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机械毕业设计全套
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GY02-235@进气管课程设计,机械毕业设计全套
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材料 重 量 材料及规格 厂名 铸造工艺卡 产品 零件号 零件净重 铸件毛重 浇冒口重量 本厂牌号 标准牌号 硬度 3.067KG 3.4KG 0.86KG HT15-33 HB170-241 进气管 每台件数 1 造型 造型方法 砂箱 模板 合箱定位销 零件名称 砂型 砂型种类 造型设备 一型件数 长 宽 高 重量 长 宽 厚 材料 重量 图量 名称 规格 上型 湿型 Z145 4 500 400 150 15KG 510 410 12 ZL104 下型 湿型 Z145 4 500 400 150 15KG 510 410 12 ZL104 造型材料及其配比（重量 %）、性能与重量 型砂编号 型砂类别 砂型部别 新砂 回用砂 粘土 膨润土 煤粉 水分 透气性 湿压强度KG/cm 干拉强度KG/cm 砂型重量 NO 单一砂 11.5 85 1 25 4.5 780 0.5-0.7 45KG NO 制芯 制芯方法 芯砂配比（重量 %） 型砂性能 干燥规范 砂型编量 芯砂类别 芯砂编号 制芯设备 芯盒材料 芯砂重量 新砂 膨润土 糊稿 冰 干拉强度KG/cm 湿压强度KG/cm 加热温度 保温时间 NO1 合脂砂 Z236A ZL102 4KG 98 1 1 2 12-16 0,1-0.15 210 C 1.5H NO2 合脂砂 （ ZZ863） 手工 ZL102 0.48KG 98 1 1 2 12-16 0,1-0.15 210 C 1.5H NO3 合脂砂 （ ZZ863） 手工 ZL102 0.15KG 98 1 1 2 12-16 0,1-0.15 210 C 1.5H 芯骨材料 10 元钢， 8 井铁丝 涂料成分 酒精 +鳞片铅粉 涂料 次数 干燥前 1 次干燥后 1 次 浇冒口系统 名称 浇口杯 直浇道 横浇道 内浇道 阻流片 冒口 截面图形及尺寸 数量 1 1 1 各 1 数值 容积 132cm 面积 6.15cm 面积共 3.04cm 面积共 1.95cm 面积 cm 重量共 1KG 合箱 下芯次序 检验样板 芯撑 冷铁 铸型重量 62KG 按型芯编号 数总量 总数量 图号 紧图方法 契形长 所属图号 所属图号 数量 压铁重量 KG 浇注 浇注方法 浇注温度 浇注时间 金属液 /型 球化剂用量 % 孕育剂用量 % 冷却时间 热处理标准 人工 1370 C 4 秒 17KG 铸件检验 机械性能 化学成分 金相组织 水压试验 验收标准 C 3.2-3.8 S 0.15 铸坯图 备 注 拟定 SI 2.0-2.4 P 0.3 审核 Mn 0.5-0.5 会签 辅助材料 材料名称 规格 损耗量 定额 备注 材料名称 规格 损耗量 定额 备注 批准 实施日期 nts 常州轻工职业技术学院模具系课程 设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 题 目 进气管 课程设计 姓 名 周小军 学 号 0866413113 班 级 08 成型 631 指导教师 赵 丽 娟 职 称 讲 师 日 期 2010-9-6 2010-9-25 CCZZIILLII 材料成型工艺及工装课程设计 nts 1 文字说明与设计步骤 参考资料 一、 设计任务及分析： 1105柴油机进气管净重 3公斤，才质 HT15-33，生产性质是大批量生产。 