热加工课程设计说明书.doc

热加工课程设计课程设计说明书课程： 热加工工艺课程设计 题目： 支撑台工艺设计 姓名： 专业： 机械设计制作及其自动化 班级： 学号： 指导教师： 课题工作时间： 2011/5/18 至 2011/6/2 工 学院 机 械 系 机械设计制造及其自动化 专业 级 机电 班学号 姓名 指导教师 题目: 支撑台铸造工艺设计 课程: 热加工工艺课程设计 课程设计时间：5 月 18日至 6 月 2 日 共 2 周课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）1已知技术参数： 支撑台零件图2设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等）： 1.设计任务(1)选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。(2)分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。(3)从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位置和造型方法。(4)画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头，图下注明收缩量）。(5)绘制出铸件图。2.设计要求(1)设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，并用三号图纸出图。(2)按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于1500字）。3工作计划（进程安排） 熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作 1天确定铸造工艺方案 1天工艺设计和工艺计算 2天绘制铸件铸造工艺图 1天确定铸件铸造工艺步骤 2天编写设计说明书 3天答辩 1天4主要参考资料热加工工艺基础、工程材料及成形技术基础、机械设计手册系主任审批意见：审批人签名：目录绪论 05第一章 零件结构工艺分析 051.1铸件结构分析 051.2零件铸造工艺分析 061.3零件图的绘制 06第二章 铸造工艺方案拟定 062.1铸造方法及选择 062.2分型面选择 062.3浇注位置选择 07第三章 铸造工艺参数确定 08四 浇注系统设置 084.1系统作用及结构确定 084.2系统引注位置 084.3浇注系统位置确定 09五 铸造图绘制 09六 铸造工艺图绘制 10七 总结 11绪论铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700前1000年之间已进入青铜铸造的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将固态金属溶化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式。被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种铸造的铸型包括：熔模铸造、消失模铸造、金属铸造、陶瓷型铸造等。（原砂包括：石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等）铸造是比较经济的毛坯成形方法，对于形状复杂的零件更能显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖，船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件 ，如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。另外，铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在具有一般机械性能的同时，还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多的。铸造生产经常要用的材料有各种金属、电力、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子，有混砂用的各种混砂机，有造型造芯用的各种造型机、造芯机，有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。 本次设计的支撑台主要是解决机器的支撑事承受中等静载荷问题，支撑台即在工作时起支撑机器上其它部件的作用，而经常处于应力状态，要求能抗压和耐磨。第一章 零件结构工艺分析1.1铸件结构分析合理的铸件结构是获得优质铸件的前提。需铸造的零件的结构不仅应满足工作性能和力学性能要求，同时应满足铸造工艺、方法及合金铸造性能的基本要求，还能在很小改动下使铸件结构与这些要求想适应，力求工艺简单，能够经济、迅速的生产出合格的铸件。1.2零件铸造工艺分析支撑台零件主要用于承受中等静载荷，即在工作时起支撑机器上其他部件的作用。所以支撑台常处于压应力的状态下。因此要求能 抗压和耐磨。选用灰铸铁HT150制成。本次设计生产量小，易采用湿砂型手工分模造型。1.3零件图的绘制第二章 铸造工艺方案拟定2.1铸造方法及选择支撑台零件具有法兰、锥度、内腔及小孔等结构，形状较复杂但无特殊表面质量要求，易采用砂型铸造成型。由于支撑台为回转体结构，且有平直分型面，故适合用分模造型。因为生产量小，易采用湿砂型手工分模造型。