“永冠杯”第三届中国大学生铸造工艺设计大赛
参赛作品
铸件名称：A件—中座
自编代码：AAHBQ123
方案编号：
目录
摘要 (1)
1.零件概述 (2)
1.1零件主要信息.......................................................... . (2)
1.2结构特点 (2)
1.3技术要求分析 (2)
2.铸造工艺方案设计 (2)
2.1造型、造芯方法和浇注位置的确定 (2)
2.2分型面的选择 (3)
2.3砂芯设计 (3)
2.4铸造工艺参数选择 (5)
3.浇注系统设计 (6)
3.1浇注系统类型的选择 (6)
3.2浇注系统的结构设计 (6)
3.3浇注系统尺寸的计算 (6)
4、设计方案的数值模拟 (7)
4.1 Procast主要参数设定 (7)
4.2充型状态的模拟结果与分析 (8)
4.3拟定优化的方案 (10)
5、铸造工装设计 (10)
5.1模样及模板 (10)
5.1.1上模板 (10)
5.1.2下模板 (11)
5.2砂箱 (11)
5.3芯盒 (11)
小结 (12)
参考文献 (13)
附录 (13)
附件1 铸造工艺图
附件2 上模板图
附件3 下模板图
附件4 芯盒1图
附件5 芯盒2图
附件6 中座铸造工艺卡
摘要：本文通过对中座的结构、材料、技术要求等的分析，设计出符合该零件的树脂砂砂型铸造工艺方案，并用ProCAST软件进行了模拟分析，验证工艺方案的合理性。并设计出了生产其所要用的模样模板，芯盒等铸造工装图。
关键字：中座；工艺设计；模拟分析；工装设计
1.零件概述
1.1零件主要信息
1.2结构特点
本件为中大型质量承载件，外形比较简单，属于左右对称零件。产品三维图如下图1.1所示
图1.1 零件结构示意图
1.3技术要求分析
（1）未注圆角为R10，尺寸公差为CT12级.
（2）铸件加工面不得有夹渣、缩孔和疏松缺陷，非加工表面不得有明显凹陷、缩孔，不允许焊补处理。
（3）本件工作中受力较大，生产过程中，需要保证铸件各部分的综合力学性能。
2铸造工艺方案设计
2.1造型、造芯方法及浇注位置的确定
基于小批生产的重型铸件，以及铸件材料、尺寸、精度及技术要求等综合考虑，采用木模，自硬树脂砂，手工两箱造型。其具有工艺装备简单、灵活多样、适应性强的优点，特别适合重型和复杂铸造生产。
考虑到砂芯的尺寸较大，形状较为简单，以及小批量，采用手工自硬砂法制芯。成本低，设备制造灵活，简单。
根据铸件的结构分析，有以下两种较为合理的浇注位置方案：
综合考虑中座的上端面（轨道面）是关键表面，比较肥厚，不允许有夹渣、缩孔和疏松缺陷，而且要求组织致密、均匀，故选取的浇注位置是上端面朝下，即方案二。 2.2分型面的选择
考虑便于造型与起模，按最大截面原则，分型面的选择可有如图2.2所示，方案Ⅰ和方案Ⅱ。
方案Ⅰ：保证了铸件大部分置于下箱，且大部分面及加工基准面同时位于下砂箱，保证了铸件的精度，减少了加工定位的尺寸偏差；但不利于下箱砂芯的结构设计和砂芯的定位安放。
方案Ⅱ：保证了铸件重要质量部分置于下箱，砂芯设计简单，利于定位和安放；但铸件在高度方向尺寸精度不高。
综合考虑，方案二便于造型造芯，同时能保证铸件的质量要求，选择方案二 2.3 砂芯设计
上半型采用自带吊芯以减少砂芯数目。通常，当内腔的深径比不很大时，才会使用自带砂芯。但考虑此中座内腔截面尺寸较大，又是树脂砂造型，同时采取造型时加进支撑芯骨形成钢筋骨架结构和适当增加拔模斜度的措施，采用自带吊芯。
下半型砂芯形状类似于汉字曰”，因其尺寸大，采用组合砂芯，将砂芯分为三块制作，既方便下芯，又利于定位。
砂芯设计形状如图2.3.1砂芯设计图所示。
图2.2 分型面选择方案示意图
砂芯1和砂芯3
形状尺寸相同。为成型
砂芯
砂芯1 砂芯2
砂芯3
图2.3.1砂芯设计图
? 150mm 的通孔，芯头长设计得足够大。
砂芯整体尺寸为1364×1150×115mm,砂芯2的外形尺寸为300×1150×150mm,砂芯2承压面积的核算[2]
V =750×3.14×452+(337+300)×115/2×107×2=126071603mm =0.0133m F =V ρg=0.013×7300×9.8=930N G 芯=0.019×960×9.8=179N P=2
-芯浮G
F =（930-179）/2=375.5N
最小承压面积[]260018.010
35.3754.1m kP S =??==δ 芯头实际承压面积A=(200-107)×300=279002mm =2.79×2210m -＞S 芯头承压强度足够。 2.4铸造工艺参数选择 2.4.1尺寸公差
查阅铸件尺寸公差数值表（GB/T 6414-1999）[3],基本尺寸在630—1000mm ，铸件公差等级CT12的尺寸公差为11 mm 。 2.4.2 机械加工余量
根据RMA 等级表，得知自硬型余量等级灰铸铁的加工余量为H 级。其中，顶面尺寸 950×944mm 范围内，机械加工余量取7mm ；“顶盖”下面两侧凸台的取3mm ；R110mm 的八个凸台的加工余量取4mm ；Φ150mm 四个通孔的取3mm ；Φ70mm 的二个凸台的加工余量取2mm ；Φ650的凸台范围内的取6mm ；中间侧面尺寸为230*180需铣平范围的取4mm.
