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1、毛坯工艺设计 内容与要求毛坯设计任务 先绘制零件图 10分 张（交贾） 1.绘制铸件工艺图 20分 张 （或： 绘制自由锻件图 10分 张 自由锻件工艺卡 10分 张）2.编写毛坯工艺设计说明书 25分 份 抽查答辩（每班3个） 注意：毛坯工艺设计说明书封皮注明铸件或自由锻件 设计要求设计要求1 .1 .设计图要正确、完整，文字简明；设计图要正确、完整，文字简明；2 .2 .不准交换题目不准交换题目 ；3 .3 .允许讨论，但独立完成，杜绝抄袭允许讨论，但独立完成，杜绝抄袭 ，否则都不及格；，否则都不及格； 4 .4 .学会查阅相关资料学会查阅相关资料 ：教材，张万昌的教材，张万昌的热加工工艺
2、基础热加工工艺基础，自由锻件设计手册自由锻件设计手册，铸造工艺设计手册铸造工艺设计手册铸造工艺设计评分细则铸造工艺设计评分细则1 1、铸造工艺图（、铸造工艺图（2020分）分） 1）浇注位置与分型面）浇注位置与分型面5分分 2）加工余量、拔模斜度、）加工余量、拔模斜度、 收缩率和铸造圆角收缩率和铸造圆角5分分 3）型芯、冷铁和芯头确定）型芯、冷铁和芯头确定 5分分 4）浇注系统（冒口）浇注系统（冒口） 5分分 注意：注意：1 1）、）、2 2）、）、4 4）项用红笔！）项用红笔！2 2、 铸造工艺说明书铸造工艺说明书 （2525分）分） 内容：内容：2020分（各项分配同上）分（各项分配同上）
3、 注意：说明书设计格式有分注意：说明书设计格式有分 自由锻件自由锻件工艺设计评分标准工艺设计评分标准 1 1、自由锻件工艺图、自由锻件工艺图 （1010分）分） 1 1）自由锻件）自由锻件加工余量、余块、公差加工余量、余块、公差 6 6分分 2 2）自由锻件图规范）自由锻件图规范 4 4分分 2、自由、自由锻造工艺卡：先下料（有尺寸）锻造工艺卡：先下料（有尺寸） （10分）分） 3、说明书说明书 （2020分）分） 1）自由锻件锻件加工余量、余块、公差加工余量、余块、公差 ： 6 6分分 2）自由毛坯重量、尺寸的计算毛坯重量、尺寸的计算： 1010分分 3）自由变形步骤、温度和冷却：变形步骤、
4、温度和冷却： 4分分注意：设计格式分注意：设计格式分 铸造工艺图铸造工艺图 2020分分注意：注意：“铸件工艺图铸件工艺图”要保留原零件图全部信息要保留原零件图全部信息或：或：自由锻件图锻造工艺卡自由锻件图锻造工艺卡 2020分分毛坯说明书封面要求毛坯说明书封面要求设计题目：设计题目：“零件名称零件名称”砂型铸造工艺设计说明砂型铸造工艺设计说明 或自由锻工艺设计说明或自由锻工艺设计说明班级：班级：0810814 4设计人学号：设计人学号：？设计人姓名：设计人姓名：？指导教师：指导教师： 张锁梅张锁梅 贾志新贾志新说明书内容包括：说明书内容包括：(25(25分分) )铸造工艺设计方案确定依据或参
5、数选择的依据铸造工艺设计方案确定依据或参数选择的依据 铸造工艺图中各项的依据，如：铸造工艺图中各项的依据，如： 浇注位置和分型面（至少浇注位置和分型面（至少2种对比）、种对比）、 型芯和芯头确定、型芯和芯头确定、 工艺参数和浇注系统（冒口）工艺参数和浇注系统（冒口） 。 自由锻件工步确定依据或参数选择及自由锻件工步确定依据或参数选择及工艺卡中各项工艺卡中各项 的依据，如：的依据，如： 自由锻件机加工余量、余块、公差的选择；自由锻件机加工余量、余块、公差的选择； 毛坯重量和尺寸计算、毛坯重量和尺寸计算、 锻造工序、加热温度、冷却方式等。锻造工序、加热温度、冷却方式等。 铸造工艺设计铸造工艺设计根
