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1、 沈阳大学毕业设计 80m2电除尘器阀壳热加工工艺 专业：金属材料工程 班级：2008 级 姓名：薛德新 沈阳大学毕业设计 引言3 1 铸造工艺设计6 1.1 铸造工艺方法的选择 6 1.1.1 生产方法6 1.1.2 原砂、砂型（芯）的选择7 1.1.3 造型(芯)方法的选择 8 1.1.4 浇注位置和分型面的确定 9 1.1.5 浇注系统 .12 1.1.6 砂芯的设计17 1.2 工艺参数的计算.21 1.2.1 线收缩量21 1.2.2 铸件尺寸公差21 1.2.3 加工余量22 1.2.4 拔模斜度 .22 1.2.5 分型负数 .22 1.3 砂箱设计23 1.3.1 砂箱的分类及
2、结构 .23 1.3.2 砂箱的选择及设计 .23 1.3.3 砂箱各部分的结构和尺寸23 1.3.3 合箱 .27 2 铸件热处理工艺设计29 2.1 铸件热处理概述 .29 2.2 退火方案及热处理工艺曲线图 .29 2.3 热处理炉的选取 .30 2.4 退火操作工艺 .31 结 论 32 致 谢 33 参考文献 .34 沈阳大学毕业设计 No 1 摘 要 本毕业设计为电除尘器阀壳的热加工工艺设计，设计包括铸造 工艺设计和热处理工艺设计两部分。 铸造工艺设计包括三大部分。 首先，根据阀壳的质量、材料、生产批次选择铸造方法为手工 砂型铸造，确定型（芯）砂的材料为粘土型（芯）砂。由浇注位置
3、的确定原则选好浇注位置和分型面。再由流体力学公式计算出各浇 道的截面尺寸并设计出浇注系统的形状。其次，确定铸造工艺中的 参数，包括线收缩率、加工余量、尺寸公差、拔模斜度和分型负数。 最后，进行砂箱的设计。选择手工造型用砂箱，确定砂箱的结构及 其尺寸，包括砂箱内框、箱壁、紧固箱耳、定位装置和箱带。 热处理工艺设计中，根据阀壳的热处理工艺要求确定退火方案， 由退火方案绘制出热处理工艺曲线，然后选取热处理炉。 关键字： 热加工；铸造；热处理；热处理炉 沈阳大学毕业设计 No 2 Abstract This graduation design is the heat process design of
4、 the valve housing of the electrostatic precipitator, which includes the design of the casting process and the design of heat treatment process. The design of casting process consists of three parts. Firstly, casting method is selected to manual sand casting and the materials of molding sand(sand co
5、re)is determined to clay sand (clay sand core) according to the quality, materials and production batch of valve housing. Determine the casting position and parting surface according to the principles of the casting location. Afterwards, the size of cross-section of each runner is calculated by flui
6、d mechanics formula. Then, the shape of the gating system is designed out. Secondly, the parameters of casting process is defined, including linear shrinkage allowance, dimensional tolerances, taper angle and typing negative number. Finally, we carry on the design of the sand box. Hand molding sand
7、box is chose, after which the structure and size of the sand box is defined, including inside frame, the rampart, fastening box ear, the positioning device and the box stripe. On the process of heat treatment, the annealing scheme is defined first based on the process parameters of the valve housing
8、. Technology curve is drawn by the annealing scheme of the heat treatment process. Then, the furnace where annealing operation is conducted finally is selected. Keywords: thermal processing; casting; heat treatment; heat treatment furnace 沈阳大学毕业设计 No 3 引 言 我国的制造业迅猛发展，现在继美国、日本、德国之后，生产 规模已跃居世界第四位，我国境内
