资源目录
压缩包内文档预览：
编号：6320564
类型：共享资源
大小：209.04KB
格式：RAR
上传时间：2017-12-10
上传人：毕****做
IP属地：江苏
100
积分
- 关 键 词：
-
mw
轮毂
铸型
设计
铸件
缺陷
缺点
防止
避免
措施代写论文请登录：www.bysj360.com
专业代写机械制造
电气工程
汽车维修
空调制冷
材料工程
管理等专业毕业设计/毕业论文。加qq:604664738获取更多论文。
- 资源描述：
-
1.25MW轮毂铸型设计及铸件缺陷防止措施,mw,轮毂,铸型,设计,铸件,缺陷,缺点,防止,避免,措施代写论文请登录：,专业代写机械制造,电气工程,汽车维修,空调制冷,材料工程,管理等专业毕业设计/毕业论文。加qq:604664738获取更多论文。
- 内容简介：
-
机械技术学院毕 业 设 计 论 文1.25MW 轮毂铸型设计及铸件缺陷防止措施学生姓名： 吕振新 指导教师姓名： 董芳 讲师 所在班级 材料 10632 所在专业 材料成型与控制技术 论文提交日期 2009 年 4 月 20 日 论文答辩日期 2009 年 4 月 23 日答辩委员会主任 主答辩人 宋 佳 娜 机 械 技 术 系2009 年 4 月 20 日机 械 技 术 学 院毕 业 设 计 任 务 书2009 年 2 月 16 日毕业设计题目 1.25MW 轮毂铸型设计及铸件缺陷防止措施指 导 教 师 董 芳 职 称 助 教专 业 名 称 材 料 成 型 及 控 制 技 术 班 级 材 料 10632学 生 姓 名吕 振 新学 号1040063215设计要求1. 完成英文资料翻译2. 搜集毕业论文（设计）资料3. 完成毕业论文（设计）一篇4. 完成毕业设计小结一份序 号 内 容 时 间 安 排1 进行英文资料翻译，思考毕业设计框架 2.16-2.222 搜集毕业设计资料 2.23-3.73 进行毕业论文（设计）撰写 3.8-3.254 递交毕业论文（设计）初稿 3.26-4.2完 成 毕 业 课 题的 计 划 安 排 ：5 进行毕业论文（设计）修改、最终定稿 4.3-4.12答 辩 提 交 资 料计 划 答 辩 时 间机 械 技 术 学 院2009 年 2 月 16 日无锡职业技术学院毕业设计(论文)说明书目 录1 产 品 介 绍 12 铸 件 结 构 工 艺 性 .12.1 铸 件 结 构 对 铸 件 质 量 的 要 求 12.2 零 件 结 构 对 铸 造 工 艺 的 要 求 22.3 型 砂 的 选 择 32.4 造 型 工 艺 43 铸 型 的 设 计 53.1(a)浇 注 位 置 的 确 定 53.1(b) 浇 注 系 统 设 计 63.1(c) 冒 口 设 计 83.2 分 型 面 的 确 定 83.3 吃 砂 量 的 确 定 84 工 艺 参 数 94.1 铸 件 尺 寸 公 差 94.2 铸 件 重 量 公 差 114.3 机 械 加 工 余 量 104.4 铸 造 收 缩 率 104.5 起 模 斜 度 104.6 铸 出 孔 和 槽 114.7 分 型 负 数 114.8 工 艺 补 正 量 134.9 非 加 工 壁 厚 的 负 余 量 124.10 反 变 形 量 125 砂 芯 设 计 125.1 砂 芯 设 置 的 原 则 125.2 砂 芯 的 固 定 和 定 位 125.3 砂 芯 的 排 气 136 冷 铁 137 出 气 孔 138 铸 件 工 艺 缺 陷 及 预 防 措 施 149.结 论 17无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 1 页 共 18 页1.25MW 轮毂铸型设计及铸件缺陷防止措施摘 要：本文叙述了 1.25MW 轮毂的工艺设计说明以及该产品在生产过程中出现缺陷的原因和防止措施。关键词：材料 造型 工艺分析 缺陷分析及防止措施1 产品简介1.25MW 轮毂的重量为 8.2T 轮毂是连接风力发电机叶片和轴的一个零件。材料是 GGG40.3（德国牌号）相当于我国 QT40018AL。浇注重量为 8.2T，浇注时间为 233 秒，浇注温度为 1360 度。QT400-18AL 含化学元素及成分如下：表 1其中 A附铸试块；L低温。表 1 1.25MW 轮毂化学成分（质量分数%）成分 C Si Mn S P含量 3.53.8 2.13.8 0.9 0.02 0.052 铸件结构工艺性铸件的生产，不仅需要采用合理的，先进的铸造工艺和设备，而且还要求零件的设计结构适合铸造的生产要求。在铸造生产中，常碰到一些铸件的结构不合理，给生产带来困难，甚至有的很难铸出；有的保证不了铸件的质量，所以铸造零件的设计结构除了满足机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应满足铸造工艺的要求，这种对于铸造生产而言的铸件结构的合理性（包括尺寸和形状及各部分的相互位置），叫做铸件的“铸造工艺性”。为了使铸件结构有良好的铸造工艺性，其一是产品设计人员应与铸造工艺人员密切配合，进行铸件工艺性分析，使铸件的铸造工艺性合理；其二是铸造无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 2 页 共 18 页工艺设计人员在设计铸造工艺之前应认真分析铸件结构的铸造工艺性。如发现铸件结构设计有不合理之处，应与零件设计人员共同研究，予一改进。2.1 铸件结构对铸件质量的要求（1）铸件的最小壁厚的确定从保证合金液充型能力看，在设计铸件壁厚时，要考虑合金液的流动性和铸件的轮廓尺寸，在一定的铸造条件下，铸造合金充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚，为了避免浇不到和冷隔等缺陷，应使该铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。该铸件的最小壁厚为 60mm.（2）铸件的内壁厚度的确定砂型铸造时，散热条件差的铸件，即使内壁厚度与外壁厚度相等，但由于它比外壁的凝固速度慢，力学性能往往比外壁的要低，同时在铸造过程中易在内外壁交接的地方产生热应力，致使铸件产生裂纹。