原稿！！连接盘铸造工艺设计【毕业论文+CAD图纸】
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毕业论文 中文摘要 连接盘铸造工艺设计 摘要 ： 本文研究的是连接盘小批生产铸造工艺设计，在论文中首先叙述了铸造的优点、现状及发展趋势。接着叙述了两种造型方法，手工造型和机械造型，并简单分析了各自的优缺点。其次对铸造工艺进行了叙述，包括浇注口位置的选择、分型面的选择、工艺参数的确定对铸件质量的影响。然后结合上述工艺特点对本次设计进行规划，包括零件图的绘制、木型的设计、翻砂造型、造芯、分型面的选择及浇注工艺等。最后对本次设计进行总结 。 关键词 铸造工艺性 铸造工艺方案 铸造工艺参数 补缩系统 浇注系统 毕业论文 外文摘要 is of in a of a of s of of of of of so to up 山 西 农 业 大 学 本科生毕业论文（设计）选题审批表 毕业论文（设计）题目 连接盘 铸造工艺设计 指 导 教 师 张静 职 称 讲师 学生具备条件 熟练做图的能力、演算的能力，以及独立分析问题的能力 选题完成形式 毕业论文 和图纸 内 容 简 要： 本文研究的是连接盘小批生产铸造工艺设计，在论文中首先叙述了铸造的优点、现状及发展趋势。接着叙述了两种造型方法，手工造型和机械造型，并简单分析了各自的优缺点。其次对铸造工艺进行了叙述，包括浇注口位置的选择、分型面的选择、工艺参数的确定对铸件质量的影响 。然后结合上述工艺特点对本次设计进行规划，包括零件图的绘制、木型的设计、翻砂造型、造芯、分型面的选择及浇注工艺等。最后对本次设计进行总结 。 系主任签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 选题的依据及意义： 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点，技术要求，生产批量和生产条件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程，在进行铸造工艺前，设计者应掌握生产任 务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件。此外要求设计者有一定的生产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点和发展观点。因为现代科学技术的发展，拓展了铸造技术的应用领域，同时也提高了对金属铸件的要求，不仅要求铸件具有高的力学性能，尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热，耐蚀，耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。 铸造工艺设计人员在设计的过程中应时刻关心铸件成本，节约能量和环境保护问题。从零件结构的铸件工艺性的改进，铸造，造型，造芯方法的选择，铸造方案的确定，浇注系统和冒口的设计， 直至铸件清理方法等，没到工序都与上述问题有关。采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的金属成本，熔炼金属量，能源消耗，铸件工艺出品率和成品率，工时费用，铸件成本和利润率等都有显著的影响。铸件工艺设计应该是追求以最少的成本和损耗生产出质量质量最好，竞争品质最强的铸件产品。 此次毕业设计目的是通过在铸造工艺分析的过程中梳理大学四年中学到的专业知识，学会发现问题并运用所学的知识来解决实际问题。通过毕业设计巩固和拓展自己的专业知识，熟悉铸造工艺设计的流程，领略铸造工艺设计的要领，体验铸造工艺设计工作的内涵，为即将步入社会 ，走向工作岗位做最后的准备。 本课题研究内容 根据 连接盘 的材料性能、结构特点、生产条件来确定铸件的浇注位置和分型面位置。