9、的制成品在国际市场占有份额迅 速增长，已成为世界上的制造大国。 但世界制造大国并不就是世界制造强国。我国制造业虽名列世 界第四位，但总体规模较低，制造业人均劳动生产率远远落后于发 达国家。技术创新能力落后，有自主知识产权的产品少，依附于国 外企业的组装业比重大。低水平生产能力过剩，高水平生产能力过 剩，大量先进设备仍依赖进口。 为了使我国尽快地成为世界制造强国，就要改造传统工业，发 展先进制造技术。 我国的铸造技术历史悠久。早在三千多年前青铜铸器已有应用， 二千五百年前铸铁工具已经相当普遍。大量历史文物显示了我国古 代人民在铸造机技术上的精湛创造。泥型、金属型和失蜡型是我国 创造的三大铸造技术
10、。 近几十年来，我国的铸造技术发展迅速。在砂型铸造方面，推 广、应用了快速硬化的水玻璃砂、自硬砂及树脂砂等，可制出精确 铸型及砂芯；机器造型技术不断发展，可用湿型砂制造出高密度铸 型，从而获得精确铸件，进一步扩大了砂型铸造的应用范围。在铸 造合金方面，发展了高强度、高韧性的球墨铸铁和各类合金铸铁， 成功地用球墨铸铁件代替了某些锻钢件。在铸造设备方面，已建立 起许多先进的机械化、自动化高密度砂型造型生产线。在新工艺、 沈阳大学毕业设计 No 4 新技术方面，各种特种铸造、精确铸造方法得到发展和应用。所有 这些都使铸件质量和生产效率不断提高，劳动条件不断改善。 铸造生产是以异型的金属毛坯和零件供应
11、国民经济部门，首先 供给机器制造业及金属加工业。它是机械工业的基础，是工业生产 的重要组成部分。美国 10 项主要工业部门增加生产产值的指标中， 铸件的产值仅次于汽车、黑色冶金、化学制品及飞机制造业，列第 五位。铸造生产在国民经济中的作用不断提高，在现代的机械设备 中，铸件重量约占其中总重量的(5085)%。但铸造生产的发展受 到多因素的限制，要求在稳定提高铸件质量的前提下，应尽量地节 省原材料及能源，降低成本，减少公害，努力实现铸造生产过程机 械化、自动化和专业化，以达到优质、高产、低耗、少污染的要求。 “优质”的含义一般包括铸件的质量轻，性能好、尺寸精度及表面 光洁度高等方面。为了实现上述
12、的要求，人们对老的铸造工艺方法 进行改进和革新，并研制出许多新的工艺方法，有力地推动了铸造 生产和科学技术不断向前发展。随着科学技术和工业生产的不断发 展，新的铸造方法不断出现，我们应努力学习先进的铸造科学技术， 不断提高我国铸造生产水平，为四化建设生产更多、更好的铸件。 在整个国民经济中凡涉及机械制造的任何领域中，热处理也是 一项广泛应用的重要的基础工艺之一。它是金属材料在严格控制的 加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到 人们所要求的使用性能或服役寿命。 具体的要求往往在下述方面：软化材料，改善成型性能，提 沈阳大学毕业设计 No 5 高机加工效率和生产效率;提高材料的
13、强度和韧度，增加零部件的 寿命;在保证材料心部性能的同时提高工件的表面强度、硬度、耐 磨性、疲劳性和耐蚀性等;研制新型材料和针对已出现的特种材料 通过热处理方法获得特殊的物理、化学性能以满足医疗、宇航、生 物、光学、电子等领域中高要求的应用;改进传统材料的生产和处 理，细化材料的组织，大大提高强度和韧度，充分发挥材料潜能， 满足愈来愈高的工业需要;应用物理和化学沉积方法使材料表面的 性能发生质的飞跃，满足高速高精度加工的需要和高耐磨、耐蚀环 境下的使用要求;应用纳米技术、复合材料技术制造出特种性能的 材料。 金属制品和工件经热处理使其达到所要求的组织、性能和服役 寿命，应按精确生产方式来完成，
14、即使其在精确可靠运行的清洁设 备中，按科学先进的工艺方法，在严格的管理下去完成处理全过程， 获得分散度为零的高质量水平。严格的管理包括工艺执行管理、设 备管理、质量管理、能源管理、环保管理和人力资源管理等。这些 管理项目在质量保证体系和环保体系的认证中规定十分明确。对一 个投资企业，应十分重视 ISO9000，QS9000 和 ISO14000 等的认 证。达到这些认证，才能找到和确定企业和汽车、宇航航空、机械、 化工、冶金、纺织、工模具等方面领域的固定客户，并争取维持长 期合作关系。 沈阳大学毕业设计 No 6 1 铸造工艺设计 编制工艺是铸造生产过程中的一个工序。 1.1 铸造工艺方法的选
15、择 1.1.1 生产方法 铸造生产可以分为砂型铸造和特种铸造两大类。特种铸造包括 熔模铸造、金属型铸造、压力铸造等。根据所铸零件的要求选择合 适的铸造方法。 砂型铸造：最常用的铸造方法，不受零件尺寸、轮廓、合金种 类、生产批量的限制；造型材料来源较广，生产准备周期短，成本 低。缺点是劳动强度大，铸件质量欠佳，铸型只能使用一次，生产 率低。 熔模铸造：熔模铸造的优点就是熔模铸件有着很高的尺寸精 度和表面光洁度，所以可减少机械加工工作 ；可以铸造各种合金 的复杂的铸件，特别可以铸造高温合金铸件 。但熔模铸造的工序 繁杂，生产周期长，原辅材料费用比砂型铸造高，生产成本较高， 铸件不宜太大、太长，一般
16、限于 25kg 以下。 金属型铸造：金属性铸造有很多优点，与砂型铸造比能提高铸 件的力学性能，生产效率高，铸件产生缺陷的 因素减少，工序简 单，易实现机械化和自动化。 但金属型铸造模具成本高，只能适 合批量、大批量生产，此外不宜采用高熔点合金以提高模具的使用 沈阳大学毕业设计 No 7 寿命。 压力铸造：压力铸造具有生产率高、易于自动化、工序简单的 优点。但由于金属模具制作成本昂贵不适合小批量生产，不宜用于 高熔点金属铸造。 由于本设计的零件为单件生产，零件材质为灰口铸铁，质量为 114kg。故选择砂型铸造。 1.1.2 原砂、砂型（芯）的选择 1）原砂的选择 砂型铸造中常用的原砂有石英（SiO2） 、锆英砂（ZrO2 SiO2） 、 莫来石（3Al2O32SiO2） 。原砂的蓄热系数对凝固有着重要的影响， 系数愈大，吸收的热量愈多，铸件的冷却速度