需加工面及加工余量三维示意图如下图2.4.2所示，具体详见附图铸造工艺图。
2.4.3铸造收缩率
模样尺寸＞910mm 的有芯的灰铸铁件的收缩率约为0.7% 2.4.4起模斜度
根据树脂砂造型，木模样外表面的起模斜度相关的数据表[4]，取上铸型的外表面起模斜度为0°40′，内表面取1°；下型起模斜度0°40′。 2.4.5铸件上孔成形方法
灰铸铁单件小批生产最小铸出孔直径为30-50mm,小于30mm 的孔选择机械加工铣或者钻出。零件上除4个Φ150mm 和1个Φ90mm 的通孔需要铸出外，其余的螺纹孔和子缸固定孔选择机加工。
图2.4.2. 加工余量三维示意图
加工余量
3.浇注系统设计
3.1 浇注系统类型的选择
选择半封闭式浇注系统（此处所选浇口比Ａ直：Ａ横：∑Ａ内=1.2:1.4:1），因其阻流截面在内浇道上，横截面为最大；浇注中，浇注系统能充满，具有一定的挡渣能力；充型的平稳性及对型腔的冲刷力都优于封闭式，适合于各类灰铸铁件。 3.2 浇注系统结构设计
采用垂直圆柱直浇道，圆柱形的直浇道窝；在需要铣平的侧面处开设内浇道，设置的方向与铁水流向逆方向倾斜，内浇道底面与横浇道底面相平，设置两个内浇道；横浇道底面与分型面相平。横浇道和内浇道断面为扁平梯形，具有撇渣作用好，不易产生缩松（在与铸件连接处）和易于清除等优点。
3.3浇注系统尺寸的计算
用水力学原理计算浇注系统最小阻流截面积。 3.3.1灰铸铁件的内浇道的总的截面积计算公式：
均
内H t G L
μ1.30=
A ∑
式中 内A ∑—内浇道总的截面积，cm 2；
L G —流经阻流面积的金属液的总重量，kg ； t —浇注时间，s ；
μ—流量系数；
均H —充填型腔时的平均静压头,cm ，
（1）计算铸铁件浇注重量L G ，通过工艺出品率来进行估算，即
L G =铸件重量/工艺出品率
根据UG 创建出铸件的三维实体，铸件毛坯的体积为139083.3cm 3,故铸件的重量为m=139083.3 cm 3×7.1g/ cm 3=987491.4g=987.5kg 。查表取其工艺出品率为80%[4]，故铸铁件浇注重量L G =987.5kg/80%=1234.4kg
（2）计算浇注时间t ，该铸件属于重量<10000kg 的大中型铸件，其浇注时间计算公式为
31L G s t δ=
式中 δ—铸件平均壁厚（mm ）。
S 1—系数，取1.4. 计算s 514
.1234404.13=??=t
又根据普通灰铸铁的浇注时间的经验数据[5]，1001~3000kg 灰铸铁的浇注时间为10~30s ，此处选取浇注时间为t = 40s 。
图3.2 浇注结构示意图
（3） 平均静压头，均H =H 0—C P 22=35—26
2102
?≈33cm （H 0依据上型沙箱的高度确
定）
（4）核算液面上升速度：平均液面上升速度验算公式为：
t h =
ν，
式中 ν—型内液面上升速速（mm/s ）;
h —铸件浇注位置时的高度（mm ）; t —浇注时间（s ）。
计算ν=263÷30=8.77mm/s ，基本满足型内铸铁液最小上升速度8~10mm/s 的要求。 （5）根据参考数据，选取流量系数μ=0.4 （6）求内浇道总面积∑Ａ内
2cm 4433
4.0401.304
.1234≈???=A ∑内,
则每一个内浇道的截面积Ａ内=44/2=22 cm 2
根据所选的浇口比Ａ直：Ａ横：∑Ａ内=1.2:1.4:1计算出直浇道和横浇道截面积。 ∑Ａ横=43.9×1.4=61.5 cm 2，Ａ直=43.9×1.2=52.7 cm 2， 内浇道的长取85mm, 横浇道长取1300mm.
