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1、 毕业设计非加工零件精密铸造工艺设计 学生姓名： 学号： 机械工程系系 部： 机械设计制造及其其自动化专 业： 指导教师： 二零一五年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 非加工零件精密铸造工艺设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 1课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识。深入了解机械设计的各个过程。及设计规范、计算方法、设计思想等内容。为学生在毕业后从事产品设计、制
2、造等技术工作打好基础。2主要任务（1）根据题目要求，查阅相关资料。（2）进行详细的结构设计、计算、控制内容设计。（3）按照毕业设计说明书撰写要求，完成毕业论文的撰写。（4）绘制结构设计相关的零件图及工艺设计卡片或控制部分设计。（5）设计过程要按标准要求执行。3主要参考资料 1张世昌.机械制造技术基础M.高等教育出版社,2006. 2陈才金.朱锦伦.熔模精密铸造技术M.浙江大学出版社.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1根据题目要求，确定设计方案。3月 3日 3月23日2结构设计，计算。3月24日4月13日3完成50%以上的工作任务，准备中期检查。4月14日 5月 4日4完成图纸的绘制，程序
3、调整。5月 5日 6月 1日5撰写毕业论文，准备答辨。6月 2日 6月22日审核人： 年 月 日非加工零件精密铸造工艺设计摘 要：船舶行业、电力、汽车等行业大型装置上的重要组成部分就包括叶轮，叶轮对这些行业异常重要。简单的叶轮生产起来很方便，但结构复杂的叶轮仍有许多问题正在探寻中，对这类铸件的生产还存在困难。这类铸造问题一直是一项难以逾越的障碍。我要做的就是根据实际情况和任务要求，来分析叶轮铸造过程的部分问题，以及解决途径。在对叶轮结构和用途进行分析后选用铸造过程中的的各种材料以及各种设备，根据需求再对模具进行设计。最后，详细研究整个铸造工艺过程，对该工艺进行工艺说明书的撰写。 在整个过程中，
4、分析了熔模铸造从古自今的发展经历及以后的发展方向，熔模铸造与其他铸造方法的对比结果；给叶轮铸造过程选择了合适的工艺流程。 本设计显示，选择合适的工艺流程可制造出质量较好的叶轮铸件，并且提高了生产效率；关键词：熔模铸造；叶轮；型壳质量；工艺优化 Non-machined parts Precision Casting Process DesignAbstract：Casting impeller is a key component which is used for many large equipments, such as ship building, electricity, pharm
5、aceuticals, pump and valves and transportation, etc. And it will play a decisive role in the whole equipments integrated performance. A certain difficulty for the complicated impellers casting craft still exists in the current production. So on this aspect research has always been a hot topic in the
6、 casting Industry. To begin with, the parting face are determined according to the shape characteristics, then to drawing parts graph and cavity figure. Besides, selection pressure wax machine, analysis of the technology of casting, design the system structure of mould and calculating its size. At l
7、ast, analysis of the investment casting process particularly, writing the designing instruction, the translation and so on. In the process of casting process analysis, mainly introduced casting the historical heritage and development situation, then analysis the advantages of the investment casting.