对于凝固收缩大的球墨铸铁易产生缩孔缩松。因此，将铸件的内壁厚设计得比外壁薄一些是合理的。砂型铸造时铸铁件的内壁比外壁厚度相应减少 1020%。（3）球墨铸铁件的结构特点由于球墨铸铁件的流动性和线收缩与灰铸铁相近，体收缩及形成内应力倾向较灰铸铁大，易产生缩孔和缩松，所以该铸件壁厚应设计均匀。球墨铸铁件以体积方式凝固，而且共晶石墨是在奥氏体包围下以及共晶团形式长大，相邻共晶团的体积长大趋势将它们的中心距拉得更开，使其间的孔洞扩大，因而补缩性很差。2.2 零件结构对铸造工艺的要求铸件的结构不仅有利于保证铸件的质量，而且应考虑到模具制造，造型，制芯和清理等操作的方便，以简化制造工艺过程，稳定产品质量，提高生产效率和降低成本。基本要求是：1）简化减少分型面；2）减少砂芯数量；3）方便起模的铸件结构合理的设计凸台，可以方便起模和减少砂型的损坏；4）有利于砂芯的固定和排气的铸件结构无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 3 页 共 18 页为了保证铸件的尺寸精度，防止偏芯和气孔等铸造缺陷，铸件的结构应有利于砂芯的固定和排气，应尽量避免悬臂砂芯，吊芯及使用芯撑的结构；5）有利于铸件清理的铸件结构铸件的清理工作包括清砂，切割浇冒口，去除飞边毛刺，打磨修整，矫正变形和修补缺陷等，这部分的工作量很大，劳动条件差。因此，铸件的结构设计，应尽量为铸件的清理提供方便；6) 减少铸件的分型面，设置出清砂孔，减少铸造应力和防止变形等的铸件结构，均属于有利于清理的结构。除此之外，铸件轮廓的设计应有利于清砂，有利于切割冒口和减少设置冒口的结构； 7）有利于满足铸件尺寸公差的铸件结构 由于砂型铸造有较宽的尺寸公差带，铸件的结构与尺寸设计只有考虑到铸件在铸造上的尺寸公差，才不至于使生产出来的铸件在力学性能及尺寸上满足不了设计图样的要求。2.3 型砂的选择本厂现采用呋喃树脂砂造型（芯）。自硬树脂砂工艺系指在室温下，通过向型（芯）加入一定量的液体树脂粘洁剂及固化剂，使之在砂箱或芯盒中在一定时间内能自行硬化成形的一种造型，制芯工艺。此工艺的主要优点有：1）树脂砂工艺与粘土砂相比铸件的尺寸精度可提高二级，表面粗糙度值可降低12 级，铸件废品率可减少一半。从而可以提高我厂生产的生产效率，使我厂的产品质量得到客户的认可；2）型（芯）砂能在常温下自硬形成，节能节材，改善工人的作业条件； 3）型（芯）砂在可使用时间内流动性好，能在较小紧实力作用下较好地充填形状复杂的型（芯）各部位，明显减轻工人的劳动强度；4）型砂的溃散性好，铸件落砂，清理容易；5）能明显提高车间的单位面积生产量，降低车间里空气中粉尘含量。本厂用呋喃自硬树脂砂替代了原先用粘土砂和水玻璃砂生产铸件，尤其是中大型铸件，均被自硬树脂砂工艺所取代。由于自硬树脂砂工艺的特点是生产效率不高，比较适用于单件，小批量，多品种的中大型铸件的型（芯）生产。我厂现场造型采用的 20T 混砂机，以下是 20T 混砂机呋喃树脂砂的配方，优缺点和使用范围：见表 2无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 4 页 共 18 页2.4 造型工艺 见表 2：20T 混砂机呋喃树脂砂的配方，优缺点和使用范围树脂 固化剂 优缺点 使用范围粘结剂呋喃树脂加入量为原砂重量的 1%固化剂对甲苯磺硫：加入量为树脂重量的 40%优点：1.常温强度高，树脂加入量少，耗砂量少；2.高温强度高，型砂耐热性好；3.树脂粘度小，便与混砂；4.树脂稳定性好，可存放12 年；5.树脂砂硬透性好；6.旧砂再生率（90%），新砂用量少。缺点：1.树脂含游离醛高（质量分(0.30.5%）浇注时放出有害气体，污染环境；2.树脂含氮和发气速度高，铸件易产生气孔；3.固化剂含硫量低，树脂沙塑性差；4.型砂吸湿性较大，雨季废品率增加；5.对原砂质量要求较高；6.冬季硬化速度慢，固化剂易结晶；7.不能用于碱性原砂。适用于单件，小批量生产中，大型铸铁件，铸钢件及非铁合金铸件无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 5 页 共 18 页一个完整的造型工艺过程包括填砂、紧实、起模、修型、合型等主要工序。分为手工造型和机器造型。机器造型：用各种造型机械来完成填砂、紧实和起模的造型方法，称机器造型，与手工造型相比，机器造型的生产率高、铸造质量稳定，工人劳动强度低。但设备和工艺装备费用高，生产准备时间长，因而适用于大量和成批生产的铸件。3 铸型的设计 3.1（a）浇注位置的确定铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置，浇注位置是指根据铸件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性、铸造方法以及生产车间的条件决定的。正确的浇注位置应能保证获得健全的铸件，并使造型、制芯和清理方便。选择浇注位置的一般原则：（1）重要加工面应朝下或呈直立状态 逐渐在浇注时，朝下或垂直安放部位的质量比朝上安放的高。经验表明，气孔、非金属夹杂无等缺陷多出现在朝上的表面上，而朝下的表面或侧立面通常比较光洁，出现缺陷的可能性小，个别加工面必须朝上时，应适当放大加工余量，以保证加工后不出现缺陷。（2） 铸件的大平面应朝下 铸件大平面朝下既可以避免气孔和夹杂，又可以防止在大平面上形成砂眼缺陷。（3） 应有利于铸件的补缩 对于因合金固态收缩率大或铸件结构厚薄不均匀而容易出现缩孔、缩松的铸件，浇注位置的选择应优先考虑实现顺序凝固的条件，要便于安放冒口和发挥冒口的补缩作用。厚大部分应尽可能安放在上部位置，而对于局部处于中、下位置的厚大处应采用冷铁或侧冒口等工艺措施解决其补缩问题。（4） 应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满 较大而壁薄的铸件部分应朝下、侧立或早内浇道以下，以保证金属液的填充，避免出现浇不到和冷隔缺陷。