直浇道浇口窝直径取直浇道直径的2，高度为横浇道高度的两倍[2]。
由于浇口窝的缘故，以及树脂砂型浇注时，通常在直浇道底部放置耐火砖，所以砂芯1得留出空间，可采取将砂芯1局部切掉一块的措施，不用再次增加制芯的麻烦。
4、设计方案的数值模拟 4.1 Procast 主要参数设定[6]
主要参数设置：金属液浇注温度为1400℃；树脂砂初始温度为25℃；浇注时间约为40s ；重力浇注，重力加速度9.8m/s 2 ，金属液、铸件与砂型的传热系数为500 W/m 2/K ，浇注完成后在空气中冷却。
4.2充型状态的模拟结果与分析
4.2.1充型过程分析
充填，与内浇道液流相反的铸件的部位最后充填。整个铸件完整充型，没有浇不足的现象。中座四周先冷却，中间部位后冷却。
4.2.3缩松缩孔分析
、
缩松缩孔缩松缩孔从图中可以看出，铸件可能出现缩松缩孔的位置比较集中，分布
在靠近内浇道的热结处和浇注系统中，浇注系统起到了部分补缩的效果。 4.2.3充气裹气位置分布
从模拟图中可看出，位于上型的凸台处有大量的裹气现象。
图4.2.3缩松缩孔分布
缩松缩孔区域 图4.2.4
充气裹气位置分布
从procast 模拟的结果综合分析，铸件缩孔和缩松倾向小，可看出灰铸铁件有自补缩的能力，对于像中座这样的中大型灰铁件，可以不用冒口进行补缩。验证出所设计的浇注系统较为合理。但是铸件有较为严重的裹气现象，这样的大型铸件光靠扎气孔是不够的，还得设置出气孔。
查阅资料[4]得知：对于重、大型铸件，圆形直接出气孔宜选用Φ14 ～25mm ，在此我们选用Φ25mm 的明出气孔和Φ16mm 的暗出气孔。
4.3拟定优化的方案
在Φ650的凸台上设置4个?25mm 的明出气孔，在R110mm 的八个凸台上设置12个Φ16mm 的暗出气孔。
5、铸造工装设计
5.1模样及模板
考虑到木质模样的传热系数小,有利于树脂的硬化反应及其具有轻便、容易加工、来源广、价格低廉的优点，适合于手工造型单件小批生产的铸件。在此采用多块红松木料合理拼接组合制成模样，模样和模底板做成一体的单面模板。
根据铸件的尺寸和模样的放大率来确定模样的尺寸，上模板由于有较深的凹槽结构，其模底板厚度较下模底板厚。上下箱造型完成后，根据上下型的锥台孔进行定位合箱。
5.1.1上模板
二维图及三维示意图如图5.1.1所示，具体尺寸见附件上模板图
图4.4 优化方案示意图
明出气孔
暗出气孔
图5.1.1上模板二维图及三维示意图
5.1.2下模板
二维图及三维示意图如图5.1.2所示，具体尺寸见附件下模板图
5.2砂箱选用
采用通用砂箱， 根据干型手工造型的吃砂量[3]：砂箱内框平均尺寸＞1000~2000mm 时，模样至砂箱内壁尺寸＞100~150mm 、浇冒口至砂箱内壁尺寸≥100mm 、模样顶部至砂箱箱带底部尺寸＞25~30mm;可知砂箱尺寸砂箱内框尺寸要＞1500×1700×350mm ，即可满足最小吃砂量的要求。 5.3芯盒设计
基于单件小批量以及砂芯尺寸较大的考虑，采用木质芯盒制芯，其制造周期短，易于加工，成本低。
砂芯1采用水平分盒，下芯盒侧面不封闭，是加砂口，加满砂后，将侧面刮平。 砂芯2采用水平分盒，属于对开式芯盒，芯砂也从芯盒侧面加入。由于砂芯较长，以防砂芯断裂，采取加入芯骨的措施。
芯盒具体结构图见附件芯盒1图和芯盒2图
图5.1.2下模板二维图及三维示意图
小结
本次铸造工艺设计大赛，我们从零件的材料、结构特点以及技术要求等方面综合考虑，确定了较为灵活的的手工树脂砂型铸造方法。通过查阅相关的文献和手册，结合实践知识，设计了零件的铸造工艺方案。利用铸造仿真软件Procast模拟并分析了铸件的充型过程、缩松缩孔分布、充气裹气位置，从而验证工艺的合理性。提出了优化的方案，并设计出了与工艺配套的铸造工装设计图。但是，由于零件的实际铸造生产过程中，受各种因素的影响，仿真的结果仅仅具有指导意义,很多时候是需要实践经验的。
工艺设计过程是艰辛曲折的，工艺参数和工装设备不是随随便便就能确定的，不仅要有相关的理论依据，还得与工厂的生产实践相结合。整个过程从方案的确定开始展开，环环相扣。我们不断地在二维图纸和三维实体模型中往复前进，在老师的耐心指导和团队的协作努力下，最终向组委会提交了作品。
参加比赛，我们对铸造工艺理论有了更深入的学习和认识，更能熟练的掌握运用CAD、UG、Procast等工程软件，是对铸造专业学生一个很好的锻炼展现机会。感谢组委会给我们提供了一个探索学习的平台，真心的感谢指导我们的老师以及关注着铸造行业的社会各界人士。
参考文献
[1]邓文英、郭晓鹏.《金属工艺学》上册[M].北京：高等教育出版社，2008.4
[2]李晨希. 《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》[M]. 北京：化学工业出版社，2009.1
[3]董选民、李继强. 《铸造工艺学》[M]. 北京：化学工业出版社，2009.8.