确定铸件的铸造收缩率、机械加工余量、起模斜度、最小铸出孔和槽和铸造圆角等工艺参数。确定砂芯种类，芯撑种类和尺寸，根据砂芯结构特点确定是否需要芯骨和芯骨的种类大小。确定芯头形式计算出芯头的高度、斜度和芯头与芯座之间的间隙。画出铸造工艺图。 确定该铸件浇注系统的类型，计算出浇口杯 直浇道、横浇道、内浇道、冒口的各个尺寸和断面积。画出浇注系统图 ,分析铸造工艺装备设计，根据设计原 则，选择造型方法，确定型砂材料和比例，沙箱、模样材料和尺寸。 本课题研究方案 连接盘 的铸造工艺主要是根据铸件材料的特性，结构特点来分析 的。 首先分析铸件的浇注位置、分型面和耕种工艺参数，然后分析砂芯的类型和尺寸，画出铸造工艺图，最后确定浇注系统的类型，各个组元的尺寸和造型方法。 研究的创新之处 很大程度上节约了成本，且安全 研究过程 (含完成期限 ) 第 5 周 查阅资料，拟订课题 第 6 周 查阅相关铸造工艺 资料，并进行概述和文献综合。 第 7 完成 铸造工艺分析 。 第 10 完成 铸造工 艺装备分析 。 第 13 周 作出铸造工艺图 。 第 14 在以上基础上完成 论文初稿 。 第 16 周 修改论文 ，并定稿 。 第 17 周 答辩， 提交相关材料，结束 论文 。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日 院系意见 主管领导签名： 年 月 日 山 西 农 业 大 学 毕业论文（设计）成绩单 院系 山西农业大学 专业 机械设计制造及其自动化专业 入学时间 07 年 9 月 1 号 学号 2007151118 学生姓名 王鹏飞 班级 机制信 071 班 周数 13 起止日期 导教师 张静 职称 讲师 论文（设计）题目 行星齿轮衬套的铸造工艺设计 指 导 教 师 评 语 建议成绩 指 导教师签名 年 月 日 评 阅 人 评 语 建议成绩 评阅人签名 年 月 日 答辩与评分 综合成绩 答辩小组 负责人签名 年 月 日 本成绩单一式二份，一份装订在毕业论文（设计）中，一份入学生学籍档案。 优秀毕业论文（设计）推荐表 论文题目 连接盘 铸造工艺设计 学生姓名 王鹏飞 学 号 2007151118 专 业 机械设计制造及其自动化 学 院 工学院 指导教师 张静 审稿说明： 文质量、学术水平（含文字、图表、公式）的评价。 推荐人意见： 推荐人签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 山西农业大学 本科生毕业论文 开题报告 题 目 连接盘 铸造工艺设计 学院名称 信息学院 专业名称 机 械设计制造及其制动化 年 级 2007 级 学生姓名 王鹏飞 学 号 2007151118 指导教师 张 静 职 称 讲师 2011 年 5 月 10 日 - 1 - 毕业论文 中文摘要 连接盘铸造工艺设计 摘要 ： 本文研究的是连接盘小批生产铸造工艺设计，在论文中首先叙述了铸造的优点、现状及发展趋势。接着叙述了两种造型方法，手工造型和机械造型，并简单分析了各自的优缺点。其次对铸造工艺进行了叙述，包括浇注口位置的选择、分型面的选择、工艺参数的确定对铸件质量的影响。然后结合上述工艺特点对本次设计进行规划，包括零件图的绘制、木型的设计、翻砂造型、造芯、分型面的选择及浇注工艺等。最后对本次设计进行总结 。 关键词 铸造工艺性 铸造工艺方案 铸造工艺参数 补缩系统 浇注系统 - 2 - 毕业论文 外文摘要 is of in a of a of s of of of of of so to up 3 - 连接盘 铸造工艺 设计 1 引言 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 铸件 的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入特定形状的 铸模 待其凝固成形的加工方式。