带轮铸造工艺说明书

带轮铸造工艺说明书一工艺分析
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:带轮
工艺方法：铸造
零件材料：HT300
零件重量：9kg
毛坯重量：16.917kg
生产批量: 100件，为单件小批量生产
2、零件技术要求
铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。

铸件应进行时效处理；铸件应进行清理，保证表面平整；零件加工完后所有棱边应去除毛刺。

3、选材合理性
带轮选用的材料是HT300，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。

此零件用于带动轴的转动,求能够承受抗压、抗拉，选择材料HT300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,由于零件属单件小批量生产，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194×194×156，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,带轮的壁厚符合其要求。

铸件质量为16.917kg，材料为HT300，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
1、铸造方法的选择
由于带轮产量为100件，属单件小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，砂型种类为湿型。

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
根据计算机辅助铸造工艺设计中关于浇注位置的确定原则（浇注位置应选在铸件最大截面处，应使合箱位置、浇注位置和位置相一政），所以确定浇注位置为铸件中间对称的最大截面--此截面为最大截面、左右对称、且便于充型和起模。

4、分型面的确定
根据计算机辅助铸造工艺设计中关于分型面的确定原则（分型面应选在铸件最大截面处；分型面应尽量选用平面），所以确定分型面为铸件的最大截面--以便于起模、下芯和检验；分模面与分型面一致。

5、砂箱中铸件数目的确定
带轮的重量为9kg，铸件质量为16.917，铸件质量选择10-25kg，对应的砂箱尺寸为401-700，最小吃砂量分别为a=30mm，b=50mm，c=60mm，d或e=50mm，f=30mm，g=30mm。

铸件本身的尺寸为194×194×156mm，因此在500mm的砂箱中只能放2个铸件（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。

根据此零件的结构特征可以得到这个零件砂芯为圆柱型，根据加工余量可以做出砂芯。

四、工艺参数的确定
通过查询，带轮的最小铸出壁厚为6mm；受阻收缩率为0.8%，自由收缩率为1.0%；内表面的拨模斜度为：a=1º15´，外表面的拔模斜度为：a=0º40´；铸造圆角为R=3mm；零件中的孔（Φ32mm）由于此铸件的铸造方法和材料使得铸件铸造出来的孔的最小直径为30-50mm，而Φ32mm孔除去加工余量后就只有25mm了，所以不再范围内无法直接铸造出来；查表得灰铸铁的机械加工余量等级为H级；尺寸公差和重量公差等级为13～15级，取13级，查表得尺寸公差和重量公差不做要求；再结合实际生产中的经验，根据基本尺寸的不同分别取的机械加工余量：尺寸为160-250mm的为9.5/7.0（单边/双边），尺寸为100-160mm的为8.0/5.5（单边/双边）,尺寸为≤100mm的为6.5/4.5（单边/双边）。

五、浇注系统的设计
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（底注入式）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）浇注系统的设计与计算
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16.917kg ，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 = 16.917kg ×1.3=21.99kg
（对于中小型灰铸铁件：受阻收缩率为0.8%，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=14.59s
平均静压头Hp 的确定：选择μ=0.50，由《铸造工艺设计》表2-4查得。

选择浇注方式为中间注入式，运用平均静压力头高度计算机公式：
H p = H 0-C/2
其中： H 0-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 =
H 0-C/2=150-77.5=72.5mm.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，F=7.2 cm ²得内浇道最小控流截面积F 内=3.6cm
²，选择扁梯行截面。

由于砂箱中放置2个铸件，所以该浇注系统需设计内浇道和直浇道以及横浇道。

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
=1.15×3.6×2=8.28cm²；横浇道截面
积为内浇道截面积的1.1倍，即F
横
=1.1×3.6×2=7.92cm²。

查表得各浇道的具体
尺寸：F
内=4.0cm²，a =38mm，b=30mm，c=12mm；F
直
=9.6cm2，直径d=35mm；F
横
=8cm
²，a=30mm，b=20mm，c=32mm。

六、冒口的设计
对冒口基本要求（除球铁件的自补缩）：
（1）冒口的凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间；
（2）有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩与补缩浇注后型腔扩大的体积；
（3）在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。

为实现顺序凝固，要注意冒口位置的选择，冒口有效补缩距离是否足够，并充分利用补贴和冷铁的作用。

需采用冒口工艺设计的主要条件为：
铸件的冷却模数M，要求铸件的，铸件太薄（如M<１），初始膨胀已消耗压力铁水反馈到浇注系统中去，形成无效膨胀力释放；M=2416668.407/140060.45=17.25mm<2.5cm,则不需设计冒口。

七、铸造工艺图和铸件图
铸造工艺图和铸件图见附图。

八、热处理
灰口铸铁的热处理灰铸铁铸件一般不需进行热处理，通常对灰口铸铁进行热处理的目的是为了减少铸件中的内应力；消除薄壁铸件或铸件薄断面部分的白口组织；提高铸件工作表面的硬度和耐磨性等。

常用的热处理方法有时效处理、降低硬度的退火、正火和表面淬火。

对于此灰铁铸件采用时效处理。

其目的是消除铸件冷却凝固过程中所产生的内应力，以防止铸件在后续工序中，由于内应力而引起变形和裂纹。

人工时效又称低温退火。

它是将清砂后的铸件送入100-200℃的炉中，随炉升温至530-550℃。

保温较长时间后（一般为4—6小时），再以20-30℃/小时的冷却速度缓慢冷至200℃以下出炉空冷，从而消除其内应力。