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[5]周述积、侯英玮、茅鹏.《材料成型工艺》[M].北京：机械工业出版社，2005.7.
[6]李日.《铸造工艺仿真PrOCAST从入门到精通》[M].北京：中国水利水电出版社，2010.9.
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
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。
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型
铸造实训报告 实训内容：熔模精密铸造 实训地点：材控大学生创新实验室指导老师：王华 姓名：马晓辉 班级：材控093班 学号：0914054131
1. 工艺实训的内容及目的 熔模精密铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的，作为文明古国，中国是使用这一技术 较早的国家之一，远在公元前数百年，我国古代劳动人民就创造了这种失蜡铸造技术，用来铸造带有各种精细花纹和文字的钟鼎及器皿等制品，如春秋时的曾侯乙墓尊盘等。 现代熔模铸造方法在工业生产中得到实际应用是在二十世纪四十年代，航空工业的发展推动了熔模铸造的应用，而熔模铸造的不断改进和完善，也为航空工业和其他各行业进一步发展创造了有利的条件。本实训旨在通过工艺品熔模铸造，使学生切实进行铸造产品从零件工艺性分析、模具制作、铸型制备、工艺设计、浇注、清理等生产全过程训练，真正达到提高本专业学生工程实践动手能力的目的。 2 工艺品制作工艺方案的设计与选择 2.1 工艺品选择及工艺性分析 熔模铸造具有铸件尺寸精度及表面光洁度较高，浇注金属类型范围广，生产批量无限制等优点。工艺品可自己选择，在实验教师指导下完成工艺性分析。 2.2 工艺品制作工艺方案的选择 工艺品原型(举例)： 图2.1 工艺品原型图 2.3 工艺品制作工艺方案设计 工艺品制作的工艺流程为：将设计好的作品(工艺品原型)，以硅胶加硅油按适当比例，用油漆刷均匀分层涂刷在工艺品上，使工艺品平均刷满硅胶。硅胶和硅油必须有适当的比例，才能有良好的韧性与耐用性。如果急欲完成硅胶模，加了过量的硅油或硬化剂，虽可大大地缩短硅胶凝固成型时间，却会造成硅胶延展性不够。在取工艺品蜡模时，极易拉断蜡模，从而无法做出完整精细的作品，所以一定要小心取蜡模；同时，硅胶模易脆化、使用次数不多，所以也要耐心等待硅胶模自然成型后再小心脱模。要确保硅胶模有良好的韧性和延展性的关键是：必须分层次地将调好的硅胶油很平均地刷在粗细不一的工艺品表面。虽作品粗细不一，但均须使硅胶模均匀成型，一层干了之后，再刷第二层、第三层，直至达到均匀涂层的硅胶模，才是一个适于创作的、耐用的好模。工艺品原型我们称之为阳模；而利用硅胶涂布其上成型的，称之为阴模（内部空心）。选择适当分界线，利用美工刀将硅胶模局部划开，将工艺品原型取出来，再将硅胶模分界线对好用硅胶修复，形成空心模。此时将达到适当熔点的蜡，适量地倒入硅胶模中，灌满模型，而后静止等待使蜡自然冷却成型。所
铸造工艺设计说明书 零件名称：联轴器 指导老师：范宏训 设计人：邱满元 学号：T833-1-34
目录 1零件概述 (1) 1.1零件信息 (1) 1.2技术要求 (2) 2铸造工艺方案拟定 (2) 2.1 分型面选择 (3) 2.2浇注位置选择 (4) 3铸造主要参数 (4) 4 浇注系统设计计算 (4) 5 冒口设计 (5) 6砂芯设计 (6) 7模板 (7) 8 参考文献 (9) 9总结 (9)
1零件概述 1.1零件信息 名称：联轴器材料：球墨铸铁 外形尺寸：φ120X80 体积: 298.4cm2 质量: 2.16kg 生产批量：大批量生产零件二位图如下图所示 零件三维图如图1.1所示 图1.1 联轴器三维图
1.2技术要求 （1）铸件加工后，加工面不得有任何的铸造缺陷，非加工表面不得有明显 的夹渣、凹陷、砂眼和裂纹；。 （2）该零件配合方式为过盈配合； （3）保证该件受力较大的工作部分的力学性能。 2铸造工艺方案拟定 1 、铸造工艺图如图所示，分型面、加工余量、拔模斜度如图所示 对于单个零件，其冒口及浇注系统初步定为如下图所示，浇注位置和冒 口正好选在热节最大的地方 冒口 浇注系统
选择分型面的理由：1、保证铸件大部分位于下箱，温度分布较为合理，冒口 位置设计较为方便，便于补缩； 2、有要求的加工面都位于下型腔，其质量得到保证 3、铸件主要工艺参数的选择 加工余量——根据零件服役条件及加工部位精度要求，该零件主要工作面及尺寸有配合要求的部位是零件中间的连接孔，取加工余量3mm ，其他部位无； 收缩率——球墨铸铁，查表得收缩率为0.8%-1.2%，取ε=1.0% 拔模斜度——便于铸件从型腔中取出，取各处拔模斜度为1° 铸件质量——在增加铸件拔模斜度等工艺参数后计算的铸件体积为 298.4cm2，质量为2.16kg 4 浇注系统设计计算 铁液经球化,孕育处理后，温度下降，易氧化。因此要求浇注系统能大流量输送铁液，又有一定的挡渣能力。故薄壁小型球墨铸铁常用的封闭式浇注方式，它充型速度较快，又有挡渣能力，充型平稳。 用奥赞公式如公式4.1可计算阻流截面积： p L g H ut A 31.0G =∑ Gl 为浇注重量，该铸件质量Gc ≈2.16kg 出品率 %75~60=η，估算Gl=Gc/η≈2.5kg u 浇注系统流量损耗因素，查表得干型中小铸型阻力5.0≈u t 浇注时间 ，由 t=s √Gl 取=t 3s p H 为平均静压力头高度。 该方案可近似认为是中间浇注式，Hp ≈Ho-C/8。 式中C 为零件高度C ≈80cm ，0H 取140mm 得p H =130mm 。 故最小面积： 21335.031.0.5x82411.9cm A g ==???∑
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。
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