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是沙、金属甚至 陶瓷 。因应不同要求，使用的方法也会有所不同 . 铸造熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸 和性能金属零件 毛坯 的成型方法 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液 体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间铸造是现代装置 制造工业 的基础工艺之一。 铸造 可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。 重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广 意的 的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥 模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。 砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。 砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具 ，以前多用木材制作，通称木模。旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，并- 4 - 且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件 尺寸精度较低，表面也较粗糙。不过，旭东精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。 此次毕业设计目的是通过在铸造工艺分析的过程中梳理大学四年中学到的专业知识，学会发现问题并运用所学的知识来解决实际问题。通过毕业设计巩固和拓展自己的专业知识，熟悉铸造工艺设计的流程，领略铸造工艺设计的要领，体验铸造工艺设计工作的内涵，为即将步入社会，走向工作岗位做最后的准备。 课题背景 铸造是金属成形的一种最主要方法，它是热加工的基础。铸造的历史与华夏文明的历史一样悠久，我 们的祖先在 4000 多年前就铸造出了 “三星堆 ”那样精美的青铜器，其技术水平令人叹为观止，然而到了现代，作为全球铸件产量第一大国，中国的铸造水平却落后于发达国家。 早期 中国 商朝 的重 875 公斤的 司母戊方鼎 ，战国时期的 曾侯乙尊盘 ，西汉的 透光镜 ，都是古代铸造的代表产品。 早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具，艺术色彩浓厚。那时的 铸造工艺 是与制陶 工艺并行发展的，受陶器的影响很大。 发展 中国在公元前 513年，铸出了世界上最早见于文字记载的 铸铁件 晋国 铸型 鼎 ,重约 270 公斤。 欧洲 在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现，扩大了铸件的应用范围。例如在 15 17 世纪，德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁 管道 。 18 世纪的工业革命以后， 蒸汽机 、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务 的新时期， 铸造技术 开始有了大的发展。 - 5 - 近代 进入 20 世纪，铸造的发展速度很快，其重要因素之一是产品技术的进步 ，要求铸件各种机械 物理性能 更好，同时仍具有良好的 机械加工 性能；另一个原因是机械工业 本身和其他工业如 化工 、仪表等的发展，给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展，保证了铸件质量的提高和稳定，并给铸造理论的发展提供了条件；电子显微镜等的 发明，帮助人们深入到金属的微观世界，探查金属结晶的 奥秘 ，研究金属凝固的理论，指导铸造生产。 