8、 In addition, introducing the process of casting process and shell of manufacturing process very carefully. The final results show that improving the process scheme could raise the quality of the casting.Key words：investment casting;impeller;shell quality;process optimization目 录1 绪论11.1 熔模精密铸造11.2 熔
9、模精密铸造国内外发展状况22 熔模的制造42.1 薄壁类铸件叶轮结构分析42.2 模料42.2.1 对模料性能的要求52.2.2 模料的种类和性能52.3 模料的熔化102.3.1 蜡基模料熔化102.3.2 树脂基模料熔化102.4 糊膏状模料制备102.5 制模工艺及质量控制112.6 熔模的组装122.7 模料的回收与再生132.7.1 蜡基模料的回收132.7.2 树脂基模料的回收142.8 压型设计143 制壳原材料163.1 耐火材料163.1.1 熔融石英173.1.2 电熔刚玉173.1.3 锆砂173.1.4 铝硅系耐火材料183.1.5 特种耐火材料183.2 黏结剂193
10、.2.1 硅溶胶黏结剂193.2.2 硅酸乙酯水解液黏结剂203.2.3 水玻璃黏结剂203.3 其他附加物214 制壳工艺224.1 硅溶胶型壳224.2 硅酸乙酯型壳254.3 水玻璃型壳264.4 硅溶胶水玻璃复合型壳294.5 陶瓷型芯制备295 熔炼与浇注325.1 ZG1Cr18Ni9Ti铸造不锈钢熔炼设备325.2 ZG1Cr18Ni9Ti铸造不锈钢配料325.3 ZG1Cr18Ni9Ti熔炼345.3.1 ZG1Cr18Ni9Ti筑炉工艺345.3.2 ZG1Cr18Ni9Ti熔炼355.4 浇注365.4.1 浇注结构对铸件质量的影响365.4.2 浇注速度对铸件质量的影响3
11、95.4.3 浇注温度铸件质量的影响395.4.4 外加冷铁对热节部位的影响406 叶轮铸件的后处理426.1 叶轮铸件的清理、修补及精整426.2 ZG1Cr18Ni9Ti叶轮铸件的热处理426.2.1 固溶处理426.2.2 稳定化处理437 总结44参考文献45致谢46III太原工业学院毕业设计1 绪论1.1 熔模精密铸造 熔模又被称为蜡模，把熔模铸造称为失蜡铸造。熔模铸造得到的铸件是一种近净形的铸造工艺，每个铸件都要经过很多工序，多种材料，得到的铸件尺寸精度高，表面质量好，所以此工艺又叫熔模精密铸造，也常有人简称此法为精密铸造。熔模铸造工艺流程图1.1。图1.1 熔模铸造工艺流程图与其
12、它零件成型方法和铸造方法相比较，熔模铸造具有以下显著特点: （1）熔模铸造可对产品进行大批量生产，也可进行单件生产。 （2）金属利用率高，熔模铸造件的金属利用率是一般锻造件的3倍左右。 （3）铸件尺寸精度高，铸件的切削加工余量会大幅减小，因此该铸造方法可大量节省原材料。 （4）采用型腔表面粗糙度低的压型来制作熔模，熔模的表面粗糙度就会比较低。熔模铸件的表面粗糙度也就比较低。 （5）多种金属材料都可用于熔模铸造生产。 （6）可生产形状复杂的铸件。熔模铸造可制造航空航天、燃气轮机和涡轮增压器类的各种叶轮叶片及其他复杂、精密的熔模铸造工艺生产的铸件。还可进行整体设计铸造成形，减轻零件重量。1.2 熔
13、模精密铸造国内外发展状况 约4000年前就有了熔模铸造，埃及、中国和印度是最早的起源国家。盟军驻云南保山的美国工程师在二战期间发明了现代熔模技术，他是看了中国失蜡铸造工艺后诞生的想法，在此想法基础上研究出了现代熔模铸造。以前的熔模在加工机械零件上用的最多，但后来发现它不单单可以加工机械零件，而且可以生产很多东西，所以开始发展，经过后人的不断琢磨研究，形成了一门工业基础工艺。现在运用于各领域各行业。我国早在3000年前就有了熔模铸造，但当时还不太成熟，还未形成工艺。在我国1978年湖北出土的青铜器中很多都是运用了熔模铸造工艺做出的饰品。可见古人对此铸造法已有了一定的水准。世界上对熔模铸造记录最早的文献是中国南宋的洞天清禄集，欧洲的最早记录文献是在公元925年，也就是说我国对此工艺的运用比欧洲早了二百多年，足见中国古人的聪明与伟大。而后在明朝的文献天工开物中，对熔模铸造技术又有了详细的叙述。研制出的快速铸造（FastCAST），此种方法能快速得型壳，缩短了制壳时间以及其中的很多工艺，所得到的事一种高质量的塑料模，进而提高生产效率。近年来熔模铸造在生产低成本件和快速生产上有了新的突破。计算机技术的发展为熔模精密铸造数值模拟提供了条件。熔模铸造的应用也越来越广泛。 我国于20世纪5