目录 一、工艺分析 (1) 1、审阅零件图 (1) 2、零件的技术要求 (1) 3、零件的技术要求 (1) 4、确定毛坯的具体生产方法 (1) 5、审查铸件的结构工艺性 (1) 二、工艺方案的确定 (1) 1、铸造方法的选择 (1) 2、造型、造芯方法的选择 (2) 3、浇注位置的确定 (2) 4、确定毛坯的具体生产方法 (2) 5、砂箱中铸件数目的确定 (2) 三、砂芯设计 (2) 1、水平砂芯设计 (3) 2、凹槽处采用自带型芯 (3) 四、工艺参数的确定 (3) 1. 加工余量 (3) 2.起模斜度 (4) 3. 铸造圆角 (4) 4. 铸造收缩率 (4) 5. 最小铸出孔 (4) 6、机械加工余量的选取 (4) 五、浇注系统设计 (4) 六、冒口及冷铁设计 (5) 七、铸造工艺图和铸件图 (6) 八、小结 (7) 九、参考文献 (8)
一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 套筒座 工艺方法：铸造 零件材料：HT250 零件重量：3.1955kg 毛坯重量：4.3303kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：未铸造圆角半径：R=2~3 mm；时效处理。 3、选材的合理性 套筒座选用的材料是HT250，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承受抗压即可，选择材料HT250可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属中型零件小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，采用砂型铸造具有生产周期短，灵活性大、成本低的优点。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为162x134x133mm，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,套筒座的壁厚符合其要求。在套筒座中最小壁厚为6mm,最大铸造壁厚为15mm。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的选择 由于套筒座的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，由于铸件的高度为133mm，浇注位置上没有较大的壁厚、材料为HT250不需要冷铁。所以砂型种类为湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。
铸造工艺设计说明书 课程设计：机械工艺课程设计 设计题目：底座铸造工艺设计 班级：机自1103 设计人： 学号： 指导教师：张锁梅、贾志新
前言 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是： （1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。 （2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。 （3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。 （4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。 （5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
目录 一、工艺审核 (1) 1.数量与材料 (1) 2.图样 (1) 3.零件的结构性 (1) 二、成形工艺设计 (1) 1．确定工艺方案 (1) （1）浇注位置的选择 (2) （2）分型面的选择 (2) 2.确定铸造工艺参数 (4) （1）机械加工余量和铸出孔 (4) （2）浇注位置的选择 (5) （3）拔模斜度 (5) （4）铸造收缩率 (6) 3．砂芯设计 (6) 4．浇注系统的设计 (6) 5. 冷铁的设置 (6) 三、心得体会 (7)
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
“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛 参赛作品 铸件名称：F件--框架 自编代码： 方案编号：
目录 摘要 (Ⅲ) 1 零件简介 (1) 1.1 零件介绍 (1) 1.2生产方式的选择 (3) 2 铸造工艺设计 (4) 2.1 工艺方案的选择 (4) 2.1.1分型面的选择 (4) 2.1.2浇注位置的选择 (4) 2.2 铸造工艺参数的确定 (6) 2.2.1 最小铸出孔 (6) 2.2.2加工余量与铸造圆角 (6) 2.2.3 铸造缩尺 (7) 2.2.4 铸造斜度与分型负数 (7) 2.2.5 浇冒口的切割余量 (9) 2.2.6 铸件在砂型中的冷却时间 (9) 2.2.7砂芯设计 (9) 3 浇注系统设计 (10) 3.1 浇注系统的选择原则 (10)
3.2浇注系统的尺寸确定 (10) 4 冒口的尺寸计算…………………………………………………………13. 4.1铸件冒口补缩设计原理 (13) 4.1.1基本条件 (13) 4.1.2选择冒口位置的原则 (13) 4.1.3补缩压力 (14) 4.2铝合金框架冒口设计方法 (14) 4.2.1 冒口有效补缩距离的确定 (14) 5 冷铁设计 (17) 6 砂箱设计 (17) 7 工艺模拟 (17) 7.1软件简介 (18) 7.2工艺模拟 (18) 参考文献 (20) 附图 (21)
框架零件的铸造工艺设计 摘要 本文主要介绍了该铝合金框架零件的结构特点，并通过工艺分析选择了恰当的砂型铸造生产方式进行小批量铸造生产。通过计算机铸造工艺模拟，验证了铸造工艺参数的合理性与铸造工艺方案的可行性。 关键字：铝合金框架砂型铸造铸造工艺工艺模拟
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。