（5） 应尽量少用或不用砂芯 应尽量少用或不用砂芯，若确需使用砂芯时，应保证砂芯定位稳固、排气通畅及下芯和检验方便，还应尽量避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯。经验表明，吊砂在合型、浇注时容易塌箱，在上半型上安放无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 6 页 共 18 页吊芯很不方便。悬臂砂芯不稳固，在金属液浮力作用下容易偏斜，故应尽量避免悬臂砂芯。（6） 应使合型、浇注和补缩位置相一致 为了避免合型后或浇注后翻转铸型，引起砂芯移动、掉砂甚至跑火等，应尽量使合型、浇注和补缩位置相一致。因为铸件的材料是球墨铸铁，浇注位置的选择要符合球铁的凝固顺序，要重要加工面朝下，所以选择在上面。(b) 浇注系统设计浇注系统是砂型中引导液态金属进入型腔的通道，合理的浇注系统设计应根据铸件的结构特点、技术条件、合金种类选择浇注系统类型，确定引入位置，计算截面尺寸等，浇注系统的设计遵守原则：（1）引导金属液平稳、连续的充型，避免由于涡流过度强烈而造成夹空气，产生氧化夹杂和冲刷型芯。（2）充型过程中流动和速度可以控制，保证铸件轮廓清晰、完整。（3）在合适的时间内充满型腔，避免形成夹杂，冷隔，皱皮等缺陷。（4）调节铸型内的温度分布，有利于强化铸件补缩，减少铸造应力，防止铸件出现变形，裂纹等缺陷。（5）具有挡渣、溢渣能力，净化金属液。（6）浇注系统结构应当简单可靠，减少金属消耗，便于清理浇注系统的特点球墨铸铁的体收缩大，易形成缩松缩孔，浇注系统应符合同时凝固原则并采用冒口补缩，球墨铸铁件易氧化产生渣眼和皮下气孔，为此多采用开放式或半封闭式浇注系统，以保证充型平稳，另外，由于球化和孕育处理降低了铁水的浇注温度和流动性能，为了实现快速浇注工艺，A 截面应比灰铸铁大 30%。根据上述浇注系统设计原则和特点，该铸件选择底注式浇注系统。所谓底注式浇注系统，就是内浇道开设在铸件底部，即金属液从铸件的底部注入型腔。这种浇注系统充型平稳，不会产生飞溅、铁豆、氧化倾向小，排气容易。浇注系统类型按浇注系统各单元截面比例关系分为：封闭式，开放式，半封闭式；按内浇道在铸件上的相对位置分为：顶注式，中注式，底注式和阶梯式等。浇注系统引入位置的确定无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 7 页 共 18 页1.有利于铸件的凝固补缩 球墨铸铁的凝固原则是同时凝固，内浇道应开设在铸件的薄壁处，使金属液快速充型，避免内浇道附近的砂型过热；2.有利于改善铸件的铸态组织 内浇道不得开设在铸件质量要求高的部位，以防止内浇道附近组织粗大；3. 有利于金属液平稳地充满铸型 内浇道开设应有利于充型平稳，排气和除渣；4.有利于清理 内浇道设置应便于清理，打磨和去除浇注系统，不影响铸件的使用和外观要求。浇注系统结构尺寸的设计S 内=G1/0.31utH 均=7200720020%/0.310.152331615=19.782cm2根据经验公式，各组元截面之间比例 S 内：S 横： S 直=1：1.2：1，即横浇道截面积为 23.784cm2，直浇道面积为 19.782cm2。(c)冒口设计冒口是在铸型内专门设置的储存金属液的空腔，用以补偿铸件形成过程中可能产生的收缩所需的金属液，防止缩孔、缩松的产生，并起到排气和排渣的作用。大型铸件尤其是铸钢件多采用明冒口，而中小型可锻铸铁、球墨铸铁的冒口以暗冒口为主。球墨铸铁件具有糊状凝固特性，易产生分散性缩孔，如果提高砂型刚度（干型、自硬砂型、水泥砂型），充分利用共晶膨胀压力以克服缩松，那么，一般情况，可不考虑冒口补缩距离。冒口设计原则：（1）冒口的凝固时间应不小于铸件被补缩部分在凝固过程的收缩时间。（2）冒口所能提供的补缩液量应不小于铸件的液态收缩，凝固收缩和型腔扩大量之和。（3）冒口和铸件需要补缩之间在整个补缩过程中存在通道。无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 8 页 共 18 页（4）冒口体内要有足够的补缩压力，使补缩金属液能够负向流动到补缩对象区域，以克服流动阻力，保证铸件在凝固过程中一直处正压状态，到补缩终时，冒口中还有一定的残余金属液压头。（5）冒口和铸件连接成的接触，热节应不大于铸件的几何热节，避免因冒口太大而延长铸件凝固时间。冒口位置的选择原则：（1）冒口应就近放在铸件热节的上方和侧面。（2）冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。（3）避开应力集中点（4）尽量用一个冒口补缩铸件上多个热节。（5）应尽可能放在铸件的加工面上（6）不应设在铸件重要的、受力大的部位防止因组织粗大，降低力学性能。此铸件选压边冒口，压边量 7mm.3.2 分型面的确定铸造分型面是指铸型组之间的接合面。合理地选择分型面，对于简化铸造工艺，提高生产率，降低成本，提高铸件质量等有直接关系，分型面的选择尽量与浇注位置一致，尽量两者协调起来，使铸造工艺简便，并易于保证铸件质量，以下是分型面的确定原则：（1）应使铸件全部或大半部分置于同一半型内 为了保证铸件精度，应使铸件全部或大部分置于同意半型内，如果达不到这一要求，也应尽可能把铸件的加工面和加工基准面放在同一半型内。分型面主要是为了取出模样而设置的，但会影响铸件的精度。一方面会使铸件产生错偏，这是应错型引起的；另一方面由于合型不严，在垂直分型面方向上增加铸件尺寸；（2）应尽可能减少分型面数目 铸型的分型面少，铸件精度容易保证，且砂箱数目少。机器造型的中小件，一般只许可有一个分型面，以充分发挥造型机生产率高的优势。铸件上凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不允许用活块或多分型面。但针对具体情况，有时采用多分型面也是有利的，或许可以省去砂芯的费用；（3）应尽量使分型为平面，必要时可不做成平面；无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 9 页 共 18 页（4）分型面应选在铸件最大投影面处 分型面应选取在铸件最大投影面处，尽量不用或少用活块；（5）选择分型面还应考虑到造型方法。