支座铸造工艺设计

目录 摘要 第一章:零件简介 1.1零件介绍...............................................................................................................2 1.2灰铸铁...................................................................................................................2 第二章 :铸造工艺方案的确定..................................................................3 2(1支座的生产条件、结构及技术要求......................................................3 2(2支座结构的铸造工艺性..............................................................................5 2. 3造型，造芯方法的选择.................................................................6 2.4浇注位置的确定......................................................................................................7 2. 5分型面的确定........................................................................................................9 第三章:铸造工艺参数及砂芯设计.............................................................10 3. 1 工艺设计参数确定......................................................................................10 3.1.1铸件尺寸公差.............................................................................................11 3.1.2机械加工余量..............................................................................................11 3.1.3铸造收缩率.................................................................................................12 3.1.4起模斜度.......................................................................................................12 3.1.5最小铸出孔和槽........................................................................................13 3.1.6铸件在砂型内的冷却时间......................................................................14 3.1.7铸件重量公差.............................................................................................14 3.1.8工艺补正量..................................................................................................14 3.1.9分型负数......................................................................................................14 3.1.10反变形量 ..................................... ..................................... .................14 3.1.11非加工壁厚负余量................................................................................14 1 3. 2砂芯设计.........................................................................................................15 3.2.1芯头的设计......................................................................................................16 3.2.2砂芯的定位结构..............................................................................................16 3.2.3压环、防压环和集砂槽芯头结构 ...............................................................16 3.2.4芯骨设计.........................................................................................................16 3.2.5砂芯的排气....................................................................................................16 3.2.6砂芯负数.......................................................................................................16 第四章: 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 4.1浇注系...........................................................................................................17 4.1.1选择浇注系统类型......................................................................................17 4.1.2计算浇注时间并核算金属上升速度.........................................................17 4.1.3计算阻流截面积..........................................................................................17 4.1.4确定浇口比..................................................................................................18 4.1.5计算内浇道截面积......................................................................................18 4.1.6计算横浇道截面积.......................................................................................18 4.1.7计算直浇道截面积........................................................................................19 4.1.8浇口窝的设计................................................................................................20 4.1.9浇口杯的设计.................................................................................................20 4.2冒口的设计...........................................20 4.3冷铁的设计.....................................................................................................21. 