托架鑄造工藝設(shè)計(jì),托架,鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 托架 鑄造工藝設(shè)計(jì) 鑄 造 工 藝 卡 卡片編號(hào)109 HT-200 共1頁(yè) 第1頁(yè) 產(chǎn)品名稱 托架 每臺(tái)件數(shù) 2 澆冒口重 零件圖號(hào) A3 每型件數(shù) 1 每型金屬液 1.804kg 零件名稱 軸承座 凈 重 2.65kg 活塊數(shù) 0 材 質(zhì) HT-200 毛 重 2.72kg 芯 盒 數(shù) 2 準(zhǔn) 備 　砂　　　 箱 砂芯數(shù)量 2個(gè) 上箱 400mm×300mm×100mm 1#芯盒 1000mm×1800mm×900mm 下箱 400mm×300mm×100mm 2#芯盒 1400mm×1500mm×700mm 備 砂 型 砂 呋喃樹(shù)脂砂 芯 砂 磷酸鹽粘接劑砂 涂料 醇基涂料粉 造 芯 設(shè) 備 震動(dòng)落砂機(jī) 硬化方法 CO2 造 型 設(shè) 備 震動(dòng)落砂機(jī) 硬化方法 自硬 易割冒口數(shù) 0 直澆道尺寸 Φ52 橫澆道尺寸 Φ72 內(nèi)澆道尺寸 Φ44 直澆道數(shù)量 1 橫澆道數(shù)量 1 內(nèi)澆道數(shù)量 2 合 箱 合箱至澆注時(shí)間 ≤ 24h 澆注溫度 1420℃ 開(kāi)箱時(shí)間 3h 工藝要求要求及操作要點(diǎn)： 1. 鑄造收縮率為1%； 2. 未注拔模斜度均為1°； 3. 上下面加工余量2mm，其余2.5mm； 4. 下箱芯頭四周均向內(nèi)斜5mm； 5. 鑄件底部澆注。 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目托架鑄造工藝課程設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1目目 錄錄1 前前 言言 .21.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義.22 2 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 .32.1 零件分析.32.1.1 零件結(jié)構(gòu)信息 .32.1.2 技術(shù)要求 .32.2 鑄造工藝方案分析.42.2.1 造型方法、造型方法的選擇 .42.2.2 鑄造方法的選擇 .42.2.3 鑄型種類的選擇 .42.2.4 鑄件澆注位置的確定 .52.2.5 分型面的選擇 .53 3 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) .73.1 收縮率確定.73.2 灰鐵鑄出孔大小確定.73.3 加工量確定.73.4 起模斜度.103.5 砂芯設(shè)計(jì).113.6 吃砂量確定.114 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .124.1 澆注時(shí)間的確定.124.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算.134.3 冒口與冷鐵設(shè)計(jì).175 5 工裝設(shè)計(jì)工裝設(shè)計(jì) .185.1 模樣的設(shè)計(jì).185.2 模板的設(shè)計(jì).185.3 砂箱的設(shè)計(jì).196 6 結(jié)結(jié) 論論 .20致致 謝謝 .21參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) .22鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21 前前 言言1.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義依據(jù)所給的零件圖，完成托架的鑄造工藝設(shè)計(jì)，使最終得到的零件能夠基本滿足加工性能和使用性能。依靠本次鑄造工藝設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉鑄件的生產(chǎn)設(shè)計(jì)的各過(guò)程，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用中去，能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)該類零件或相似類型的零件給出一定的啟發(fā)和幫助，制定工藝規(guī)程應(yīng)在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動(dòng)量和最低的生產(chǎn)成本，在規(guī)定的期間內(nèi)，可靠地加工出符合圖樣及技術(shù)要求的零件。 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案2.1 零件分析2.1.1 零件結(jié)構(gòu)信息托架零件的結(jié)構(gòu)如下圖 2.1 托架零件圖所示，托架底面為安裝座，側(cè)面為托架軸的孔支架部分，所有孔均需機(jī)械加工。圖 2.1 托架零件圖2.1.2 技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的托架零件材質(zhì)為 HT200，最小抗拉強(qiáng)度為 200MPa，布氏硬度為163241HBW，伸長(zhǎng)率 0.30.8%抗彎強(qiáng)度為 400 MPa，抗壓強(qiáng)度為 600800 MPa，抗剪強(qiáng)度為 248 MPa，滿足大多數(shù)托架、托架零件的機(jī)械性能要求。托架的主要作用是支撐其他零件，零件設(shè)有加強(qiáng)肋，并保證托架各部件的正確安裝。技術(shù)要求：（1）鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷。（2）未注鑄造圓角 R2-3。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4灰鑄鐵具有良好的鑄造性能1，材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得，本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造，手工造型，一箱兩件生產(chǎn)該件。為了便于分析直觀，依據(jù)托架的零件二維圖紙，建立托架的三維零件如下圖 2.2。托架三維零件圖所示。