我国铸造业的概况 我国铸件产量从 2000 年起超越美国已连续 6 年位居世界第一，其中 2004 年为2242 万吨， 2005 年估计为 2600 万吨，铸件年产值超过 2500 亿元，铸件产量占世界总产量的 1/4 之多，已成为世界铸造生产基地。根据全球主要铸件生产国 2004年的产量统计可以看出，十大铸件 生产国可分为两类。一类是发展中国家，虽然产量大，但铸件附加值低，小企业多，从业人员队伍庞大，黑色金属比重大。另一类是发达国家，如日本、美国及欧洲等，他们采用高新技术主要生产高附加值铸件。 发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染小、原辅材料已形成系列化。欧洲已建立跨国服务系统，生产实现机械化、自动化、智能化。生产过程从严执行技术标准，铸件废品率约为 2% 5%。重视用信息化提升铸造工艺设计水平，普遍应用软件进行充型凝固过程模拟和工艺优化设计。 从批量和劳动生产率看，欧、美、日的优势 很大，日本的劳动生产率是人均年产铸件 140 吨，我国估计约为 20 吨，相差 7 倍。我国人工成本低于 1 美元 /小时，与发达国家相差几十倍，因而出口铸件具有优势。但近年来材料价格猛涨，使我国出口铸件在材料成本方面的优势消失殆尽。在产品质量和档次方面，我们远落后于发达国家。近年我国铸件出口虽有所增长，但出口只占我国总产量的 97%，占世界铸件市场流通量不到 8%，总体增速缓慢，表现为质量较差、价格低。长期以来，出口的铸件以中低档产品为主，各类管件 、散热器 、厨具及浴具占到 36%。一些出口铸件虽可达到国际标准，但要达到欧美客户标 准还有距离。 在国内，铸造业是关系国计民生的重要行业，是汽车、石化、钢铁、电力、造- 6 - 船、纺织、装备制造等支柱产业的基础，是制造业的重要组成部份。在机械装备中，铸件占整机重量的比例很高，内燃机占 80%、拖拉机占 50% 80%、液压件、泵类机械占 50% 60%。汽车中的关键部件几乎全部铸造而成；冶金、矿山、电站等重大设备都依赖于大型铸锻件，铸件的质量直接影响着整机的质量和性能。 我国铸造生产企业主要分布在东部，西部产量较少。目前全国铸造企业约有24000 家、从业人员约 120 多万。从产业结构看，既有从属于主 机生产厂的铸造分厂或车间，也有专业铸造厂，还有大量的乡镇铸造厂。就规模和水平而言，既有工艺先进、机械化程度高、年产数万吨铸件的大型铸造厂，如重型行业、汽车行业、航空工业的一些先进的铸造厂；也有工艺落后、设备简陋、手工操作，年产铸件百余吨的小型铸造厂。 发达国家铸造技术发展现状 发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染少、原辅材料已形成商品化系列化供应，如在欧洲已建立跨国服务系统。生产普遍实现机械化、自动化、智能化（计算机控制、机器人操作）。 铸铁熔炼使用大型、高效、除尘、微机测 控、外热送风无炉衬水冷连续作业冲天炉，普遍使用铸造焦，冲天炉或电炉与冲天炉双联熔炼，采用氮气连续脱硫或摇包脱硫使铁液中硫含量达 下；熔炼合金钢精炼多用 设备，使钢液中 H、 O、 N 达到几个或几十个 10水平。 在重要铸件生产中，对材质要求高，如球墨铸铁要求 P S 铸钢要求 P、 S 均 采用热分析技术及时准确控制 C、 量，用直读光谱仪 23 分钟分析出十几个元素含量且精度高， C、 S 分析与调控可使超低碳不锈钢的 C、 S 含量得以准确控制，采用先进的 无损检测技术有效控制铸件质量。 普遍采用液态金属过滤技术，过滤器可适应高温诸如钴基、镍基合金及不锈钢液的过滤。