该铸件的分型面的选择在最大投影面处。3.3 吃砂量的确定模样与砂箱壁，箱顶（底）和箱带之间的距离称为吃砂量。吃砂量太小，砂型紧实困难，易引起胀砂，包砂、掉砂、跑火等缺陷；吃砂量太大，又不经济和合理。而影响吃砂量的因素又是非常多，故在设计时应综合考虑。在实际生产中，吃砂量的大小应根据具体生产条件（如紧实方法、加砂方式、模样几何形状等）予以调整，树脂砂型吃砂量比普通砂型小，模样与砂箱壁距离可取 20-50mm，上、下面距离可取 50-100mm，此外，还必须对上箱顶面和铸件侧面的吃砂量认真核定，此距离过大容易冲砂，跑火，过小容易产生气孔、浇不到或冷隔等缺陷。4 工艺参数4.1 铸件尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差，在这两个允许极限尺寸之内，铸件可满足加工、装配和使用的要求。铸件的尺寸精度取决于工艺设计工艺过程控制的严格程度，其主要影响因素有： 铸件结构复杂程度；铸件设计及铸造工艺设计水平；造型、制芯设备及工装设备的精度和质量；造型、制芯材料的性能和质量；铸造金属和合金种类；铸件热处理工艺；铸件清理质量；铸件表面粗糙度和表面质量；铸造厂管理水平等。铸件尺寸精度要求越高，对上述影响因素的控制越严格，但铸件生产成本相应地也要有所提高，因此，在规定铸件尺寸公差时，必须从实际出发，综合考虑各种因素，达到既保证铸件质量，又不多增加生产成本的目的。按照 GB/T6414-1999铸件尺寸公差与机械加工余量 的规定，铸件尺寸公差等级为 16 级，表示为 CT1-CT16，根据铸造手册（铸造工艺）表 3-61 查得无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 10 页 共 18 页印度 1. 25MW 轮毂的尺寸公差等级为 CT11-13，取 CT12 级，查表 3-59，该铸件的尺寸公差数值为 15mm。4.2 铸件重量公差铸件重量公差是以占铸件公称重量的百分比表示的铸件重量变动的允许范围。国家标准 GB/T11351-1989铸件重公差中规定，铸件重量公差等级为 16 级，用 T1-T16 表示，查铸造手册（铸造工艺）表 3-64 得该铸件的重量公差等级为T11-T13，查表 3-62 得，铸件重量公差为 6%。4.3 机械加工余量机械加工余量是指为了保证铸件加工面尺寸和零件精度，工艺设计时，在铸件待加工面上预先增加的而在机械加工时切削掉的金属层厚度。用 MA 表示，并由精到粗分为 A、B、C、D、E、F、G、H 和 J9 个等级。选择加工余量要适当。加工余量过大，增加了机械加工工作量，浪费金属，而且会使铸件加工后表面各种性能下降；加工余量太小，不能保证铸件尺寸精度，且铸件有时因其他因素的影响会产生变形或表面缺陷，这些都要靠增加加工余量来弥补；另外砂型铸造铸件表面上常有粘砂层，过小的加工余量不能完全除去铸件表面的缺陷，甚至个别部位加工后会有铸件黑皮，因而达不到零件图要求而报废。根据铸造手册表 3-66 查得该铸件的机械加工余量等级为 F-H，此铸件上法兰面的机械加工余量分别为 15mm，10mm 和 10mm。凸台孔的加工余量为12mm.4.4 铸造收缩率：铸造收缩率又称铸件线收缩率，是铸件从线收缩开始温度冷却至室温的线收缩率。铸造收缩率用模样与铸件的长度差占铸件长度的百分数表示：e=L1-L2/L2100%e铸造收缩率（%）L1模样长度(mm)L2铸件长度(mm)铸件线收缩率是考虑了各种影响因素之后的铸件实际收缩率，它不仅与铸造合金的收缩率和线收缩起始温度有关，而且还与铸件结构、铸型种类、浇冒无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 11 页 共 18 页口系统结构、砂型、砂芯的退让性等因素有关。影响铸件线收缩率的主要因素是铸件的结构复杂程度和尺寸的大小，简单厚实的铸件，其铸件线收缩率比结构复杂的铸件的大，此铸件用树脂砂造型（芯），其收缩率取自由收缩，由铸造手册 3-67 查得自由收缩率为 0.8-1.2%，取 1.0%。4.5 起模斜度为了使造型、芯起模方便，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯，这个斜度，称为起模斜度。起摸斜度应设在铸件没有结构斜度并垂直于分型面（或分盒面）的表面上。其大小依起模高度、模样表面粗糙度值以及造型、芯的方法而定。使用时尚需注意：起模斜度应小于或等于零件图上所规定的起模斜度值，以防止零件在装配或加工中与其他零件相妨碍；尽量使铸件内、外壁的起模斜度和芯盒斜度取值相同、方向一致，以使铸件壁厚均匀；在非加工面上留起模斜度时，要注意与相配零件的外形相一致，保持整台机器的协调、美观；同一铸件的起模斜度应尽可能只选用一种或两种斜度，以免加工金属模时频繁更换刀具；非加工的装配面上留斜度时，最好用减少厚度法，以免安装困难；手工制造木模，起，模斜度应标注毫米数值，机械加工的金属模应标注角度值，以利操作。一般在铸件加工面上采用增加铸件厚度法，在铸件不与其他零件结合的非加工面上，可采用三种形式的任何一种：增加铸件厚度法，增加和减少铸件厚度法，减少铸件厚度法。在铸件上加起模斜度，原则上不应超过铸件的壁厚公差要求，因此，铸件用树脂造型，模样为木模，起模斜度由铸造手册表 3-70 查得 a=025a=11.6mm，由表 3-73 查得铸孔起模斜度为 33。4.6 铸出孔和槽机械零件上往往有很多的孔、槽和台阶，一般应尽可能在铸造时铸出，这样既可节约金属，减少机加工的工作量，降低成本，又可使铸件壁厚比较均匀，减少形成缩孔、缩松等铸造缺陷的倾向，但是当铸件的孔槽尺寸太小，而铸件的壁厚又较厚和金属压力较高时，反而使铸件粘砂，造成清理和机械加工方法制芯更为方便和经济，有时由于孔距要求较精确，铸出的孔稍有偏心，就很难无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 12 页 共 18 页保证加工精度，因此在确定零件上的孔和槽是否铸出时，必须既考虑到铸出这些孔和槽的可能性，又要考虑到铸出这些孔和槽的必要性和经济性。