圖 2.2 托架三維零件圖2.2 鑄造工藝方案分析鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇。2.2.1 造型方法、造型方法的選擇根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，手工造型適應(yīng)各種要求，比較靈活，不要求很多工藝裝備，成本小，且該砂芯難以使用造型機(jī)，選擇手工造型。2.2.2 鑄造方法的選擇砂型鑄造較之其他鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短。根據(jù)零件的各參數(shù)，對(duì)照表格中的項(xiàng)目比較，鑄件復(fù)雜程度簡(jiǎn)單，選擇砂型鑄造。2.2.3 鑄型種類的選擇鑄造業(yè)應(yīng)用最多、最廣、工藝及配套設(shè)備最成熟的是呋喃樹(shù)脂自硬砂，相對(duì)其他樹(shù)脂砂工藝鑄件成本較低、舊砂利用率高、舊砂再生簡(jiǎn)單，在灰鐵、球鐵、鑄鋼、有色等鑄造中都得到廣泛地應(yīng)用。根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況選用自硬砂。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)52.2.4 鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車(chē)間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則2：（1）鑄件最重要的部分或交大平面朝下；（2）鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐；（3）當(dāng)鑄件需要冒口補(bǔ)縮時(shí)，最好使補(bǔ)縮部位處于鑄件的上部；（4）為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營(yíng)放在下邊或立放或斜放；（5）鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時(shí)，砂型和砂芯排氣；（6）對(duì)于平板類鑄件，為了防止夾砂，可以傾斜放置，同時(shí)也有利于排氣，也可減少鐵水對(duì)鑄型的沖刷力；（7）應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯；（8）應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到托架零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，托架適合采用頂部、中間、底部澆注。2.2.5 分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來(lái)，使鑄造工藝簡(jiǎn)單，并易于保證鑄件質(zhì)量2。澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，托架零件可有以下三種分型方案。分型方案一：將以托架零件底面安裝臺(tái)最大面做分型面，將鑄件完全置于上箱，頂部澆注系統(tǒng)適合此分型方案，該分型方案如圖 2.3 分型方案一。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6圖 2.3 分型方案一分型方案一的優(yōu)點(diǎn)是分型面平直，但是上箱過(guò)高，而且鑄型腰形孔處需做活塊才能順利造型，進(jìn)而增加生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中活塊容易丟失，會(huì)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度造成影響3。分型方案二：將以托架零件側(cè)面最大面做分型面，將鑄件完全置于下箱，頂部澆注形式適合方案，該分型方案如圖 2.4 分型方案二所示。圖 2.4 分型方案二分型方案二的優(yōu)點(diǎn)分型面簡(jiǎn)單。分型方案三：與分型方案二類似，只是將上下箱顛倒，將鑄件完全置于上箱，底部澆注形式適合方案，該分型方案如圖 2.5 分型方案三所示。圖 2.5 分型方案三綜合比較，方案二與方案三均可采用，故本次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案三進(jìn)行分型分型，采用底部澆注系統(tǒng)。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)73 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)3.1 收縮率確定鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開(kāi)始溫度（從液相中析出枝晶搭成的骨架開(kāi)始具有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)的相對(duì)線收縮量，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示，即 （3-1）%100 121LLL）（式中 L1模樣長(zhǎng)度；L2鑄件長(zhǎng)度。由表 3.1 灰鐵自由收縮率1，可知支撐座材質(zhì)為 HT200，對(duì)應(yīng)的收縮率為 1%。表 3.1 灰鐵收縮率3.2 灰鐵鑄出孔大小確定該托架為成批生產(chǎn)，依據(jù)表 3.2 灰鑄鐵不鑄出孔直徑可知零件圖中減重孔直徑為 30孔不鑄出；腰形孔也不須鑄出。表 3.2 灰鑄鐵件不鑄出孔直徑（單位 mm）生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215批生產(chǎn)1530單件或小批生產(chǎn)30503.3 加工量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度4。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢；加工余量太大，會(huì)增加機(jī)械HT100,HT150,HT200灰鑄鐵牌號(hào)小中件中大件特大件HT250HT300HT350自由線收縮率（%）鑄造收縮率（受阻收縮率（%）0.91.10.81.00.81.00.70.90.70.90.60.80.91.10.70.91.51.0鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8加工的工作量，且浪費(fèi)金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件的機(jī)械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件尺寸公差的代號(hào)用字母 CT 表示2。