过滤后的钢铸件射线探伤 A 级合格率提高 13 个百分点，铝镁合金经过滤，抗拉强度提高 50%、伸长率提高 100%以上。 广泛应用合金包芯线处理技术，使球铁、 蠕 铁和孕育铸铁工艺稳定、合金元素收得率高、处理过程无污染，实现了微机自动化控制。 铝基复合材料以其优越性能被广泛重视并日益转向工业规模应用，如汽车驱动杆、缸体、缸套、活塞、连杆等各种重要部件都可用铝基复合材料制作，并已- 7 - 在高级 赛车上应用；在汽车向轻量化发展的进程中，用镁合金材料制作各种重要汽车部件的量已仅次于铝合金。 采用热风冲天炉、两排大间距冲天炉和富氧送风，电炉采用炉料预热、降低熔化温度、提高炉子运转率、减少炉盖开启时间，加强保温和实行微机控制优化熔炼工艺。在球墨铸铁件生产中广泛采用小冒口和无冒口铸造。铸钢件采用保温冒口、保温补贴，工艺出品率由 60%提高到 80%。考虑人工成本高和生产条件差等因素而大量使用机器人。由于环保法制严格（电炉排尘有 9 国规定 100天炉排尘， 11 国规定 100 t 铁液；砂处理排尘， 8国规定 100，铸造厂都重视环保技术。 在大批量中小铸件的生产中，大多采用微机控制的高密度静压、射压或气冲造型机械化、自动化高效流水线湿型砂造型工艺。 砂处理采用高效连续混砂机、人工智能型砂在线控制专家系统 , 制芯工艺普遍采用树脂砂热、温芯盒法和冷芯盒法。熔模铸造普遍用硅溶胶和硅酸乙酯做粘结剂的制壳工艺。 用自动化压铸机生产铸铝缸体、缸盖；已经建成多条铁基合金低压铸造生产线。用差压铸造生产特种铸钢件。所生 产的各种口径的离心球墨铸铁管占铸铁管总量 95%以上，球铁管占球铁年产量 30% 成功地采用 术大批量生产汽车 4 缸缸体、缸盖等复杂铸件，生产率达180 型 /小时。在工艺设计、模具加工中，采用 术；在铸造机械的专业化、成套化制备中，开始采用 术。 铸造生产全过程主动、从严执行技术标准，铸件废品率仅 2%标准更新快（标龄 4）；普遍进行 认证。 重视开发使用互联网技术，纷纷建立自己的主页、站点。铸造业 的电子商务、远程设计与制造、虚拟铸造工厂等飞速发展。 2 设计任务 造工件图 - 8 - 铸件的 图 造工件主视图 - 9 - 图 件三维图 图 件三维图 - 10 - 连接盘材料为 用砂型铸造，年生产量 200 件 析生产性质 （ 1） 该零件属小批生产，零件上 60 孔要铸出，需用一个型芯。 （ 2） 四个 12 小孔可不铸出，铸后再用机械加工出该孔，铸造工艺图上的不铸出孔用红线打叉 3 工艺分析 造工艺图 图 造工艺图 铸造工艺图 是铸造行业所特有的一种图纸，它规定了铸件的形状和尺寸，也规定了铸件的基本生产方法和工艺过程。单件，小批量的生产情况下，用规定画法，以便模具制造，造型，检验和技术存档。 - 11 - 铸造生产时，首先要根据铸件的结构特征、技术要求、生产批量、生产条件等因素，确定铸造工艺方案。其主要内容包括浇注位置、分型面、铸造工艺参数（机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率、芯头等）的确定，然后用规定的工艺符号或文字绘制成铸造工艺图。 铸造工艺图是生产过程的指导性文件，它为设计和指导铸造工艺设备提供了基本依据。 注位置 浇注位置 ： 浇注时铸件在铸型中所处的位置称为浇注位置。铸件的浇注位置对铸件的质量、尺寸精度、造型工艺的难易程度都有很大的影响。通常按下列基本原则确定浇注位置。 （ 1）铸件的重要工作面或主要加工面朝下或位于侧面。 浇注时金属液中的气体、熔渣及铸型中的砂粒会上浮，有可能使铸件的上部出现气孔、夹渣、砂眼等缺陷，而铸件下部出现缺陷的可能性小，组织较致密。如图所示机床床身的浇注位置，应将导轨面朝下，以保证该重要工作面的质量。如图所示的卷扬筒，其圆周面的质量要求较高，采用立浇方案，可使圆周面处于侧面，保证质量均匀一致。 如图机床床 身的浇注位置，应将导轨面朝下，以保证该重要工作面的质量。 （ 2）铸件的大平面朝下或倾斜浇注。 