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1、湖 南 科 技 大 学课 程 设 计课程设计名称: 圆形支座铸造工艺设计 学 生 姓 名: 学 院: 专业及班级: 学 号: 指导 教师: 年 月 日铸造工艺课程设计任务书 一、 任务与要求1完成产品零件图、铸件铸造工艺图各一张,铸造工艺图需要三维建模(完成3D图)。2完成芯盒装配图一张。3完成铸型装配图一张。4. 编写设计说明书一份(1520页),并将任务书及任务图放置首页。二、 设计内容为2周1. 绘制产品零件图、铸造工艺图及工艺图的3D图(2天)。2. 铸造工艺方案设计:确定浇注位置及分型面,确定加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率,确定型芯、芯头间隙尺寸。(1天)。3. 绘制芯盒装配图
2、(1天)。4. 绘制铸型装配图、即合箱图(包括流道计算共2天)。5. 编制设计说明书(4天)。三、主要参考资料1. 张亮峰,材料成形技术基础M,高等教育出版社,2011.2. 丁根宝,铸造工艺学 上册 M ,机械工业出版社,1985.3. 铸造手册编委会,铸造手册:第五卷M ,机械工业出版社,1996.4. 沈其文, 材料成形工艺基础(第三版)M,华中科技大学出版社,2003.摘 要 支座是支撑零部件的载体其主要承受了轴向的压缩作用的机械零件。在日常生产中对支座的选用异常广泛,因为它具有经济型良好、结构稳定性好、结构简单美观实用等特点。本文主要分析了支座的结构,并根据其结构特点确定了铸造工艺,
3、确定了支座的铸造工艺过程,绘制了芯盒装配图,铸造装配图等。关键词:圆形支座;砂型铸造;铸造工艺设计;装配图目 录一、造型材料选择1. 铸造合金的选用12. 造型和造芯材料1二、浇注位置及分型面的确定2三、铸造工艺参数设计1.加工余量的选择52.铸件孔是否铸出的确定53.起模斜度的确定54.铸造圆角的确定65. 铸造收缩率的确定76反变形量8四、造型方法的设计8五、木模的设计10六、浇注系统的设计1.浇口杯122浇注系统的尺寸12七、冒口的设计14八、铸型装配图设计15心得体会17参考文献1819一、造型材料选择1. 铸造合金的选用灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨
4、对基体的割裂严重,在石墨尖角处易造成应力集中,使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢,但抗压强度与钢相当,也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时,基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响,铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大,强度和硬度最低,故应用较少;珠光体基体灰铸铁的石墨片细小,有较高的强度和硬度,主要用来制造较重要铸件;铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大,性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。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、在铸造过程中,应选用的金属材料种类是灰铸铁,因为此铸件结构基本为左右对称,最大截面为地
5、面,因此可以采用整体造型进行铸造。灰铸铁的流动性好,易浇注,且收缩率最小。并随含碳量的增加而减少,使铸件易于切削加工。铸铁材料还可以减少噪音。在浇注时,浇注温度为1200-1380。采用砂型铸造方法,操作简便,工艺性好,提高了工作效率。灰铸铁材料抗压能力强,保证了铸件的使用性能。因为支座是指用以支承容器或设备的重量,并使其固定于一定位置的支承部件。还要承受操作时的振动与地震载荷,而且此铸件为290120mm的灰铸铁,其型号应为HT250。2. 造型和造芯材料由于本次课程设计的铸件是中等批量生产,所以造型和造芯的方法应采用灵活多样,适应性强的手工造型。但它有生产率低,劳动强度大,铸件质量不易稳定
