毛坯工艺设计

毛坯工艺设计

内容与要求毛坯设计任务

先绘制零件图10分１张（交黄）1.绘制铸件工艺图20分１张（或：绘制自由锻件图10分１张自由锻件工艺卡10分１张）2.编写毛坯工艺设计说明书25分１份抽查答辩（每班≤3个）注意：毛坯工艺设计说明书封皮注明铸件或自由锻件

设计要求1.设计图要正确、完整，文字简明；2.不准交换题目；3.允许讨论，但独立完成，杜绝抄袭，否则都不及格；4.学会查阅相关资料：教材，张万昌的《热加工工艺基础》，

《自由锻件设计手册》，《铸造工艺设计手册》铸造工艺设计评分细则自由锻件工艺设计评分标准

铸造工艺图20分

注意：“铸件工艺图”要保留原零件图全部信息

或：自由锻件图＋锻造工艺卡20分

毛坯工艺设计任务毛坯说明书封面要求设计题目：“零件名称”砂型铸造工艺设计或：“零件名称”自由锻工艺设计班级：10－4设计人学号：？？设计人姓名：？？指导教师：张锁梅黄明吉

铸造工艺设计

根据零件结构、技术要求做砂型铸造工艺设计。

铸造工艺图上标出：

1、浇注位置和分型面；

2、各种工艺参数；

3、芯头和浇注系统的尺寸和位置；

4、布置冒口和冷铁的尺寸和位置；

；将这些用红和兰线表达和标注在零件图上。常用铸造工艺符号1、浇注位置、分型面符号：用红线和箭头表示。2、机械加工余量和起模斜度：用红线划出轮廓，加工余量值、起模斜度用数字表示。3、不铸孔和槽：用红“X”表示，剖面处涂以红色4、型芯：用蓝线划出，并注明尺寸，型芯应按下芯顺序编号．5、浇注系统：用红线绘出，并注明主要尺寸

6、冷铁：用绿色或蓝色绘出，注明“冷铁”

注意：“铸造工艺图”要彩打！

绘制工艺图步骤

1．选择浇注位置

1）重要加工面或要求高的面，置于铸型下部或侧立；

2）将大平面朝下，以免出现气孔和夹砂。

3）大面积薄壁件，将薄壁放在下部或处于侧立。２．选择分型面1）将重要加工面或大部分加工或加工基准面置于同一砂箱以保证尺寸精度。

2）方便起模和简化造型工序。

---减少分型面和活块的数目；

---尽可能采用平直分型面；

3）尽可能减少芯子数目。

4）分型面位置应便于下芯、扣箱及检查型腔。３）确定铸造工艺参数1）机械加工余量和铸出孔

所有标注粗糙度的表面均需机加工。机加工余量随铸件大小、材质及加工面在铸型中的位置而变。如：铸钢加工余量比铸铁大；有色合金加工余量要小些；铸铁中灰铸铁的加工余量较可锻和球墨铸铁的小。通常，我们查表定．如下表：

注：

1）公称尺寸是指两个相对加工面之间的最大距离，或

从基准面或中心线到加工面之间的距离。

2）不带括号值为手工造型。铸件尺寸愈大，机械加工余量也随之加大；上表面比底面和侧面易产生缺陷，故加工余量大。3）较大的孔和槽应铸出。铸铁：30mm；铸钢：50mm

2）拔模斜度：

拔模斜度随垂直壁高度增加而减小；

外壁的拔模斜度也小于内壁的。

一般拔模斜度在0.5-5°之间。

3）铸造圆角：

铸件壁和壁之间应圆弧过渡。

圆角半径：相交两壁平均厚度的1/3～1/2。

4）铸造收缩率（1）浇注到铸型的金属液，随温度降低发生冷却、凝固及各部分尺寸的缩减。产生铸造收缩率。（2）根据收缩率大小将模型或芯盒放大，保证尺寸要求。（3）铸造合金收缩率随铸造合金种类、成分而改变。通常：灰铸铁为0.7～1.0%；铸钢为1.5～2.0%；有色的为1.0～1.5%。４．芯头设计