柴油机进气管是为柴油燃烧提供空气通道，即它一端 与气缸的配气室相连（通过配气阀来控制进气量）。这就要求：一、进气管内壁要光滑，减少进气阻力；二、气管不得有粘砂等物，否则，就会造成气缸磨损、甚至使配气阀失控等严重事故；三、进气管不得有裂纹、夹渣、气孔、夹砂等缺陷，因进气管上承滤清器的重量，加之柴油机振动较大，仍造成进气管损坏而停机。 本零件的主要壁厚为 7mm，是合理的壁厚。虽有局部较 厚之处，如主视图右上部 16 22处，但由于是 HT15-33，碳当量较高，故对铸件质量及工艺无大影响。此外，零件的结构及圆角连接 设计也比较合理。 二、铸造工艺方案的确定与论证： 1、造型造芯方法的选择： 由于零件是大批量生产，故采用生产率高、质量比较稳定的机器造型、造芯来进行生产。造型机选用 Z145A，制芯机选用Z236A。 2、铸型、型芯种类的确定： 铸型种类选用湿型。优点是成本低、生产率高、劳动条件较好，适用于中小件。砂芯选用合脂砂，用以保证零件要求及管内壁 光滑，成本也较低。 3、铸件凝固原则、 浇注位置和分型面的选取： 铸件的材质是 HT15-33，零件的壁厚差又较小，因此按同时凝固原则设计。 此零件有两个法兰端面需要加工，为保证加工质量，应将加工面置于浇注位置底面，但因两法兰面不在同一平面而是互成直角，这样两加工面都放在底面是不可能的。若一面放在底面，一 砂型铸造工艺、工装设计 P6表 1-2 nts 2 文字说明及设计步骤 参考资料 面置于侧面，对铸件质量虽好，却使制芯工作量加大，成本增大，权衡利弊将两加工面均置于侧面，这样 既保证让质量又降低了成本。 分型面的选择如工艺图所示，此分型面起模方便， 简化操作（没有活块），砂芯的数量最少，分型面与浇注位置一致。 4、砂箱中铸件数量的确定： 小件在流水线上生产。一般采用通用砂箱， 此采用 500 400 150 通用砂箱。查得铸件距砂箱壁最小尺寸为 20mm，铸件间最小尺寸为 30mm，此件的最大外轮廓尺寸为 210 100mm，故一箱内只能安放 4 个铸件，即长度方向 210 2 30 450、宽度方向 100 2 30 230。 5、主要工艺参数的选择： 1)铸造收缩率： 由表查得此件的收 缩率应为 0.9%，考虑此件采用湿型及合脂砂芯，收缩阻力较小，加之零件较小，取收缩率为 1%。 2)铸件精度等级、尺寸、重量及偏差： 查表得铸件尺寸精度是 5-6级，选 6级精度，按此精度查得铸件尺寸极限偏差值为 1.5mm,合格铸件 允许重量偏差为 5%。 3)机械加工余量： 以铸件的精度等级及公称尺寸查得机械加工余量顶面、侧面为5mm、底面为 3.5mm， 由于模具精度较高及冷加工希望减少加工余量（零件精度要求不高），取为 3.5mm。 4)拔模斜度： 此件可查得拔模斜度为 0 45 2之间，去 0 45 1.5 ,均取增厚型的。 6、砂芯设计： 1)砂芯数量及其分割面的确定： 由于一箱四体件，管子 （ 56 46） 砂芯可采用抛担砂芯， JB2854-80 砂型铸造工艺、工装设计 表 3-24 nts 3 文字说明及设计步骤 参考资料 可以减少芯头长度和防止漂芯（不用芯撑）。 关于外皮型芯的设计有三种方案（因为若先下外皮芯，将使管芯下不去，若先下管芯，将使外皮芯下不下去。）： a、 是在外皮芯后的一定空隙，芯子下完后填砂，这样放率太低； b、是将外皮芯沿 90 74 法兰水平分芯， 这样使下芯顺利。但由于分芯必然造成一道飞边，很难清理（砂轮有些地方磨不到）； c、是将外皮芯分成 2块（ 1#及 3#）。优点是外皮芯是一整芯，没有飞边，缺点是增加了一个 3#砂芯，为保证逐渐质量选用此方案。 3#芯长 40mm多，高 100mm，厚 20mm，为便于制造，将此芯分成 8小块，每块宽度 50mm。 