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锤头铸造工艺设计

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目录

目录 (2)

1实验目的 (3)

2实验原理 (3)

3实验设备及原料 (3)

3.1实验设备 (3)

3.2实验原料 (3)

3.3原料市场价格 (3)

4 实验步骤 (4)

4.1在生产中的应用情况 (4)

4.2铸件图 (4)

4.3成分设计 (4)

4.4铸造工艺方案及参数设计 (5)

4.4.1 铸造工艺方案的确定 (5)

4.4.2 铸造工艺方案的确定 (5)

4.4.3铸造工艺参数 (9)

4.4.4 冷铁的设定 (10)

4.5配料 (10)

4.6混砂及造型 (11)

4.7熔炼、浇注以及清理 (12)

4.7.1 熔炼 (12)

4.7.2浇注 (13)

4.7.3清理 (13)

4.8取样 (14)

4.9性能测试 (14)

4.9.1硬度测试 (14)

4.9.2 金相组织分析 (14)

5 试验结果及分析 (15)

5.1实验结果 (15)

5.2断裂分析 (15)

5.3表面和断口分析 (15)

5.4金相图分析 (16)

5.5硬度分析 (16)

6实验心得 (17)

参考文献 (18)

1实验目的

1. 培养学生调查市场能力,了解生产产品所需原材料及其市场价格,对铸造行业市场有大致的初步接触与了解。

2. 锻炼学生的分析问题和解决问题的综合协调能力,对本组设计产品的应用范围,工作条件,成分组成,发展状况有较深的认识。

3. 加深学生对铸造工艺,熔炼工艺及铸件质量检测过程的进一步了解,使学生将所学专业理论知识、工厂实践综合性的有机结合。

4. 着重培养学生的创新能力、综合工程技术能力及团队协调能力。

2实验原理

通过对锤头工作状况的了解,选择成分牌号,并根据牌号进行配料计算。再根据其结构进行分析选择铸造方式,并进行铸造工艺的设计,浇冒口的设计。再进行混砂、造型和制芯。最后进行实际的感应炉熔炼和浇注。将获得的铸件进行清砂、硬度和金相观察。根据根据检测的结果进行分析讨论并进行方案的修改。

3实验设备及原料

3.1实验设备

非真空中频感应、MCE金相显微镜、个人计算机、CAD 绘图软件等。

表 1 MCE热处理炉参数表

电压频率加热功率最高温度最大尺寸

参数3×400V 50HZ 12KW 1300℃520×600×650mm 3.2实验原料

废钢、生铁、铬铁、硅铁、锰铁、原砂、粘土、水玻璃、水、淬火冷却油、硝酸、酒精﹑Cr2O3细抛光粉。

3.3原料市场价格

本设计所需原料为废钢、回炉料、硅铁、锰铁等,其价格大致如下表1所示:

表1 四川地区铸造原料市场价格表

原料名称废钢生铁硅铁锰铁铬铁

价格(元/吨)2500 3000 7200 7000 9000

4 实验步骤

4.1在生产中的应用情况

锤头是锤式破碎机核心零部件之一,排列在破碎机转子的锤轴上,锤头在破碎机高速运转时直接打击物料,最终破碎成合适的物料粒度。现在市场上的破碎机锤头根据制造工艺可以分为两种:铸造和锻造,但是他们的耐磨程度是不一样的。由于破碎物料,头部需要良好的耐磨性而柄部又需要足够韧性,通常用合金钢、高锰钢、铸钢加高铬铸铁双金属复合等材料用锻造或铸造方法一次成型,配上相应的热处理工艺就比较经济一点,破碎机锤头根据材质可以分为种:高锰钢锤头、双金属锤头、复合锤头、大金牙锤头、中铬合金锤头,硬质合金锤头等. 现代工业下的技术表明:锤头最耐磨的是采用硬质合金锤头在耐磨性上表现良好[1]。

图1

4.2铸件图

图2 铸件零件图

4.3 成分设计

根据锤头的工况条件,选定锤头的成分为高锰钢牌号为ZGMn13-4。高锰钢能承受高冲击,具有良好的韧性,当在工作时表层组织发生加工硬化,而形成高硬度具有高的表面耐磨性。能够承受锤头高冲击,高耐磨的要求。ZGMn13-4的成分表为下表1:

表2 ZGMn13-4的化学成分

C Mn Si Cr S P 1%

14%

0.6%

2%

≤0.07

≤0.04

4.4 铸造工艺方案及参数设计

4.4.1 铸造工艺方案的确定

通过对图纸的审查,铸件要求不得有裂纹、夹杂、气孔、缩孔等缺陷,铸件要进行清砂处理。

4.4.2 铸造工艺方案的确定

1. 浇注位置的确定 通过对锤头结构的分析,各个部分要求基本相似,无重要加工面。根据造型和砂箱的条件综合考虑选择如图3所示的浇注位置:

2. 分型面的选择 分型面的确定,根据以下原则 ①造型简单,因为铸件为对称 ②图形分型面为大平面 ③有利于下芯和尺寸的检验 最终确定如图3所示的分型面。

图3 装配图

1-铸件 2-上箱 3-下箱 4-砂芯 5-排气空 6-浇口杯 7-分型分模面

3. 浇注系统的设计

浇注系统分为几种,根据浇注系统各单元截面的比例关系,可分为封闭式,半封闭式,开放式,封闭开放式,而根据内浇道在铸件上的相对位置关系,可分为顶注式,中注式,底注式和阶梯注入式,针对本铸件,选用半封闭顶注式浇注

1

2

3

4

5

6

7

系统,使其具有一定的撇渣能力、使充型容易,可减少浇不足、冷隔方面的缺陷。直浇口放在锤头的底部,保证钢水浇入时靠近合金块课达到冶金熔合的目的。充型后上部温度高于底部,有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口的补缩,结构也简单,便于清除。在铸件的凝固和冷却过程中很容易开裂,要减少铸件收缩的各种阻碍因素。为提高冒口补缩能力,内浇道尽量经过冒口进入型腔[2]。

(1)铸件质量

计算质量方法有很多,最简单的方法用制图软件,直接可以得出铸件的质量。也可以根据图形尺寸,用几何方法计算铸件体积,根据铸件材质密度,算出铸件的质量,具体步骤如下。

铸件材质为高锰钢,查出密度为7.8X103kg/m3。

为了计算简单,可不铸件分成两部分计算体积。第一部分为为吼为28mm的平板件,体积为V1,第二部分为四棱柱体,底面为等腰梯形,厚度为80mm。

计算

V1=[3.14×(0.1302-0.0502)÷4+0.070×0.120] ×0.028

=0.0005517m3。

V2=(0.1+0.11)×0.11÷2×0.08

= 0.000924 m3。

V=V1+V2

=0.0005517+0.000924

=1.4757 X 10-3kg m3。

M

铸件=ρ

×V

=1.4757 X 10-3×7.8X103

≈11.5kg。

单件高锰钢出品率65%计算

钢水质量M

钢水

=M/65%

=11.5/0.65=17kg. (2)冒口计算和设计

图4

如图9的各个位置的模数为:

①处模数)

(b a 2ab

M +==40×30/(2×(40+30))

=8.5cm

②处模数)

(b a 2ab

M +=

=70×30/(2×(40×70))

=10.5cm

③处模数)

