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1、1铸造工艺课程设计铸造工艺课程设计设计说明书设计说明书设计题目设计题目底部连接器铸造工艺设计姓姓 名名周祥永学学 号号0303040212指导教师指导教师刘兴成成 绩绩完成日期完成日期2007-1-5黑龙江科技学院材料成型与控制教研室2底部连接器铸造工艺设计底部连接器铸造工艺设计摘要：底部连接器为回转体铸件，没有大的平面，也没有较厚的部位，并且是用球墨铸铁浇注而成，因此在设计过程中相对较为简单，加上已经对其要求了加工余量以及拔模斜度等要求，减少了一些计算量，但针对球墨铸铁的膨胀应力问题，还是应该注意的，以确保砂型的强度符合要求。加上需要加砂芯造型，两个端面的直径相差较大，对于砂芯的制作要多加考
2、虑，以达到既满足性能要求，又不浪费材料的目的。造型应用机械造型，可提高砂型强度和工作效率。关键词：工艺 砂芯 浇注系统3目 录摘要-2一、工艺方案的确定1零件的技术条件和结构工艺性分析-52选择铸造及造型方法-53、确定浇注位置和分型面-6二、选用工艺参数-6三、砂芯的设计1、下端面砂芯的设计-62、上端砂芯的设计-73、压环、防压环和集砂槽的设计-74、芯头承压面面积验算-8四、浇注系统设计-9五、冷铁的设计1、计算各端面的模数-132、计算冷铁的表面积-13六、铸件工艺出品率的校核- 14结束语-15参考文献- -164设计内容：一、工艺方案的确定1、零件的技术条件和结构工艺性分析此为底部
3、连接器零件，在上下端面需要加工，有粗糙度要求，其余表面没有加工要求，为回旋体、中空，中间部位为薄壁。图 1（底部连接器主视图）2、选择铸造及造型方法此件是 QT500-7 材质的压力元件，整个件没有大的平面，模数为0.6，略微大于普通湿砂型模数要求，但此为球墨铸铁薄件，对砂型应力要求不太高，通过采用机械造型等现代化方法可以提高一定的砂型强度，因此采用湿型铸造就可以满足铸件质量的要求，且因此可以得到高的生产率，生产灵活性大，生产周期短等优点，结合现代化的砂处理设备，还可以得到好的坚实度和起模性等，5因此综合考虑，选用湿型铸造，型砂采用普通硅砂和粘土。这样既可以用机械化大批量生产，也可以进行手工小
4、批量生产。3、确定浇注位置和分型面由于底部连接器为回转体结构，并且结构简单，采用从回转体直径处分型，应用上、下箱两箱造型即可以造型，(见后图 4)而且方法简单、易操作，在中间加入砂芯，可以很好的配合尺寸。浇注时采用中间注入式浇注系统，在分型面上浇注，横浇道各放置在两个端面一个，以得到很好的补缩，防止产生浇不足，及冷隔等缺陷的产生。二、选用工艺参数1、铸件尺寸公差：已知此件为球墨铸铁件，采用手工或机械造型，因此查表可得铸件尺寸公差为：1113H，选用其 12H。2、拔模斜度：铸件采用机械造型，原始图要求其拔模斜度为：23、加工余量：此铸件只有两个加工面，原始图要求留有 5mm 余量4、铸件收缩率
5、：因为是球墨铸件，没有明显受阻现象，所以查表得铸件收缩率可以看为 1，即没有收缩。三、砂芯的设计1、下端面砂芯的设计：如图 1 所示，砂芯轴端 D1=203mm L=190mm 查表如下图：6由于此铸件的砂芯是回转体，是完全对衬结构，所以砂芯采用后一圆形结构即可。l=6080mm 取 70mm S1=1.5mm S2=2.0mm S3=3.0mm2、上端砂芯的设计： 砂芯轴端直径 D2=400mm300mm L=190mm 同理查表可得砂芯斜度及间隙如下：l=7090mm 取 80mm S1=1.5mm S2=2.0mm S3=3.0mm3、压环、防压环和集砂槽的设计：4、芯头承压面面积验算图
6、 2图 37（1）计算砂芯所受的重力及浮力G=G1+G2 （N） 式中 G砂芯重力（N） ； G1芯砂重力（N） ；G2芯骨重力（N） 。 F=/4（D12D22）hpg （N）式中 F砂芯所受浮力（N） ；D1砂芯直径（m） ；D2下芯头直径（m） ；h砂芯受浮力作用的高度（m） ；g重力加速度（m/s2） ；p金属液体密度(kg/m3) 。因为结构简单，且有芯头作为支承，所以没有芯骨。芯砂密度取 1.7 g/cm3 金属液密度取 7 g/cm3 重力加速度取 9.8 m/s2 砂芯的体积：V=(20.3/2)2(19-9.85)+1/3(203-10.153)+ 710.152+8202=
