铸造工艺课程设计-泵体

标题：铸造技术课程设计大学：专业领域：类：学号：名字：地图老师：序言随着现代科学技术的发展，金属铸件要求高机械性能、尺寸精度和低表面粗糙度，要求特定的特殊性能，同时生产周期短，成本低。因此，铸件在生产前必须先进行集团制造工艺设计，使铸件能够在整个工艺过程中进行科学操作，有效地控制铸件的形成过程，取得优质的高产效果。铸造工艺设计是根据铸造零件的结构特征、技术要求、生产批量和生产条件等确定铸造方案和工艺参数、绘制铸造工艺图、制作工艺卡等技术文件的过程。关于铸造工艺设计的文件，是生产准备、管理和铸件验收的基础，用于直接指导生产工作。因此，铸造工艺设计的好坏对铸件的质量、生产率和成本有重要作用。通过开发和合理选择工艺计划，准确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握立管作用及其原理，掌握正确设计立管系统的初步能力，掌握铸造工艺和刀具设计的基本技能。熟悉沙子应具备的性能要求、原料的基本规格和作用，并初步具备分析和解决沙子相关问题的能力。熟悉涂层的作用、基本构成和质量控制，了解如何提高铸件的表面质量和尺寸精度。了解铸造过程中容易发生合金化的铸造缺陷，采取相关的防止途径，初步具备了分析、解决这些缺陷的基本解决方案。接受设计基本技术(例如计算、绘制、设计数据和手册查看)的培训。铸造工艺流程设计是我们的专业基础课程，在进行毕业设计之前，对今后要进行的工作进行全面系统的适应性教育，在此锻炼分析问题的能力，提高解决问题的能力，为未来打下基础。目录第一章零件铸造工艺分析41.1部件基本信息41.2材料成分要求41.3确定铸造工艺参数51.3.1铸造尺寸公差和重量公差51.3.2加工毛利51.3.3铸造收缩率51.3.4拔模斜度51.4确定其他流程参数61.4.1作业更正61.4.2分割负61.4.3未加工壁厚的负剩馀61.4.4防止变形61.4.5芯负值6第二章铸件的三维实体建模72.1泵铸造图纸技术要求72.2泵铸造结构工艺分析72.3基于Solidworks零件的三维建模72.3.1软件简介72.3.2零件的三维建模图7第三章铸造工艺设计93.1确定工序程序93.1.1铸造方法93.1.2(芯)砂率93.1.3混合砂工艺103.1.4铸造涂料、分类剂和修补材料103.2铸造冶炼103.2.1冶炼设备103.2.2冶炼工艺103.3分型面的选择103.4砂箱大小和砂箱铸件数的确定123.5砂芯设计和排气133.5.1核心标头的基本尺寸133.5.2芯支撑，核心骨设计143.5.3砂芯排气143.5.4芯盒设计14第四章浇注系统设计计算154.1注入系统类型和选择154.2选择注射位置154.3注入系统尺寸计算164.3.1合金铸造性能分析164.3.2型铁液体的上升速度164.3.3铸造系统截面尺寸和长度设计174.4扩充卡设计计算184.4.1铸造工艺产量184.4.2排放口194.4.3确定riser卡的作用和位置19总结20参考文献21图22第一章零件铸造工艺分析1.1部件基本信息零件名称：泵体铸件零件材料：HT28-48产品生产计划：批量生产结构：压力零件，厚度大，厚度薄，差异大的小转子结构泵体零件图：图1.1泵体零件图1.2材料组态需求相关资料显示，HT28-48的特定成分及其内容见表1.2.1。表1.2.1 HT28-48化学成分表(质量分数，%)cSiMnpsCr3.0-3.21.4-1.70.70至0.900.20.10.15-0.301.3铸造工艺参数的确定1.3.1铸造尺寸公差和重量公差该铸件材料为HT28-48，手工建模，检查结果，铸件的尺寸公差等级为13级；重量公差等级为13等级，其铸件的重量公差为7%。