6、据零件结构、技术要求做砂型铸造工艺设计。铸造工艺图上标出：铸造工艺图上标出：1、浇注位置和分型面； 2、各种工艺参数； 3、芯头和浇注系统的尺寸和位置； 4、布置冒口和冷铁的尺寸和位置； ； 将这些用红和兰线表达和标注在零件图上。常用铸造工艺符号常用铸造工艺符号1、浇注位置、分型面符号：浇注位置、分型面符号：用红线和箭头表示用红线和箭头表示。2、机械加工余量和起模斜度：机械加工余量和起模斜度：用红线划出轮廓用红线划出轮廓，加工余加工余量值、起模斜度用数字表示。量值、起模斜度用数字表示。3、不铸孔和槽：不铸孔和槽：用红用红“X X”表示表示，剖面处涂以红色剖面处涂以红色4、型型 芯：芯：用蓝线划
7、出，并注明尺寸，用蓝线划出，并注明尺寸，型芯应按下芯顺序编号型芯应按下芯顺序编号 5、浇注系统：用红线绘出，并注明主要尺寸用红线绘出，并注明主要尺寸 6、冷铁 ：用绿色或蓝色绘出，注明“冷铁 ”注意：“铸造工艺图”要彩打！ 绘制工艺图步骤 1选择浇注位置 1）重要加工面或要求高的面，置于铸型下部或侧立；2）将大平面朝下，以免出现气孔和夹砂。3）大面积薄壁件，将薄壁放在下部或处于侧立。选择分型面1）将重要加工面或大部分加工或加工基准面置于同一砂箱以保证尺寸精度。2）方便起模和简化造型工序。 -减少分型面和活块的数目； -尽可能采用平直分型面；3）尽可能减少芯子数目。4）分型面位置应便于下芯、扣箱
8、及检查型腔。）确定铸造工艺参数1）机械加工余量和铸出孔所有标注粗糙度的表面均需机加工。机加工余量随铸件大小、材质及加工面在铸型中的位置而变。如：铸钢加工余量比铸铁大；有色合金加工余 量要小些；铸铁中灰铸铁的加工余量较可锻和球墨铸铁的小。通常，我们查表定如下表：注：1） 公称尺寸是指两个相对加工面之间的最大距离，或 从基准面或中心线到加工面之间的距离。2）不带括号值为手工造型手工造型。铸件尺寸愈大，机械加工余量 也随之加大；上表面比底面和侧面易产生缺陷，故加工 余量大。3）较大的孔和槽应铸出。铸铁：30mm；铸钢：50mm 2）拔模斜度： 拔模斜度随垂直壁高度增加而减小； 外壁的拔模斜度也小于内
9、壁的。 一般拔模斜度在0.5-5之间。3）铸造圆角： 铸件壁和壁之间应圆弧过渡。 圆角半径：相交两壁平均厚度的1/31/2。4）铸造收缩率 （1）浇注到铸型的金属液，随温度降低发生冷却、凝固 及各部分尺寸的缩减。产生铸造收缩率。 （2）根据收缩率大小将模型或芯盒放大，保证尺寸要求。 （3）铸造合金收缩率随铸造合金种类、成分而改变。 通常：灰铸铁为0.71.0%； 铸钢为 1.52.0%； 有色的为1.01.5%。芯头设计1）按芯头位置分垂直和水平两类。2）立芯头的高度主要取决于直径大小，范围为15150mm； 高度较小而粗的芯子可以省去上芯头； 细长高芯子应有上、下芯头，且下面芯头的斜度小一点
10、、高度大一点（3）水平芯头长度随型芯长度和芯头直径的增大而增加， 芯头与芯座间留14mm间隙，以便下芯和合箱。 注注意意：无论是水平、还是垂直芯头，当其数量不止一个时，若排成一条直线只留两个芯头；若排成一个平面要留三个芯头，且选择对称性好的三个。 至于芯头的斜度、间隙、和定位等可查铸造工艺设计手册。浇注系统设计 浇注系统分类 A A、按内浇道位置：顶注式、中注式、底注式及按内浇道位置：顶注式、中注式、底注式及 阶梯式阶梯式 1）顶注式 优点：容易实现顺序凝固和补缩； 缺点：金属液对铸型冲击大，易产生飞溅、氧化和卷 入空气。 适合高度不大、形状简单、薄壁或中等壁厚铸件。2）中注式 横浇道和内浇道