(b a 2ab

M +=

=110×80/(2×(110+80))

=22cm

可以看出模数①>②>③遵守顺序凝固的原则,又因为在①处开设的浇道可利用浇道的补缩,则不用开设浇冒口进行补缩。

(3)最小剩余压头高度的计算

如图5所示:经查表得a=8° L=360mm 由公式h m ≥Ltana =360×tan8° =51mm

取h m =100mm

又因为 Ho=hm+1/2hc =100+1/2×110 =155mm

则平均压力头Hp=Ho-0.125hc =155-0.125×110 =142mm

图 5

(4)平均压头的确定

H ——内浇道以上的金属紧压头,即内浇道至浇口杯液面高

度,cm ;

P ——内浇道以上的铸件高度,cm ; C ——浇注时铸件的高度。 由于采用侧注式:P=C/2。 有: P=110mm Ho=110+60+60=230mm Hp=Ho-P/4=230-30 = 200mm

(5)浇注时间 根据经验公式n

t Am = 式中 t —浇注时间

A 、n —系数 m —浇注金属质量

其中A=2,m=G=13.55kg ,n=0.5计算得到t=7.36s (6)内浇道面积

根据阻流截面设计法:

10.32p

G S ut h =

式中 S1—内浇道横截面积(cm 2

);

G —流经内浇道的金属液质量(kg );

u —流量系数,可参考传统工艺查表,一般铸铁件0.40-0.60,铸刚

件0.30-0.50;跟据本铸件,u 取0.3。

t —浇注时间; p

H —平均静压力头高度,对于顶注式浇注,H 0= H p

带入数据得,S 1=17.8cm 2

(7) 浇口比及各组元截面积

据查表[3],可得浇口比:3S :2S :1S =1:1.5: 2 其中:1S —内浇道面积;2S —横浇道面积;3S —直浇道面积

由内浇道面积S1和其比例关系可以得出横浇道和直浇道面积及直径: 阻流截面的面积为:

6.31429812003.0842.089.716

2gH t G A p

L

=××××××=

=ρμ

2

则根据浇口比得:横浇道的面积A横=5.4cm

2

内浇道的面积A内=7.2cm

根据尺寸确定浇道的形状:

图 6

直浇道的尺寸为:如图6

图 7

横浇道的尺寸为:如图7

图8

内浇道的尺寸为:如图8

4.4.3铸造工艺参数

工艺设计参数是:铸造收缩率(缩尺)、机械加工余量、起模斜度等。工艺参数选取得准确、合适,才能保证铸件尺寸(形状)精确,使造型、制芯、下芯、合箱方便,提高生产率,降低成本。工艺参数选取不准确,则铸件精度降低,甚至因尺寸超过公差要求而报废[3]。

1.机械加工余量

由于高铬铸铁的硬度较大,难于切削加工,所以不设定加工余量。

2. 铸件的线收缩率

铸造收缩率受许多因素的影响,例如,合金的种类及成分、铸件冷却、收缩时受到阻力的大小、冷却条件的差异等用于铸造的金属液均需有一定的过热度,具有一定过热度的液态合金浇注后,随着温度下降,存在于液态金属原子集团间的空穴数逐渐减少,原子集团的距离缩短,液态合金体积缩小,温度继续下降,液态合金发生固态转变,空穴消失,原子间距离进一步缩短。凝固完毕后继续冷却,原子间距离还要缩短。大部分金属从液态浇注后到常温,都要经历液态收缩、液固态收缩和固态收缩三个联系的收缩阶段,由于不同阶段的收缩特性不同,因而对铸件质量就产生不同的影响,液态和固液态收缩是铸件产生缩孔、缩松的原因,在固态收缩阶段,铸件各方向上所表现的线尺寸缩小,不仅对铸件尺寸精度有直接的关系,而且也是铸件产生应力、变形和热裂的基本原因。据查表,参考其成分,可得收缩率为2.45%[4]。

3. 起模斜度

为了方便起模,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。由于该铸件厚度较小,我们选择无斜度[5]。

4.4.4 冷铁的设定

为了防止在冒口难于补缩的部位产生缩孔、缩松,减轻铸件变形及厚壁铸件中的偏析,使整个铸件接近于同时凝固,防止或如细化基体组织,提高铸件表面硬度和耐磨性,本设计采用外冷铁,与冒口配合使用,扩大冒口补缩距离或范围,减少冒口数目或体积[6]。

4.5 配料

根据前面计算的零件质量和浇冒口参数,我们同时浇注一个锤头,可以共用一个冒口和铁液大概17kg。

已经选定的成分为ZGMn13-4

原料的含量如表3:

表3 原材料的含量及收得率(%)

C Si Mn Cr 收得率

回炉料 2.0 1.0 0.3 0.8

废钢0.2 0.35 0.5

锰铁60 85

硅铁75 100

铬铁60 95

配料的计算:

钢液的总质量M总=17kg

需要的锰铁的质量M锰=(17×14%)÷(60%×85%)

=4.7kg

则需要废钢和回炉料的总质量为:17-4.7=12.3kg

设需要废钢的质量为X

则0.2%X+2%(12.3-X)=17×1%

求的 X=4.2kg

则回炉料的量为12.3-4.2=8.1kg

硅铁质量的计算:M Si-Fe=(17×0.6%-8.1×1%-4.2×0.35)÷75%

=6.3g

铬铁质量的计算:M Cr-Fe=(17×2%-8.1×0.8%)÷(60%×95%)

=0.5kg

通过计算的到配料的质量如表4:

表4 原材料质量

质量

回炉料8.1kg

废钢 4.2kg

锰铁 4.7kg

硅铁 6.3g

铬铁0.5kg

4.6混砂及造型

1. 混砂比例

表5型砂配料表(%)

原料名称原砂粘土水玻璃水配比100 6 6 适取

2. 混砂工艺

(1)筛砂选取筛网筛除粒度一定的原砂。

(2)混砂由于条件的限制,我们选择手工造型,按上表比例加入粘土、水玻璃、水,进行均匀混合。

3. 造型

将混取的型砂放入砂箱,首先造下型。利用工具进行充紧,获得下型。再造上型,通入工具同样进行造型,获得下型,注意画线对准。并在上型扎气孔,然后取模。再造浇口杯。放在合适的位置晒干。砂型如图9所示:

图9

4. 合箱

将干燥后的砂型,表面涂上少量的石墨粉,放入型芯,并注意尺寸的检测,将上型和下型合箱,注意合箱过程中的线的对齐。然后放上浇口杯,放上压铁准备浇注。合箱后的形状如图10所示:

图10

4.7熔炼、浇注以及清理

4.7.1 熔炼

熔炼设备:中频感应炉

①装料

为了加快溶化,应该注意装料的方法。一般来说,大块的炉料放在干锅壁的附近,小块料装在中间或者炉底,因为靠干锅壁处炉温高,而中心或者底部炉温较低。大块炉料中间的空隙用小料充填。炉料装的越紧,熔化越快[7]。