1.3.2加工毛利加工裕量(简单地说，加工裕量)是留在铸件加工表面，准备用加工方法加工以获得零件所需的精度和光洁度的金属层的厚度。加工裕量应根据铸造金属种类、铸造方法、加工表面上的教主位置(上、侧、下)和铸件的结构、公称尺寸等进行合理选择。过大不仅浪费金属，增加机械加工工作，有时剖面厚度变厚，热力接头变大，铸件的模具变粗、收缩或收缩。太小，铸件无法达到加工时零件所需的精度和光洁度。通过灰铸铁、砂型人工检验的GBT6414-2008(如下图所示)，基本尺寸加工裕度等级为g、双面裕度为3.0mm、凸缘端面和孔的加工裕度等级为h、双面裕度为3.0mm。图1.2铸件表面加工裕度的确定和说明1.3.3铸造收缩率铸件的实体收缩(线收缩)要求铸件的每个部分尺寸小于其原始尺寸；因此，模具冷却后的尺寸必须添加到几何或型芯框以匹配铸件图标尺寸。此部分增加的尺寸是铸件的收缩量，通常用铸件收缩率表示。实际生产中，影响铸造收缩率的因素很多，除了其本身的特性外，还与铸件结构、壁厚、砂和芯棒的倒塌、浇注系统的结构、砂箱等有关。铸件实用指南P279表5-19表明，圆锥铸件的纵向收缩率为0.8%，直径方向收缩率为0.5%。1.3.4拔模斜度使栓钉垂直壁延伸到分型面的倾斜，以避免在铸模时损坏砂型芯和砂型芯，从而便于从模具起始和型芯盒中取出砂型芯。铸造工艺设计中规定的倾斜称为倾斜角度。拔模斜度方法有三种：a .厚度增加方法。b .正负厚度法。c .厚度减少方法。拔模角度大小取决于造型的拔模高度、加工和塑型核心建立方法。模具具有圆形部分，以便于倾斜，因此圆形部分可以在垂直壁上将倾斜设定为3mm，而无需设定倾斜角度。倾斜角度的示意图为图1.3和图1.4。图1.3顶部垂直墙倾斜图图1.4底部垂直墙倾斜角度图1.4确定其他流程参数1.4.1作业更正对于小规模生产的铸件，由于选择收缩尺寸与实际收缩率不一致、铸件变形或工作中不可避免的错误等原因，处理后铸件的部分厚度小于图纸要求的尺寸，严重的情况下，由于强度不足而报废，在工序中增加铸件的相应非加工表面上的金属层厚度，但该零件在垂直分割表面的垂直壁上具有较大的倾斜角度，因此不放置工艺正体积。1.4.2分割负值仅将径流负数应用于干砂、表面干燥、自硬砂和砂纸尺寸大于2m的湿型。该铸件由树脂自硬砂制成，砂盒大小小于2m，不会留下分数负数。1.4.3未加工壁厚的负馀量由于铸件使用木材模具，在手动建模、型芯制作过程中，为了取出木材模具，在敲打模具的过程中，如果木材模具受潮，可能会膨胀，这可能会增大未加工的壁厚，因此需要减小厚度大小以确保铸件尺寸的准确性，但是没有倾斜角度，因此不要留出太多非空壁厚度的负余量。1.4.4防变形量铸造更大的板材、床等铸件时，由于冷却速度的不均匀，铸件冷却后经常发生变形。为了解决变形问题，在成形时，铸件可以发生变形的相反方向上形成反变形形状，铸件冷却后变形的结果抵消反变形，得到满足设计要求的铸件。通常，中小墙厚度没有太大差别，结构刚度大的情况下，不需要留下半变形量。因为铸件是中小型铸件，所以不需要留下半变形量。1.4.5芯负值对于分段制造的长砂芯或单独制造的大砂芯，应在接缝处留出型芯间隙量。也就是说，在沙芯的分离面上，沙芯大小减去间隙大小，分割为负值。这个铸件没有分段制造的长砂芯，可以不放置芯负。第二章铸件的三维实体建模2.1泵铸造图纸技术要求(1)铸件不能有沙眼、收缩和收缩，泥孔不能有附着泥沙和斗篷。(2)非加工表面经仔细清洁后，应涂上油和防锈涂料。(3)铸造圆角坑3-5mm，无标记；(4)非进口孔倒角0.545；(5)非周处理残留4mm；(6)非倾斜角度1。