毛坯工艺设计课件

毛坯工艺设计,内容与要求,毛坯设计任务,先绘制零件图 10分 张（交贾） 1.绘制铸件工艺图 20分 张 （或： 绘制自由锻件图 10分 张 自由锻件工艺卡 10分 张） 2.编写毛坯工艺设计说明书 25分 份 抽查答辩（每班3个） 注意：毛坯工艺设计说明书封皮注明铸件或自由锻件,设计要求,1 .设计图要正确、完整，文字简明； 2 .不准交换题目 ； 3 .允许讨论，但独立完成，杜绝抄袭 ，否则都不及格； 4 .学会查阅相关资料 ： 教材，张万昌的热加工工艺基础， 自由锻件设计手册，铸造工艺设计手册,铸造工艺设计评分细则,1、铸造工艺图 （20分） 1）浇注位置与分型面 5分 2）加工余量、拔模斜度、 收缩率和铸造圆角 5分 3）型芯、冷铁和芯头确定 5分 4）浇注系统（冒口） 5分 注意：1）、2）、4）项用红笔！ 2、 铸造工艺说明书 （25分） 内容： 20分 （各项分配同上） 注意：说明书设计格式有分,自由锻件工艺设计评分标准,1、自由锻件工艺图 （10分） 1）自由锻件加工余量、余块、公差 6分 2）自由锻件图规范 4分 2、自由锻造工艺卡：先下料（有尺寸） （10分） 3、说明书 （20分） 1）自由锻件加工余量、余块、公差 ： 6分 2）自由毛坯重量、尺寸的计算： 10分 3）自由变形步骤、温度和冷却： 4分 注意：设计格式 分,铸造工艺图 20分 注意：“铸件工艺图”要保留原零件图全部信息 或：自由锻件图锻造工艺卡 20分,毛坯工艺设计任务,毛坯说明书封面要求,设计题目：“零件名称”砂型铸造工艺设计说明 或自由锻工艺设计说明 班级：0814 设计人学号：？ 设计人姓名：？ 指导教师： 张锁梅 贾志新,说明书内容包括：(25分),铸造工艺设计方案确定依据或参数选择的依据 铸造工艺图中各项的依据，如： 浇注位置和分型面（至少2种对比）、 型芯和芯头确定、 工艺参数和浇注系统（冒口） 。 自由锻件工步确定依据或参数选择及工艺卡中各项 的依据，如： 自由锻件机加工余量、余块、公差的选择； 毛坯重量和尺寸计算、 锻造工序、加热温度、冷却方式 等。,铸造工艺设计,根据零件结构、技术要求做砂型铸造工艺设计。 铸造工艺图上标出： 1、浇注位置和分型面； 2、各种工艺参数； 3、芯头和浇注系统的尺寸和位置； 4、布置冒口和冷铁的尺寸和位置； ； 将这些用红和兰线表达和标注在零件图上。,常用铸造工艺符号,1、浇注位置、分型面符号：用红线和箭头表示。 2、机械加工余量和起模斜度：用红线划出轮廓，加工余 量值、起模斜度用数字表示。 3、不铸孔和槽：用红“X”表示，剖面处涂以红色 4、型 芯：用蓝线划出，并注明尺寸， 型芯应按下芯顺序编号,5、浇注系统：用红线绘出，并注明主要尺寸,6、冷铁 ：用绿色或蓝色绘出，注明“冷铁 ” 注意：“铸造工艺图” 要彩打！ 绘制工艺图步骤 1选择浇注位置 1）重要加工面或要求高的面，置于铸型下部或侧立； 2）将大平面朝下，以免出现气孔和夹砂。 3）大面积薄壁件，将薄壁放在下部或处于侧立。,选择分型面,1）将重要加工面或大部分加工或加工基准面置于同一 砂箱以保证尺寸精度。 2）方便起模和简化造型工序。 -减少分型面和活块的数目； -尽可能采用平直分型面； 3）尽可能减少芯子数目。 4）分型面位置应便于下芯、扣箱及检查型腔。,）确定铸造工艺参数,1）机械加工余量和铸出孔 所有标注粗糙度的表面均需机加工。机加工余量随铸件大小、材质及加工面在铸型中的位置而变。 如：铸钢加工余量比铸铁大；有色合金加工余 量要小些；铸铁中灰铸铁的加工余量较可锻和球墨铸铁的小。 通常，我们查表定如下表：,注：,1） 公称尺寸是指两个相对加工面之间的最大距离，或 从基准面或中心线到加工面之间的距离。 2）不带括号值为手工造型。铸件尺寸愈大，机械加工余量 也随之加大；上表面比底面和侧面易产生缺陷，故加工 余量大。 3）较大的孔和槽应铸出。铸铁：30mm；铸钢：50mm,2）拔模斜度：,拔模斜度随垂直壁高度增加而减小； 外壁的拔模斜度也小于内壁的。 