机械制造工艺课程设计-泵体砂型铸造工艺设计（全套图纸）.doc

铸造工艺设计说明书 全套图纸加153893706设计题目： 泵体砂型铸造工艺设计 目录一、 浇注位置与分型面-3二、 加工余量、拔模斜度、收缩率和铸造圆角-3三、 型芯和芯头确定-5四、 浇注系统设计-7五、 参考文献-8六、 课程总结- 9一、 浇注位置与分型面I、铸件结构的工艺性分析本零件是泵体，属于中小型铸件，因为是单件、小批量生产，所以采用砂型铸造。铸件的壁厚要力求均匀，在保证能浇注成型的条件下尽量采用最小壁厚; 根据泵体的零件图所示，壁厚基本均匀，其中最小壁厚为6mm，满足HT200砂型铸造中的最小允许壁厚为6mm。1选择浇注位置原则：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原则：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。根据铸件的形状，拟定了两种方案，如铸造工艺图所示和。方案将分型面选在零件对称轴线处，虽然可以保证内腔及铸出孔结构完整，但是上箱铸出质量要明显低于下箱，导致对称位置铸出质量不一致，甚至出现偏心，同时还会由于上下箱错位，导致孔的圆柱度和圆度不符合零件工作的要求，故方案不太合理；方案根据重要加工面或要求高的面，置于铸型下部将大平面朝下，以免出现气孔和夹砂的要求，将分型面选在零件最大截面处即零件底面，既可以保证内腔及铸出孔结构完整，又可以保证对称位置铸出质量一致性，且符合工艺要求，故选择方案二、 加工余量、拔模斜度、收缩率和铸造圆角的确定：加工余量：根据表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：30 mm；泵体的公称尺寸为156，总件数为1；是单件、小批量加工，故选择手工造型，应用不带括号值。因为上表面比底面和侧面易产生缺陷，故加工余量大。综上，选择上表面的加工余量为4.5 mm，其它加工表面为3.5 mm。灰铸铁铸件中，直径大于30mm的孔应该铸出。直径小于30mm的孔可以不用铸出。所以在泵体铸件中， M6、M10、M14、7、14、15、22的孔不用铸出，通过机加工获得。拔模斜度：在垂直于起模表面的方向上需要有拔模斜度。通过查表：在加工表面拔模斜度为0.5，在非加工表面，拔模斜度为1。由于50、 30、54、42的孔是由砂芯形成的，且砂芯是通过木盒形成，砂芯不需要拔模斜度，所以孔的内表面没有拔模斜度。详细要求见铸造工艺图收缩率：金属的收缩性取决于合金的种类、浇铸温度、铸型条件与铸件结构等因素。合金种类不同，收缩率也不同，见下表。通常浇铸温度每提高100，体积收缩增加约1.6%。但是灰铸铁由于析出比体积较大的石墨所能产生的体积膨胀（每析出1%石墨，体积膨胀约为2%），而能抵消部分体积收缩，所以灰铸铁收缩率最小，且随着含碳量的增加而收缩率减小。泵体的材料是HT200，铸件的收缩率为0.9%。详细要求见铸造工艺图铸造圆角：为防止在铸件相邻两壁上产生缩孔、因冲砂而缺角、应力集中而开裂等缺陷，应设计铸造圆角。铸造圆角一般为两相交壁平均厚度的1/31/2，因为泵体的最小壁厚为6mm，铸件的所有的最小铸造圆角为R2。如下图所示，详细要求见铸造工艺图。三、 型芯和芯头确定根据泵体的结构，只需要一个垂直和水平砂芯才能满足要求。砂芯的高度相对较高，故设计需要上下芯头。 L=62mm，取h=25mm。根据铸造设计手册上，h1=（0.60.7）h，取h1 = 20mm。根据表：上芯头=7，下芯头=8 。芯头的间隙、和定位等其它参数可通过设计手册查到。下芯头与芯座的间隙s1=1.2mm水平芯头的L=156mm， h1 = 13.5mm。四、 浇注系统设计按内浇道在铸型中的位置有：顶注式、中注式、底注式及阶梯式。铸件的高度不大和壁厚较小，选择中注式。这样可以避免金属液对铸型冲击大，易产生飞溅、氧化和卷入空气。同时，横浇道和内浇道开设在分型面上，易于操作，并便于控制金属液的流量分布。为了使浇铸系统挡渣好，防止卷入气体，易清理，故浇铸系统采用封闭式，即内浇道处的截面积最小，F直F横F内。一般比例： F直：F横：F内 =1.15:1.1:1。采用1个横浇道，8个內浇道，如上图所示。采用同时凝固原则，将内浇道开在如图的位置。这样是为了让内浇道避开铸件的重要部位，不冲刷芯子、铸型，让内浇道在铸件易清理的部位同时增加冷铁。浇铸后，内浇道和毛坯相连，将浇铸系统切去或者拍去后，会产生一定的缺陷。如果将内浇道设计在圆柱表面，而圆柱表面本来是不加工表面，这样会多出加工工序。而平面壁是需要加工的表面。通过机加工可以除去切除浇铸系统时产生的缺陷，避免额外的工序。浇铸系统的长度和高度如果过大，会照成沙箱过大，不利于手工造型。但是长度太短，距离铸型太近，对铸型的冷却顺序会产生影响；高度太小，金属液没有足够的压力，不利于金属液的充填。根据铸件的大小和经验，设计浇铸口比铸型高35mm，距离铸型36mm。根据经验，确定直浇道的直径为20mm，故F直 = 314mm2。根据F直：F横：F内 =1.15:1.1:1。故F横 = 300mm2，F内 = 273mm2。有8个内浇道，F内 = 34mm2。设计横浇道的上底为12 mm，下底为17 mm，高为20.5 mm。计算得面积为297 mm2。设计內浇道高为橫浇道高的1/3，为7mm，根据F内 = 34mm2，得内浇道的上底加下底为9.7 mm，故设计内浇道的尺寸为，上底 = 4mm，下底 = 6 mm，高 = 7 mm。F内 = 35mm2。F内 = 280mm2，F横 = 300mm2，F直 = 314mm2。F直：F横：F内 = 1.12:1.05:1，符合要求。冒口设计 1）冒口设在厚壁上方，防止缩孔。 形状多用圆柱形。 2）冒口种类： 按与外界相通与否有 明冒口和暗冒口3）按冒口在铸型中的位置分为顶冒口和侧冒口 顶冒口：补缩能力较强。根据泵体的结构采用顶冒口，增强补缩能力。冷铁如下图所示，采用环形冷铁实现同时凝固。五、 参考文献【1】 张万昌. 工程材料及机械制造基础（II）热加工工艺基础【M】. 北京：高等教育出版社，1995.【2】杨慧智. 工程材料及成型工艺基础【M】. 北京：机械工业出版社，2006.【3】工程材料及成形工艺/王爱珍编著【M】.北京：机械工业出版社，2010.9【4】机械课程设计手册/吴宗泽等主编【M】.北京：高等教育出版社，2012.5六、 课程总结 这次课程设计，自己被安排到所有铸造题目中最难一个，开始设计零件图时很是抱怨，经过思想斗争，自己说服自己，既来之