由于浇注时炽热的金属液对铸型的上部有强烈的热辐射，引起顶面型砂膨胀拱起甚至开裂，使大平面出现夹砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用倾斜浇注的方法可避免大平面产生铸造缺陷。下图为平板铸件的浇注位置。 （ 3）铸件的薄壁朝下、侧立或倾斜。 为防止铸件的薄壁部位产生冷隔、浇不到缺陷，应将面 积较大的薄壁置于铸件的下部，或使其处于侧壁或倾斜位置 . （ 4）铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面。主 要目的是便于在厚处安放冒口进行补缩 - 12 - 上下图 型面 分型面 ： 是铸型组元间的接合面。为便于起模，一般分型面选择在铸件的最大截面处。分型面的选定应保证起模方便、简化铸造工艺、保证铸件的质量。确定分型面应遵循如下原则。 （ 1） 分型面应选择在模样最大截面处，以便于起模。 （ 2） 尽量减少分型面。 （ 3） 尽量使分型面平直。 （ 4） 尽量使铸件的全部或大部分位于同一砂箱中。 （ 5） 尽量使型芯位于下箱，并注意减低砂箱的高度。 依据 分型面应选择在模样最大截面处，以便于起模。尽量减少分型面尽量使分型面平直。尽量使铸件的全部或大部分位于同一砂箱中。尽量使型芯位于下箱，并注 意- 13 - 减低砂箱的高度 几点 铸件的分型面如下图 上下图 型面 艺参数的选定 械加工余量和公差 机械加工余量 ： 是指铸件加工面上预留的、准备切除的金属层厚度。加工余量取决于铸件的精度等级，与铸件材料、铸造方法、生产批量、铸件尺寸、浇注位置等因素有关。 铸件的尺寸公差 精度等级从高到低有 1、 2、 3. 16共 16个等级；加工余量等级 精到粗可分为 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 个级别。下表为砂型铸造常用铸造合金单件和小批生产时公差等级及与之配套的加工余量等级。 铸件的公差等级和加工余量等级确定后，加工余量数值可根 据 11350取；公差的数值可按 86 选取 - 14 - 铸件最大尺寸 浇注时位置 加工面与基准面之间的距离 50 5020600000120 顶面底，侧面 20面底 侧面 60面底 侧面 00面底 侧面 00面底 侧面 件加工余量 模斜度 起模斜度 ： 为使模样（或型芯）易从铸型（或芯盒）中取出，在模样（或芯盒）上与起模方向平行的壁的斜度称为起模斜度，可用角度 或宽度 倡使用宽度 a。模样的起模斜度可采用增加壁厚、加减壁厚、减小壁厚三种取法 。 - 15 - =1 =1 = 1. 5 = 1. 5667. 56691221图 件的 起模斜度与加工余量 起模斜度需要增减的数值可按有关标准选取，采用粘土砂造型时的起模斜度可按 5105 1991 确定。一般木模的斜度 =3 ， a=属模的斜度=2 ， a=样越高，斜度越小。当铸件上的孔高度与直径之比小于 1（ H/D1）时，可用自带芯子的方法铸孔，用自带芯子的起模斜度一般应大于外壁斜度。 见下表 - 16 - 测量面高度（毫米） 金属模 木模 a(毫米 ) a(毫米 ) 20 30 30 20 0 45 30 0 50 45 30 100 0 30 5 45 表 芯铸造用起模斜度 缩率 收缩率 ： 为补偿铸件在冷却过程中产生的收缩，使冷却后的铸件符合图样的要求，需要放大模样的尺寸，放大量取决于铸件的尺寸和该 合金的线收缩率。一般 中小型灰铸铁件的线收缩率约取 1%；非铁金属的铸造收缩率约取 铸钢件的铸造收缩率约取 2%。 造圆角 铸造圆角 ： 模样壁与壁的连接和转角处要做成圆弧过渡，称为铸造圆角。铸造圆角可减少或避免砂型尖角损坏，防止产生粘砂、缩孔、裂纹。但铸件分型面的转角处不能有圆角。铸造内圆角的大小可按相邻两壁平均壁厚的 1/31/5选取，外圆角的半径取内圆角的一半。 - 17 - 头 芯头 ： 是指砂芯的外伸部分，用来定位和支承砂芯。