②熔化

装好炉料后开始通电熔化。大约在开始后通电10min内用较小的功率,以防电流波动过大。过了在段时间后电流趋于稳定。就可以使用大功率电流熔化。

③造渣

造渣有碱性造渣和酸性造渣两种。

碱性造渣材料用石灰和沸石,其质量比大约为石灰80%,沸石20%。当炉料中含磷、硫量较高时,在炉料熔清时,可以拔出大部分炉渣,更换新渣。

④脱氧

一般采用将脱氧剂(锰铁、硅铁)直接加入钢液体中进行脱氧。脱氧后,进行化学成分的调整,然后插铝进行终脱氧。这次实验采用的是在出钢前直接加入铝豆进行终脱氧。

⑤出钢

出钢时,应该避免水分太高,加入钢液会产生气体。

4.7.2浇注

钢液熔炼完毕后,倾倒钢液在石墨坩埚内,再慢慢倒入浇口杯中,注意浇注过程的型砂表面的点火,浇注过程中金属液流动的均匀。浇注时的情况如图14所示:

图11

4.7.3清理

待铸件凝固后,敲掉浇口和冒口,将型砂从砂箱中清理掉。将浇注完成的铸件,待冷却片刻之后,立刻将其从砂中取出,在空气中冷却,相当于正火作用,以获得较细的珠光体组织。

图12锤头铸件清理图

4.8取样

将铸件的一部分进行切割后,获得小样,进行打磨。

4.9性能测试

4.9.1硬度测试

我们选用的洛氏硬度计,将测试仪调整好,选定测试单位,按操作说明进行操作。在表面选择了三个位置,分别测得硬度值表其平均值为49.9HRC。

表6 试样硬度(HRC)

次数 1 2 3 平均值

测量值44.9 50.8 54.0 49.9

4.9.2 金相组织分析

将砂轮打磨好的样品,再用不同型号的砂纸进行单方向的打磨,并且在此过程中按照一定方向旋转90°,一定时间后再重复此过程。砂纸的型号选择从大到小,最终该表面要达到不能用肉眼看到划痕,十分光亮。接下来就是进行机械抛光,使平面更加光亮,再用酒精进行清洗,用电吹风烘干。将清洗后的样品放到金相显微镜下进行观察,得到的是图12,再将样品拿回实验室用硝酸进行腐蚀,再放到金相显微镜下进行观察,得到图13。

图 13 腐蚀前断面图

图14 腐蚀后断面图

5 试验结果及分析

5.1 实验结果

这次综合设计性实验,大学期间很好的一次生产实践经验.我们第一小组在李老师的指导下,完成了从造型、熔炼、浇注以及后期处理的完整的铸造的工艺流程。虽然最终锤头铸件在落砂过程中断裂,许有遗憾。但第一次亲身亲历完整的综合实践过程还是让我受益匪浅。书本上的知识是死的,只有活学活用才是硬道理。以下是铸件产品缺陷分析。

5.2 断裂分析

根据铸件成品图(图12),可知铸件在在壁厚交接处发生了断裂。

分析断裂原因:沙箱出气孔没扎透,出气孔数目不多,扎的不均匀分布。对于加上了浇口杯下的出气孔并没有扎在型腔上,所以在浇注结束是里面没有钢液冒出,所以在浇注过程中产生的气体无法及时从沙箱排出,排出不畅,导致气体从浇口杯中排出,浇注钢液温度高而产生较大的喷溅。处于安全考虑,暂停浇注,再进行浇注,由于两次浇注的温度有差异,出现冷隔,在清砂的过程中,敲击过程中断裂。再者断裂处为壁厚交接处,要求极高的强度,否则在外力的作用下极其容易断裂。

改进方法:造型过程中增加出气孔,合理分布出气孔数目,出气孔扎透。5.3表面和断口分析

清砂后铸件表面产生了气孔,夹砂和粘砂,并出现了较大块的夹渣,在分型面上产生了大量的飞边。在铸件的表面还产生了大量的沟槽,断裂处呈灰色。如图15

图15

①产生气孔原因:产生的气孔的原因可能是在造型的初期,型砂的粒度太小,浇口杯未被烘干,卷入了部分气体,气体为被有效得被排除,产生了气孔现象。

②夹渣的原因,由于在熔炼的过程中未进行扒扎处理,浇注过程中和气体产

生的氧化渣,在铸型中堆积而产生的夹渣

③产生飞边的原因:在清理铸件时,可以发现铸件分型面处有飞边,这是由

于在造型、合箱过程中,分型面处的型砂不够平整,在合箱的过程中有缝隙,造

成浇注时,金属液进入缝隙中形成了飞边。

④产生粘砂的原因,钢液中有较多的MnO,而铸型为硅砂,容易发生反应而

产生化学粘砂。

改进方法:

①减少砂型在浇注时的发气量,严格控制湿型的含水量。

②使浇注时产生的气体容易从型砂中排出。

③提高气体进入金属液的阻力。

④在型砂中加入能适当提高铸型背压或能产生隔离层的附加物。

⑤在铸型表面涂抹涂料,防止粘砂。

⑥熔炼过程中扒渣,浇注过程中挡渣,改善浇注系统,防止过多的氧化以防

止夹渣。

5.4金相图分析

如上图13可见,侵蚀前的金相图中可以很明显的看见一条裂纹和许多的黑色斑点

产生原因:黑色的斑点可能为钢液中的杂质,裂纹产生的原因可能是在冷却

过程中产生的热裂。

解决方法:在熔炼过程中加入去杂质的合金元素,加入防止裂纹产生的合金

元素,改善浇注系统,防止过多的氧化产生杂质。

如上图14可见在经过硝酸溶液的侵蚀的金相图,可以看出组织的情况金相

中大体为白色的奥氏体,有较多的黑色物质为从晶界中析出的碳化物和一些珠光

体。

5.5 硬度分析

如表6可知在硬度仪上测得平均硬度值为50HRC,对于锤头这种高硬度要求是不能满足的,分析其主要原因是没能进行热处理和加工硬化。

6实验心得

这次综合实践是考研冲刺过程中进行的,虽然用去备战考研的不少时间,但这是值得的。在李老师的指导下,我们自己动手,亲身经历了前期的铸造准备工作,铸件的造型,熔炼和铸件的浇注,再到后期的测试硬度和制作金相图,这个过程让我受益匪浅。看着自己和同学们亲身做的铸件成型落砂后,心情还是挺激动的,虽然铸件在连接出发生断裂,但铸件总体上来说还是成功的,将近一个月的劳动还是收获的果实。在这次中实践运用把书本上学到的知识,从最开始的原料和市场调研,到识图、配料、熔炼、浇注以及后期处理。通过自己的切身参与,自己对铸造过程更为了解,这也是书本上所学到的东西都得以运用。才开始学习铸造专业知识时,很多方面的课程不能形象地理解,这次在实践中得以实现,我们就能更好理解并且予以掌握。通过这次综合实践,自己对铸造流程了有了更深层次的理解。

通过这次综合实践,自己发现和解决了许多细节上的问题,自己也学到了很多知识,当然也意识到自己很多的不足,在未来的学习工作中需要努力加强。同时也锻炼了自己的团队合作能力,加进了跟同学之间的感情。最后感谢亲爱的李老师对我们的细心指导,李老师辛苦了。

参考文献

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[7] 崔忠圻,覃耀春. 金属学与热处理[M]. 机械工业出版社,2010.

