黄勇材料成型专业课程设计支座铸造设计项目说明指导书

材料成形技术基础（课程大作业）专业：机械制造及其自动化班级：14级1班姓名：黄勇211118指导老师：马齐江成绩：6月目录一、零件介绍……………………1二、造型材料选择················································································2三、铸造工艺参数设计···········································································31.加工余量选择···············································································42.铸件孔是否铸出确实定········································································53.起模斜度确实定···············································································64.铸造圆角确实定···············································································75.铸造收缩率确实定···········································································86.木模确实定········································································9四、工艺方案初步确定……………………101．浇注位置选择………………………102.分型面选择…………………………11五、型芯设计…………………12六、浇注系统设计··················································································131.浇口杯设计··················································································142.内浇道截面设计··················································································143.横浇道···········································································。。。。…………….154.直浇道·········································································……16七、冒口设计·······················································································16八、铸型装配图设计·····················································································18九、设计体会……………………19十、参考文件……………………19一，零件介绍1、支座是指用以支承容器或设备重量，并使其固定于一定位置支承部件。还要承受操作时振动和地震载荷。如室外塔器还要承受风载荷。2支座结构铸造工艺性零件结构铸造工艺性是指零件结构应符合铸造生产要求，易于确保铸件品质，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑以下多个方面：铸件应有适宜壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺点，铸件不应太薄。铸件结构不应造成严重收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角铸件薄厚壁相接拐弯等厚度壁和壁多种交接，全部应采取逐步过渡和转变形式，并应使用较大圆角相连接，避免因应力集中造成裂纹缺点。铸件内壁应薄于外壁铸件内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和预防裂纹。壁厚努力争取均匀，降低肥厚部分，预防形成热节。利于补缩和实现次序凝固。预防铸件翘曲变形。避免浇注位置上有水平大平面结构。二、造型材料和铸造合金选择1.造型和造芯材料因为此次课程设计铸件是中等批量生产，所以造型和造芯方法应采取灵活多样，适应性强手工造型。但它有生产率低，劳动强度大，铸件质量不易稳定缺点。造型方法可选择砂箱造型，其操作方便，不管是大、中、小型铸件，还是大量、成批和单件生产均可采取。型砂选择：铸钢用型砂和泥心砂，其关键组成部分是石英砂和耐火粘土。作为造型材料沙子性质，由砂粒形状和大小，氧化硅含量，和沙子中存在多种混合物来确定。该铸件型砂选择瘦沙（粘土含量2~10%）来替换石英砂。在湿模造型时，小型和中小型钢铸件泥心砂能够采取小颗粒半肥沙（粘土含量10~20%）作为附加物加入石英砂中。加入耐火粘土，其工艺试样抗压强度应为0.5~0.6千克/千克2。耐火粘土应该是白色或淡灰色，不应有可被肉眼看出混杂物，如砂子、矿石、石灰等。碎粘土所含水分不应超出2%。.（铸件材料是铸铁时，制造湿砂型粘土砂所用粘土为膨润土，湿抗压强度通常为80-120kpa。含水量为4.5-5.5％，透气性为60-100，型砂配比70/140目占33，100/200目占17%，红砂占50%。芯砂选择油砂或水玻璃砂。）