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1、<p>第一章 绪论3第二章 铸造工艺方案的确定42.1 零件结构工艺性分析42.1.1 零件基本信息42.1.2 零件分析42.2 造型方法与铸型种类的选择52.2.1造型方法选择52.2.2 造型材料62.3 砂芯种类与制芯方法的选择62.3.1 砂芯种类的选择62.3.2 制芯方法的选择62.4 制芯机的选择62.5 浇注位置和分型面确定62.5.1 分型面确定62.5.2 浇注位置的选择7第三章 铸造工艺参数的确定83.1 机械加工余量83.2 铸造尺寸公差83.3 铸造收缩率93.4 起模斜度93.5 最小铸出孔和槽93.6 工艺补正量93.7 反变形量103.8 非加工壁
2、厚负余量10第四章 砂芯设计104.1 芯头的设计104.2 压环、防压环和集砂槽芯头结构114.3 芯骨设计124.4 砂芯的排气124.5 砂型负数13第五章 浇注系统设计135.1 选择浇注系统135.2 铸件在内浇道上的位置135.3 直浇道的位置和高度145.4 计算浇注时间并核算金属上升速度155.5 内浇道的截面积计算165.6 各浇道的比例关系175.7 计算横浇道截面积175.8 计算直浇道截面积185.9 浇口窝设计185.10 冒口设计195.11 冷铁设计195.12 浇口杯的设计19第六章 铸造工艺装备设计196.1 模样设计206.2 芯盒设计206.3 模板设计2
3、06.4砂箱设计21总结22参考文献23铸造工艺图（附）23第一章 绪论铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法，将液态合金注人预先制备好的铸型中使之冷却、凝固，而获得毛坯或零件，这种制造过程称为铸造生产，简称铸造，所铸出的产品称为铸件。大多数铸件作为毛坯，需要经过机械加工后才能成为各种机器零件；有的铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件直接使用。铸造是机械制造工业毛坯和零件的主要供应者，在国民经济中占有极其重要的地位。铸件在机械产品中所占的比例大，如内燃机关键零件(八九种)都是铸件，占总质量7090，汽车中铸件质量占19(轿车)  23(卡车)；
4、机床、拖拉机、液压泵、阀和通用机械中铸件质量占6580；农业机械中铸件质量占4070。矿冶(钢、铁、非铁合金)、能源(火、水、核电等)、海洋和航空航天等工业的重、大、难装备中铸件都占很大的比重和起重要的作用。在日新月异的世界里，铸造是最广泛应用的金属加工技术。当今发达的工业国，铸造生产已走向机械化、自动化、计算机控制、机器入操作的时代，以生产更高品质的金属零件满足各方面的需求，作为一个最基础的行业，它所生产出来的东西为各个行业，各类产品所应用，天上地上处处可见。大到飞机、火车、汽车、舰船、电冰箱、电饭锅、缝纫机小到锁头、皮带扣、拉链扣几乎无处不在，它们中许许多多零件是铸造出来的。ZG270-5
5、00应用广泛，主要用于制作飞轮、车辆车钩、水压机工作缸、机架、蒸气锤气缸、轴承座、连杆、箱体、曲拐等零件。第二章 铸造工艺方案的确定2.1 零件结构工艺性分析2.1.1 零件基本信息零件名称 支座零件材料 ZG270-500。生产条件 大批量生产。技术要求 1.铸件重量5.6Kg，重量偏差小于0.1kg； 2.不允许有超标的外观和内部缺陷； 3.未注拔模斜度为2°； 4.未注圆角半径为3mm； 5.硬度230270HB。铸钢特性 中碳铸钢，有一定的韧性及塑性，强度和硬度较高，切削性良好焊接性尚可，铸造性能比低碳钢差。应用广泛，主要用于制作飞轮、车辆车钩、水压机工作缸、机架、蒸
6、气锤气缸、轴承座、连杆、箱体、曲拐等。成分CSiSPMn含量（%）0.400.500.900.040.042.1.2 零件分析通过solidworks三维制图，零件三维实体造型图如下：零件分析： 该零件由200x120x30的长方体和90的空心圆柱体构成，长方体上的孔大小为2x12，圆柱体与长方体上的通孔为50。由图可知支座受摩擦力的影响，50和90面的粗糙度要求最小，所以零件应具有高的硬度，耐磨性及一定的塑形。铸造时由于零件厚薄差别大所以容易由于应力过大造成开裂，此外还需保证50与90的表面粗糙度。所以ZG500-700支座铸造生产时要从降低应力和防止加沙、结疤两方面进行方案与工艺的选择。2
7、.2 造型方法与铸型种类的选择2.2.1造型方法选择在铸造生产中有机器造型和手工造型两种铸型制备方法。通常根据铸件的结构特点、尺寸大小、生产数量、技术要求、交货期限和生产条件等因素来确定铸型制备方法。（1） 手工造型 适用于小批量生产，手工造型方法很多，即使同一铸件，也可采用不同的造型方法。尽管手工造型方法多种多样，但基本要求是一样的，即模样能够从砂型中顺利起出；铸件的加工面尽量朝下或者放在垂直面上；模样和交道口边缘必须与砂箱保持一定距离（吃砂量），以便均匀舂实型砂，且防止因铸件各部分温差过大而产生铸造缺陷。（2） 机器造型 用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序称机器造型。机器造型生产效