7、22562.67cm3G=pvg=1.722562.679.8=375.89408NF = /4839.979(31.35+6)+10.15(19-89.85)(26+10.15)1.79.8=586.2298NP=(F-G)/2=(586229.8-375894.08)/2=105.16786N（2）芯头承压面积的核算： S kF 芯压式中 F芯计算的最大的浮芯力；k安全系数，k=1.31.5；铸型的许用应力。芯S1.4P/40000=1.4105.16786/40000=36.8cm2S实际=20.37+408=1451.7cm2 虽然满足支承的要求，但是远大于 S，因此把上端砂芯头设计同
8、下端相同，此时 S实际=20.372=892.8 cm2 这样不仅可以满足要求，并且基本上没有增加砂芯的造型难度，因此采用这样的方式。四、浇注系统设计1、浇注系统选用类型：中间注入式浇注系统。2、浇注系统各部分尺寸：（1）确定直浇道高度由铸件高度为 520mm 查铸造手册176 页得：上砂型高度(mm)浇口杯高度(mm)平均静压头高度 Hp(mm)9400250580如下图：由 Hp=580mm 得 H=Hp+C/8=580+52/8=645mm P=C/2=260mm直浇道剩余压力角 HmLtg取 =9 L=300mm(适当放大) Hm=L tg=300tg9=47.5mm因此在上述中设定的
9、直浇道高度满足要求。（2）计算浇注时间因铸件质量为 52Kg250 Kg，且为球墨铸铁件，查铸造工艺学图 3-4-34 得： 浇注时间为 8S图410（3）上升速度：铸件壁厚为 1040mm，查铸造工艺学表 3-4-6 得：V型 min=1020mm/s-1C/ V型 min =520/20=26S8S 符合要求。（4）计算浇注系统横截面积铸件的流量系数 查铸造工艺学表 3-4-6 取 0.42计算阻流截面积 S阻：S阻=2pm gH式中 m流经阻流的金属总质量；充填型腔的总时间；充填全部型腔时，浇注系统阻流截面的流量系数；充填型腔时的平均计算压力头pH化简后可得 S阻=0.31pm HS阻=
10、25211.00.31 8 0.4258cm 查铸造手册知球墨铸铁一般比例为：:1:(1.2 1.3):(1.4 1.9)SSS内横直取:1:1.3:1.7SSS内横直11211.0 1.314.3Scm横211.0 1.718.7Scm直2/25.5Scm内内2/27.15Scm横横218.7Scm直直查铸造手册199 页表 3-153 得：内浇道 横浇道 直浇道2:5.6Scm内2:7.6Scm横2:19.0Scm直（5）浇口杯的设计铸件质量为 52kg，查铸造手册277 页表 3-220 得尺寸如下(mm)：ABlHH1daRR1H2质量2001207012010301020153017
11、.5kg12五、冷铁的设计因为底部连接器的上下端面厚度比中间要厚得多，因此为了不出现浇不足、冷隔等现象的发生，因此要在上下端面加冷铁。1、计算各端面的模数：中间部位可看作是平板件，因此 M0=1.2/2=0.6cm上下端面由于各个面均可以散热，因此看作是杆件连接：6.0 3.0/16.0 23.0 2MA L 上7.0 3.5/1.2377.0 23.5 2 1.2MA L 下2、计算冷铁的表面积：1010() 2cV MMAM M因为冷铁的表面积可表达为：外圆面积内圆面积因此可计算为：=1010() 2cV MMAM M22()4Rr13上端面的冷铁为：22 22(5240 ) 3 (1 0
12、.6)(52)4 2 1 0.64r 上计算得：r上=40cm=400mm 实际生产可以满足要求。下端面的冷铁为：22 22(34.320.3 ) 3.5 (1.2370.6)(34.3)4 2 1.237 0.64r 下计算得：r下=5.3cm=53mm 不满足要求，因此考虑两端面加冷铁22 22(34.320.3 ) 3.5 (1.2370.6)(34.3)4 2 1.237 0.6 24r 下计算得：r下=24.5cm=245mm 满足设计生产要求。六、铸件工艺出品率的校核100%123原始铸件质量铸件工艺出品率=铸件质量m+冒口总质量m+浇注系统总质量mm1=原始铸件质量+加工余量质量
13、= 222252524034.320.37 0.5 /1000525.1=57.1kg4 319 587.6 195.6 90712252.812.2528mgkg100%59.87%52铸件工艺出品率=57. 1+17. 5+12. 2528查表要求出品率为:54%62%，因此符合要求。14结束语结束语砂型铸造中，合金熔炼和砂型的设计工艺是保证铸件质量的技术基础，工艺工装设计是实现优质高产的必要技术手段。铸造工艺及工装设计综合了铸造原理、工艺、铸造合金熔炼、造型材料等多方面的知识，是铸造技术人员必须掌握的基本技能。做好工艺设计是进行学以致用的极好锻炼，对提高知识的综合运用能力有积极的意义，同时锻炼了我们分析和解决铸件质量问题的能力，通过这次课程设计，我们对铸造工艺这门
