右铰接支架铸造工艺设计

华中科技大学专业课程设计报告题目：右铰接支架铸件工艺设计

学院：材料学院

班级：

分组组别号： 1

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目录

任务书 (3)

摘要 (4)

1.零件分析 (5)

1.1.设计要求 (5)

1.2.UG三维设计 (5)

1.1.材料信息 (6)

1.2.UG厚度分析 (6)

2.铸造方案确定 (6)

2.1.造型方法 (6)

2.2.金属合金球化与孕育处理 (7)

2.3.分型面 (7)

2.4.浇注位置确定 (8)

3.铸造工艺参数设计 (9)

3.1.铸件尺寸公差 (9)

3.2.铸件重量公差 (10)

3.3.机械加工余量 (10)

3.4.铸造收缩率 (10)

3.5.起模斜度 (11)

3.6.最小铸出孔 (11)

3.7.铸型、砂芯设计 (12)

铸型设计 (12)

砂芯设计 (14)

4.浇注系统设计 (15)

4.1.浇注温度 (15)

4.2.浇注时间 (15)

4.3.浇道截面积计算 (16)

方案一 (16)

方案二 (17)

5.数值模拟与工艺优化 (18)

5.1.模拟条件及材料物性参数 (18)

5.2.铸件模拟 (19)

5.3.冒口设计 (19)

5.4.方案设计与优化 (20)

方案一 (20)

方案一优化设计 (22)

方案二 (23)

比较总结 (23)

6.砂箱设计 (24)

6.1.设计原则 (24)

6.2.尺寸设计 (25)

7.铸件清理 (27)

8.铸造工艺卡 (28)

8.1.方案一 (28)

8.2.方案二 (29)

9.总结 (29)

10.参考文献 (30)

11.附图 (30)

任务书

1．设计题目和总体目标

设计题目：右铰接支架的铸造工艺设计

总体目标：使用UG、ProE等三维软件建立三维几何模型和铸造工艺，然后使用华铸CAE进行模拟，写出一个分析报告，进行答辩。

2．设计任务与要求

1）设计该零件的铸造生产工艺，编制其铸造工艺卡片，主要内容包含：

（1）铸件重量的计算、铸造合金确定、铸造方式的选择；

（2）工艺方案的确定：分型面的确定、加工余量的设计、浇注系统的设计与计算（压头计算、浇注时间的计算与确定、浇注温度的确定、直浇道的

设计与面积计算、横浇道的设计与面积计算、内浇道的设计与面积计算

等）、冒口的设计、冷铁的设计、砂芯的设计、型板的设计、外模与芯

盒（砂芯模具）的设计（可选做），砂箱的设计等；

（3）铸件毛坯与工艺的二维工艺设计（红蓝铅笔在打印的图纸上画）；

（4）铸件毛坯与工艺的三维CAD设计（可选用任三维造型软件制图）；

（5）铸件工艺的CAE分析（在材料学院机房采用华铸CAE进行模拟分析）；

（6）铸件工艺方案的确定，铸造工艺卡片的编制；

2）分组进行设计，3-5人一组，要求每组每人至少提出一种工艺方案；

3）采用模拟软件进行工艺优化，每组确定一种可行的工艺方案；

4）撰写专业课程设计报告；

5）最后提交的材料包含：

（1）专业课程设计报告电子文档与纸质材料各1份；

（2）铸件毛坯及工艺3D造型文件、STL文件；

（3）铸件毛坯及2D工艺纸质材料附录在报告后。

摘要

（简要描述本专业课程设计的内容，过程，取得成果等）

本次设计中，我们的任务是右铰接支架铸造工艺方案的设计，目的是通过对铸造工业设计方案的探索，得出一个比较合理的设计方案。

首先针对铸件的结构和铸造工艺性进行分析，选择合适的铸造方案，并进行铸造工艺参数设计和工艺方案的初步确定，最后通过数值模拟软件对方案进行模拟分析，并进行优化设计。最终对各种方案进行比较，得到合理、可行的铸造工艺方案。

设计过程中我们主要针对浇注位置和冒口形式的不同提出了三种方案，通过数值模拟后对方案进行比较，我们选择出了最佳设计方案

【关键字】右铰接支架铸造工艺数值模拟

1.零件分析

1.1.设计要求

(1)未注铸造圆角R3

(2)未注壁厚及筋厚均为10

(3)制造拔模斜度不大于3°

(4)铸件表面应该光洁，去除毛刺和锐边，且不允许有砂眼、气孔、夹渣等明

显的铸造缺陷

按Q/CATBD12

(5)漆以CA/C202

乙

1.2.UG三维设计

利用UG对零件进行三维造型得到如图1-1所示的图形：

图1-1右铰接支架的三维造型图

主要的参数见表1-1：

1.1.材料信息

材料名称：球墨铸铁（铁素体型）；

牌号：QT 450-10；

标准：GB/T1348-2009(代替GB/T 1348-1988）；

化学成分：表1-2；

1.2.UG厚度分析

平均厚度9.46782 ，最大厚度23.3833mm，主体厚度余10～15mm，零件的厚度分布较为均匀，属于薄壁零件。壁厚分析如下图1-2：

图1-2 UG检查壁厚的分析

2.铸造方案确定

2.1.造型方法

球铁件的铸造工艺比较广泛，查相关资料可知，造型方法的选用原则为：

（1）手工造型优先选用普通粘土湿砂型，这是由于普通粘土的吸湿性和修补性