2）芯头形状、尺寸、斜度、间隙及防压环、压环、集砂槽设计： 2#芯系水平砂芯，可得 46砂芯头长度应是 25-40mm， 56砂芯头长度应是 30-45mm，由于砂箱长度方向尺寸较紧，故将46芯头长取 20mm， 56芯头长取 30mm，为制芯方便芯头斜度取 5。 验算 46芯头承压面积 砂芯重量 G（粗计） 3.14 0.562/4 1.2 1.6 0.48(kg) 砂芯浮力 P（粗计） 3.14 0.562/4 1.2 7 2.1(kg) 实际芯头面积 Sk 1.5（ P-G） /2 0.6 2(cm2) 1#芯是悬臂芯，查得芯头长度应为 50mm，但此芯是二件合用，中间有一段与铸型接触，为加大吃砂量悬臂芯取悬臂的一段，即60mm 3#芯是垂直砂芯，起填砂作用，故芯头长取 20mm，砂芯间隙为0.75mm。 3）芯骨填料： 1#芯采用 10圆钢， 2#芯采用 8#铁丝。 7、浇注系统的选取和计算： 1） 浇注系统的类型、形式及在铸件上的开设部位： 砂型铸造 工艺、工装设计 P64 表4-5 砂型铸造工艺、工装设计 P65 铸铁手册 P773 砂型铸造工艺、工装设计 P65 nts 4 文字说明及设计步骤 参考资料 此件是小件，为了造型简便，采用与分型面一致的中间注入式。 由于零件较小，一箱四体，浇口开设位置只有两处，一处是加强筋处， 一是法兰处，为了不使内浇口局部过大，采用两处分散开设。 2） 浇注时间和浇道中阻流截面的计算： a、 一个零件浇注金属总 重计算： 由于本件加工量较少，参考文献中表 7，取 3.067毛重 0.90 毛重 3.4(kg) 浇注系统估算，按教材取 25% 浇注金属总重为： 3.4 1.25% 4.26(kg) b、 单件浇注时间： 按公式： t S G S 1.85 G 4.26(kg) t 3.8(秒 ) 取 t为 4秒 c、 液面平均上升速度验算： v c/t 120/4 30(毫米 /秒 ) 查表允许上升速度为 2030毫米 /秒，故上升速度符合要求。 d、 直浇道高度的 验算： 按 HM L tg 查得 120 L 224mm HM 47.62(mm),铸件一半高 60mm 直浇口最小高度： 60+47.62 107.62 (mm) 砂箱高度取 150mm， 150 107.62，故能满足要求 。 e、 平均压头计算 : HP HO-c/8 150-120/8=135mm=13.5cm 用水力学公式计算最小阻流端面： 机床制造中的铸造 P17 铸造工艺学 P120 砂型铸件工艺工装设计 P85 同上 P86 表 5-7 同上 P86 及P87 砂型铸造工艺工装设计 nts 5 文字说明与设计步骤 参考资料 F 内 =G/u.t.0.13 Hp u取 0.42 =4.26/0.42 4 0.31 13.5 =2.2(cm2) f、 用表格法查 F 内 按无锡柴油机厂资料为： F 阻 =1.9 北京第一机床厂资料： F 内 =2-3 查手册 F 内 =1.5 对上述结果分析比较后： 取 F 内 2 cm2 3） 浇道各基元的截面和尺寸的确定： 浇道各基元的截面比例取： F 内 :F 横 :F 直 =1:1.06:1.17,则浇口截面积比 (cm2)F 内 :F 横 :F 直=2:2.12:2.22 以上是一件的比例，一箱四件，若按此比例倍增，将会造成直、横浇口过大。根据生产单位经验按增加 50%计。 即一个横浇道浇 2个件： 2.15 1.5 3.18(cm2) 一个直浇道浇 4个件： 2.22 2.5 5.55(cm2) 经系列化后直浇道取 28(6.15cm)，横浇道为 （ 3.04 cm2） 内浇口开 2 个，一个开筋处，一个开法兰 处，按照开设处的情况，最后确定内浇口尺寸为： 砂型铸造工艺工装设计 P94 表 5-10及 P98表 5-13 铸铁手册P815表 4-47 砂型铸造工艺工装设计P86 nts 6 文字说明与设计步骤 参考资料 （ 0.42 cm2） （ 1.53 cm2） 8、冒口及工艺出品率核算： 零件壁厚较均匀，不需设计冒口，为便利型腔排气，设计四个 5、长度为 50mm的出气孔。 