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1、. . . . .摘要本设计通过封闭开关外体零件图可知零件的技术要求、材料组成、结构特点、生产条件、生产批量以及性能要求。对零件结构的铸造工艺性进行分析，找出可能存在的结构问题并提出改进措施或预防缺陷的措施，选择铸造和造型方法，提出多种浇注和分型方案，综合对比分析，选择最为理想的浇注位置及分型面。选用适宜的工艺参数，设计铸件的补缩系统、浇注系统并绘制出铸造工艺图。根据铸造工艺设计模板和砂箱等铸造工艺装备，绘制出铸造工艺图和合箱图。关键词：铸造工艺设计 浇注系统 零件结构AbstractThe design of the outer body parts through the closed s
2、witch figure shows part of the technical requirements, material composition, structural characteristics, production conditions, production volume and performance requirements. Casting process on the part of the structure analysis to identify possible structural problems and propose improvements or d
3、efect prevention measures, casting and modeling selection method proposed various casting and parting program comprehensive comparative analysis to select the most ideal pouring position and parting. Selection of appropriate process parameters and design of castings feeding system, injection system
4、and draw the casting process diagram. According to the casting process design templates and sand box and other casting process equipment, casting process diagram drawn Hop box plots.Keywords: casting process design; gating system; structural components。 学习好帮手目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1中国古代铸造技术发展11.2中国
5、铸造技术发展现状11.3发达国家铸造技术发展现状11.4我国铸造未来发展趋势21.5 ZL1022第2章 铸造工艺方案的确定42.1封闭开关外体的生产条件、结构及技术要求42.2封闭开关外体结构的铸造工艺性62.3造型造芯方法的选择72.4浇注位置的确定82.5分型面的确定92.6砂箱中铸件数量及排列方式确定10第3章 铸造工艺参数及砂芯设计123.1工艺设计参数确定123.1.1铸件尺寸公差123.1.2机械加工余量123.1.3铸造收缩率123.1.4起模斜度133.1.5最小铸出孔和槽133.1.6铸件重量公差143.1.7工艺补正量143.1.8分型负数143.1.9反变形量143.1
6、.10非加工壁厚负余量143.2砂芯设计153.2.1芯头的设计153.2.2砂芯的定位结构153.2.3压环、防压环和集砂槽芯头结构163.2.4芯骨设计163.2.5砂芯的排气163.2.6砂芯负数17第4章 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计184.1浇注系统的设计184.1.1选择浇注系统类型184.1.2确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向184.1.3决定直浇道的位置和高度194.1.4计算直浇道截面积204.1.5确定浇口比214.1.6计算横浇道截面积214.1.7计算内浇道截面积224.1.8直浇道窝的设计234.1.9浇口杯的设计234.2冒口的设计244.2.1
7、热节的分析244.2.2冒口的计算254.3冷铁的设计264.4出气孔的设计264.5计算工艺出品率27第5章 铸造工艺装备设计285.1模样的设计285.1.1模样材料的选用285.1.2金属模样尺寸的确定285.1.3壁厚与加强筋的设计295.1.4金属模样的生产方法295.2模板的设计295.2.1模底板材料的选用295.2.2模底板尺寸确定295.2.3模底板与砂箱的定位305.3芯盒的设计305.3.1芯盒的类型和材质305.3.2芯盒的结构设计30第6章 总 结31参考文献32致 谢33 学习好帮手第1章 绪论1.1中国古代铸造技术发展中华文明大致经历了石器时代、铜器时代和铁器时代