尺寸公差等級(jí)分為 16 級(jí)。托架為砂型鑄造手工造型批量生生產(chǎn)故，依據(jù)表 3.3 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999）選用鑄件公差等級(jí)為 CT12（GB/T 6414-1999-CT12）。表 3.3 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自 GB/T6414-1999）公差等級(jí) CT鑄 件 材 料方法鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型11141114111411141013101391211141114砂型鑄造機(jī)器造型和殼型81281281281081081079812812注：注：（1）表中所列處的公差等級(jí)時(shí)至在大批量生產(chǎn)、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進(jìn)時(shí)鑄件通常能夠達(dá)到的公差等級(jí)。（2）本標(biāo)準(zhǔn)還適用于本表未列出的由鑄造廠和采購(gòu)方之間協(xié)議商定的工藝和材料。鑄件切削加工余量的代號(hào)用字母 MA 表示。切削加工余量等級(jí)由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J 共 9 個(gè)等級(jí)2。成批量生產(chǎn)的鑄件加工余量等級(jí)按表 3.4毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)選取該托架的加工等級(jí)為 F 級(jí)。表 3.4 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄件材質(zhì)方法鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造機(jī)器造型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH托架的底面尺寸為：，基本尺寸 165mm，查表 3.5 鑄件尺寸公差數(shù)值1545165（摘自 GB/T6414-1999）CT12 公差值為 8，位于澆注位置的側(cè)面，查 3.6 要求的鑄件加工余量(RMF) （摘自 GB/T6414-1999）加工余量等級(jí) RMA(F)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 1.5，托架端面單鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9側(cè)加工，則該尺寸的加工量為：8/2+1.5=5.5mm。表 3.5 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999）（單位：mm）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí) CT大于至12345678910111213141516100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.240.340.560.781.11.62.23.24.46.29121620254006300.400.640.91.21.82.63.6571014182228（1）在等級(jí) CT1CT15 中對(duì)壁厚采用粗一級(jí)公差（見(jiàn)第 7 章）；（2）對(duì)于不超過(guò) 16mm 的尺寸，不采用 CT13CT16 的一般公差，對(duì)于這些尺寸應(yīng)標(biāo)注個(gè)別公差。（3）等級(jí) CT16 僅適用于一般公差規(guī)定為 CT15 的壁厚。托架的側(cè)面立板基本尺寸 165mm，查表 3.5 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999）CT12 公差值為 8，位于澆注位置的側(cè)面，查 3.3.4 要求的鑄件加工余量(RMF) （摘自 GB/T6414-1999）加工余量等級(jí) RMA(F)對(duì)應(yīng)數(shù)值為 1.5，托架端面雙側(cè)加工，則該尺寸的加工量為：8/4+1.5=3.5mm。托架兩伸出 40 以內(nèi)凸臺(tái)頂面，位于澆注位置的頂面，其加工量 5/4+0.7=1.95mm，圓整取 2.0mm。表 3.6 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999） (單位：mm)最大尺寸要求的機(jī)械加工余量等級(jí)大于至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.58鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)102504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.2346912（1）最終機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。（2）等級(jí) A 和 B 僅用于特殊場(chǎng)合，例如，在采購(gòu)方與鑄造廠已就加持面或者基準(zhǔn)目標(biāo)商定模樣裝備、鑄造工藝和機(jī)械工藝的成批上產(chǎn)情況下。3.4 起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)5。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚、增減鑄件壁厚或者減小鑄件壁厚的方法來(lái)形成。在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過(guò)鑄件的壁厚工差要求。鑄件的起模斜度值參考表 3.7 起模斜度（JB/T 5105-1991）。