一般拔模斜度在0.5-5之间。,3）铸造圆角： 铸件壁和壁之间应圆弧过渡。 圆角半径：相交两壁平均厚度的1/31/2。,4）铸造收缩率 （1）浇注到铸型的金属液，随温度降低发生冷却、凝固 及各部分尺寸的缩减。产生铸造收缩率。 （2）根据收缩率大小将模型或芯盒放大，保证尺寸要求。 （3）铸造合金收缩率随铸造合金种类、成分而改变。 通常：灰铸铁为0.71.0%； 铸钢为 1.52.0%； 有色的为1.01.5%。,芯头设计,1）按芯头位置分垂直和水平两类。 2）立芯头的高度主要取决于直径大小，范围为 15150mm； 高度较小而粗的芯子可以省去上芯头； 细长高芯子应有上、下芯头，且 下面芯头的斜度小一点、高度大一点,（3）水平芯头长度随型芯长度和芯头直径的增大而增加， 芯头与芯座间留14mm间隙，以便下芯和合箱。,注意：无论是水平、还是垂直芯头，当其数量不止一个时，若排成一条直线只留两个芯头；若排成一个平面要留三个芯头，且选择对称性好的三个。 至于芯头的斜度、间隙、和定位等可查 铸造工艺设计手册。,浇注系统设计,浇注系统分类 A、按内浇道位置：顶注式、中注式、底注式及 阶梯式 1）顶注式 优点：容易实现顺序凝固和补缩； 缺点：金属液对铸型冲击大，易产生飞溅、氧化和卷 入空气。 适合高度不大、形状简单、薄壁或中等壁厚铸件。,2）中注式,横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，并便于控制金属液的流量分布和铸型热分布。 用于重量中等、高度不大和壁厚也中等的件。 3）底注式 优点：金属液充型平稳、无飞溅、型腔中气体 易于排出，且挡渣效果好。 缺点：不能利用金属液自重补缩。 多用于易氧化合金。 4）阶梯式 兼有底注式和顶注式优点，缺点是结构较复杂、 增加造型和清理难度。 用于高度大、复杂或要求高的件。,B、按最小截面位置：封闭式、开放式和 封闭开放式,1）封闭式 内浇道总截面积最小即： F直F横F内 一般比例： F直：F横：F内 =1.15:1.1:1 优点：挡渣能力好；防止浇注卷入气体；易清理。 缺点：金属液进入铸型流速高、易喷溅、冲砂和造 成金属氧化。 用于铸铁件。,2）开放式,最小截面在直浇道：即F直F阻F内 兼有封闭和开放式浇注系统优点，应用也广泛。,内浇道设计原则,1）内浇道位置、数目应符合所选凝固方式： 顺序凝固开在厚壁；同时凝固则应开在薄壁。 2）内浇道位置应避开重要部位。 3）内浇道位置能顺型壁注入金属液， 不直接冲刷芯子、铸型、冷铁和芯撑。 4）内浇道截面尽量薄、且在铸件易清理部位。,浇注系统设计步骤,1）先选择浇注系统类型； 2）确定内浇道位置、数目和引入方向。 3）确定直浇道位置和高度。 4）确定各浇道截面的比例，并计算其各 浇道组元的截面大小。 最后，绘出浇注系统,冒口、冷铁及补贴的设计,（1）冒口设计 1）冒口设在厚壁处，以防止缩孔。 形状多用圆柱形。 2）冒口种类： 按与外界相通与否分 明冒口和暗冒口,明冒口：方便出气、浮渣和观察，但它散热快。 暗冒口：通常，热节不在最高处时采用暗冒口。 3）按冒口位置分为顶冒口和侧冒口 顶冒口：补缩能力较强。 设计冒口注意： 1）冒口尺寸足够大，保证冒口中有足够金属液； 2）冒口数目据每个冒口有效补缩距离和要补部位而定。 3）通过加冷铁或补贴来增大冒口有效补缩距离,（2）冷铁,用铸铁、钢或铜等制成，因其冷速快可以 调节铸件的凝固方式：顺序或同时凝固。 （3）补贴 在垂直壁与冒口根部增加一个楔形，使壁厚朝冒口方向张开，形成大的温度梯度，以消除缩孔和缩松。,自由锻件工艺设计,1绘制锻件图（独立于说明书和 锻造工艺卡） 在锻件图上表示出 (1)敷料（余块）； (2)尺寸公差； (3)机加工余量。,自由锻件图：机加工余量、余块及公差表示方法,齿轮坯零件图和锻件图,2写说明书,1）锻件加工余量、余块、公差的确定； 2）毛坯重量、尺寸的计算； 3）变形步骤、温度和冷却。,坯料重量和尺寸计算,(1）重量： G坯=G锻+ G锻损= G锻+ G锻烧+ G锻芯+ G锻切 (2）尺寸：