8、三个历史阶段，这三种材质的工具和技术的创造发明，随着人类的繁衍，不断推动人类文明向高级阶段发展，金属的应用使人类文明产生了根本性的飞跃，而铸造技术的运用和金属的发展紧密联系在一起。对古代很多务农的人来说，铸造技术是一门手艺。据历史考证，我国铸造技术开始于夏朝初期，迄今已有5000多年。到了晚商和西周初期，青铜的铸造技术得到了蓬勃发展，形成了灿烂的青铜文化，遗留到今天的有一批铸造工艺水平较高的铸造产品。中国古代的铸造方法有：石型即用石头或石膏制作铸型；泥型古称“陶范”；金属型古称“铁范”；失蜡型有出蜡法、走蜡法、脱蜡法或刻蜡法；砂型这种方法是伴随泥型一起产生的。中国古代铸造中的精品有：沧州铁狮，
9、司母戊方鼎，四羊方尊，曾侯乙尊盘，永乐大铜钟，大型铜编钟，铜车马仪仗队等。1.2中国铸造技术发展现状尽管近年来我国铸造行业取得迅速的发展,但仍然存在许多问题。第一,专业化程度不高,生产规模小 。我国每年每厂的平均生产量是815t,远远低于美国的4606t和日本的4878t。第二,技术含量及附加值低。我国高精度、高性能铸件比例比日本低约20个百分点。第三,产学研结合不够紧密、铸造技术基础薄弱。第四,管理水平不高,有些企业尽管引进了国外的先进的设备和技术,但却无法生产出高质量铸件,究其原因就是管理水平较低。第五,材料损耗及能耗高污染严重。中国铸铁件能耗比美国、日本高70%120%。第六,研发投入低
10、、企业技术自主创新体系尚未形成。1.3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）。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。铸造生产全过程主动、从严执行技术标准，铸件废品率仅2%-5%；标准更新快（标龄4-5年
11、）；普遍进行ISO9000、ISO14000等认证。 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。1.4我国铸造未来发展趋势自中国加入WTO以来,我国铸造行业面临机遇与挑战。其未来发展将集中在以下几方面。第一,鼓励企业重组发展专业化生产,包括铸件大型化和轻量化生产。第二,加大科技投入切实推动自主创新,实现铸件的精确化生产和数字化铸造。第三,培养专业人才加强职工技术培训。第四,大力降低能耗抓好环境保护,实现清洁化铸造。1.5 ZL102材料名称：ZAlSi12 合金代号： ZL102 标准：GB/T 1173-1995特性及适用范围
12、：不可热处理强化，该合金的铸造性能优良,无热裂及疏松倾向，气密性较高。其密度小，耐蚀性好，可在受大气.海水腐蚀的环境中使用，可承受工业气氛的环境中浓硝酸.过氧化氢等的腐蚀作用；焊接性能也好。但该合金的力学性能低，耐热性和切削加工性差。化学成份：硅Si：10.0-13.0铝Al：余量铁(砂型铸造)：0.0000.700铁(金属型铸造)：0.0001.000铜Cu：0.30(杂质)锰Mn：0.5(杂质)镁Mg：00.10（杂质）锌Zn：0.1(杂质)钛Ti：0.20(杂质)注：杂质总和:(砂型铸造)2.0;(金属型铸造)2.2力学性能：抗拉强度b (MPa)：145伸长率5 ()：4硬度(HB)：
13、50(5/250/30)铸造方法：砂型铸造加变质处理、金属型铸造加变质处理、熔模铸造。铸造特性：有填充狭槽窄缝部分的良好流动性；有适应其他许多金属所要求的低熔点；导热性好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短；熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制；铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向；化学稳定性好，有较高的抗蚀性能；不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的光泽和低的表面粗糙度，而且易于进行表面处理；铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬（永久）模、生砂和干砂模、熔模、石膏型铸造模进行铸造生产，也可用真空铸造；铝硅合金熔液的流动性好，但容易产生缩孔。该合金的热脆性小，焊接性、耐蚀性
14、好。主要用于薄壁大型铸件和形状复杂的铸件。第2章 铸造工艺方案的确定2.1封闭开关外体的生产条件、结构及技术要求产品生产性质大批量生产零件材质ZL102零件的外型示意图如图2-1所示，封闭开关外体的零件图如图2-2所示，封闭开关外体的外形轮廓尺寸为260mm*104mm*85.5mm，主要壁厚4mm，最大壁厚8mm，为一中小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。根据ProE实体图的测量得铸件的体积V= 311795mm3ZL102密度由铸造实用手册查表1.1-90得：q=2.7 g/cm3 铸件质量为m=q*V=0.84kg图2-1 封闭开关外体外型示意图图2-
15、2 封闭开关外体零件图2.2封闭开关外体结构的铸造工艺性零件结构的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，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面：铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角，铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。铸件内壁应薄于外壁 铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。 利于补缩和实现顺序凝固。防止铸件翘曲变形。避