表 3.7 起模斜度（摘自 JB/T 5015-1991）起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣測(cè)量面高度 HmmAA mmAA mm103300.64000.810401501.42051.6401000501.60551.61001600351.60402.01602500302.20352.62504000303.60354.24006300254.60305.6該托架零件垂直分型面的高度不超過(guò) 40 mm 的，采用金屬模樣造型，依據(jù)表 3.7 起模斜度（JB/T 5105-1991）以及表 3.5 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999），綜合比較，為了使脫模順利，增大起模斜度，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為 1.5，即每個(gè)垂直分型面的側(cè)面均加起模斜度為 1.5。根據(jù)以上結(jié)果，最終確定托架鑄件三維圖如圖 3.1 托架鑄件三維圖，通過(guò)軟件計(jì)算該托架鑄件質(zhì)量為 1.92kg。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11圖 3.1 托架零件三維圖3.5 砂芯設(shè)計(jì)依據(jù)前文分析，托架不需要設(shè)計(jì)砂芯。3.6 吃砂量確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃砂量。由前文可知托架單件重量為 6.5Kg，依據(jù)表 3.8 按重量確定吃砂量表，可確定吃砂量最小尺寸為a=50mm，b=50mm，c=40mm，d=40mm，e=40mm， f=30mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表 3.8 按鑄件重量確定的吃砂量 （單位 mm）鑄件重量/kgabcdef100004050607090100120150200250275300350400405060709010012015020025027530035040030404050506070901001251501752002503040505060708090100125150175200250304050607010030303040506070120150200225250250250鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)124 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 澆注時(shí)間的確定托架鑄件單件重量為 1.92Kg。由于該件為一箱兩件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)表 3.2.1 鑄鐵件工藝出品率參照成批量生產(chǎn)，確定澆注過(guò)程中的總體金屬液重量，澆冒占比為 20%，則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為。Kg8 . 4%20-14292. 1）（ （4-1）%100澆冒口重量）（鑄件重量鑄件重量工藝出品率表 4.1 鑄鐵件工藝出品率（%）鑄件重量/Kg大量流水生產(chǎn)成批量生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)100085908090對(duì)于重量小于 450Kg 的形狀復(fù)雜的薄壁鑄鐵件，其澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式（4-2）計(jì)算 （4-GLSt 2）式中 t 澆注時(shí)間（s）；GL 型內(nèi)金屬液總重量，包含澆冒口系統(tǒng)重量（Kg）；S系數(shù)，取決于逐漸壁厚，可由表 4.2 系數(shù) S 和鑄件壁厚 的關(guān)系查出。表中壁厚 指鑄件的主要壁厚，對(duì)實(shí)心體鑄件取壁厚 =2E（E為鑄件的當(dāng)量厚度）E=鑄件的體積/鑄件的面積。表 4.2 系數(shù) S 和鑄件壁厚 的關(guān)系鑄件壁厚/mm2.53.53.588.015系數(shù)S1.631.852.2因?yàn)橥屑荑T件的斜度依據(jù)增加壁厚方式來(lái)形成，故壁厚適當(dāng)取大值計(jì)算5。澆注時(shí)間:。sGLSt8119. 48 . 42 . 2鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)134.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開(kāi)放式、封閉開(kāi)放式等 4 種類型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置（引入位置），可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等 4 種類型。本次支撐座澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用封閉澆注系統(tǒng)、頂注式，查表 4.3 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用，因?yàn)樵撝巫鶠橹?、小型灰鐵件砂型鑄造，故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為：內(nèi)：橫：直=1:1.1:1.5。AAA表 4.3 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用截面比例A直A橫A內(nèi)應(yīng)用21.51大型灰鑄鐵砂型鑄造1.41.21中、大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.151.11中、小型灰鑄鐵件砂型鑄造1.111.061薄壁灰鑄鐵件砂型鑄造1.51.11可鍛鑄鐵1.11.21.31.51表面干燥型中、小型鑄鐵件1.21.41表面干燥型重型機(jī)械鑄鐵件1.11.251.11.51干型中、小型鑄鐵件1.21.11干型中型鑄鐵件1241.54球墨鑄鐵件124鋁合金、鎂合金鑄件1.231.221青銅合金鑄件11212鑄鋼件漏包澆注1.50.811薄壁球墨鑄鐵小件底注前文計(jì)算的鑄件總高度 47.5mm，上、下箱各占一半，上箱鑄件高度為 47.5 縮尺為 1%，依據(jù)吃砂量前文查表選取為 a=b=50mm，則上砂箱最小高度為，mm975.975001. 15 .47取上砂箱高度 100mm（下砂箱取 100mm）。確定靜壓頭高度，依據(jù)表 4.4 普通漏斗形外澆口尺寸，初步澆口杯高度尺寸，暫定澆鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14口杯高度為 46mm。