芯头有垂直和水平芯头两种。芯座是指铸型中专为放置芯头的 空腔。芯头和芯座尺寸主要有芯头长度 L（高度 H）、芯头斜度 、芯头与芯座装配隙 数值与型芯的长度（高度）和直径有关 图 直芯头高度 h 和 S h1 h S/2 S/2 A A D B A A A - 18 - L 当 D 或（ A+B） /2为下列数值时的高度 h 30 31101 30 15 15 31000 515550010005 直芯头高度 h 和 由 h查 芯头高度 h 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 上芯头高度 5 15 15 20 20 25 25 30 30 35 表 h 查 - 19 - 图 直芯头的斜度 芯头高度 h 15 20 25 30 35 40 50 60 70 用 /h 表示斜度时 用角度表示时 上芯头 2 3 4 5 6 7 9 11 12 1/5 10 下芯头 1 5 6 1/10 5 表 直芯头的斜度 - 20 - 铸型种类 D 或 (A+B)/2 50 51015101010101型 型 直芯头与芯座之间的间隙 s 由连接盘的铸件图以及查上表可知型芯直径为 L=38205h=25s=芯头斜度为 ，如图 : 图 头尺寸 15 25 21 - 注系统 浇注系统是砂型中引导液态合金流入型腔的通道。生产衬套中常常因浇注系统设计安排不当，造成砂眼、夹砂、粘砂、夹渣、气孔、铁豆、抬箱、缩孔、松孔、缩松、冷隔、浇不足、变形、裂纹、偏折等铸造缺陷。 此外，浇注系统的好坏影响造型和清理工作的繁简，砂型的体积大小和型砂的耗用运输量，非产生性消耗的液态合金用量等等。所以，浇注系统与获得优质铸件，提高生产效率和降低铸件成本的关系是密切相联的。因此对浇注系统的设计必须慎重认真。 常用的浇注系统大多由浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道、内浇道等部分组成。正确的浇注应该： 1）使液态铸铁平稳充满砂型，不冲击型壁和砂芯，不产生激溅和涡流，不卷入气体，并顺利的让型腔内的空气和其他气体排出型外，以防止金属过渡氧化及产生砂眼、铁豆、气孔等缺陷。 2）阻挡夹杂物进入型腔，以免在 铸件上形成渣孔。 3）调节砂型及铸件上各部分温差，控制铸件的凝固顺序，不阻碍铸件的收缩，减少铸件变形和开裂等缺陷。 4）起一定的补缩作用，一般是在内浇道凝固前补给部分液态收缩。 5）让液态合金以最短的距离，最合宜的时间充满型腔，并有合适的型内液面上升速度，得到轮廓完整清晰的铸件。 6）在保证铸件质量的前提下，浇注系统要有利于减小冒口体积，结构要简单，在砂型中占据的面积和体积要小，以便工人操作、清除和浇注系统模样的制造，节约金属液和型砂的消耗量，提高砂型有效面积的利用。 7）设计浇注系统主要是在满足上述各项要 求的原则下，根据铸件的结构特点、技术条件、铸件合金的特性、生产批量及具体的生产条件等，选择浇注系统的类型和结构，合理的布置浇注系统的位置，确定内浇道数目和浇注系统各组员的断面尺寸、断面比例等。 按浇注系统各组元的断面比例关系，内浇道对铸件型腔的引注高度，浇道的结构等 口在侧面位置，液态铸铁沿铸型壁导入，充型快而平稳，可防止冲砂。由于液态金属凝固时的体积收缩，会在铸件- 22 - 的厚实不易散热部位中心产生缩孔，就必须在铸件顶部设置冒口以消除缩孔。 浇注系统各尺寸的选取 铸件重量可以算出约为 9注规格可根据砂型铸造工艺及工装设计表 5 铁件单面缓流式浇注系统 根据 砂型铸造工艺及工装设计表 5出以下数据： 内浇道断面各尺寸 a=14mm b=11mm c=12面积 直浇道断面直径 d=面积 横浇道断面各尺寸 a=14mm b=c=面积 如图 直浇道 横浇道 图 漏斗形浇口杯尺寸根据砂型铸造工艺及工装设计 表 5 62=52mm，h=40 件毛重（ 内浇道 横浇道 直浇道 内浇道数量 每个断面积（ 总断 面积 （ 断面积 （ 搭接 尺寸 x（ 直径（ 断面积（ 510 1 23 - 漏斗形浇口杯 图 注系统 4 装备设计 型 - 24 - 造型是指用型砂，模样，砂箱 等工艺装备制造砂型的过程。