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1、材料成型过程控制院系：材料科学与工程学院专业：材料成型与控制工程姓名：学号：指导老师：日期：2012.9.19 至 2012.10.15主要结论与参考资料文字说明、简图与计算步骤共页第页一、铸造工艺分析1二、砂芯设计3三、冒口设计1011四、浇注系统的设计及计算 五、沙箱铸件数量的确定 六、参考数目、资料图I所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。材料为ZG25 （主要元素含量 ：Wc%=0.22032% , WMn%=0.50.8% ,Wsi%=0.20.45% 技术要求：未标示的铸造圆角半径R=35°未标铸造倾斜度按工厂规格H592L 铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。一、铸
2、造I艺分析1. 确定铸型种类和造型、UK方法此铸语I钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm ,为中小型铸件，铸彳推构 简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型, 砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。铸件全部位 于上箱,T 表破为分型 面2. 确定浇注位置和分型面方案1:将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简 单，不用确操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补绿 容易产生关砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。方室2 :将铸件放于上箱,分型面选取如图3所示，采用底注式浇注,此方
3、案浇注系统相对 复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部,补缩效果好。综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。3 .选择工艺参数最小壁厚确定：铸件轮廓尺寸为270x220mm ,由表1一5查得最小壁厚为10 1 2铸诰收缩率:1. 5%mm ,铸件i两足要求。最/J铸出孔确定:铸件位于上部的孔壁厚与孔深为11x50mm,下部位孔壁厚与孔深为1 1 x 2 0 mm ,由表1 8查得最1崎出孔径为6 0mm,所以铸件上的孔都不能铸出。铸造收缩率：经过分析，阙犊型为铸钢件受阻收缩由表1-1 4查得收缩率为1.5%0机tJDI余量:铸件为铸钢件，砂芯铸造，机备造型，由表1 1 3查得机加工余量等级为E
4、 H，再由表1 1 2得加工余量为1.4 5mm ,故取3mmo公差等级:铸件为铸钢件，砂型铸造机器造型和壳型，由表1-10得公差等级为8-12 ,由表1 9查得公差数值为2.29，取3.5。披模斜度：造型模样为金属模，测量面高为2 0mm，由表1 1 5查得a =1。10', = 0.8mm铸造回角:由铸件技术要求，未标示的铸造圆角半径R = 3 5 ,取5 mm。砂芯期1.确定砂芯数量和每T少芯形状、尺寸，砂芯种类及制芯方法、下芯次序根据零彳锢，可知只需使用f 砂芯即可商足，砂芯结构简单，属于中小型，砂芯的形状及尺寸如图4所示。味喃一1型树脂砂热芯盒制芯21艺，冬-种能解决机如工余
5、: 3ui工艺设计公差数值:3拔模斜度:a=O. 8u主要结论与参考资料文字说明、简图与计算步骤芯砂材料:味晡树脂砂热芯盒射砂制芯芯头数： 1头高度 h=36ui芯头斜度:。=7 , a=5au资料铸造 王之学原料供应,芯砂的流动性好,硬化速度快,硬化温度范围较宽，热态砂芯强厨口常温机械强度都很好,浇注后型芯的退让，隹能好，故选择味喃树脂热花盒射芯法造寸，2.确定砂芯的芯头个数、形状、尺寸、间隙和谐度根据砂芯及型腔形状，确定芯头个数为1,芯头为自硬型，由表1-31萱得：间隙S=1.0mm ,芯头高度为36mm ,芯头斜度由表133萱得a = 7°, a=5mm。图6共页第页图43.