表 4.4 普通漏斗形外澆口尺寸直澆道下端直徑d/mml/mml/mmh/mm鐵液容量/Kg165652400.516185854420.618206056440.720226258460.822246460480.924266662501.026286864521.228307066541.3本次設(shè)計(jì)采用中間澆注形式， 則計(jì)算靜壓頭高度為:。cmHp2 .12275. 46 . 40 .10則依據(jù)截面比的關(guān)系。內(nèi)澆道采用內(nèi)：橫：直=1:1.1:1.5。截面比設(shè)計(jì)法，AAA則內(nèi)澆道計(jì)算公式為：內(nèi)L （4-3）AG）（ghp2t其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道 4 個(gè)部分的四單元澆注系統(tǒng)，則有：hp=k22/(1+k12+k22)*Hp=1.152/1+(1.15/1.1)2+1.152*12.2=4.7cm依據(jù)表 4.5 內(nèi)澆道尺寸，選取與計(jì)算的=2.64cm2稍大的斷面的面積，本次設(shè)計(jì)選取內(nèi)澆口面積為 3.0cm2為本次設(shè)計(jì)的內(nèi)澆口總斷面面積，一箱兩件，每件設(shè)計(jì) 1 個(gè)內(nèi)澆口，則每個(gè)內(nèi)澆口面積為 1.5cm2，對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口尺寸 a=14mm，b=44mm，c=12mm，則內(nèi)澆道總斷面面積為 3.0cm2。表 4.5 內(nèi)澆道尺寸（單位：mm）序號(hào)內(nèi)澆道斷面積A內(nèi)/cm2abcabcabcabcda鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1510.311936464399536.58.520.41194757531096479.530.5119586764101074810.540.611968.66.586.54.511117591250.8141261089851212861013.561.015137119109514149711.51571.218147.5121011106151610712.516.581.52018814111211717181181418.591.82119916121312818201291520.5102.2232110171315131920221491723112.625231117.513.5171392424151018.524.5123.02824121814191410262716112026133.43225121915201510282817122128144.03830122115221610303018132230.5154.54036122216241711323020142432.5165.0423812.523172518113435201525.534175.4444013241825.51912353521152635186.045411425212620123736221627.537199.05650173023342416454228193445.52012.05852223728362820504832223950計(jì)算出橫澆道總斷面面積為橫=1.1 3.0=3.3cm2,查表 4.6 澆注系統(tǒng)截面面尺寸6，A設(shè)計(jì)橫澆道截面面積為 3.3cm2的橫澆道，對(duì)應(yīng)的橫澆道尺寸為：A=18mm，B=12mm，H=22mm。表 4.6 澆注系統(tǒng)截面面尺寸橫澆道直澆道序號(hào)斷面積 A橫/cm2A /mmB /mmC /mmA /mmB /mmC /mm序號(hào)斷面積A橫D/mm鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)16/cm211.0119101810611.81522.01510162013823.12032.416111822141034.92543.017132024151147.13053.619142228171259.63564.0201523301813612.64075.0241625352015715.94586.0271728362216819.65097.0281830382417923.755108.03020324026181028.260119.03222344228191133.2651211.03624374530211238701313.03827405232241344751413.83828425533251450.38015174430466036281556.7851619.54632506539301663.790172452365472433317719518285640587846361878.510019346044668651401986.51052038.56545709054432095.21102148655580102604821104115計(jì)算出直澆道總斷面面積為 A直=1.15*3.0=3.45cm2,故查表 4.5 澆注系統(tǒng)截面面尺寸，直澆道截面面積取 3.45cm2，直徑為 21mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖 4.1 澆道截面尺寸所示。圖 4.1 澆道截面尺寸鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17圖 4.2 澆注系統(tǒng)三維圖4.3 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)灰鑄鐵和球磨鑄鐵在凝固過(guò)程中都析出石墨并伴隨相變膨脹，有一定的自補(bǔ)縮能力，因而縮松、縮孔的傾向小性較鑄鋼件小。鑄鐵件的補(bǔ)縮應(yīng)以澆注系統(tǒng)后補(bǔ)縮（澆注系統(tǒng)在完成教主以后，對(duì)鑄件的補(bǔ)縮，稱為后補(bǔ)縮）和石墨化膨脹自補(bǔ)縮為基礎(chǔ)，只是由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個(gè)需要設(shè)置冒口補(bǔ)縮的鑄件，也必須利用后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮，冒口僅是補(bǔ)充后補(bǔ)和自補(bǔ)不足的差額。托架的體積與表面積的比值大于 2.5，本次托架不設(shè)計(jì)冒口。