最小铸出孔和槽的尺寸，和铸件的生产批量，合金种类，铸件大小，孔外铸件壁厚，孔的长度和直径有关，此铸件除了凸台处的孔需铸出，其它不铸出，因其孔径为220mm，孔径较大，机械加工不经济。4.7 分型负数 干砂型、表面烘干型以及尺寸很大的湿型，由于分型面烘烤、修整等原因，一般都不很平整，上下型接触面不很严密。为了防止浇注时跑火，合型前，需要在分型面之间垫以耐火泥条或石棉绳等，这样在分型面处就明显地增大了铸件的尺寸。为了抵消铸件在分型面部位的增厚（垂直于分型面的方向），保证铸件尺寸符合图样要求，在拟订工艺时，应在模样上相应部位减去一定的尺寸，这个被减去的值，称为分型负数，用 a 表示。根据铸造手册表 3-85 查得该铸件的分型负数 a 为 2mm。4.8 工艺补正量在单件、小批量生产中，由于各种原因（例如铸造收缩率选取不当、操作偏差、偏芯等）使加工后的铸件局部尺寸小于图样上要求的尺寸，为了防止铸件局部尺寸偏差，在铸件相应的非加工面上增加的金属层厚度称为工艺补正量。此铸件工艺补正量为 2mm。4.9 非加工壁厚的负余量在手工造型和制芯时，由于起模敲动及木模因吸潮而引起膨胀等原因，都会使型腔尺寸扩大，为了保证铸件的尺寸、壁厚的准确性和避免铸件超重，应当采用负余量。形成铸件非加工表面壁厚的木模或芯盒内肋板尺寸应该减小（即小于图样上标注的尺寸），所减小的尺寸，称为非加工壁厚的负余量。此铸件无需非加工壁厚的负余量.4.10 反变形量根据铸件在凝固、冷却过程中可能产生的弯曲变形，在制模样时，预先做出与弯曲变形相反的变形量，称为反变形量，或称为反挠度、假曲率。一般壁厚差别不大的中小型铸件不必留反变形量，而用加大加工余量的办法来补偿铸件挠曲变形即可。无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 13 页 共 18 页5 砂芯设计5.1 砂芯设置的原则：（1）尽量减少砂芯数量（2）复杂砂芯可分块制造（3）选择合适的砂芯形状（4）砂芯烘干支撑面最好是平面（5）砂芯的分型面应尽量与砂型的分型面一致（6）便于下芯合型（7）沿高度方向的分层砂芯 选择砂芯的划分面时，应力求使同层砂芯组合后的上面为平面（8）被分开的砂芯每段要有良好的定位条件，要尽量避免靠芯撑支承。此铸件的砂芯设计的目的是方便造型，砂芯可以可靠的定位。5.2 砂芯的固定和定位此铸件砂芯的固定和定位是靠芯夹来完成的，此铸件的垂直芯头和水平芯头同时用，由表 3-89，3-90 查得上下芯夹的斜度分别为 10，7，芯头与芯座之间的间隙为 5mm，查表 3-92 水平芯头的斜度下型 a1=5,a2=45,h1=55,上型 B=6，间隙是 S1：1.5； S2：2.0；S3：3.0。5.3 砂芯的排气砂芯在高温金属液的的作用下，由于水分蒸发及有机物的挥发、分解和燃烧，在浇注后很短时间内产生大量气体，当砂芯排气不良时，这些气体会侵入到金属液中，使铸件产生气孔缺陷，因此，在砂芯的结构设计，制造方式以及在下芯合型操作中，都要采取必要的措施，使浇注时在砂芯中产生的气体能顺利地通过芯头及时排出，为此，在制芯方法应采用透气性好的芯砂制作砂芯，砂芯头应开设排气道，砂芯的芯头尺寸要足够大，已利于气体的排出，在下芯时，应注意不要堵塞芯头的出气孔，在铸型中与芯头出气孔对应的位置开设排气通道，以便将砂芯中产生的气体引出型外。6 冷铁无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 14 页 共 18 页铸造生产中，冷铁对提高冒口的作用和防止铸件产生缩孔、缩松，保证铸件质量起着较为重要的作用，它是用来控制铸件凝固最常用的一种金属块。此铸件采用外冷铁，使凝固时间控制在 50min 以内，球化率达 80%以上，外冷铁表面用白涂料刷一次再用石墨水基涂料刷一次。7 出气孔出气孔是型腔出气冒、砂型和砂芯排气通道的总称，分明、暗两种。明出气孔引出型外，与大气相通；暗出气孔不与大气相通，常做成设置在型内或芯内的片状或针状空腔。出气孔设置原则：（1）出气孔一般设置在铸件浇注位置的最高点，充型金属液最后到达的部位砂芯发气和蓄气较多的部位，型腔内气体难以排的“死角”处。（2）出气孔的设置位置应不破坏铸件的补缩条件，通常不宜设置在铸件的热界和厚壁处，以免因出气孔冷却过快导致铸件在该处产生收缩现象。（3）出气孔应尽量不与型腔直通，可采用引出通道与型腔连接，以防止掉砂等原因导致散砂落入型腔。（4）为防止金属液堵死砂芯出气孔，应用密封条等填密芯头。该铸件砂型出气孔用圆形出气孔，截面尺寸为铸件处壁厚的 1/2 到 3/4，为30mm，砂芯用暗出气孔。8铸件工艺缺陷及预防措施缺陷一 掉砂工艺方案确定以后，试生产一铸件，铸件开箱清理以后发现有掉砂现象，起特征是砂型或砂芯局部砂块在外力作用下掉落，铸件表面对应部位形成的块状突起物，形状与掉落的砂块相似。出现的原因可能有：（1）分型面不平整或分型负数不合适，芯头不平整或间隙过小，下芯和合型时将型芯压坏。（2）配模时，下芯和合型时操作不小心，挤压、撞坏砂型或砂芯，未能及时发现。（3）型芯砂水分过多或型芯不干，透气性差，浇注时发生沸腾现象。无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 15 页 共 18 页（4）型芯紧实度不均匀，局部强度低。（5）树脂砂型（芯）硬化过快，使型芯脆化，失去强度。（6） 分型后加压铁过重或紧箱过度，或在紧箱、加压铁和运输过程中受到振动和冲击，使型芯局部砂块掉落。（7）砂型和砂芯在施料后未将残留在分型面或芯座面上的涂料瘤子清理干净。防止方法：（1）分型面和芯头要修平整并清理干净在分型面、芯座上的涂料瘤子，根据型砂和芯砂的类型按规范确定合适的分型负数和芯头间隙。（2）造型制芯时要均匀紧实，紧实度要适当；起模、下芯、合型、紧箱、输送铸型时要避免振动、冲击和碰撞；压铁重量或紧箱力要适当。（3）采用与铸件形状和尺寸配合适当的、刚度好的砂箱，砂箱定位销应保证定位精度。（4）减小型芯砂水分，提高型芯强度和透气性，以免浇注时产生沸腾现象而损坏型芯。（5）防止树脂砂硬化过度。补救措施：打磨掉多余金属，打磨后发现砂块时应清理砂块。缺陷二 缩松、气孔试铸第二个铸件，出现缩松和气孔现象。