(工艺技术)第章铸造工艺设计基础

第1章铸造工艺设计基础 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 § 1-2铸造工艺方案的确定 § 1-3铸造工艺参数的确定 § 1-4砂芯设计 铸造生产周期较长,工艺复杂繁多。为了保证铸件质量,铸造工作者应根据铸件特点,技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案,编制合理的铸造工艺流程,在确保铸件质量的 前提下,尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知 识,使学生掌握设计方法,学会查阅资料,培养分析问题和解决问题的能力。 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性,是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行,又有利于保证铸件质量。 还可定义为:铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外,还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义:铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质,简化 铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好,不仅给铸造生产带来麻烦,不便于操作,还会造成铸件缺陷。因此,为了简化铸造工艺,确保铸件质量,要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1 .铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生,往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构,可防止许多缺陷。 每一种铸造合金,都有一个合适的壁厚范围,选择得当,既可保证铸件性能(机械性能)要求,又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面:保证铸件达到所需要的强度和刚度;尽可能节约金属;铸造时没有多大困难。 (1 )壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下,铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷,应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下,铸件最小允许壁厚见表7-1?表7-5 表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚(单位:mm) 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mm

泵盖铸造工艺设计说明书

课程设计说明书 泵盖铸造工艺设计 院系:机械工程学院 专业:材料成型及控制工程 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 时间:

目录 1.铸造工艺分析 (1) 1.1零件介绍 (1) 1.2零件生产方式选择 (1) 1.3技术要求分析 (1) 1.4 合金铸造性能分析 (2) 2.确定铸造工艺方案 (2) 2.1确定铸造方法 (2) 2.2确定浇注位置和分型面 (2) 2.3确定型内铸件数目 (3) 2.4不铸出孔及槽的确定 (3) 2.5机械加工余量和铸造圆角的确定 (3) 2.6起模斜度和分型负数的确定 (5) 2.7砂芯的确定 (7) 2.8铸造收缩率的确定 (7) 2.9冒口的确定 (7) 2.10浇注系统的确定 (8) 3.芯盒的设计 (9) 3.1芯盒材质和分盒方式的确定 (9) 4.总结 (9) 参考资料 (10)

1.铸造工艺分析 零件简介: 1.1零件介绍: 零件名称:泵盖 零件材料:HT200 1.2零件生产方式选择: 大批量生产,零件图如下:

1.3技术要求分析 按照国家标准,对于HT200,其抗拉强度应达到200Mpa。铸件在使用时工作条件较好,但此铸件需起隔爆作用,按照技术要求,需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。另外,铸件清砂后,焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。除此外无特殊技术要求。 注:其中φ21H7内孔为重要加工面,不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。 1.4 合金铸造性能分析 灰铸铁具有良好的铸造性能: (1)流动性。灰铸铁的熔点较低,结晶温度范围较小,在适宜的浇注温度下,具有良好的流动性,容易填充形状复杂的薄壁铸件,且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。 (2)收缩性。灰铸铁的浇注温度较低,凝固中发生共析石墨化转变,使其线收缩小,产生的铸造应力也较小,所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。 (3)灰铁充型能力好,强度较高,耐磨、耐热性好,减振性良好,铸造性较好,但需人工时效。 2.确定铸造工艺方案 2.1确定铸造方法 铸件材质为HT200,,其轮廓尺寸25×φ110,属中小件,联结结构合理,符合灰铸铁铸造要求,可以进行铸造工艺设计。采用湿砂型机器造型大批量生产。 采用湿砂型机器脱箱造型,热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。 2.2确定浇注位置和分型面 浇注位置选择原则: (1)重要加工面应朝下或呈直立状态; (2)铸件的大平面应朝下; (3)应有利于铸件的补缩; (4)应保证铸件有良好的金属液导入位置,保证铸件能充满; (5)应尽量少用或不用砂芯; (6)应使合型、浇注和补缩位置一致。

锤头铸造工艺

综合设计性生产实验报告 ——锤头铸造工艺设计 学生姓名: 班级: 学号: 实验时间:2013.12.13-2013.12.27 实验地点:分析测试中心、工程训练车间等同组人员: 指导教师:肖玄

1实验目的 1.培养学生调查市场能力,了解生产产品所需原材料及其市场价格,对铸造行业市场有大致的初步接触与了解。 2.锻炼学生的分析问题和解决问题的综合协调能力,对本组设计产品的应用范围,工作条件,成分组成,发展状况有较深的认识。 3.加深学生对铸造工艺,熔炼工艺及铸件质量检测过程的进一步了解,使学生将所学专业理论知识、工厂实践综合性的有机结合。 4.着重培养学生的创新能力、综合工程技术能力及团队协调能力。 2实验原理 在铸造生产中广泛应用的模板(包括模板、芯盒)依据制作材料可分为木、金属、塑料、泡沫塑料等模样与芯盒。木模用于单件、批量生产,金属模用于成批量生产,塑料泡沫用于大型件生产。 塑料模具用于消失模生产,它是由环氧树脂制作,具有制造成本低、易加工、表面光洁、环保的特点。非常适用于大批量、复杂铸件的生产。但是它也有自身的缺点:质较脆、有较大的毒性。但是它最大的优点就是:几乎适用于所有不同批量的生产,由于浇注前不用将塑料模具从铸型中取出,因而又叫做实型铸造,在浇注的过程中,金属液的热量使得塑料模具融化,气化之后排除铸型。因而又叫做消失模铸造,这种塑料只能使用一次,对于大批量生产,并不是特别适用,但是对于复杂、性能要求较高的铸件,它的优势是别的铸造方法所无法替代的。

本实验通过对锤头的铸造分析,从而确定合适的铸造方法以浇注出合格的锤头。 3实验设备及原料 3.1实验设备 箱式电阻炉、抛光机、个人计算机、CAD绘图软件等。 表1箱式电阻炉参数表 电压频率加热功率最高温度最大尺寸 参数3×400V 50HZ 12KW 1300℃520×600×650mm 3.2实验原料 铝球、原砂、水玻璃、水、硝酸、盐酸、无水乙醇﹑各粒度砂纸、M3及M10抛光膏。 4实验步骤 4.1在生产中的应用情况 锤头是锤式破碎机核心零部件之一,排列在破碎机转子的锤轴上,锤头在破碎机高速运转时直接打击物料,最终破碎成合适的物料粒度。现在市场上的破碎机锤头根据制造工艺可以分为两种:铸造和锻造,但是他们的耐磨程度是不一样的。由于破碎物料,头部需要良好的耐磨性而柄部又需要足够韧性,通常用合金钢、高锰钢、铸钢加高铬铸铁双金属复合等材料用锻造或铸造方法一次成型,配上相应的热处理工艺就比较经济一点,破碎机锤头根据材质可以分为种:高锰钢锤头、双金属锤头、复合锤头、大金牙锤头、中铬合金锤头,硬质