11、均开设在分型面上，易于操作，并便于控制金属液的流量分布和铸型热分布。 用于重量中等、高度不大和壁厚也中等的件。3）底注式 优点：金属液充型平稳、无飞溅、型腔中气体 易于排出，且挡渣效果好。 缺点：不能利用金属液自重补缩。 多用于易氧化合金。4）阶梯式 兼有底注式和顶注式优点，缺点是结构较复杂、 增加造型和清理难度。 用于高度大、复杂或要求高的件。B、按最小截面位置：封闭式、开放式和 封闭开放式1 1）封闭式）封闭式 内浇道总截面积最小即： F直F横F内 一般比例：一般比例： F直直：F横横：FF内内 =1.15:1.1:1=1.15:1.1:1 优点：挡渣能力好；防止浇注卷入气体；易清理。 缺
12、点：金属液进入铸型流速高、易喷溅、冲砂和造 成金属氧化。 用于铸铁件。2 2）开放式）开放式 最小截面在直浇道：即F直F横F阻F内 兼有封闭和开放式浇注系统优点，应用也广泛。内浇道设计原则1）内浇道位置、数目应符合所选凝固方式： 顺序凝固开在厚壁；同时凝固则应开在薄壁。2）内浇道位置应避开重要部位。3）内浇道位置能顺型壁注入金属液， 不直接冲刷芯子、铸型、冷铁和芯撑。4）内浇道截面尽量薄、且在铸件易清理部位。浇注系统设计步骤浇注系统设计步骤1）先选择浇注系统类型；2）确定内浇道位置、数目和引入方向。3）确定直浇道位置和高度。4）确定各浇道截面的比例，并计算其各 浇道组元的截面大小。最后，绘出浇
13、注系统冒口、冷铁及补贴的设计 （1）冒口设计 1）冒口设在厚壁处，以防止缩孔。 形状多用圆柱形。 2）冒口种类： 按与外界相通与否分 明冒口和暗冒口明冒口：方便出气、浮渣和观察，但它散热快。暗冒口：通常，热节不在最高处时采用暗冒口。3）按冒口位置分为顶冒口和侧冒口 顶冒口：补缩能力较强。设计冒口注意： 1）冒口尺寸足够大，保证冒口中有足够金属液；2）冒口数目据每个冒口有效补缩距离和要补部位而定。3）通过加冷铁或补贴来增大冒口有效补缩距离 （2）冷铁 用铸铁、钢或铜等制成，因其冷速快可以 调节铸件的凝固方式：顺序或同时凝固。（3）补贴在垂直壁与冒口根部增加一个楔形，使壁厚朝冒口方向张开，形成大的
14、温度梯度，以消除缩孔和缩松。自由锻件工艺设计1绘制锻件图（独立于说明书和锻造工艺卡）在锻件图上表示出 (1)敷料（余块）； (2)尺寸公差； (3)机加工余量。 自由锻件图：机加工余量、余块及公差表示方法自由锻件图：机加工余量、余块及公差表示方法齿轮坯零件图和锻件图齿轮坯零件图和锻件图2写说明书1 1）锻件）锻件加工余量、余块、公差的确定；加工余量、余块、公差的确定；2）毛坯重量、尺寸的计算）毛坯重量、尺寸的计算； 3）变形步骤、温度和冷却。）变形步骤、温度和冷却。坯料重量和尺寸计算 (1）重量： G坯=G锻+ G锻损= G锻+ G锻烧+ G锻芯+ G锻切 (2）尺寸： y钢锭 2.5-3.0 y钢型材 1.3-1.51.轴类件计算：D计y1/2 X Dmax y钢型材 1.3-1.5 L=? 2. 饼块类件计算：D计0.8 X V1/3坯 y钢型材 1.3-1.5 L=?3编工艺卡（不含锻件图，只一张）内容：1）自由锻件名称2）坯料重量和尺寸3）加热温度和次数4）自由变形工步及尺寸5）所用工具和设备