缩松是细小的分散缩孔，缩松的宏观断口形貌呈海绵状，有时要借助放大镜才能发现，气孔是出现在铸件内部或表层，呈圆形，椭圆形，腰圆形，梨形或针头状的孔洞。铸件内部的缩松和气孔一般采用超声波探伤或射线探伤进行检测，缩松断口是海绵状，产生在铸件厚大部位，产生缩松原因：（1）合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，凝固时间过长。（2）浇注温度过低.（3）合金凝固温度间隔过宽；糊状凝固，使低熔点成分最后凝固时得不到有效补缩，易形成缩松。（4）合金中的杂质和溶解的气体过多，在合金凝固过程中杂质和析出的气体被推向结晶前沿阻塞补缩通道，形成缩松。（5）合金中缺少晶粒细化，凝固组织晶粒粗大，易阻塞补缩通道形成缩松。无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 16 页 共 18 页（6）合金中易形成低熔点粗的杂质元素含量过，使凝固温度间隔增大。（7）砂箱、芯骨刚度差，型芯紧实度和强度低而不均匀使铸件同时产生胀型、缩孔和缩松的缺陷。防止方法：（1）改进铸型工艺设计，合理设置浇冒口系统和冷铁，保证铸件在凝固过程中获得有效补缩。（2）加强合金精练，净化金属液，减少合金中溶解气体和低熔点杂质的含量，以利于凝固的补缩。（3）提高铸型强度和刚度，防止型壁位移和抬型。（4）调整合金成分，进行良好的变质或孕育处理，缩小合金的凝固温度间隔，提高其铸造性能，以利于型内金属液向内浇道和冒口方向顺序凝固，提高浇冒口系统的补缩效果。（5）采用均衡凝固工艺，充分利用凝固时的石墨膨胀补偿铸铁的液态收缩和凝固收缩。（6）降低球墨铸铁中硫、磷含量和残余镁量。（7）降低浇注温度和浇注速度，延长浇注时间。补救措施：焊补挖去缺陷区金属，用与基本体相同或相容的焊条焊补缺陷区，缩松严重超过验收条件无法补救的予以报废。气孔产生的原因：（1）由于炉料潮湿，锈蚀油污，气候潮湿，坩埚、熔炼工具和烘烤，合金液未精练或精练不足，使金属液中喊有大量气体或产生物质导致铸件在铸造中形成析出气孔和反应气孔。（2）型芯未充分烘干，通气孔未捣通，含水分和发气物质过多，冷铁有锈斑、油污。（3）合金液易吸气，在熔炼和浇注过程中未采取有效的精练保护和净化措施，使金属液中含大量夹渣、气体和产气成分，在充型和凝固过程中形成析出气孔和反应气孔。（4）树脂砂的树脂和固化剂加入量过多，原砂和再生砂的角形系数过高，粒度过细，灼减量和微粉含量过高，使型砂发气量过高，透气性低。无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 17 页 共 18 页防止方法：（1）防止金属液在熔炼过程中过度氧化和吸气，加强脱氧、除气和排渣，加强脱硫，降低原铁液的含硫量，在保证球化前提下，尽量减少球化剂的加入量，降低铸铁的残留镁量，并加强孕育处理。（2）浇注时金属液不得断流，充型速度不宜过高。（3）砂型铸造时，应保证型和芯排气通通畅，砂芯内开设排气通道，合型时要填补芯头间隙冷铁应干燥、无锈、无油污，涂料要烘干并不含易发气物质。（4）降低树脂砂的树脂和固化剂的加入量，采用低氮或无氮树脂及粒形圆整，粒度适当，灼减量和微粉含量低的原砂和再生砂。9.结论通过做这个课程设计,我学到了好多知识,知道了一些缺陷的存在位置和它们的形状,同时掌握了一些工艺知识,知道了轮毂工艺的特点,并知道了它们的预防措施,让我对这个工艺流程掌握了许多.无锡职业技术学院毕业设计说明书( 论文)第 18 页 共 18 页参考文献1.铸造工艺及设备 曹瑜强主编 机械工业出版社2.铸工生产实习 劳动人事部培训就业局主编 劳动人事出版社3.铸造手册第二版 中国机械工程学会铸造分会编 机械工业出版社4.实用五金手册上海五金机械总公司主编,上海科学技术出版社5.铸造技术问题对策 陈齐主编 机械工业出版社无 锡 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计（论文）说 明 书1Heat TreatmentHeat Treatment is a term applied to a variety of procedures for changing the characteristics of metal by heating and cooling .By proper heat Treatment ,it is possible to obtain certain characteristics in metal such as hardness ,tensile strength (ability to resist stretching) ,and ductility.Heat Treatment can be a simple process requiring few tools .In industry ,it is a highly scientific and complicated procedure requiring much equipment.Many of the projects or products made in the machine shop have little or no value until they are heat-treated .This chapter includes only the most elementary information about the heat treatment of steel. Heat treatment can also be done on many of the nonferrous metals such as aluminium ,copper and brass .The procedures are different ,however ,and will not be considered here .The procedures of heattreatment of steel include hardening, tempering annealing, and case hardening.Hardening