铸造工艺学课程设计案例

前言 铸造工艺学课程就是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法与步骤以及掌握铸造工艺与工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则就是铸造工艺学课程的实践性教学环节,同时也就是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺与工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里,我们有过紧张,有过茫然,有过喜悦,从中感受到了学习的艰辛,也收获到了学有所获的喜悦,回顾一下,我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点: 通过课程设计实践,树立正确的设计思想,增强创新意识,培养综合运用铸造工艺学课程与其她先修课程的的理论与实际知识去分析与解决实际问题的能力。 通过制定与合理选择工艺方案,正确计算零件结构的工作能力,确定尺寸,掌握了浇冒口的作用及其原理,具有正确设计浇冒口系统的初步能力;掌握铸造工艺与工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求,原材料的基本规格及作用,并初步具备分析与解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制;了解提高铸件表面质量与尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径,并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练,例如:计算、绘图、查阅设计资料与手册等。 目录 第一章零件铸造工艺分析 (4) 1、1零件基本信息 (4) 1、2材料成分要求 (4) 1、3铸造工艺参数的确定 (4) 1、3、1铸造尺寸公差与重量公差 (5) 1、3、2机械加工余量 (5) 1、3、3铸造收缩率 (5) 1、3、4拔模斜度 (5) 1、4其她工艺参数的确定 (5) 1、4、1工艺补正量 (5) 1、4、2分型负数 (5) 1、4、3非加工壁厚的负余量 (5)

铸造工艺课程设计课程教学改革研究

铸造工艺课程设计课程教学改革研究 结合《铸造工艺课程设计》实践教学的实际教学中存在的问题,采取及时更新工艺设计题目、增设工艺设计方案验证环节、引入任务驱动型自主学习模式、强化教师实践教学能力以及改善考核方法等一系列措施,从而有效提高学生的工程实践能力和自主学习能力,以适应铸造行业对人才的需求。《铸造工艺课程设计》作为材料成型及控制工程专业的重要实践教学环节,其教学目标是能够运用所学铸造理论及工艺设计知识比较系统地学习掌握铸造工艺及工装设计方法,使学生能够制定出比较合理的铸造工艺,并设计出结构合理的工装模具;同时通过课程设计,也使学生进一步提高设计绘图能力、查阅工艺设计资料的基本技能以及分析解决铸造工程实际问题的能力,以满足铸造行业用人需求。然而在《铸造工艺课程设计》实践教学过程中还存在一些不足之处。(1)课程设计题目陈旧且数量较少现有题目陈旧,缺乏时效性,与铸造生产实际脱节,致使学生的专业素质很难达到铸造行业的需求。图纸数量较少,难以满足1人1题,甚至需要多人共用1题或每年重复使用,这就导致存在学生之间相互抄袭或抄袭往届学生作品的现象,不利于培养学生具备独立自主从事铸造工艺设计工作的能力。(2)缺乏工艺验证环节课程设计通常只包括工艺设计、工装设计以及设计说明书的撰写等内容,而不进行实际生产验证,这就导致学生无法判断工艺设计方案的合理性及可行性。(3)教师指导不足通常1名老师指导1个班级的课程设计工作,人数在40人左右,这就导致指导教师无法详细指导每位学生。(4)考核评价机制不够全

面课程考核更侧重于图纸质量以及设计说明书的规范性,而忽略了对设计过程中学生的自主性、创新性及工程实践应用能力的考核与评价。鉴于此,以《铸造工艺课程设计》核心课程建设为契机,本文归纳总结了铸造工艺课程设计实践教学中所采取的的改革与实践方法。 1.及时更新工艺设计题目 铸造工艺课程设计题目要做到推陈出新,以激发学生的设计热情。为此建立了以企业实际在生产零件为主的课程设计零件图纸库,且图纸数量要多于专业人数,且要保证每年有10%以上的题目更新,以保证课程设计与企业生产实际接轨。图纸库的建立与更新由教研室每年定期审核通过,以保证图纸的规范性及零件结构复杂程度适中。课程设计分配设计任务时,保证1人1题,且指导教师要综合考虑所带学生的设计基础差异问题,题目的选择与分配要有难度区分,并在课程设计任务分配时给出明确说明及评分标准。 2.增设工艺设计方案验证环节 本课程增设了工艺设计方案验证环节,有两种不同方式可供学生自主选择。第一种验证方法是引入Procast及AnyCasting等铸造模拟软件对铸件充型、铸造温度场以及铸造缺陷出现的位置和数量等进行模拟分析,进而优化工艺设计方案。模拟仿真环节的引入有利于学生发现和解决工艺设计中存在的问题,使铸造工艺设计更符合铸造生产实际,同时也提高了学生学习与应用软件的能力。第二种验证方法则是按照其工艺设计方案进行实际铸造生产,铸造生产可直接在校内铸造生产实训中心进行,该中心不仅有砂型铸造所需设备及原材料,且

三角皮带轮铸造工艺设计

三角皮带轮铸造工艺设计 目录 摘要 (3) 1零件概述 (3) 1.1零件基本信息 (3) 1.2 零件结构特征及作用 (4)

1.3 零件结构审查 (4) 1.4 零件技术要求 (5) 2 铸造工艺方案设计 (5) 2.1 造型、造芯材料及方法 (5) 2.2 浇注位置的确定 (6) 2.3 分型面的选择 (7) 2.4 砂芯设计 (8) 2.5 铸造工艺设计参数 (11) 3 浇注系统 (15) 3.1 浇注系统类型选择 (15) 3.2 浇注系统结构设计 (15) 3.3 内浇口位置及数量的确定 (15) 3.4 浇注系统尺寸计算 (16) 3.5 浇注系统各单元结构及尺寸 (17) 4. 冒口的设计 (19) 5冷铁的设计 (20) 5.1冷铁放置位置的确定 (20) 5.2冷铁尺寸的确定 (21) 5.3设计冷铁时注意事项 (21) 6 出气孔的设计 (22) 参考文献 (22)

摘要 皮带轮是带传动结构重要的零件之一,相比较传统汽车乘用车发动机减震皮带轮,轻型柴油乘用车发动机减震皮带轮既可满足家用轿车发动机上,又可适用大型客车,大型货车,农用车上的发动机上,具有回收循环使用、重量轻、增强发动机的动力、降低油耗等优点。本文依照铸造工艺设计的一般程序对三角带轮进行了分析,从技术条件和结构着手,参考有关铸造手册和分析相关实例,确定了合理的铸造工艺方案,最终完成了其铸造工艺设计,这为我们今后设计铸造工艺奠定了理论和实践基础。 1 零件概述 1.1 零件基本信息 零件名称:三角皮带轮 零件材料:QT450-10 产品生产纲领:大批量生产 砂箱高度:250

锤头铸造工艺设计

目录 目录 (2) 1实验目的 (3) 2实验原理 (3) 3实验设备及原料 (3) 3.1实验设备 (3) 3.2实验原料 (3) 3.3原料市场价格 (3) 4 实验步骤 (4) 4.1在生产中的应用情况 (4) 4.2铸件图 (4) 4.3成分设计 (4) 4.4铸造工艺方案及参数设计 (5) 4.4.1 铸造工艺方案的确定 (5) 4.4.2 铸造工艺方案的确定 (5) 4.4.3铸造工艺参数 (9) 4.4.4 冷铁的设定 (10) 4.5配料 (10) 4.6混砂及造型 (11) 4.7熔炼、浇注以及清理 (12) 4.7.1 熔炼 (12) 4.7.2浇注 (13) 4.7.3清理 (13) 4.8取样 (14) 4.9性能测试 (14) 4.9.1硬度测试 (14) 4.9.2 金相组织分析 (14) 5 试验结果及分析 (15) 5.1实验结果 (15) 5.2断裂分析 (15) 5.3表面和断口分析 (15) 5.4金相图分析 (16) 5.5硬度分析 (16) 6实验心得 (17) 参考文献 (18)