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)185 工裝設(shè)計(jì)工裝設(shè)計(jì)5.1 模樣的設(shè)計(jì)根據(jù)托架的各種屬性選擇金屬模樣，金屬模樣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則是，在滿足鑄造工藝、保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量使模樣的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造7。（1）模樣本體結(jié)構(gòu)；（2）模樣壁厚及加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)；（3）模樣非工作表面圓角半徑；（4）模樣的活塊結(jié)構(gòu)。5.2 模板的設(shè)計(jì)確定軸承座的上模板裝配圖如下圖 5.1 上模板裝配圖圖所示。圖 5.1 上模板裝配圖1.上模板；2.M10 內(nèi)六角螺絲；3.上模樣定位銷(xiāo)；4.上模樣；5.橫澆道；6.直澆道；7.上模板導(dǎo)向銷(xiāo)最終確定軸承座的下模板裝配圖如下圖 5.3 下模板裝配圖圖所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19圖 5.2 下模板裝配圖1.下模板定位銷(xiāo)；2.下模板；3.下模樣定位銷(xiāo)；4.下模樣；5.M10 內(nèi)六角螺絲；6.直澆道窩；7.下模板導(dǎo)向銷(xiāo)5.3 砂箱的設(shè)計(jì)根據(jù)表 5.1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸，依據(jù)本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇砂箱尺寸對(duì)應(yīng)的造型機(jī)為 Z114A8。mmmm 300400 表 5.1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸 砂箱尺寸（mm）300400400500500600600800造型機(jī)Z114A，Z124Z145，ZZ415Z146，ZB326ZB148A，3ZZ318砂箱尺寸7008008001000900110012001600造型機(jī)Z148A，Z158Z2310，Z2410ZB1410ZB1416最終確定軸承座的合箱圖如下圖 5.3 合箱圖所示。圖 5.3 砂箱圖1. 下砂型；2.下砂箱；3.砂箱用定位銷(xiāo)；4.砂箱定位套；5.上砂型；6.上砂箱；7.澆口杯；8.砂箱用導(dǎo)向銷(xiāo)；9.砂箱導(dǎo)向套鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)206 結(jié)結(jié) 論論本論文通過(guò)對(duì)托架進(jìn)行分析，在給定的生產(chǎn)條件下，總結(jié)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)分析的基礎(chǔ).上，由多個(gè)加工工藝方案優(yōu)選制定出加工工藝過(guò)程。工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件，實(shí)際生產(chǎn)必須按照工藝規(guī)程規(guī)定的加工方法和加工順序進(jìn)行。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21致 謝本課程設(shè)計(jì)在選題及進(jìn)行過(guò)程中得到朱永長(zhǎng)老師的悉心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，朱永長(zhǎng)老師多次幫助我分析思路，開(kāi)拓視角，在我遇到困難的時(shí)候給予我最大的支持和鼓勵(lì)，及時(shí)幫助我分析問(wèn)題解決阻礙。此外，本次課程設(shè)計(jì)得以的順利完成，離不開(kāi)朱永長(zhǎng)老師的關(guān)心和幫助。在此期間內(nèi)，朱永長(zhǎng)老師教會(huì)我的知識(shí)和治學(xué)的態(tài)度精神使我終身受益。再多華麗的言語(yǔ)也顯蒼白，向朱永長(zhǎng)老師致以誠(chéng)摯的謝意。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22參 考 文 獻(xiàn)1 中國(guó)鑄造協(xié)會(huì).鑄造工程師手冊(cè)(第三版) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2 機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造學(xué)會(huì)編.鑄造手冊(cè)（第 5 卷：鑄造工藝）（M）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.3 葉榮茂、吳維岡、高景燕.鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（M）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989.4 李魁盛.鑄造工藝學(xué)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.5 趙穎烈. 細(xì)小油道液壓閥體鑄造工藝研究A. 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)、鑄造行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心.20206 中國(guó)鑄造活動(dòng)周論文集C. 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)、鑄造行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心:中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì),2020:7.7 劉文川, 向敬成. 大型鑄件有效澆注時(shí)間的計(jì)算J. 大型鑄鍛件. 2000 年第 4 期 (總第 90 期)8 杜西靈, 杜磊編著. 鑄造實(shí)用技術(shù)問(wèn)答M. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007 年 05 月第 1 版.