is a process of heating and cooling steel to increase its hardness and tensile strength ,to reduce its ductility ,and to obtain a fine grain structure .The procedure includes heating the metai above its critical point or temperature ,followed by rapid cooling .As steel is heated ,a physical and chemical change takes place between the iron and carbon .The critical point,or critical temperature,is the point at which the steel has the most desirable characteristics .When steel reaches this temperature-somewhere between 1400 and 1600-the change is ideal to make for a hard ,strong material if it is cooled quickly .If the metal cools slowly ,it changes back to its original state .By plunging the hot metal into water,oil,or brine(quenching), the desirable characteristics are retained .The metal is very hard and strong and less ductile than before .Heating is done in a furnace fired by gas ,oil,or electricity .A device called a pyrometer is attached to the furnace .This accurately registers the exact temperature in the furnace .无 锡 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计（论文）说 明 书2The temperature of the metal can also be determined by observing its colour .You can make use of the colours when heat-treating simple metal parts and tools .Colours are not very accurate ,however .Even the expert heat-treater will be off as much as 20 from the true temperature .The hardening procedure is:1) Light the furnace ,and allow it to come to the right temperature .2) Place the metal in the furnace，and heat it to the critical temperature .For carbon tool steel ,allow about 20 to 30 minutes per inch of thickness for coming up to heat .Allow about 10 to 15 minutes per inch of thickness for soaking at hardening temperature .3) Select the correct cooling solution .Some steels can be cooled in water ,and others must be cooled in oil or brine .Water is the most widely used material for quenching carbon steels because it is inexpensive and effective .Brine is usually, made by adding about 9 percent of common salt to the water .Brine helps to produce a more uniform hardness .The brine cools the parts all over more quickly .Oil is used for a somewhat slower speed of quenching .Most oils used for quenching are mineral oils.4) Remove the hot metal with tongs ,and plunge it into the cooling solution .Agitate so that the metal cools quickly and evenly .If it is a thin piece(like a knife or blade)，cut the cooling solution with the object so it will not warp .If one side cools faster than the other, there will be some warping .5) A properly hardened piece of steel will be hard and brittle and have high