1）按芯头位置分垂直和水平两类。2）立芯头的高度主要取决于直径大小，范围为15～150mm；Ａ．高度较小而粗的芯子可以省去上芯头；

Ｂ．细长高芯子应有上、下芯头，且下面芯头的斜度小一点、高度大一点．（3）水平芯头长度随型芯长度和芯头直径的增大而增加，

芯头与芯座间留1～4mm间隙，以便下芯和合箱。

注意：无论是水平、还是垂直芯头，当其数量不止一个时，若排成一条直线只留两个芯头；若排成一个平面要留三个芯头，且选择对称性好的三个。至于芯头的斜度、间隙、和定位等可查

《铸造工艺设计手册》。

５．浇注系统设计

浇注系统分类

A、按内浇道位置：顶注式、中注式、底注式及阶梯式

1）顶注式

优点：容易实现顺序凝固和补缩；缺点：金属液对铸型冲击大，易产生飞溅、氧化和卷入空气。适合高度不大、形状简单、薄壁或中等壁厚铸件。2）中注式

横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，并便于控制金属液的流量分布和铸型热分布。用于重量中等、高度不大和壁厚也中等的件。3）底注式优点：金属液充型平稳、无飞溅、型腔中气体易于排出，且挡渣效果好。缺点：不能利用金属液自重补缩。多用于易氧化合金。4）阶梯式兼有底注式和顶注式优点，缺点是结构较复杂、增加造型和清理难度。用于高度大、复杂或要求高的件。B、按最小截面位置：封闭式、开放式和

封闭开放式

1）封闭式

内浇道总截面积最小即：F直>ΣF横>ΣF内

一般比例：F直：ΣF横：ΣF内

=1.15:1.1:1

优点：挡渣能力好；防止浇注卷入气体；易清理。缺点：金属液进入铸型流速高、易喷溅、冲砂和造成金属氧化。

用于铸铁件。2）开放式

最小截面在直浇道：即F直<ΣF横<ΣF内浇注过程金属液一直处于未充满状态，挡渣能力差，会带入大量气体。但对铸型冲刷力小，氧化也不严重。适用于易氧化件，如球铁件及大中型铸钢件。3）封闭、开放式

阻流截面位于横浇道：F直>F阻<ΣF内兼有封闭和开放式浇注系统优点，应用也广泛。

内浇道设计原则

1）内浇道位置、数目应符合所选凝固方式：顺序凝固开在厚壁；同时凝固则应开在薄壁。2）内浇道位置应避开重要部位。3）内浇道位置能顺型壁注入金属液，不直接冲刷芯子、铸型、冷铁和芯撑。4）内浇道截面尽量薄、且在铸件易清理部位。

浇注系统设计步骤1）先选择浇注系统类型；2）确定内浇道位置、数目和引入方向。3）确定直浇道位置和高度。4）确定各浇道截面的比例，并计算其各浇道组元的截面大小。最后，绘出浇注系统

冒口、冷铁及补贴的设计

（1）冒口设计

1）冒口设在厚壁处，以防止缩孔。形状多用圆柱形。

2）冒口种类：按与外界相通与否分明冒口和暗冒口明冒口：方便出气、浮渣和观察，但它散热快。暗冒口：通常，热节不在最高处时采用暗冒口。3）按冒口位置分为顶冒口和侧冒口

顶冒口：补缩能力较强。设计冒口注意：

1）冒口尺寸足够大，保证冒口中有足够金属液；

2）冒口数目据每个冒口有效补缩距离和要补部位而定。

3）通过加冷铁或补贴来增大冒口有效补缩距离．

（2）冷铁

用铸铁、钢或铜等制成，因其冷速快可以调节铸件的凝固方式：顺序或同时凝固。（3）补贴

在垂直壁与冒口根部增加一个楔形，使壁厚朝冒口方向张开，形成大的温度梯度，以消除缩孔和缩松。

自由锻件工艺设计

1．绘制锻件图（独立于说明书和锻造工艺卡）

在锻件图上表示出

(1)敷料（余块）；

(2)尺寸公差；

(3)机加工余量。

自由锻件图：机加工余量、余块及公差表示方法齿轮坯零件图和锻件图2．写说明书1）锻件加工余量、余块、公差的确定；2）毛坯重量、尺寸的计算；3）变形步骤、温度和冷却。坯料重量和尺寸计算

(1）重量：

G坯=G锻+G锻损=G锻+G锻烧+G锻芯+G锻切

(2）尺寸：

y钢锭≥2.5-3.0y钢型材≥1.3-1.51.轴类件计算：D计≥y1/2XDmax

y钢型材≥1.3-1.5