造芯方法可采取芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造多种形状、尺寸和批量砂芯，后者用于造单件小批量生产，形状简单或回转体砂芯。2.铸造合金采取HT250铸造工艺参数设计确定铸造工艺参数必需知道零件尺寸，零件具体尺寸图2.1所表示。图2.1零件尺寸加工余量选择假定该槽轮为成批、大量生产，机器造型及壳型，则由《材料成型工艺基础》第三版P68表4-2查得尺寸公差等级CT应为8~10级，选9级，加工余量等级MA选G。由课程设计题目知基础尺寸φ400mm，查《材料成型工艺基础》第三版P68表4-3和尺寸公差配套使用灰铸铁机械加工余量，并由确定加工余量中“顶面（相对于浇注位置）加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选择”要求查得，顶面加工余量应根据CT10级、MA-G级；底面、侧面加工余量为CT9级、MA-G级。则顶面加工余量取6.0mm,底面和侧面加工余量取4.5mm。结论：顶面加工余量取6.0mm，底面和侧面加工余量取4.5mm。加工余量图2.2图2.2加工余量图2.铸件孔是否铸出确实定图中8个小通孔直径为26mm，而铸件材料为灰铸铁，由《铸工实用技术手册》p72表2.4-16成批生产灰铸铁孔径<=15-30时，该孔为不铸出孔。3.起模斜度确实定依据标准《铸件模样起模斜度》中要求，该铸件选择增加铸件厚度起模斜度形式图2.3：图2.3起模斜度用手工方法加工模具时用宽度标注，该铸件模具是木模，由《材料成型工艺基础》第三版P70表4-5砂型铸造时模样外表面及内表面起模斜度查得位置12345α1度25分0度40分2度55分0度30分1度25分A（mm）11.20.61.414.铸造收缩率确实定该铸件材料为灰铸铁，由《材料成型工艺基础》第三版P70知灰铸铁铸造收缩率为0.7%~1.0%，该铸件选1.0%，则制造尺寸放大一个线收缩率。结论：铸造收缩率1.0%。5．铸造圆角A处考虑到起模，应铸出圆角R=5mm，BCDEFG处有尖角，应采取铸造圆角R=5mm总而言之考虑到铸件加工余量、收缩量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量及芯头间隙后铸件尺寸以下图6、木模设计依据铸件而得出木模样以下图所表示零件三维图依据铸件图画出铸件模样图：木模样图（1）下木模样图铸件质量：初步估算，本铸件质量50-60kg，所以本铸件应属于中型铸件四、工艺方案初步确定（一）浇注位置确实定确定浇注位置应注意以下标准：1.铸件关键部分应尽可能置于下部2.关键加工面应朝下或直立状态3.使铸件答平面朝下，避免夹砂结疤内缺点4.应确保铸件能充满5.应有利于铸件补缩6.避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验考虑到本铸件关键面应该侧立，所以将本铸件浇注位置设置为水平，且注入位置为分型面处。（二）分型面确实定分型面是指两半铸型相互接触表面。分型面优劣在很大程度上影响铸件尺寸精度、成本和生产率。选择分型面时应注意一下标准：应使铸件全部或大部分置于同二分之一型内应尽可能降低分型面数目分型面应尽可能选择平面便于下芯、合箱和检测不使砂箱过高受力件分型面选择不应减弱铸件结构强度注意减轻铸件清理和机械加工量因为是要成批生产，且要机器造型，故采取两箱式造型,故分型面以下图所表示。工艺方案初步确定型芯设计依据本铸件工艺方案可知，本铸件所采取是湿砂型水平型芯头型芯尺寸：湿型水平型芯头长度，查表：《铸工实用技术手册》P100表2.6-4因L=240mmD=160mm所以长度l能够取55～65mm，l取60mm芯头顶面和芯座配合间隙查表：《铸工实用技术手册》P102表2.6-5，得配合间隙为0水平芯头斜度和芯头和芯座配合间隙查表：《铸工实用技术手册》P104表2.6-6，得，a=11mmα=6度间隙S=1mm水平型芯头尺寸图以下图所表示：型芯尺寸图浇注系统设计（一）、浇口杯、浇口杯是用来承接来自浇包金属液，预防金属液飞溅和溢出，便于浇注，并能够减轻金属液对型腔冲击，还可分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔。因为铸件材料是HT250，且考虑到铸件属于中型铸件，故采取一般池式浇口杯，此种浇口杯有很好撇渣作用。经查表《铸工实用技术手册》P120表2.7-3铸件重量为60kg左右，所以得出数据以下图所表示铸件质量(kg)浇口杯容量(kg)L(mm)R(mm)R1(mm)r(mm)r1(mm)H(mm)l(mm)d(mm)50--10030110704025131107827（二）、浇注系统尺寸选择：浇注系统分为封闭式浇注系统，开放式浇注系统，半封闭式浇注系统和封闭-开放式浇注系统。因为封闭式浇注系统控流截面积在内浇道，浇注开始后，金属液轻易充满浇注系统，呈有压流动状态。挡渣能力强，但充型速度快，冲刷力大，易产生喷溅，金属液易氧化。适适用于湿型铸件小件。而支座就是采取湿型铸件小件，所以选择封闭式浇注系统。1、采取封闭式浇注系统，各组元百分比以下：F内：F横：F直=1：1.2:1.4；查表2.7-18得，铸件内浇口总截面积∑F内为4,2—5cm2，取值4.5cm2.采取圆截面内浇口，查表2.7—19，得出圆截面直径d=24mm采取两条内浇道，则横浇道截面积为10.8cm2，采取以下图所表示横截面积A=45mm,H=30mm,R=21mm直浇道下端截面积F直=2x1.4x4.5cm2=12.6cm2查表2.7-21得出数据:下端截面直径为40mm，上端直径为48mm，直浇道每厘米长重量0.092kg。采取分型面浇注法，则得出浇注系统以下图所表示：浇注系统三维意示图冒口设计；冒口是铸型内用于储存金属液空腔，在铸件形成时补给金属，有预防缩孔、缩松、排气、集渣作用。采取明顶冒口，冒口尺寸确实定以下：冒口尺寸图冒口根部直径d大于铸件补缩处热节圆直径dy，铸件dy为55