“永冠杯”第三届中国大学生铸造工艺设计大赛 参赛作品 铸件名称：D—上冠 自编代码：［单击此处键入自编代码］ 方案编号：［单击此处键入方案编号］
目录 摘要 (3) 1 零件结构及其技术条件的审查 (3) 1.1铸件结构的工艺性分析 (3) 1.2技术条件的审查 (5) 2 型砂，造型、造芯方法的选择 (5) 2.1型砂 (5) 2.2涂料 (5) 2.3造型方法 (6) 2.4造芯方案 (6) 3 浇注位置的确定 (6) 3.1浇注位置选择示意 (6) 3.2浇注位置方案比较 (7) 4 分型面的确定 (8) 4.1分型面选择方安示意 (8) 4.2分型面选取的方案比较 (9) 5 铸造工艺参数的确定 (10) 5.1铸造收缩率 (10) 5.2机械加工余量 (10) 5.3铸件尺寸公差 (11) 5.4起模斜度的确定 (11) 5.5最小铸出孔和槽的尺寸 (12) 6 砂芯的设计 (12) 6.1芯头的设计 (13) 6.2压环，积砂槽的设计 (14) 7 冒口的设计 (14) 7.1铸件各部分模数的计算 (14) 7.2外冷铁的计算 (16) 7.3冒口尺寸的确定 (17) 7.3.1顶圆柱形明冒口与校核 (17) 7.3.2顶腰圆形明冒口与校核 (19) 1
7.3.3顶环形明冒口与校核 (19) 8 浇注系统的设计 (21) 8.1浇注系统的类型 (21) 8.2确定内浇道在铸件上的位置，数量和金属液引入方向 (21) 8.3包孔直径的选择 (22) 8.4计算浇注时间并核算金属夜上升速度 (22) 8.5浇注系统各组元截面积的计算 (23) 8.6浇口窝的设计 (23) 8.7浇口杯的设计 (24) 9砂箱设计 (24) 9.1砂箱壁的结构形式和尺寸 (24) 9.2砂箱外壁加强肋的布置形式和尺寸 (25) 9.3砂箱箱带的布置形式和尺寸 (26) 9.4砂箱吊运部分的结构和尺寸 (27) 10模底板设计 (29) 11芯盒的设计 (30) 11.1砂芯的修改 (30) 11.2芯骨的设计 (30) 11.3通气孔的设计 (31) 11.4芯盒的设计 (31) 11.5砂芯制作的步骤 (32) 12铸件凝固过程的模拟及分析 (33) 12.1铸件的凝固过程示意图 (34) 12.2铸件凝固完全后缩孔、缩松的分布 (34) 12.3铸件凝固过程的分析 (35) 13工艺调整方案 (36) 14关键环节质量控制 (36) 参考文献 (36) 2
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
材料成型过程控制 院系：材料科学与工程学院 专业：材料成型与控制工程 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2012.9.19至2012.10.15
目录 一、铸造工艺分析 (1) 二、砂芯设计 (3) 三、冒口设计 (5) 四、浇注系统的设计及计算 (7) 五、沙箱铸件数量的确定 (10) 六、参考数目、资料 (11)
图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。 材料为ZG25（主要元素含量：W C%=0.22~0.32%，W Mn%=0.5~0.8%，W Si%=0.2~0.45%）。 技术要求：①未标示的铸造圆角半径R=3~5。②未标铸造倾斜度按工厂规格H59~21。③铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。 图1
一、铸造工艺分析 1.确定铸型种类和造型、制芯方法 此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。 2.确定浇注位置和分型面 方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简单，不用翻箱操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补缩。容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。 方案2：将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。 综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。 图2 图3 铸件全部位于上箱，下表面为分型面 上 下 上 下
扁叉铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 扁叉 工艺方法：铸造 零件材料：HT150 零件重量：0.4066kg 毛坯重量：0.6720kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：铸造圆角半径不得超过1mm；在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷；铸件应进行时效处理；铸件应进行清理，保证表面平整；零件加工完后所有棱边应去除毛刺；不加工表面先涂以防锈漆，再涂以绿色油漆。 3、选材的合理性 扁叉选用的材料是HT150，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承受抗压即可，又是中等静载，选择材料HT150可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为159*59.5*24，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,扁叉的壁厚符合其要求。铸件质量为0.6720kg，材料为HT150，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为