造型是铸造生 产中最重要的生产环节之一。 造 型方法按砂型紧实方式分为手工造型和机器造型两大类。 手工造型是全部用手工或手动工具紧实型砂、制成砂型的造型方法。其优点是操作方便，灵活性强，特别适合于单件小批生产。 用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法称为机器造型。按紧砂和起模方式不同，有多种不同类型的机器造型方法及相应的造型机 。 我们所使用的是砂箱 造型砂箱造型就是将模样安置在砂箱内进行造型的一种造型方法，也是手工造型中最主要的的造型方法。砂箱造型犹豫铸件结构形状和大小的不同而有多种形式。 有整模造型，分模造型，活块模造型，挖砂造型等。 而我们所选用的就是整模造型，原因有模样可以做成整体形，而分型面位于模样某个断面上，模样就可以直接从砂型中起出，这样的操作简便，几何形状清晰，尺寸准确。 样 模样是造型工艺过程必须的工艺装备。用来形成铸型的型腔，因此直接关系着铸件的形状和尺寸精确度。根据模样的所用的材料不同分为木模，金属模，塑料模，聚苯乙烯 泡沫塑料模。可以根据铸件的要求，造型方法和生产批量等，经济合理选用。 木模样 是模样中应用最广泛的一种，具有质轻，廉价和容易加工等优点，但强度低容易变形和损坏。一般用于单件和小批量生产。常用木材有红木，杉木，银杏等 根据以上优点本次课题我们所选用的就是木模其结构如下图， 其详细规格查 699 工件 的铸造使用木模 由铸件的收缩率为 1%可知木模的尺寸如 下 图 - 25 - 21 . 3212574. 样图 图 样三维图 - 26 - 盒 芯盒是 将 芯砂 制成 型芯 的 工艺装备 。可由 木材 、 塑料 、 金属 或其他 材料 制成。设计芯盒时，根据型芯的特点、生产批量和生产条件等因素来确定芯盒材料及其结构形式。 芯盒 的类型 芯盒，壳芯盒和冷芯盒 盒又可分为整体式，拆开式和脱落式三大类 随着芯盒材质的不同，芯盒设计内容及设计特点也不同，而本次设计选用的木制芯盒，因为木制芯盒制造周期短，易于加工，成本低，但使用寿命短适用于小批或大件生产。其详细规格查 699质芯盒一般不用设计，只需选择合理的结构形式。芯盒的大致如图 5 4盒 箱 由于是年产 200件的单件小批量生产，为节约成本沙箱使用木质沙箱。由铸件的重量和尺寸和浇注系统得出内框宽度为 400箱高度根据浇注系统浇口杯，直浇道的高度来确定为 150箱高度根据铸件高度可以确定为 200型砂的组成 :型砂主 要 由原砂、粘结剂、水和煤粉等组成，具体材料成分如下 : 一、旧砂 - 27 - 旧砂一般占 80% 90。从经济效益考虑，型砂必须回收使用，故称为旧砂。由于型砂在使用过程中受高温金属液的热作用，使砂粒彼裂，型砂中煤粉燃烧成灰分，部分粘土烧毁而失去粘结力，所以旧砂不能直接回用。必须经过磁选（去除旧砂中的铁块、铁钉等）、破碎 (破碎大砂团）、除尘、筛分等工艺过程，才能作为基本骨架材料使用。 二、新砂 新砂一般占型砂的 10一 20。由于旧砂回收使用后，有效粘土和煤粉减少，灰分增加，使型砂性能急剧下降，型砂量减少，所以每次混砂时都要附加一部分新砂 (同时成比例加入粘土和煤粉），目的是词整型砂性能。 三、粘土 在型砂中作为粘 结 剂的粘土分为普通粘土和膨润土两种。干型砂中常用普 通 粘 土 ，湿型砂中常用膨润土。由于膨润土粘结力大，型砂湿压强度高，加入量一级是 5%包括旧砂中有效粘上量 )。 四、水 水的作用是润湿粘 土 ，使粘土产生粘结力，加 入 量为 4% 6%。一般要在混砂过程中，根据型砂性能和环境的温度、湿度进行调整。 五
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