2.2泵铸件的结构分析泵铸件是主壁厚20mm、最小壁厚9mm、最大壁厚50mm、零件的轮廓尺寸为上凸缘直径145、另一端是质量为13.9kg的边长130的方形端盖。根据零件图，该零件更复杂，内部结构也更复杂，壁厚不均匀，材料为灰铁，流动性好，收缩大，浇注时容易出现肿胀不足、冷分离、收缩、热裂纹、内部应力和变质以及冷裂纹等缺陷。这个小铸件，可以在砂纸铸造中使用湿铸造，容易操作，劳动量小。2.3基于Solidworks零件的三维建模2.3.1软件简介Solidworks是目前市场上可用的三维CAD解决方案中使设计过程更轻松、更方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech评论说：“在基于Windows平台的3d CAD软件中，Solidworks是最著名的品牌，也是快速增长的市场领导者。”Solidworks具有强大的设计功能和易于学习的任务(例如Windows样式的拖放、点/打击、剪切/粘贴等)，可以100%地编辑整个产品设计，并且零件设计、部件设计和工程图之间具有完全的关联性。中的详图作业和剖面视图也已增强，包括从剖面产生剖面视图、组合的图层支援、熟悉的2d草图功能，以及详图中的属性管理员。该零件使用Solidworks进行三维建模，直观地形象化了工艺设计，从而便于后续分析、模拟和加工等过程的管理和控制。2.3.2零件的三维建模示意图使用Solidworks对零件进行三维建模(如图2.1、2.2所示)时，将显示三维插图。图2.1零件的三维建模图图2.2零件的剖视图第三章铸造工艺设计3.1确定工序方案3.1.1铸造方法湿型砂铸造的基本特点是：砂和砂芯不需要干燥，没有固化过程，主要优点是生产灵活性高，生产周期短，组织流水生产容易，生产过程机械化和自动化容易；材料成本低。由于生产纲要可以使用湿铸，铸件和型芯都可以根据呋喃树脂自硬砂、每箱一个、乙醇涂层、建模时模型材料选择合适的异型材。采用树脂砂的优点是强度高，能自己变硬，精度高，铸件容易清洁，生产效率高。3.1.2类型(核心)砂率铸铁的原始沙子是按表3-1形状的沙子分类表(铸造工艺问答 P72)选择的。铸铁的熔点比铸钢低，浇注温度一般为1200 1400，因此对耐火性的要求比铸钢低，粒度也可能更细。铸铁的范围比原来的沙子种类大。一般来说，SC石英-长石英，小零件可用作1N粘土砂，根据零件结构和生产要求，原砂选择SC石英-长石英。铸铁芯棒率和性能参考表3-8(铸造工艺问答 P86)、表3.1所示的每个成分：表3.1砂芯含量服务范围新沙30/50颈部旧砂(%)粘黏土(%)膨润土水(%)透气性中小型-704-6-7-8100该铸件由呋喃树脂自硬砂建模、型芯制作，如表3.2和表3.3所示。表3.2沙比(比例重量Wt%)形成分数新沙再生沙F700呋喃树脂固化剂附属物氧化铁粉末百分比10%90%1.6%到2.0%是15%0%到1.5%表3.3芯棒比率(按比例重量Wt%)形成分数新沙再生沙F700呋喃树脂固化剂附属物氧化铁粉末百分比60%40%2.3%到2.5% 10%0%到1.5%表格的催化含量是树脂砂的百分比。3.1.3砂混合工艺合理选择搅拌机，正确的供应顺序和适当的混合时间，有助于获得高质量的树脂砂。树脂砂各种原料计量准确，其混合砂工艺如下：砂催化剂和树脂砂生产上述顺序是不可逆转的。否则局部会发生激烈的硬化反应，缩短可用时间，影响树脂砂的使用性能。沙子和催化剂的混合时间应以催化剂均匀复盖沙子表面所需的时间为准。3.1.4铸造涂料、分类剂和修补材料铸造涂层是提高铸件表面质量的重要手段之一，以减少铸件粗糙表面、机械粘砂、化学粘砂和其他与铸件发生砂有关的铸造缺陷。采用涂层会增加工艺和成本，但使用涂层后，铸件表面不仅平滑，还减少了缺陷，减少了清洁