机械制造工艺课程设计-开口支座砂型铸造工艺设计（全套图纸）.doc

设计题目：开口支座砂型铸造工艺设计全套图纸加153893706目录1.铸造工艺方法选择32.铸造材料球墨铸造33.绘制零件图44.铸件的浇注桅位置选择45.铸造分型面的选择56.铸造工艺参数确定67.浇冒口系统108.内浇道设计原则119.心得1110.参考书籍121. 铸造工艺方法选择根据题目给出的开口支座零件图，我们可以知道开口支座的材料是QT450，数量是10个。根据开口支座零件特点我们选择砂型铸造。砂型铸造砂型铸造是以砂型作为造型材料，用人工或机械方法在砂箱内制造出型腔及浇注系统的铸造方法，此法不受铸件质量、尺寸、材料种类及生产批量限制，原料来源广泛、价格低廉，应用最为普遍，因此在机械制造业中占有非常重要的地位由于该工件批量较少，仅加工10件，所以我们选择手工造型方法。2. 铸造材料球墨铸铁球墨铸铁（经过球化处理使石墨大部分或全部呈球状）。球墨铸铁具有良好的力学性能和工艺性能，并能通过热处理（退火消除内应力、正火提高强度和耐磨性、调质获得良好的综合力学性能）进一步调整其力学性能。因此，可代替碳素铸钢和可锻铸铁，用来制造一些受力复杂，强度、硬度、韧性和耐磨性要求较高的零件。3. 绘制零件图4. 铸件的浇注位置的选择浇注位置是指金属浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。浇注位置的选择是否正确，对铸件质量影响很大。浇注位置的选择一般考虑下列的原则。（1） 铸件的重要加工表面和主要工作面朝下或位于侧面。这是因为铸件上部凝固速度慢，晶粒较粗大，易形成缩孔、缩松，而且气体、非金属夹杂物密度小，易在铸件上部形成砂眼、气孔、渣气孔等缺陷。铸件下部晶粒细小，组织致密，缺陷少，质量优于上部。当铸件有几个重要加工面或重要面时，应将主要的和较大的加工面朝下或侧面。当无法避免在铸件上部出现的加工面时，应适当加大加工余量，以确保加工后铸件的质量。（2） 铸件的大平面应朝下。若朝上放置，不仅易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，而且高温金属液体使型腔上表面的型砂受强烈热辐射的作用急剧膨胀，产生开裂或拱起，在铸件表面造成夹砂疤缺陷。所以对平板类铸件，大平面应朝下。（3） 铸件上面积较大的薄壁部分，应处于铸型的下部或处于垂、倾斜位置。这样可增加液体的流动性，避免铸件产生浇不到或冷隔缺陷。（4） 易形成缩孔的铸件，应将截面较厚的部分放在分型面附近的上部或侧面，便于安放冒口，使铸件自上而下，朝冒口方向定向凝固。（5） 应尽量减少芯子的数量，便于芯子的安放、固定和排气。5. 铸型分型面的选择分型面是指同一组铸型组元中可分开部分的分界面。分型面通常与砂箱之间的接触面相同。分型面的选择是否合理，不但影响铸件的质量，而且也影响制模、造型、制芯、合箱等工序的复杂程度，需认真考虑。选择分型面的主要原则如下。（1） 分型面应选择在铸件最大截面处，以便起模。（2） 应使铸型的分型面最少，这样不仅可简化造型过程，而且也可减少因错型造成铸件误差。 （3） 应尽量使铸件全部或大部分在同一砂箱内。根据开口支座的零件图设计出两种方案如果按照方案一来做开口支座，则模样需要分开，则制作模样的难度增加，同样使用这种方案的话，支座孔的铸造误差较大。而方案二的模样为一体的，这样制作模样的难度降低，而且不用分模这样使得支座孔的误差降低。所以选用方案二。6. 铸造工艺参数确定1.) 机械加工余量为进行机械加工，铸件比零件增大的一层金属称为机械加工余量。加工余量的正确选择应适当，加工余量如留得过大，不仅使机械加工的工作量增大，而且造成金属材料的浪费；加工余量过小，加工后零件表面因残留黑皮而报废，或因铸件表面有过硬黑皮难以加工而加速刀具的磨损。铸件机械加工的余量的选择与铸造合金的种类、铸件的大小、生产方法及加工面在浇注时所在的位置有关。一般的情况下，铸钢件表面较粗糙，加工余量应比铸钢件大；非铁合金铸件表面较光洁，加工余量应比铸铁件小；铸件越大，加工余量也越大；机械造型比手工造型铸件加工余量小；浇注位置朝上的铸件表面的加工余量要比侧面和下表面大。零件上的非加工面，其铸件相应部分可不留加工余量。机械加工余量在加工部位用红实线画出轮廓，并标明数值。不铸出的孔、槽应打上红叉，如果是在剖面上，可画红色剖面线，或者全部涂成红色。通过查询手册根据表3.1-26（GB/T 6414-1999）查得开口支座在用球墨铸铁通过手工砂型铸造时，铸件材料要求的机械加工余量等级为FH。根据表3.1-27 要求的铸件机械加工余量（GB/T 64141999）同表3.1-26查得的数据以及开口支座的最大尺寸为100mm。可以查得要求的机械加工余量为F1，G1.4，H2。由于是第一次设计铸造工艺规程，为了尽可能获得成品，所以选区H2mm。2.) 收缩余量为补偿铸件收缩，模样比铸件图纸尺寸增大的数值称为收缩余量。收缩余量的大小与铸件尺寸大小、结构的复杂程度及铸造合金的线收缩率有关。