6、的缺点。造型方法可选用砂箱造型,其操作方便,无论是大、中、小型铸件,还是大量、成批和单件生产均可采用。型砂选择:铸铁用的型砂和泥心砂,其主要的组成部分是石英砂和耐火粘土。作为造型材料的沙子性质,由砂粒形状和大小,氧化硅的含量,以及沙子中存在的各种混合物来确定。该铸件型砂选用瘦沙(粘土含量2-10%)来代替石英砂。在湿模造型时,小型和中小型铸铁件泥心砂可以采用小颗粒的半肥沙(粘土含量10-20%)作为附加物加入石英砂中。加入的耐火粘土,其工艺试样的抗压强度应为0.5-0.6kg/mm2。耐火粘土应该是白色或者淡灰色的,不应有可被肉眼看出的混杂物,如砂子、矿石、石灰等。碎粘土所含水分不应超过2%。
7、(铸件材料是铸铁时,制造湿砂型的粘土砂所用粘土为膨润土,湿抗压强度一般为80-120kPa。含水量为4.5-5.5,透气性为60-100,型砂配比70/140目占33,100/200目占17%, 红砂占50%。芯砂选择油砂或水玻璃砂。)造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯,前者用于造各种形状、尺寸和批量的砂芯,后者用于造单件小批量生产,形状简单或回转体砂芯。二、浇注位置及分型面的确定分型面是指上、下砂型的接触面或铸造模样的分合面,分型面的选择应在保证质量前提下,尽量简化工艺过程,节省人力物力。对于零件质量要求不高、外形复杂且批量不大的支撑台铸件,为简化工艺操作,可优先考虑分型面,并找出零件的可分
8、型方案。选择分型面时应注意一下原则:1) 应使铸件全部或大部分置于同一半型内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、合箱和检测5) 不使砂箱过高6) 受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7) 注意减轻铸件清理和机械加工量该零件可能的分型方案有三种。a) 以支架的底面为分型面(如图2-1所示) 图2-1b)以凸台为分型面(如图2-2所示) 图2-2c)以对称中心线为分型面(如图2-3所示)图2-3分析比较各方案的特点并确定方案1)以支架的底面为分型面这种分型方法只需外加一活块造型,其分型面数量不仅少而且铸件全部放在下型,既便于型芯安放和检验,又可以使上型高度减低
9、而便于合箱和检验壁厚, 还有利于起模及翻箱操作。而且底面可以向下放,以保证其表面粗糙度,分型面为底面时便于起模。2)以凸台为分型面 不利于起模及翻箱操作。3)以对称中心线为分型面需采用两箱造型造型复杂,容易造成错箱,从而影响铸件精度。三、铸造工艺参数设计 确定铸造工艺参数必须以零件尺寸为依据,零件的详细尺寸如图3-1所示。 图3-1 零件图1. 加工余量的选择该支座为单件、小批量生产,可采用手工造型和造芯。由材料成形技术基础P54表1.10查得尺寸公差等级CT应为13-15级,选13级,加工余量等级为MA为F-H,应选G。由课程设计题目知基本尺寸290mm,查材料成形技术基础第三版P56表1.
10、13与尺寸公差配套使用的灰铸铁机械加工余量,并由确定加工余量中“顶面(相对于浇注位置)的加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用”的规定查得,顶面加工余量应按照CT14级、MA-H级;底面、侧面的加工余量为CT13级、MA-G级。则顶面的加工余量取5mm,底面和侧面的加工余量取3.5mm。所以顶面的加工余量取5mm,底面和侧面的加工余量取3.5mm。加工余量如图3-2所示。图3-2 加工余量图2.铸件孔是否铸出的确定因为该铸件材料是HT250,单件、小批量生产,孔径15mm,但是查得铸件的最小铸出孔直径是30mm-50mm,则该六个孔没必要铸出。所以该孔径为15mm的六个孔没必要铸出。3
11、.起模斜度的确定根据标准铸件模样起模斜度中的规定,该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式如图3-3:图 3-3 起模斜度用手工方法加工模具时用宽度标注,该铸件模具是木模,高度120mm,由材料成形技术基础P57表1.14砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度查得外表面起模斜度2mm,内表面起模斜度6mm。所以内表面起模斜度6mm,外表面起模斜度2mm。4. 铸造圆角的确定根据铸件的圆角确定铸造圆角,如图3-4,在做木模时外铸造圆角设为2mm,内铸造圆角设为4mm。 图3-4 零件剖面图5. 铸造收缩率的确定该铸件材料为灰铸铁,由材料成形技术基础P57知灰铸铁的铸造收缩率为0.7%-1.0%,该铸件选1.0%,则制造尺寸放大一个线收缩率。所以铸造收缩率1.0%。综上所述考虑到铸件的加工余量、收缩量、拔模斜度、铸