滑套铸造工艺设计.doc

湖 南 科 技 大 学课程设计报告 课程设计名称： 滑轮铸造工艺设计 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级： 学 号： 指导教师 ： 年 月 21铸造工艺课程设计任务书 一、 任务与要求1完成产品零件图、铸件铸造工艺图各一张，铸造工艺图需要三维建模(完成3D图)。2完成芯盒装配图一张。3完成铸型装配图一张。4. 编写设计说明书一份(1520页)，并将任务书及任务图放置首页。二、 设计内容为1周1. 绘制产品零件图、铸造工艺图及工艺图的3D图(1天)。2. 铸造工艺方案设计：确定浇注位置及分型面，确定加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率，确定型芯、芯头间隙尺寸。(0.5天)。3. 绘制芯盒装配图(0.5天)。4. 绘制铸型装配图、即合箱图(包括流道计算共1天)。5. 编制设计说明书(2天)。三、主要参考资料1. 沈其文主编,材料成形工艺基础(第三版)M，华中科技大学出版社，2003.2. 丁根宝主编，铸造工艺学 上册 M ，机械工业出版社，1985.3. 铸造手册编委会，铸造手册：第五卷M ，机械工业出版社，1996.4. 张亮峰主编，材料成形技术基础M，高等教育出版社，2011.目录一：造型材料选择二：浇注位置及分型面的选择三：铸造工艺参数设计 1：加工余量的选择 2：起模斜度的确定 3：铸造圆角的确定 4:铸造收缩率的确定 5：考虑加工余量的尺寸四：造型方法的设计 1：内腔型芯 2：内腔型芯尺寸 3：木模芯盒造型 4:1/2木模芯盒造型五：木模的设计 1：木模的外形设计 2：木模的设计尺寸六：浇注系统及冒口设计 1：冒口系统的选择 2：冒口的选择七：铸型装配图设计八：设计体会九：参考文献一、铸造合金和造型材料的选择 1. 铸造合金的选用因为此次制造的滑轮使用时负载比较大，要求具有比较高的强度，故采用材料ZCuSn10P12. 造型和造芯材料由于本次课程设计的铸件是中等批量生产，所以造型和造芯的方法应采用灵活多样，适应性强的手工造型。但它有生产率低，劳动强度大，铸件质量不易稳定的缺点。造型方法可选用砂箱造型，其操作方便，无论是大、中、小型铸件，还是大量、成批和单件生产均可采用。型砂选择：铸钢用的型砂和泥心砂，其主要的组成部分是石英砂和耐火粘土。作为造型材料的沙子性质，由砂粒形状和大小，氧化硅的含量，以及沙子中存在的各种混合物来确定。该铸件型砂选用瘦沙（粘土含量210%）来代替石英砂。在湿模造型时，小型和中小型钢铸件泥心砂可以采用小颗粒的半肥沙（粘土含量1020%）作为附加物加入石英砂中。加入的耐火粘土，其工艺试样的抗压强度应为0.50.6kg/mm2。耐火粘土应该是白色或者淡灰色的，不应有可被肉眼看出的混杂物，如砂子、矿石、石灰等。碎粘土所含水分不应超过2%。（铸件材料是铸铁时，制造湿砂型的粘土砂所用粘土为膨润土，湿抗压强度一般为80-120kpa。含水量为4.5-5.5，透气性为60-100，型砂配比70/140目占33，100/200目占17%， 红砂占50%。芯砂选择油砂或水玻璃砂。） 造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造各种形状、尺寸和批量的砂芯，后者用于造单件小批量生产，形状简单或回转体砂芯。二、浇注位置及分型面的确定 零件尺寸如图2.1所示，若分模面取在铸件中心平面上，则需采用三箱造型、中箱高度正好等于铸件高度，中箱高度小，砂箱强度不足，中箱的砂型强度也不够，取模时容易垮砂而不好修补，况且造型复杂。如果采用内型芯来成型，这样就可以采用两箱造型，提高铸件精度。浇铸位置应使铸件的重要面，大平面，薄壁部位朝下或侧立，厚壁部位朝上。图2-1零件尺寸三、铸造工艺参数设计 确定铸造工艺参数必须以零件尺寸为依据，零件的详细尺寸如图2.1所示。1加工余量的选择该滑套为成批、大量生产，可采用机器造型及造芯，但本次课程设计则全采用手工造型和造芯。由材料成型工艺基础第三版P68 表4-2查得尺寸公差等级CT应为810级，选10级，加工余量等级MA选G。由课程设计题目知基本尺寸210mm，查材料成型工艺基础第三版P68 表4-3与尺寸公差配套使用的灰铸铁机械加工余量，并由确定加工余量中“顶面（相对于浇注位置）的加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用”的规定查得，顶面加工余量应按照CT10级、MA-G级；底面、侧面的加工余量为CT-10级、MA-G级。则顶面的加工余量取5mm,底面和侧面的加工余量取4mm。结论：顶面的加工余量取5mm，底面和侧面的加工余量取4mm。加工余量如图2.2图2-2加工余量2.