1实验目的 1. 培养学生调查市场能力,了解生产产品所需原材料及其市场价格,对铸造行业市场有大致的初步接触与了解。 2. 锻炼学生的分析问题和解决问题的综合协调能力,对本组设计产品的应用范围,工作条件,成分组成,发展状况有较深的认识。 3. 加深学生对铸造工艺,熔炼工艺及铸件质量检测过程的进一步了解,使学生将所学专业理论知识、工厂实践综合性的有机结合。 4. 着重培养学生的创新能力、综合工程技术能力及团队协调能力。 2实验原理 通过对锤头工作状况的了解,选择成分牌号,并根据牌号进行配料计算。再根据其结构进行分析选择铸造方式,并进行铸造工艺的设计,浇冒口的设计。再进行混砂、造型和制芯。最后进行实际的感应炉熔炼和浇注。将获得的铸件进行清砂、硬度和金相观察。根据根据检测的结果进行分析讨论并进行方案的修改。 3实验设备及原料 3.1实验设备 非真空中频感应、MCE金相显微镜、个人计算机、CAD 绘图软件等。 表 1 MCE热处理炉参数表 电压频率加热功率最高温度最大尺寸 参数3×400V 50HZ 12KW 1300℃520×600×650mm 3.2实验原料 废钢、生铁、铬铁、硅铁、锰铁、原砂、粘土、水玻璃、水、淬火冷却油、硝酸、酒精﹑Cr2O3细抛光粉。 3.3原料市场价格 本设计所需原料为废钢、回炉料、硅铁、锰铁等,其价格大致如下表1所示: 表1 四川地区铸造原料市场价格表 原料名称废钢生铁硅铁锰铁铬铁 价格(元/吨)2500 3000 7200 7000 9000

铸造工艺设计实例

轴承座铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 仔细审阅零件图,熟悉零件图,而且提供的零件图必须清晰无误,有完整的尺寸和各种标记。仔细样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性,有两个方面:(1)审查零件结构是否符合铸造工艺 (2 )在既定的零件结构条件下,考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷,在工艺设计中采取措施避 零件名称:轴承座 零件材料:HT150 生产批量:大批量生产 2、零件技术要求 铸件重要的工作表面,在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性 铸件所选材料是否合理,一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等, 用铸造合金(如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等)的 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等,进行综合分析,判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性 铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。 二、工艺方案的确定

1、铸造方法的确定 铸造方法包括:造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 (1)造型方法、造芯方法的选择 根据手工造型和机器造型的特点,选择手工造型 (2)铸造方法的选择 根据零件的各参数,对照表格中的项目比较,选择砂型铸造。 (3)铸型种类的选择 根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4条主要规则,选择铸件最大截面,即底面处。 3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型,根据分型面的选择原则,分型面取最大截面,即底面。 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定 根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13, 取加工余量等级为12。

典型铸铁件铸造工艺设计与实例

典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质(淬火与回火)处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价:299元

铸造工艺设计基础

铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长,工艺复杂繁多。为了保证铸件质量,铸造工作者应根据铸件特点,技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案,编制合理的铸造工艺流程,在确保铸件质量的前提下,尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识,使学生掌握设计方法,学会查阅资料,培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性,是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行,又有利于保证铸件质量。 还可定义为:铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外,还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。另定义:铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质,简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好,不仅给铸造生产带来麻烦,不便于操作,还会造成铸件缺陷。因此,为了简化铸造工艺,确保铸件质量,要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1.铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生,往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构,可防止许多缺陷。 每一种铸造合金,都有一个合适的壁厚范围,选择得当,既可保证铸件性能(机械性能)要求,又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面:保证铸件达到所需要的强度和刚度;尽可能节约金属;铸造时没有多大困难。 (1)壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下,铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷,应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下,铸件最小允许壁厚见表7-1~表7-5 砂型铸造时铸件最小允许壁厚(单位:㎜)1-1 表

支座铸造工艺课程设计3

2.1 确定零件材料及牌号 零件的支座的零件图如图所示,其轮廓尺寸为Φ80×200×110,平均壁厚30,支座底部需螺栓固定,留有2个螺栓孔,尺寸Φ15,可在铸件完成后切削加工,且有一定的表面精度要求。 支架在铸造过程中,应该选用灰铸铁作为材料。灰铸铁流动性好,易浇注,且收缩率最小,并且随着含碳量的增加而减少,使铸件易于切削加工。采用砂型铸造,简单而且工艺性好。 此铸铁为200×110mm的灰铸铁件,其型号应为HT150。

2.2 铸造方案的拟定 2.2.1 铸型种类的选择 支座零件具有内腔,小孔,圆角,凸台以及锥角,形状较为复杂,表面质量无特殊要求,最大轮廓尺寸为200mm,应选用砂型铸造成形。又采用小批量生产,所以铸件类型应使用湿砂型铸造。这样灵活性大,生产率高,生产周期短,便于组织流水生产,易于实现机械化和自动化,材料成本低,节省烘干设备、燃料、电力等。模样采用金属模是合理的。 2.2.2 画出零件图 图2 零件图

2.3 分型面的确定 2.3.1分型选择原则 分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。应满足以下要求 1.应使铸件全部或大部分置于同一半型内 2.应尽量减少分型面的数目 3.分型面应尽量选用平面 4.便于下芯、合箱和检测 5.不使砂箱过高 6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度 7.注意减轻铸件清理和机械加工量 2.3.2 几种分型方案 初步对支座进行分析,有以下四种方案Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,如图3所示

图3 分型方案图 2.3.3 分析各个方案的优缺点 Ⅰ方案以支架的底面为分型面在分型面少而平的原则中,其分型面数量不仅少而且还平直,铸件全部放在下型,既便于型芯安放和检查,又可以使上型高度减低而便于合箱和检验壁厚,还有利于起摸及翻箱操作。 Ⅱ方案铸件没有能尽可能的位于同一半型内,这样会因为合箱对准误差使铸件产生偏错。也有可能因为合箱不严在垂直面上增加铸件尺寸。

铸造工艺基础要点

铸造工艺基础知识 一、铸造方法 常见的铸造方法有以下几种: 1、砂型铸造:砂型铸造是将原砂和粘结剂、辅助材料按一定比例混 制好以后,用模型造出砂型,浇入液体金属而形成铸 件的一种方法。砂型铸造是应用最普遍的一种铸造方 法。 2、熔模铸造:熔模铸造又称“失蜡铸造”,通常是在蜡模表面涂上数 层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的蜡模熔去而 制成型壳,再经过焙烧,然后进行浇注,而获得铸件 的一种方法。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和 表面粗糙度,所以又称“熔模精密铸造”。 3、金属型铸造:金属型铸造又称硬模铸造,它是将液体金属用重力 浇注法浇入金属铸型,以获得铸件的一种铸造方法。 所以又称“重力铸造”。 4、低压铸造:低压铸造是液体金属在压力作用下由下而上的充填型 腔,以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低, 所以叫低压铸造。 5、压力铸造:压力铸造简称压铸,是在高压作用下,使液态或半液 态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力作用 下凝固而获得铸件的一种方法。