18mm。壁厚越大，圆角尺寸也相应增大。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的选择 由于扁叉的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，砂型种类为湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。 3、浇注位置的确定 根据计算机辅助铸造工艺设计中关于浇注位置的确定原则（浇注位置应选在铸件最大截面处，应使合箱位置、浇注位置和位置相一政），所以确定浇注位置为铸件中间对称的最大截面--此截面为最大截面、上下对称、且便于充型和起模。 4、分型面的确定 根据计算机辅助铸造工艺设计中关于分型面的确定原则（分型面应选在铸件最大截面处；分型面应尽量选用平面），所以确定分型面为铸件中间对称的最大截面--以便于起模、下芯和检验；分模面与分型面一致。 5、砂箱中铸件数目的确定 扁叉的重量为0.6720 kg，"铸件质量"选择≤5kg，对应的"砂箱尺寸"为"≤ 400mm"，"最小吃砂量"分别为"a=20mm，b=30mm，c=40mm，d或e=30mm，f=30mm，g=20mm"。铸件本身的尺寸为159*59.5*24mm，因此在"400mm"的砂箱中只能放置二个铸件（如图所示）（注：砂箱尺寸=（A+B）/2， A、B分别为砂箱内框长宽及宽度）。
阶梯轴锻造工艺 设计说明书 题目：阶梯轴锻造工艺设计 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1301 学生：亮学号： 7 指导教师：浩舸 完成日期： 机械工程学院 2016年9月
目录 1.引言 (1) 2.设计方法与步骤 (2) 2.1绘制锻件图 (3) 2.2 确定变形工艺 (3) 2.2.1镦粗 (3) 2.2.2冲孔 (4) 2.2.3扩孔 (4) 2.2.4修整锻件 (4) 2.3 计算坯料质量和尺寸 (4) 2.4选定设备及规 (5) 2.5确定锻造温度及规 (5) 2.6确定冷却方法及规 (5) 3.工艺流程卡 (6) 4.结论 (8) 5.致 (8) 6.参考文献 (8)
1. 引言 锻造的目的是使坯料成形及控制其部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。轴是现代工业大量使用的零件，本文讨论阶梯轴的自由锻生产。 2. 设计方法与步骤 2.1绘制锻件图 锻件图是根据零件图的基本图样，结合锻造工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 阶梯轴材料为40Cr，生产批量小，采取自由锻锻造轴坯。 轴上的键槽等部分，采用自由锻方法很难成形这些部位，因此考虑到技术上的可行性和经济性，决定不锻出，并采用附加余块简化锻件外形，以利于锻造。锻造出轴坯后可以进一步进行切削加工，最后成形。 根据零件图的尺寸规格，对照表所列中零件的高度和直径围，可以查出齿环锻件加工余量和公差。由L=203，Φ=46，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列的零件总长为0∽315mm、最大直径0∽50mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为7±2mm。，然后按查得的公差数值，可绘阶梯轴的锻件图。阶梯轴锻件图见图1。 图1 阶梯轴锻件图 2.2确定变形工艺
拨叉铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 拨叉 工艺方法：铸造 零件材料：HT200 零件重量：2.5kg 毛坯重量：2.85kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：未注圆角为R5-R10； 倒顿锐边； 铸件应进行时效处理； 在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷。 3、选材的合理性 拨叉选用的材料是HT200，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承，只要求能够承受抗压即可，又是中等静载，选择材料HT200可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为325*140*130，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm。铸件质量为2.85kg，材料为HT200，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为18mm。壁厚越大，圆角尺寸也相应增大。
二、工艺方案的确定 点击软件中铸造工艺设计→铸造工艺方案的确定→点击最右边的下拉菜单可查询如下内容。 1、铸造方法的选择 由于拨叉的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以毛坯的生产方法选择砂型铸造，砂型种类选择湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。 3、浇注位置的确定 拨叉是小型零件，且结构简单，确定浇注位置为其上表面，此位置便于充型、起模和下芯。 4、分型面的确定 拨叉表面结构简单，确定分型面为其上表面，以便于起模、下芯和检验。 5、砂箱中铸件数目的确定 选择"铸件质量"小于5 kg，点击查询，对应的"砂箱尺寸"为"≤400mm"，"最小吃砂量"分别为"a=20mm，b=30mm，c=40mm，d或e=30mm，f=30mm，g=20mm"。铸件本身的尺寸为325*140*130mm，因此在"400mm"的砂箱中只能放置二个铸件（如图所示）（注：砂箱尺寸=（A+B）/2， A、B分别为砂箱内框长宽及宽度）。
目录 1绪言················································2铸造工艺设计··············· 2.1铸件结构的铸造工艺性·········2. 2铸造工艺方案的确定·················2.3参数的选择工艺 2. 4砂芯设计 2. 5浇注系统设计············· 3铸造的工艺装备设计······ 3. 1模样设计······· 3. 2模底板的设计·······················3. 3模样在模底板上的装配············4结束语······· 参考文献