2.2分型面选择分型面的选择应在保证铸件质量前提下，尽量简化工艺工程，节省人力物力。对于零件质量要求不高、外形复杂且批量不大的支撑台铸件，为简化工艺操作，可优先考虑分型面，同时应注意一下原则：（1）分型面在最大截面原则，以保证从铸件中取出模样，而不易损坏铸型； （2）分型面少而平直原则，以保证简化造型工艺，提高铸件尺寸精度和生产效率；（3）铸件全部放下型原则，以利于型芯的安放与检验，并保证铸件的尺寸精度，减少铸件的飞边、毛刺或错箱等缺陷;(4)利于内浇口引入原则，避免合箱后翻转损坏砂型型腔。支撑台零件有3个最大截面，可找出轴向分型和径向分型两种方案。径向分型为两个分型面，分别为A、B在上法兰下面和上法兰端面，需三箱造型，工艺复杂，砂箱数量多且容易错箱。而轴向分型为一个分型面C,在零件垂直轴线上，仅需两箱造型，便于起模、下芯和检验且分模面与分型面一致，故选择轴向分型方案较好。2.3浇注位置选择浇注位置的确定对铸件质量和铸造工艺均有很大影响，通常需根据铸件技术要求，先找出铸件上质量要求高的部分（如加工面、受力面等）和易产生缺陷的部分（如厚壁处、大平面、薄壁处等），再考虑浇注位置，使其既符合铸件凝固方式、保证铸件充填，又至于有利位置而保证铸件质量，同时还应注意下述个原则要求：（1）重要表面向下原则；（2）大而薄表面向下原则，以免出现浇不足、冷隔等缺陷；（3）厚大断面处向上原则，便于放置冒口和冷铁，从而造成自上而下的顺序凝固条件，利于补缩而防止缩孔或缩松。 浇注位置的确定应符合铸件凝固方式，保证铸型及铸件质量，而尽量置于有利部位。因此将支撑台水平浇注。可使两端面处与侧立位置。以利于保证质量及精度，并利于型心固定，排气，落砂和检验。第三章 铸造工艺参数确定根据零件形状尺寸和技术要求，除确定铸件材料、铸造方法和工艺外，还应确定各种铸造工艺参数，以保证铸件又适当铸件收缩率、又合适切削加工余量、在模样和芯盒上有一定拔模斜度、铸造圆角、芯头尺寸以及分型负数等。支撑台工艺参数确定如下：支撑台采用湿型砂型。铸造灰铸铁件最大尺寸为200mm。加工面与基准面的距离(即两端面距离)为200mm。查2-14尺寸公差等级为CT15CT13，与加工余量等级MA配套关系（CT15CT13）/H.可选取CT14/H。查表2-15大于“160250双侧切削加工”，支撑台铸件两侧的加工余量为7.5。连同起模斜度一起考虑，由于铸件两端法兰较厚，可在远离分型面减少1mm加工余量，获得起模斜度。根据选取的铸件公差等级，由表2-17查出尺寸公差等级为14mm。选取铸件线收缩率为1.0%。其他未注明起模斜度为1，铸造圆角半径R按相邻壁厚平均值的1/3-1/5计算.应为R3-R5mm。支撑台中央内腔呈锥形孔，宜采用整体型芯和大芯头，以利于稳固、定位、排气和落砂，查表2-21可确定芯头长60mm、大端芯头直径90mm、小端芯头直径50mm、芯头及芯座装配间隙0.51.5，且8个20mm小孔尺寸太小，不予铸出。四 浇注系统设置4.1系统作用及结构确定浇注系统是指砂型中引导金属液流入型腔的通道，一般由浇口杯、直浇道、内浇道等组成。浇口杯承接金属液，并经直浇道流入横浇道，再分配给各内浇道流入行腔，因此各浇道形状及截面大小均影响铸件质量。各组元截面尺寸可根据铸件合金种类、质量、尺寸、壁厚、浇注时间等，利用简便经验公式求得。方法是先求得内浇道最小截面积，然后再按经验比例确定其他组元截面积。4.2系统引注位置浇注系统类型及引注位置选用对铸件质量影响很大，是浇注系统设计中最根本的问题，它主要取决于金属铸造性能和铸件结构特点，起类型可按引注金属夜高度可分为：(1)顶注式;(2)底注式;(3)中注式;(4)分层式。4.3浇注系统位置确定 浇注系统的作用是：控制金属液充填铸型的速度及充满铸型所需的时间;使金属液平稳地进入铸型,避免紊流和对铸型的冲涮;阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔;浇注时不卷入气体，并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则将内浇道设在下型的分型面上。根据铸件的形状，将金属从法兰处注入，有利于法兰冷却过程中补缩。将横浇道开设在上型分型面上。在上型面设直浇道，以形成必要的静压力，在上型顶面开设浇口杯，便于浇铸。 五 铸造图绘制六 铸造工艺图绘制六 铸造工艺卡铸件名称材料牌号生产类型毛坯质量最小壁厚铸件图支撑台HT150小批9.0kg12mm造型造型方法砂箱铸造、两箱造型砂箱内部尺寸mm规格长宽高紧固方法上箱250220130压铁紧固420kg下箱250220130砂型烘干烘干温度烘干时间h方法3005烘干炉浇冒口尺寸mm浇道数量截面积横浇道1个10.5c内浇道2个9.6c直浇道1个10.1c浇注工艺规格出炉温度/浇注温度/浇注速度/sec冷却时间/h13001250355510热处理工艺加热24h至55020，保温均热1 2h后缓冷七总结通过课程设计，提高了我的逻辑思维能力以及对材料的整合和筛选能力，这对于我今后的研究和学习有很大的帮助，通过了整个课程设计方案的描述，让我更加全面的拓宽自己的思考能力。 课程设计让我更加重视实践，重视对实际工作的关注，有利于提高我理论联系实际的能力。通过这次学习，我知道了如何去自觉学习，如何去体验实践的成果，如何在实践中后享受胜利的喜悦。 对于我来说，独自完成课程设计是相当困难的，热加工工艺课程设计的完成使我有受益匪浅，我衷心感谢刘万福老师给了我们这次机会，给了我们最大的鼓励和帮助，让我们把实践和课本紧密的结合起来，更好的理解我们所学的知识，运用所学知识解决困难，谨