6、离心铸造:离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中,使液体金 属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造 方法。 7、连续铸造:连续铸造是将熔融的金属不断浇入一种叫做结晶器的 特殊金属型中,凝固了的铸件连续不断的从结晶器的 另一端拉出,从而获得任意长度或特定长度铸件的一 种方法。 8、消失模铸造:消失模铸造是采用泡沫气化模造型,浇注前不用取 出模型,直接往模型上浇注金属液,模型在高温下 气化,腾出空间由金属液充填成型的一种铸造方法。 也叫“实型铸造”。 二、零件结构的铸造工艺性分析 零件结构的铸造工艺性通常指的是零件的本身结构应符合铸造生产的要求,既便于整个铸造工艺过程的进行,又利于保证产品质量。 对产品零件图进行分析有两方面的作用:第一,审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。因为零件的设计者往往不完全了解铸造工艺。如发现结构设计有不合理的地方,就要与有关方面进行研究,在不影响使用要求的前提下,予以改进。这对简化工艺过程、保证质量及降低成本均有极大作用。第二,在既定的零件结构条件下,考虑在铸造过程中可能出现的主要缺陷,在工艺设计中采取相应工艺措施予以避免。 (一)从避免缺陷方面审查铸件结构的合理性

铸造工艺学课程设计案例

前言 铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节,同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里,我们有过紧张,有过茫然,有过喜悦,从中感受到了学习的艰辛,也收获到了学有所获的喜悦,回顾一下,我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点:通过课程设计实践,树立正确的设计思想,增强创新意识,培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。 通过制定和合理选择工艺方案,正确计算零件结构的工作能力,确定尺寸,掌握了浇冒口的作用及其原理,具有正确设计浇冒口系统的初步能力;掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求,原材料的基本规格及作用,并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制;了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径,并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练,例如:计算、绘图、查阅设计资料和手册等。

目录 零件铸造工艺分析 (4) 零件基本信息 (4) 材料成分要求 (4) 铸造工艺参数的确定 (4) 铸造尺寸公差和重量公差 (5) 机械加工余量 (5) 铸造收缩率 (5) 拔模斜度 (5) 其他工艺参数的确定 (5) 工艺补正量 (5) 分型负数 (5) 非加工壁厚的负余量 (5) 反变形量 (5) 分芯负数 (6) 铸造三维实体造型 (6) 上冠件图纸技术要求 (6) 上冠件结构工艺分析 (6) 基于UG零件的三维造型 (6) 软件简介 (6) 零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 工艺方案的确定 (7) 铸造方法 (7) 型(芯)砂配比 (8) 混砂工艺 (8) 铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 铸造熔炼 (8) 熔炼设备 (9) 熔炼工艺 (9) 分型面的选择 (9) 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 砂芯设计及排气 (11) 芯头的基本尺寸 (11) 芯撑、芯骨的设计 (12) 砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 浇注系统的类型及选择 (12) 浇注位置的选择 (12)

铸造工艺设计步骤

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.设计依据: 在进行铸造工艺设计前,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,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容: 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容: 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序: 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容: 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是: 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差: 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量: 铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA,由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。

支座铸造工艺课程设计-2

热加工工艺课程设计支座铸造工艺设计 院系:工学院机械系 专业:机械设计制造及其自动化 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 时间:

黄河科技学院课程设计任务书 工学院机械系机械设计制造及其自动化专业 2011级 1班 学号姓名指导教师 设计题目: 支座铸造工艺设计 课程名称:热加工工艺课程设计 课程设计时间:5 月 22 日至 6 月 6 日共 2 周 课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)(纸张不够可加页) 1、已知技术参数 图1 支座零件图 2、设计任务与要求 1)设计任务 1 选择零件的铸型种类,并选择零件的材料牌号。 2 分析零件的结构,找出几种分型方案,并分别用符号标出。 3 从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较,选出最佳分型方案,标出浇注位 置和造型方法。 4 画出零件的铸造工艺图(图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余 量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头,图下注明收缩量) 5 绘制出铸件图。

2)设计要求 1设计图样一律按工程制图要求,采用手绘或机绘完成,并用三号图纸出图。 2 按所设计内容及相应顺序要求,认真编写说明书(不少于3000字)。 3、工作计划 熟悉设计题目,查阅资料,做准备工作 1天 确定铸造工艺方案 1天 工艺设计和工艺计算 2天 绘制铸件铸造工艺图 1天 确定铸件铸造工艺步骤 2天 编写设计说明书 3天 答辩 1天 4.主要参考资料 《热加工工艺基础》、《金属成形工艺设计》、《机械设计手册》 系主任审批意见: 审批人签名: 时间:2013年月日

支座铸造工艺设计 摘要 铸造是指将液态金属或合金浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔里,待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法。铸造成形是机械类零件和毛坯成形的重要工艺方法之一,尤以适合于制造内腔和外形复杂的毛坯或零件。 本文主要分析了支座的结构,并根据其结构特点确定了它的砂型铸造工艺。支座是支撑其他零部件的重要承力零件,主要承受着径向压缩及轴向摩擦的作用,它具有结构稳定、形状简单、廉价实用等特点,故在机械零件的设计、加工制造中支座都起着不可替代的作用。 本文设计了支座的砂型铸造工艺,包括铸型(型芯)及造型方法的选择、分型面选择和浇注位置的确定、浇注系统及冒口的设置、落砂清理及检验等。绘制了铸件的零件图及铸造工艺图。本文还对支座的铸造质量指标(包括加工余量、拔模斜度、收缩率及变形等)进行了分析与评估,以便于工艺更好的完善。 关键词:砂型铸造,浇注,加工余量,拔模斜度,收缩率

铝合金车轮低压铸造工艺

铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备

1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析,原因及解决办法 1. 疏松(缩松)的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔(冷接,对接),欠铸(浇不足,轮廓不清)的形成与防止 8. 凹(缩凹,缩陷)的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的,而铝车轮的铸造工艺,目前主要有两种:一种是金属型重力铸造,一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮,制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工,所以对工艺技术的介绍是有针对性的,介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面,型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气,金属液会从升液管中

高锰钢锤头铸造工艺及工装毕业设计说明书

目录 摘要 (4) 绪论 (6) 第一章高锰钢锤头的铸造工艺方案的确定 (7) 1.1 高锰钢锤头的铸造工艺性分析 (7) 1.1.1 设计任务 (7) 1.2 造型材料的选择 (7) 1.3 造型和造芯方法的选择 (8) 1.4 分型面和浇注位置的选择 (8) 1.4.1 分型面的选择 (8) 1.4.2 浇注位置的确定 (8) 1.4.3 铸件在砂箱中的排列 (9) 第二章高锰钢锤头工艺设计 (10) 2.1 高锰钢锤头工艺参数的选择 (10) 2.1.1 机械加工余量 (10) 2.1.2 拔模斜度 (10) 2.1.3 铸造收缩率 (10) 2.2 砂芯的设计 (10) 2.2.1 砂芯的固定 (10) 2.2.2 芯头的尺寸和间隙 (10) 2.2.3 芯骨的设计 (11) 2.3 浇注系统的设计 (11) 2.3.1 浇注系统类型的选择 (11) 2.3.2 浇注系统各部分尺寸的计算 (11) 2.3.3 浇口杯尺寸的设计 (12) 2.4 冒口的设计 (13) 2.4.1 模数的计算 (13) 2.4.2 冒口位置的确定 (13)