起模斜度的确定根据标准铸件模样起模斜度中的规定，为了顺利起模而不致破坏砂型和杀芯，应该在模样和芯盒的起模方向上带有一定的斜度。该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式如图2.3：图 2-3 起模斜度用手工方法加工模具时用宽度标注，该铸件模具是木模，高度30mm，由材料成型工艺基础第三版 P70表4-5砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度查得外表面起模斜度1mm，内表面起模斜度2mm。结论：内表面起模斜度2mm，外表面起模斜度1mm。3. 铸造圆角的确定铸件上相邻两壁之间的交角，应作出交角。根据铸件的圆角确定铸造圆角，滑套内壁处的圆角半径为5mm，则铸造圆角设为半径为5mm，因为铸件的1、2、3、4处的有尖角如图2.4， 则在做木模时此处应改成圆角设半径为1mm。图 2-4 尖角所在位置5. 铸造收缩率的确定该铸件材料为铸造碳钢，由材料成型工艺基础第三版P70知铸造碳钢的铸造收缩率为1.3%2.0%，该铸件选1.5%，则制造尺寸放大一个线收缩率。 结论：铸造收缩率1.5%。综上所述考虑到铸件的加工余量、收缩量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量及芯头间隙后的铸件尺寸如图2.5：图2-5最后的铸件尺寸四、造型方法设计要确定造型方法必须根据铸件的外形来选择分型面和型芯形状。铸件的外形如图3.1所示图3-1铸件的外形由上图可看出，该铸件结构简单，成上下对称分布，根据浇注位置确定原则中重要面、大平面及薄壁部位朝下或侧立，厚壁部位朝上，另外又是一个圆筒类零件，所以可以确定该铸件需要平放，即平做平浇，如前所述分型面选在中间，模样如图所示。 图3-2模样3D图滑套的内腔需采用内型芯来成型，绳槽处采用2个1/2型芯来成型，如图3.3所示。图3-3内腔型芯型芯的尺寸如3.4图所示：图3-4型芯尺寸滑套突出处采用挖砂造型来成型，该铸件的直径为100mm的中心孔需用到垂直型芯及芯头，由材料成型工艺基础第三版 P71知，垂直芯头的高度h一般取15150mm，型芯横截面积越大，型芯高度H越高，h亦越高，下芯头的斜度较小些，一般选5左右，上芯头的斜度一般为10左右，还有根据手工造芯时，一般取0.40.5mm。则选取h=15mm，下芯头斜度5，上芯头斜度10，选0.4mm。结论：h=15mm，下芯头斜度5，上芯头斜度10，选0.4mm.图 3.5 型芯的芯盒装配图木质渲染造型如图3.6所示：图3-6芯盒装配图五、木模的设计根据铸件工艺参数中铸件的收缩量、加工余量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量及芯头间隙，设计木模。木模每处的尺寸=铸件实际尺寸+加工余量+收缩量+型芯与芯头的间隙量。木模的中心是凸出的，刚好跟计算好的中心孔垂直型芯及芯头配合，木模的周围是凸出的刚好与2个1/2的半圆柱形型芯的型芯座相适应。则木模的形状如图4.1： 图 4.1 木模的形状经设计：木模的剖面图如图4.2所示：图 4.2 木模剖面图经计算：木模的尺寸如图4.3：图 4-3木模尺寸六、浇注系统和冒口设计1. 浇注系统选择 因该铸件质量不大、高度不高和形状简单，则选用直浇口式的浇注系统。采用开放式浇注系统(对于一般的浇注系统需要采用铸造手册中的相关公式进行计算)。 2. 冒口的选择 冒口应设置在铸件热节圆直径dy较大的部位，该槽轮铸钢件外圈适合安放A型冒口，但是铸件不大，就不在外圈进行安放冒口，只在中心孔安放一个F型冒口如图5.1所示：图 5.1 冒口 铸件H0=30mm，dy =12mm，d=20mm,则H/dy=2.55，查材料成型工艺基础第三版 P75表4-6得d1=1.4d=65mm，L/%=40。 结论：外圈处的冒口d1=1.4d=28mm，H=2.0d=40mm。七、铸型装配图设计 装配图如图6.1所示，装配图三维图如图6.2所示，下模、镶块和型芯装配三维图如图6.3所示，上模三维图如图6.4所示。八：设计体会这次关于材料成型技术的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们模具设计的综合素质大有用处。通过一个星期的设计实践，使我对铸造模具设计有了更多的了解和认识.为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础.铸造模具设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融材料成型工艺基础、工程材料、机械设计、Pro/E建模机械制图等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用铸造成型工艺和有关先修课程的理论,加深和扩展有关铸造模设计方面