1绪言 我本次课程设计的任务是对灰铸铁支承座进行铸造工艺及工装设计。 灰铸铁具有良好的铸造性能良好的减振性、良好的耐磨性能良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，力学性能较差，但抗压强度与钢相当。 铸造是指将液态合金注入铸型中使其冷却、凝固，并进行后处理，最终成为金属制品的一种生产方法。铸件的生产过程，也就是从零件图开始，一直到铸件成品检验合格入库为止，要经过很多道工序，铸件的生产过程称为铸造生产工艺过程。 本次设计采用砂型铸造，其最大优点就是生产成本低，为机械制造行业中广泛应用的毛坯生产工艺方法。在砂型铸造的过程中，考虑到铸件的结构，生产条件以及加工批量等因素，要对铸件工艺的设计作全面分析，为避免铸件的缺陷，我们要根据标准选择合理的工艺设计方法。 由于每个铸件的生产任务和要求不同，生产条件不同，因此铸造工艺及工装设计的内容也不同。一般情况下，铸造工艺设计包括以下几种技术文件:铸造工艺图，铸造工艺卡，铸型装配图，铸件图，模样图，‘芯盒图，砂箱图，模板图。 铸造工艺及工装设计的过程如下: (1)对零件图纸进行审查和进行铸造工艺性分析 (2)选择铸造方法，确定铸造工艺方法 (3)绘制铸造工艺图 (4)绘制铸件图 (5)绘制铸型装配图 (6)绘制各种铸造工艺装配图 工装图要以铸造工艺图为主要设计依据。 2铸造工艺设计 2. 1铸件结构的铸造工艺性 生产铸件，不仅需要采用先进的合理的铸造工艺和设备，而且还要使零件结构本身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。这种对于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’，它和铸造合金的种类，产量的多少，铸造方法和生产条件等有密切的关系。 2. 1 .1审查铸件结构 (一)铸件应有合适的壁厚 避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。本次设计的铸件材料为HT200，最大尺寸为194 X 155mm。
1 铸造工艺设计 1.1 铸造工艺方案的确定 1.1.1浇注位置的确定 铸件的浇注位置是指浇筑时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置是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。个人收集整理勿做商业用途 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。 该铸件浇注位置应在铸件边缘，内浇道应在分型面上。 1.1.2 分型面的确定 铸造分型面是指铸型组元间的接合面。合理地选择分型面，对简化铸造工艺、提高生产率、降低成本、提高铸件质量等都有直接关系。分型面的选择应尽量与浇注位置一致，尽量使两者协调起来，使铸造工艺简便，并易于保证铸件质量。个人收集整理勿做商业用途 1.应使铸件全部或大部置于同一半型内； 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、合箱和检查型腔尺寸； 5.不使砂箱过高； 6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件的结构强度； 7.注意减轻铸件清理和机械加工量。 该铸件的分型面的选择如图1-1所示 图1-1 铸件的分型面 1.2 工艺参数 1.2.1 机械加工余量 GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》中规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，且该值应根据最终机械加工成品铸件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围选取。个人收集整理勿做商业用途 要求的机械加工余量等级有10级，称之为A、B、C、D、E、F、G、H、J和
K级共10个等级。 查表，可知灰铸铁加工余量等级E~G级，可知，加工余量为3.0mm。 1.2.2 铸件线收缩率与模样放大率 铸件线收缩率又称为铸件收缩率或铸造收缩率，是指铸件从线收缩开始温度（从液相中析出枝晶搭成的骨架开始具有固态性质时的温度）冷却到室温时的相对线收缩量，以模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：个人收集整理勿做商业用途 式中1L：模样长度； L：铸件长度。 2 铸件的线收缩率ε是考虑了各种影响因素之后的铸件的实际收缩率，它不仅与铸造金属的收缩率和线收缩起始温度有关，而且还与铸件的结构、铸型种类、浇冒口系统结构、砂型和砂芯的退让性等因素有关。个人收集整理勿做商业用途综合考虑：可选灰铸铁线收缩率1.0%。 1.2.3 起模斜度 当铸件本身没有足够的结构斜度，应在铸件设计或铸造工艺实际是给出铸件的起模斜度，以保证铸件的起模。起模斜度可采取增加铸件壁厚的方式来形成。在铸件上加起模斜度，原则上不应超出铸件的壁厚公差要求。个人收集整理勿做商业用途 α。 根据零件要求，起模斜度? =2 1.2.4 最小铸出孔槽 机械零件上往往有很多孔、槽和台阶，一般应尽可能在铸造时铸出。这样既可节约金属、减少机械加工量、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。但是当铸件上的孔、槽尺寸太小，而铸件的壁厚又较厚和金属压力较高时，反而会使铸件产生粘砂，造成清理和机械加工困难。有的孔、槽必须采用复杂而难度较大的工艺措施才能铸出，而实现这些措施还不如用机械加工的方法制出更为方便和经济。有时由于孔距要求很精确，铸出的孔如有偏心，就很难保证加工精度。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