铸造工艺方案毕业设计

铸造工艺方案毕业设计

摘要 .................................... I Abstract................................. II 绪论 (1)

1 零件材料性能分析 (2)

2 零件结构的铸造工艺性分析 (3)

3 铸造工艺方案的确定 (6)

3.1分型的分析比较与选择 (6)

3.1.1方案一 (6)

3.1.2方案二 (7)

3.1.3方案三 (8)

3.2造型方案 (8)

3.3造型（芯）方法的选择 (9)

3.4铸型种类的选择 (9)

3.5浇注位置的确定 (10)

3.6砂箱中铸件数目的确定 (10)

3.7砂芯的设计 (10)

3.7.1砂芯尺寸 (10)

3.7.2下芯顺序 (11)

4 铸造工艺参数的选择 (12)

4.1铸件线收缩率 (12)

4.2机械加工余量 (12)

4.3起模斜度的选取 (13)

5 铸件体积的计算 (14)

5.1实体部分体积 (14)

5.2去除部分体积 (16)

5.3铸件与铸型的体积 (17)

6 冒口的设计 (18)

6.1热节分析及热节圆的计算 (18)

6.2冒口的设计 (18)

6.2.1初步方案 (18)

6.2.2改进方案a (19)

6.2.3改进方案b (19)

6.2.4改进方案c (20)

6.6冒口的验算 (21)

7 浇注系统的设计 (22)

7.1浇包的选择 (22)

7.2浇注系统的设计 (23)

7.3工艺出品率的验算 (24)

8 补缩距离的计算与冷铁的安放 (25)

8.1圆筒的补缩核算 (25)

8.2圆筒的支撑壁的补缩核算 (25)

9 铸造工艺装备设计 (26)

9.1模板的设计 (26)

9.2芯盒的设计 (26)

10 总结 (27)

致谢 (28)

参考文献 (29)

绪论

铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点，技术要求，生产批量和生产条件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。在进行铸造工艺前，设计者应掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件。此外要求设计者有一定的生产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。因为现代科学技术的发展，拓展了铸造技术的应用领域，同时也提高了对金属铸件的要求。不仅要求铸件具有高的力学性能，尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热，耐蚀，耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。

铸造工艺设计人员在设计的过程中应时刻关心铸件成本，节约能量和环境保护问题。从零件结构的铸造工艺性的改进，铸造，造型，造芯方法的选择，铸造方案的确定，浇注系统和冒口的设计，直至铸件清理方法等，每到工序都与上述问题有关。采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的金属成本，熔炼金属量，能源消耗，铸件工艺出品率和成品率，工时费用，铸件成本和利润率等都有显著的影响。铸造工艺设计应是追求以最少的成本和损耗生产出质量最好，竞争品质最强的铸件产品。

此次毕业设计的目的是通过自主设计，在设计的过程中梳理大学四年中学到的专业知识，学会发现问题并运用所学的知识来解决实际问题。通过毕业设计巩固和拓展自己的专业知识，熟悉铸造工艺设计的流程，领略铸造工艺设计的要领，体验铸造工艺设计工作的涵，为即将步入社会，走向工作岗位做最后的准备。

1 零件材料性能分析

机座原材料为ZG310-570。由《铸造合金及其熔炼》表6-1及《铸造实用数据速查手册》表4-6可知在800-820℃退火后的其力学性能如下：

屈服强度σs≥310MPa；抗拉强度σb≥570MPa；

伸长率δ≥15%；断面收缩率Φ≥21%；

冲击韧性Akv≥15J，ak≥20J/cm3；硬度156-217HBW。

由《铸造合金及其熔炼》表6-2 可知ZG310-570化学成分的上限值（%）如下：C≤0.50； Si≤0.60； Mn≤0.90； S≤0.01； P≤0.01；

Ni≤0.30； Cr≤0.35； Cu≤0.3； Mo≤0.2； V≤0.05。

ZG310-570为中碳钢。

零件对材料性能的要求：机座主要作用是支撑设备的运转，定位装配各种机构，使其具备特定的机械功能。由于是设备与地面的接触部分，承受着设备运转的载荷，为了能使设备有较好的工况，运转平稳，要求机座具有一定的减震性。一般的机座的尺寸都比较大，属于长久性构件，必须具有足够长的使用寿命。因此机座应该具备一定的耐磨性。

2 零件结构的铸造工艺性分析

图2-1 零件主视图

由零件图图2-1，图2-2，图2-3分析零件结构的铸造工艺性。

零件重要的部分是零件两端圆筒，也就是注有加工粗糙度的部分。由零件结构分析，该机座是用来支撑回转轴运转工作的，由于该部分几乎是枝端结构，直接承受载荷，并且有装备要求，所以对于圆筒的部组织结构要求很高.在设计铸造工艺时，应重点分析考虑。

铸件壁厚比较大，最小壁厚处是机座两端的圆筒。其尺寸超过了ZG310-570铸件的最小壁厚，浇注成型没有问题。而最大热节处在零件的中间部位，两端圆筒则是通过支撑壁由中间部分补缩的。有利于补缩和实现顺序凝固。圆筒自身的补缩通道，以及上端支撑壁的补缩通道不够，应该设计补贴或冷铁。

图2-2 零件左视图

零件多枝杈结构，铸件成型时的收缩会受到一定的阻碍，枝端结构的形位很容易受到影响。而这是零件结构的最大忌讳，将会直接影响零件的性能，决定着铸件的质量。由于零件的结构性能需要，改进零件结构的操作性不是很大，采用工艺手段避免是主要的方法。

枝端处及背面的斜槽会对零件的造型方案的选择有影响，并且会给工艺方案的设计带来很大的麻烦。如果在不影响零件性能的前提下，可以对零件的结构做出相应的改进。背面的3个斜槽可以开得浅一些，通过模样就可以造型，不需要下芯。而枝端处的斜槽可以适量开得下一些，通过模样造型和机加工一部分的方法就可以成型。