8、率高，改善劳动条件，对环境污染小。机器造型铸件的尺寸精度和表面质量高，加工余量小。但设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长，适用于中、小型铸件成批或大批量生产。（3） 方法选择 由零件图可知本次铸造为简单结构的小件大批量生产。选用砂型铸造生产率低，铸件尺寸、质量难以保证，劳动强度大等不足之处，所以此次造型方法选用机器造型。2.2.2 造型材料支座的轮廓尺寸为200mmx120mmx120mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要大批量生产。采用湿型粘土砂造型灵活性大，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，还可延长砂箱使用寿命。因此，
9、采用湿型粘土砂机器造型。2.3 砂芯种类与制芯方法的选择2.3.1 砂芯种类的选择在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。2.3.2 制芯方法的选择根据生产要求和技术要求，选择使用射芯工艺生产砂芯。采用热芯盒制芯工艺热芯盒法制芯，是用液态固性树脂粘结剂和催化剂制成的一种芯砂，填入加热到一定的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短的时间内硬化。而且只要砂芯表层有数毫米的硬壳即可自芯取出，中心部分的砂芯
10、利用余热可自行硬化，可提高造芯效率。2.4 制芯机的选择本次制芯机的选择为Z86系列射芯机其为垂直分型射制砂芯及外形。整机结构主要由四大零部件组成。射芯机是采用覆膜砂制芯，适用于热芯盒和冷芯盒两种。射芯机的特点是应用两根导柱，开合模垂直分型，同时安装两副不同的模具，中间固定架可以双面安装定模，左右开合模（相当于双模架）。射芯机广泛应用于铸造行业中，用射芯机制造的型芯尺寸精确，表面光洁。射芯机工作原理是将以液态或固态热固性树脂为粘结剂的芯砂混合料射入加热后的芯盒内，砂芯在芯盒内预热很快硬化到一定厚度（约为510 mm) 将之取出，形成表面光滑、尺寸精确的优质砂芯成品。2.5 浇注位置和分型面确定
11、2.5.1 分型面确定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。而选择分型面应遵循以下原则：（1） 应使铸件全部或大部分置于同一半型内；（2） 应经量减少分型面数量，最好只有一个分型面；（3） 应尽量选用平直面作分型面，少用曲面，以简化制模和造型工艺；（4） 应尽量是型腔和主要型芯处于下型，以便于造型，下芯，合型及检验型腔尺寸。但下型的型腔也不易过深，并力求避免吊芯和吊砂；（5） 尽量少用型芯和活块数量，以简化造型，制模，合型工序；（6） 分型面的选择要减少铸件清理和机械加工量；（7） 分型面悬着不能影响零件的结构性能。通过对零件的分析有以下2
12、种分型方式:方案一特点：铸件位于下砂箱内提高充型能力，不易产生浇不足、冷隔缺陷，铸件内壁不易产生夹砂、气孔缺陷，同时，铸件位于下砂箱，浇筑时不易发生错型。方案二特点：型芯安放方便，下部铸件充型好，不易产生缺陷。结合生产要求和方案特点本次选用方案一为最终分型面，方案一分型面的选择，不仅使浇注方便，利于机械化，而且更容易满足技术要求，使铸造完成后毛边、飞翅位于长方体周围，便于清理。方案二分型面的选择，容易使铸件产生冷隔、浇不足缺陷，而且铸件质量无法保证，铸造完成后，清理较麻烦。所以选择方案一。2.5.2 浇注位置的选择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。确定浇注位置是铸造工艺设计中
13、重要的环节，关系到铸件的内在质量，铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易程度。浇注未知的选择应遵循以下原则：（1） 铸件的重要部分应尽量置于下部；（2） 重要加工面应朝下或直立状态；（3） 使铸件的重要平面朝下，避免夹砂结疤和其它内缺陷；（4） 应保证铸件能充满；（5） 应有利于铸件的补缩；初步对支座分析，确定的浇注位置有以下两种：对于方案一的分析如下：（1） 铸件双冒口，利于铸件的充型与补缩，不易产生浇不到、缩孔；（2） 冒口增加了金属液的用量，使铸造成本增加；（3） 金属液从直冒口直接冲击铸型表面，容易造成铸件下部夹砂。对于方案二的分析如下：（1） 铸件采用单冒口，使铸件容易产生浇不足缺陷；（
14、2） 金属液不直接冲击铸型，铸件不易产生夹砂缺陷。通过比较方案二更为合适作为浇注位置，方案一虽然利于充型，但金属液直接冲击砂型，且增大清理难度，容易产生夹砂缺陷；方案二金属液入型较缓，有利于大批量铸造生产。第三章 铸造工艺参数的确定 铸造工艺设计参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据，这些工艺数据一般都与模样及芯盒尺寸有关，及与铸件的精度有密切关系，同时也与造型、制芯、下芯及合箱的工艺过程有关。这些工艺数据主要是指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、最小铸出孔、型芯头尺寸、铸造圆角等。工艺参数选取的准确、合适，才能保证铸件尺寸精确，使造型、制芯、下芯及合箱方便，提高生产率，降低成本。3.1 机械加工余量机械加工余量是铸件为了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。支座为砂型铸造机器造型大批量生产，由铸造工艺设计查表1-13得：支座的加工余量为EG级，取G级。支座的轮廓尺寸为200x120x120mm，由铸造工艺设计查表1-12得：支座加工余量数值为2.8mm，取3mm。3.2 铸造尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许的极限尺寸之差。在两个允许极限尺寸之内，铸件可满足机械加工，装配，和使用要</p>