tensile strength .It will also have internal strain .If left in this state ,these internal strains could cause the metal the metal to crack.Tempering is a process of reducing the degree of hardness and strength and increasing the toughness .It removes the brittleness from a hardened piece .It is a process that follows th hardening procedure and makes the metal as hard and tough as possible. Tempering is done by reheating the metal to low or moderate temperature,followed by quenching or by 无 锡 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计（论文）说 明 书3cooling in air.As the metal is heated for tempering,it changes in colour.These colours are called temper colours.You can watch these colours to know when the correct heat is reached.A more accurate method,of couse,is to watch the pyometer.Many parts and projects are completely tempered.Other are tempered in one section,and the rest remains in the hardened state.The tempering procedure is:1) to temper the entire piece ,place it in the furnace.Reheat to the correct temperature to produce the hardness and toughness you want.Remove the metal and cool it quickly.2) To temper small cutting toolsa. Harden the entire tool.Clean off the scale with abrasive cloth.b. Place the tool on the metal with the piont extending beyond the hot piece of metal. Heat a scrap piece of metal red hot.c.Watch the temper colours.When the correct colour reaches the piont of the tool quench it.Annealing is the process of softening steel to relieve internal strain.This makes the steel easier to machine.The metal is heated above the critical temperature and cooled slowly.The most common method is to place the steel in the furnace and heat it thoroughly.Then turn off the furnace,allowing the metal to cool slowly.Another method is to pack the metal in clay,heat it to the critical temperature,romove it from the furnace,and allow it to cool slowly.Case hardening is a process of hardening the outer surface or case of ferrous metal.By adding a small amount of carbon to the case of the low-carbon steel,it can be heat-treated to make the case hard.At the same time the center, or core,remains sofe and ductile.There are many methods of case hardening.In industry,molten cyanide is used(this is called cyaniding).Another industrial method is carbburizing.This is a case-hardening procedure in which carbon is added to steel from the surface inward by one of the following methods:pack method,gas method,orliquid-salt method.无 锡 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计（论文）说 明 书4This process can be done on such it
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号