铸件冷却后，由于铸造合金的线收缩使铸件尺寸减小，为了保证铸件应有的尺寸，模样的尺寸必须比铸件的对应尺寸加大一个收缩量。球墨铸铁的铸造收缩率为1.2%3.) 起模斜度为了使模样易于从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，在平行于起出模样的方向上，模样壁上应留出一定的倾斜度，称为起模斜度。一般模样立壁越高，斜度应越小；木模样比金属模样斜度大些；手工造型比机器造型的模样斜度大些。铸件外壁的起模斜度为13，而内壁的起模斜度为310。零件上的结构斜度与起模斜度一致时，模样上可不加起模斜度。对于形状简单、起模无困难的模样可不加起模斜度。4.) 最小铸出孔和槽零件上的孔与槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，而且还必须考虑生产的经济条件。一般来说，较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工的工时，节约金属。较小的孔、槽，因增加了铸造工艺的难度，不铸出留待切削加工法尔更经济。最小铸出孔、槽的尺寸，一般由铸造合金的种类、生产批量等因素决定。对于零件图上不要求加工的孔、槽，不论尺寸大小，一般都应铸出来。根据表3.1-29只有直径为30的孔铸造出来，其余的孔都靠机加工来加工。5.) 铸造圆角模样上相交壁的交角处做成的圆弧过渡称为铸造圆角。铸造圆角既可以防止铸件壁的交接处因材料聚积和应力集中而产生缩孔和裂纹，同时也便于液体金属在型腔中流动而不冲坏铸型。一般为两相交壁平均厚度1/31/2，中、小型铸件的铸造圆角半径为35mm。6.) 型芯头为了在铸型中形成支撑型芯的空腔，模样比铸件多出的突出部分称为型芯头，而由模样的型芯头在铸型中形成的空腔称为型芯座。有时把型芯上与型芯座配合的部分称为型芯头。型芯座只是用来安放型芯的型芯头，不形成铸件的轮廓。型芯头的尺寸和形状要根据型芯在铸型中安放是否稳定、下型芯是否方便而定。型芯头与型芯座间应有14mm的间隙，以便顺利安放型芯。芯头高度和斜度。垂直型芯一般均有上、下芯头，短而粗型芯也可不留上芯头，芯头高度主要取决于型芯头直径，一般取15150mm。为增加芯头的稳定性和可靠性，下芯头斜度应小（约510）、高度应大，而上芯头斜度则应大些(约615)、高度应小些，以便于合箱。7. 浇冒口系统浇注系统是为填充金属液而开设于铸型中的一系列通道，也叫浇口。浇注系统通常由外浇道、直浇道、横浇道和内浇道组成。浇注系统与铸件质量有密切关系。生产中常因浇口设置不当而导致冲砂、砂眼、气孔、浇不到、冷隔和裂纹等铸件缺陷。在浇注过程中浇注系统各组元的作用如下。1.) 外浇道也叫外浇口，通常外浇道有漏斗形和浇口盆两种形式。造型时将直浇道上部扩大成漏斗形外浇道，因结构简单，常用于中小型铸件的浇注。浇口盆用于大中小铸件的浇注。外浇道的作用是承受来自浇包饿金属液，缓和金属液的冲刷，使它平稳地流入直浇道。2.) 直浇道。直浇道是浇注系统中的垂直通道，其形状一般是一个有锥度的圆柱体。它的作用是将金属液从外浇道平稳地引入横浇道，并形成充型的静压力。3.) 横浇道。横浇道是连接直浇道和内浇道的水平通道，截面形状多为梯形。它除向内浇道分配金属液外，主要起挡渣作用，阻止夹杂物进入型腔。为了便于集渣，横浇道必须开在内浇道上面，末端距最后一个内浇道要有一段距离。4.) 内浇道。内浇道是引导金属液进入型腔的通道，截面形状为扁梯形，三角形或月牙形，其作用是控制金属液流入型腔的速度和方向，调节铸件各部分温度分布。5.) 冒口。常见的缩孔、缩松等缺陷是由于铸件冷却凝固时而产生的。为防止缩孔和缩松，往往在铸件的顶部或厚实部位设置冒口。冒口是指在铸型内特设的空腔及注入空腔该空腔的金属。冒口中的金属液可不断地补充铸件的收缩，从而使铸件避免出现孔洞。清理时冒口和浇注系统均被切除。冒口除了补缩作用外，还有排气和集渣的作用。8. 内浇道设计原则1）内浇道与铸件相连，其位置应避开铸件的重要部位。2）内浇道的位置和数目应与铸件的凝固方式相一致： 顺序凝固方式开在厚壁处；同时凝固则应开在薄壁处。3）内浇道的位置不应冲刷芯子、铸型、冷铁和芯撑。 4）内浇道的截面尽量薄，且在铸件易清理的部位。根据内浇道德设计原则和浇冒口系统，采用顶注式的浇注系统。而且用封闭式的浇注系统的设计。直浇道采用圆形截面，截面面积为452横浇道采用梯形截面，截面面积为400内浇道采用梯形截面，截面面积2x150比例满足一般球墨铸铁封闭式浇注系统比例9. 心得通过这次对铸造零件开口支架的铸造工艺图的的设计，我充分体会到了铸造这门学问里面有广阔的空间，这里面有很多的学问。特别是铸造工艺参数这一块，把我以前简单理解的加工余量、拔模斜度、铸造圆角等概念有了进一步的理解，这些概念在实际的生产中的确有着非常重要的意义，他们的确定，根据前人的研究已经有了很多的参考了。通过在图书馆查阅资料，发现铸造这么技术的发展越来越进步了，我在图书馆查阅了1994年的一本铸造工艺手册，发现没有我这个材料球墨铸铁的铸造加工余量的查询，后来又找到一本2000以后的铸造工艺手册，那本新书里面有了更