工艺出品率 =铸件重 /铸件重 +浇冒口重 =0.8 三、型、芯砂和涂料的种类、配方以及有关工艺的说明： 砂型采用煤粉单一砂，配方如下： 新砂 11.5% 旧砂 85% 膨润土 1% 煤粉 2.5% 水 4.5% （强度 0.50.7kg/cm2） 芯砂采用合脂砂，配方如下： 新砂 98% 膨润土 1% 糊精 1% 合脂 3.8% 水 2% （平拉强度 1216kg/cm2） 砂芯涂料采用烘 干涂料，即工业酒精加鳞片石墨粉，烘干的砂芯涂以一层快干涂料，涂完点火即可（ 3#芯不刷）。 型芯烘干工艺： 加热温度 210 保温时间 1.5小时。 四、工艺装配设计要点说明： 1、模样所用材料及其主要轮廓尺寸的计算： 模样材料选 ZL102 模样的尺寸铸件尺寸（ 1+0.1）。 2、模样壁厚及加强筋的确定： 查表此件模样壁厚应为 8mm，考虑模样较小，故壁厚减至7mm。 加强筋选取 6mm。 3、模底板材料、结构及其造型机的配合： 为了更换模板方便，选用快换模板，模板通过 2个 12孔用 销钉与模 板框连成一体，模板框通过螺钉与工作合连接在一起。 由于砂箱箱口主要与模板框接触，故模板材料选用了容易加 砂型铸造工艺工装设计 P237 表 9-3 同上 P239 表 9-4 表 9-6 nts 7 文字说明与设计步骤 参考资料 工的铝合金 ZL104。 4、模样与底板的装配： 通过两对 8定位圆销，将模样与底板定位，定位基准是以定位销和定位销与导向销中心连线为纵横定位基准。 模样与底板的装配是采用上固定法。 5、芯盒的材料、结构及其内腔尺寸的计算： 1#芯盒的设计： 1#芯最大，约 4，形状比较简单，采用机器制芯（ Z236A制芯机）， Z236A 制芯机的工作台尺寸为 500 800，一盒制造 4 块砂芯。 芯盒材料选用 ZL102。 芯盒内腔尺寸 （零件尺寸工艺尺寸 ） （ 1+零件材料收缩率） 芯盒壁厚确定为 12mm。 芯盒加强筋厚度取与壁厚等值。筋的数量应为 4 4 条，考虑装配方便改成 3 4条。 芯盒边缘及耐磨片型式选用型，边缘宽度取 30mm。 2#芯盒的设计： 2#芯较小，采用手工芯盒。 2#芯是一不等截面， 弯管加工非常困难，故 采用了制造比较方便的内贴附塑料层芯盒。由于芯盒制造困难，可以只做半个芯盒，烘干后将两半砂芯粘合使用。但粘合、磨平都需特别胎具方可，且此件要求内壁光滑，故此芯采用两半芯盒整做。 2#芯盒定住选用可拆式定位销。手柄选型手柄。 为提高工作效率，为 2#芯的通气道设计了专用的通气板，为 使上下两半芯型贴合严密，设计了专用密封板和专用的烘干板。 为提高铸件质量和工作效率，若有条件（车间具备射芯机，使用树脂砂）也可设计热芯盒。 砂型铸造工艺工装设P297表 11-3 同上 P298 表 11-4 同上 P298 表 11-4 同上 P299 表 11-5 及表11-6 砂型铸造工艺工装设计P305表 11-10及表 11-11 同上 P313 图 11-8 P314图 11-20 P316图 11-23 铸铁手册 nts 8 文字说明及设计步骤 参考资料 2#芯热芯盒如图所示： 3#芯盒的设计： 3#芯较小，也采用手工芯盒。设计过程与 2#芯盒同，信和形状见 3#芯盒总装图。 6、砂箱内框尺寸、结构特点及定位紧锁方法 砂箱的内框尺寸是根据造型机工作太尺寸而选定的，即 500400 150,材料选用 QT42-10，砂壁结构选用 型 1种。 下箱要翻箱，故设计了吊轴，并与箱
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