的选择，铸件浇注位置及分型面的选择，铸件初加工基准面的选择，铸造工艺设计有关工艺参数的选择等。

1、铸造工艺方法的选择

铸造工艺方法的选择应综合考虑以下因素：

（1）零件的使用性能：即零件承受的载荷情况情况及其所处的工作环境（例如压力、温度、气态或液态介质的性质等）对铸件的尺寸精度和表面光洁度的要求。

液相线温度（℃）固相线

温度

（℃）

浇注温度

（℃）

线收缩

（%）

合金组元完全融

入固溶体平衡温

度（℃）

淬火

温度

（℃）

600 577 690~760 0.9~1.0 ---- T2 （2）零件的铸造工艺性能：即零件所采用的合金材料的铸造性能（如合金熔点、线收缩、体收缩、流动性以及形成气孔、缩孔等缺陷的倾向：见表2）和零件结构的铸造工艺性，如零件重量、轮廓尺寸、最小壁厚、最小铸孔、铸造圆角、铸造斜度等。（3）经济的合理性：即各种铸造方法生产费用的比较和成品零件的生产总费用综合性比较。在合理选择铸造方法时，后者的比较起决定作用。

2、浇注位置及分型面的选择

（1）、浇注位置的选择原则：

(一) 铸件上重要工作面和大平面应尽量朝下或垂直安放

(二) 应保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件能充满

(三) 保证铸件能自下而上的顺序凝固

(四) 应尽量少用或不用砂芯；

（2）、铸件分型面的选择原则：

(1) 最好将整个铸件安置在同一半型中成型，

(2) 应尽量减少分型面的数目。

(3) 应尽量不用或少用砂芯，

(4) 分型面应尽量选择平面。

(5) 注意减轻铸件清理和机械加工量。

该零件的浇注位置和分型面如下图底注式上下开型。底注式上

下开型

3、机械加工初基准的选择

机械加工初基准的选择应注意下列问题 （1） 应尽量选择铸件非加工面为初基准：

（2） 应选择加工余量最小或尺寸公差最小的表面为初基准： （3） 应选择铸件尺寸最稳定的表面为加工初基准：

（4） 当铸件上没有合适的初基准时，可增设工艺凸台作为辅助

基准。

该零件的初基准如下图：

4、工艺参数的选择：

（1）机械加工余量的选择：

根据砂型铸造工艺手册及铸件的最外廓尺寸可选机械加工余量为1.5mm；

（2）工艺余量的选择：

对于砂型铸造，该铸件上为10mm的小孔，而金属压力较大，反而使得铸件产生黏砂，造成清铲和机械加工困难，故把这些孔做成工艺余量。

（3）铝合金收缩率取1%；

（4）铸件尺寸公差按GB6414-86CT4;

（5）据2表3-57可选定，外表面的起模斜度1°，内表面的起模斜度为2°。机械加工余量1.5mm

收缩率取1% 起模斜度

外表面1°内表面2°

四、芯盒的设计

1 结构形式：选择敞开式，结构简单，操作方便。

2 一些数据参数，查表确定：芯盒壁厚为7mm；芯头高度为12mm；

垂直芯头的斜度a=2°；垂直芯头与芯座之间的配合间隙

s=0.5mm；具体参见芯盒图。

敞开式芯盒

五.浇注系统及冒口的设计和计算

1、浇注系统的设计

(1)铝合金砂型铸造常采用扩张式浇注系统。

其形式如下图：

(2)浇注系统最小断面积的计算：

Fmin=KQ/bH

式中：

Q：铸件的重量（Kg）

K：收缩率系数（取1%）

Fmin：浇道最小断面积（cm²）

经计算得：

Q=0.24Kg，

Fmin=1.2cm²所以Fmin=1.2cm²