2.5 冷铁的设计 (14) 2.5.1 冷铁的作用 (14) 2.5.2 冷铁位置的确定 (15) 2.5.3 冷铁尺寸的确定 (15) 第三章模拟分析 (15) 3.1 分析系统 (15) 3.2 设计方案模拟分析结果 (15) 第四章铸造工艺装备设计 (16) 4.1 摸样的设计 (16) 4.1.1 模样材料的选择 (16) 4.1.2 模样尺寸的计算 (16) 4.1.3 模样壁厚及加强肋 (17) 4.2 模板的设计 (18) 4.2.1 模板的类型和材料 (18) 4.2.2 造型机的选用 (18) 4.2.3 确定模板尺寸 (18) 4.2.4 模底板的壁厚和加强肋 (18) 4.2.5 模底板与砂箱的定位装置 (19) 4.2.6 模底板的搬运结构 (21) 4.2.7 模底板在造型机上的安装结构 (22) 4.2.8 模样与模底板的装配 (22) 4.3 热芯盒的设计 (24) 4.3.1 热芯盒的材料 (25) 4.3.2 芯盒内腔尺寸的计算 (25) 4.3.3 热芯盒结构设计 (25) 4.3.4 加热装置的设计 (26) 4.3.5 芯盒结构图 (27) 4.4 砂箱的设计 (28) 4.4.1 砂箱的选择 (28)

端盖零件铸造工艺课程设计说明书

课程设计说明书(论文)课程名称:成型工艺及模具课程设计II 设计题目:端盖零件铸造工艺设计 院系: 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:

1、设计任务 1.1、设计零件的铸造工艺图 1.2、设计绘制模板装配图 1.3、设计并绘制所需芯盒装配图 1.4、编写铸造工艺设计说明书 2、生产条件和技术要求 2.1、生产性质:大批量生产 2.2、材料:HT200 2.3、零件加工方法: 零件上有多个孔,除中间的大孔需要铸造以外,其他孔在考虑加工余量后不宜铸造成型,采用机械方法加工,均不铸出。 造型方法:机器造型 造芯方法:手工制芯 2.4、主要技术要求: 满足HT200的机械性能要求,去毛刺及锐边,未注明圆角为R3-R5,未注明的筋和壁厚为8,铸造拔模斜度不大于2度,铸造表面不允取有缺陷。 3、零件图及立体图结构分析 3.1、零件图如下: 图1.零件主视图图2.零件左视图 3.2三维立体图如下: 图3.三维图(1) 图4.三维图(2) 4、工艺设计过程 4.1、铸造工艺设计方法及分析 4.1.1铸件壁厚 为了避免浇不到、冷隔等缺陷,铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸造的流动性密切相关。在普通砂型铸造的条件下,铸件最小允许壁厚见表1。 表1. 铸件最小允许壁厚引【1,表1-3】

查得灰铁铸件在100~200mm的轮廓尺寸下,最小允许壁厚为5~6mm。由零件图可知,零件中不存在壁厚小于设计要求的结构,在设计过程中,也没有出现壁厚小于最小壁厚要求的情况。 4.1.2造型、制芯方法 造型方法:该零件需批量生产,为中小型铸件,应创造条件采用技术先进的机器造型,暂选取水平分型顶杆范围可调节的造型机,型号为Z145A。 制芯方法:由生产条件决定,采用手工制芯。 4.1.3砂箱中铸件数目的确定 当铸件的造型方法、浇注位置和分型面确定后,应当初步确定一箱中放几个铸件,作为进行浇冒口设计的依据。一箱中的铸件数目,应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。 本铸件在一砂箱中高约52mm,长约130mm,宽约100mm,重约2.75Kg。这里选用一箱四件,根据本铸件分型面的确定,可以先确定下箱的尺寸。根据铸件重量在<5kg时,查得模型的最小吃砂量a=20mm, h=30mm, c=40mm,d或e=30mm, f=30mm, g=200mm,其中各字母所代表的含义如图5所示。先确定下箱的尺寸,再根据表格可以选择标准的砂箱。选用Z145A顶杆式起模的震实式造型机,砂箱最大内尺寸为500mm X 400mm X 300mm。根据本铸件的大概尺寸,在设计中采用一箱四件,因为浇注系统位于上箱,所以上砂箱的高度我们还要考虑到浇注系统才可以确定。铸件在砂箱中的放置方式初步设计为图6所示方式。 图5. 最小吃砂量示意图图6. 铸件排布的初步设计 4.2、铸造工艺参数的确定 4.2.1铸件尺寸公差和重量公差 在实际生产中,铸件的实际尺寸和重量与设计图纸所规定的尺寸和重量相比,总会有一些偏差,这种偏差愈小,铸件的精度也愈高。但铸造过程中影响铸件精度的因素很多,如铸造收缩率等工艺参数的选择,分型面、浇冒口系统和砂芯的设计,造型和制芯的工艺操作以及工艺装备本身的精度等。如果其中某个因素处理不当,就会降低铸件的精度。也不应该不顾铸件的要求和具体生产条件,盲目提高对铸件的精度要求,否则会导致铸件成本的提高和使工艺复杂化,造成不必要的浪费。二级精度灰铸铁铸件的尺寸偏差如表2所示,重量偏差如表3所示。

带轮铸造工艺设计说明书

带轮铸造工艺设计说明书、工艺分析 1、审阅零件图仔细审阅零件图,熟悉零件图,而且提供的零件图必须清晰无误,有完整的尺寸和各种标记。仔细审查图样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性,有两个方面:(1)审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。 (2 )在既定的零件结构条件下,考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷,在工艺设计中采取措施避免。 零件名称:带轮 零件材料:HT150 生产批量:大批量生产 2、零件技术要求铸件重要的工作表面,在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性铸件所选材料是否合理,一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等,参考常 用铸造合金(如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等)的种类、 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等,进行综合分析,判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性铸件壁厚不小于最小壁厚5-6 又在临界壁厚20-25 以下。 、工艺方案的确定 1、铸造方法的确定 铸造方法包括:造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 (1)造型方法、造芯方法的选择根据手工造型和机器造型的特点,选择手工造型(2)铸造方法的选择根据零件的各参数,对照表格中的项目比较,选择砂型铸造。 3)铸型种类的选择 根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4 条主要规则,选择铸件最大截面,即底面处。

3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型,根据分型面的选择原则,分型面取最大截面,即底面 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为 11~13,取加工余量等级为12。 根据零件基本尺寸、加工余量等级进行查询。查得铸件尺寸公差数值为10 根据零件尺寸公差、公差等级进行查询。查得机械加工余量为5.5 。 2、起模斜度的确定 根据所属的表面类型查得测量面高140,起模角度为0度25分(0.42 °) 3、铸造圆角的确定根据铸造方法和材料,查得最小铸造圆角半径为3。 4、铸造收缩率的确定根据铸件种类查得:阻碍收缩率为0.8~1.0 ,自由收缩率为0.9~1.1 。 5、最小铸造孔的选择根据孔的深度、铸件孔的壁厚查得最小铸孔的直径是80mm. 四、浇注系统设计 (一)、浇注位置的确定根据内浇道的位置选择底注式,(二)、浇注系统类型选择 根据各浇注系统的特点及铸件的大小选用封闭式浇注系统 三)、浇注系统尺寸的确定

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