6、确定砂芯的捣砂、扫汽、定位及固定砂芯排气:扎排气孔法砂芯形状简单，尺寸小，材料为自硬树脂砂,查表144律,利用扎排气孔法,分析砂芯与 性强得砂芯不需要固定。三、冒口的设计及计算1.冒口设计计算分析零件图，其上部分为厚大部位，冷凝过程中易出现缩孔、缩松等缺陷，所以需翌 设置冒口对其进行*卜缩。冒口模数的估算：将零件形状简化成图5所示形状，六梭柱体积计算：Si号 X 器 x j x 12 = 3659mm% Vi=Six 111=3659x20=73180mnF2圆柱的体积计算：S2= jtRF X （半）=14315nun2, V2= S2X 112=14315X30=429450mn】3
7、63;V 总=Si+S2=73180+429450=502630 nun3六棱柱侧面积 S Mi=yX20x6=4500mm2,圆柱侧面积 S 侧2=口 dh2=3.14X140X30=13188nun2S 总=5 侧+2 S2+ Si- S1+ S 侧 2=4600+2X14315+13188=46481nun2V A 502630.4a. "cMc= s = 11 nun = 11 an> Mr=1.2Mc=1.32cmS d 46481豌：砂型钮造工艺及工装铸造工艺确定体收缩率、冒口形状、尺寸、能补缩的最大铸件体积 铸件材料为ZG25,化学成分：Wc%=0.25,WMn=
8、0.8%,由表62得S =4.4%, & V=4.4+0.0585=4.5%.由表 333 查得 d=65mm h=105mm. Vr=0.36L, GR=2.5Kg, Vc=0.8L,Gc=6.5Kgo冒口如图6所示:hF105unW>"""浇注系统的设计与计算1. 浇注系统类型选择本铸件为铸钢件，且质量要求较为严格，不允许表面有夹砂、粘砂等缺陷， 设计时应考虑浇注系统有较好的挡渣能力。浇注系统:采用开放一一住注式浇注开放式浇注系统，金届液进入型腔时金狷液流动速度小，充型平稳，对型壁 冲刷力小，金属氧化轻，适合铸钢件浇注。底注式浇注系统，内浇道基本
9、上在淹没状态下工作，充型平稳，可避免金属 液发生飞溅、氧化及由此产生的铸件缺陷，无论交道口比值多大，横浇道基 本上都是被充满的，有利于阻渣，也弥补了开放式浇注系统挡渣能力不足的 缺点。同时，型腔内的气体容易顺序排除，避免产生气孔等缺陷。综合以上 各方面考虑，采用开放式一一底注式浇注系统。2. 确定内浇道的数量和引入位置分析零件图，可设置两个关于中心线对称的内浇道。采用底注式浇注系统， 引入位置在铸件底部，具体详情参照铸件工艺图，3. 各组元断面截面积计算铸造工艺 判根据铸造工艺学得知，大批星生产小型铸钢件时，常采用转包浇注。估算铸件体积：V 铐件ft R2h2=n X (号)2 x 220 =
10、 3885750mm3浇注时间:t=3. 43 s估算冒 口体积:v an=nR2hx = n X ( y)2 X 100 = 331663mm3V 总二 V 铸件+V gn=388575CH-331663=4233996mm3=4. 23L冒口质量:Gi=331663x7. 8x 10"6=2. 6 Kg,铸件质量 8=9. 2Kg。G=2. 6+9. 2=11. 8 Kg砂型铸浩工艺及工装相对密度Kvf =摆=2.78 Kg/L查表 534 得，01.0, K=0. 7,浇筑时间 t=cVG=VlL8 = 3.43 s由表5-33查验，符合要求。主要结论与参考资料文字说明、简图与
11、计算步骤公式：ZA内碧，L为钢水流动系数，ZG25的L=1.0£A内专= 3.4xt*】.o=L 9cm2。内浇道数量为2,所以内浇道截面积A内=2. 45cm2 0大批量生产生产小型铸钢件时多采用可充满式浇注系统，既有加强挡渣的能力，又减轻喷射，常采用浇注系统截面积比为：£A内：£A横：ZAri= 1.0： 0. 9： 1.2。所以9cm2, ZA横=4. 41cn】2, £ A肖=5. 29cn】2。4. 各组元尺寸、形状的确定已知 A 内=2. 45cnF, A 横=4. 41cm2, A 直=5. 29cm2,查表 250 得:内浇道各部分a=2
12、5mm> b=20mm, c=13mm, R=5mm：横浇道各部分尺寸a=22mm» b= 18mm, c=22mm, R=5mm：直浇道 d 中=29mm, d k=33mm, d 下=25mm°。58直浇道d中横浇道内浇道睥 内9cm2,£4横=4. 41cm2,Y.A直=5. 29cm2铸造手册各部分剖面图如7所示图8共页第页图7根据直浇道下端直径d下=25,查表j-233得浇口杯各部位尺寸为Di=66mm,D2=62mm, h=50mm, R=6mm。如图 8 所示：主要结论与参考资料文字说明、简图与计算步骤浇注系统示意图如图9,详细参数见铸件工艺图。共页第页