4.4出气孔的设计...............................................................................................21 第五章 砂型铸造设备选用......................................................................21 5.1 造型工部设备选用.................................................................................21 5.2 制芯工部设备选用..................................................................................21 5.3 清理工部设备选用..................................................................................21 设计心得.............................................................................................................22 参考文献............................................................................................................22 2 1(1零件介绍 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。如室外的塔器还要承受风载荷。 支座的结构型式主要由容器自身的型式和支座的形状来决定，通常分为立式支座、卧式支座和球形容器支座三类。立式支座又分为悬挂式支座、支承式支座、支承式支脚，支承式支腿、裙式支座等;卧式支座分鞍式支座、圈座和支腿式支座等;球形容器支座分支柱式、裙式、半埋式和V形支承等。 1(2灰铸铁 灰铸铁的组织和性能 [组织]:可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类:铁素体基体灰铸铁;铁素体一珠光体基体灰铸铁;珠光体基体灰铸铁。 [力学性能]: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。 [其他性能]: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、低的缺口敏感性。 第二章 铸造工艺方案的确定 2(1支座的生产条件、结构及技术要求 3 , 产品生产性质——大批量生产 , 零件材质——HT250 , 零件的外型示意图如下图所示，支座的零件图如图2.2所示，支座的外形轮廓尺寸为260mm*260mm*240mm，主要壁厚30mm，最大壁厚50mm。铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。 图2.1 支座外型示意图 4 图2.2 支座零件图 2(2支座结构的铸造工艺性 零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面: 1.铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。 2.铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角 铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。 3.铸件内壁应薄于外壁 铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。 4.壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。 5.利于补缩和实现顺序凝固。 5 6.防止铸件翘曲变形。 7.避免浇注位置上有水平的大平面结构。 对于支座的铸造工艺性审查、分析如下: (1)支座质量的估算 经计算零件的V=0.25*3.14*(0.26*0.26*0.1+0.16*0.16*0.14-0.1*0.1*0.24)约为0.006236M^3.灰铸铁的密度为6.9 一箱一件质量为m=V*6900=40.58kg查《铸造技术与应用案例》PAGE172 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 5.3-2得该铸件为一中型铸件。 支座大批量生产的工艺出品率约为85%，可估计铸型中铁水总重量G G=40.58/85%?50.621kg. 支座铸件的轮廓尺寸为270mm*245mm*245mm。砂型铸造条件下该轮廓尺寸允许的最小壁厚查《铸工实用技术手册》PAGE30表2.1-1得:最小允许壁厚为4,5 mm。而设计支座的最小壁厚为39mm。符合要求。 支座设计壁厚较为均匀，只在顶部有个环形的凸台，壁厚为59mm，但该处距离较短，笔者在此用明顶冒口来补缩。 2. 3造型，造芯方法的选择 支座的轮廓尺寸为260mm*260mm*240，铸件尺寸较小，属于中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，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用木模是合理的。 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，以增加其强度及保证铸件质量。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，中心部分的砂芯利用余热可自行硬化。 6 2. 4浇注位置的确定 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及铸件缺陷控制中重要的环节，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。 初步对支座对浇注位置的确定有:方案一如图2.3、方案二图2.4 图2.3 浇注位置确定方案一示意图 7 图2.4 浇注位置确定方案二示意图 确定浇注位置应注意以下原则: 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.使铸件的答平面朝下，避免夹砂结疤内缺陷 4.应保证铸件能充满 5.应有利于铸件的补缩 6.避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验 对于方案一如图2.3进行综合分析如下: 1.铸件的内表面(如图2.3所示)为重要加工面，而该铸件较高冲击力较大，充 型不平稳，容易发生飞溅，氧化和卷入气体的现象，使铸件产生砂眼，冷豆，气 孔和夹渣等缺陷。 2.对于方案二如图2.4进行综合分析如下: 8 方案二采用底注式浇注系统是内浇道开设在型腔底部的浇注系统。其优点是金属液充型平稳，避免了金属液冲击型芯，飞溅和氧化及由此引起的铸件缺陷;型内气体易于逐渐排除，整个浇注系统充满较快。利于横浇道撇渣。 铸件的重要加工面侧面位于侧立面，比较光洁，产生气孔、非金属夹杂物等缺陷的可能性小。 综合比较，方案二更加科学可行。 2. 5分型面的确定 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。 初步对支座进行分型有:方案一，二，三如下图所示 方案一 下 上方案二 下 上 方案三 下 图2.5 分型面确定方案 而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 9 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 对方案二如图2.5进行综合分析如下: 1.铸件没有能尽可能的位于同一半型内，这样会因为合箱对准误差使铸件产生偏错。也有可能因为合箱不严在垂直面上增加铸件尺寸。 2.砂芯不能全部位于下半型内。 3.上箱难于取出模样。 对方案一如图2.5进行综合分析如下: 1.上箱难于取出模样。 对方案三如图2.5进行综合分析如下: 1.铸件位于同一半型内，这样不会因为合箱对准误差使铸件产生偏错。也不会因为合箱不严在垂直面上增加铸件尺寸。 4.砂芯全部位于下半型内。 5.上箱易于于取出模样。 此方案较之方案一与方案二更加科学可行。 第三章 铸造工艺参数及砂芯设计 3. 1 工艺设计参数确定 铸造工艺设计及铸件缺陷控制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。 3.1.1铸件尺寸公差 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，和使用要求。 10 支座为砂型铸造机器造型大批量生产，由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-5得: 支座的尺寸公差为CT8,12级，取CT9级。 支座的轮廓尺寸为260mm*260mm*240，由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-4得:支座尺寸公差数值为2.8mm。 3.1.2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《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-8得: 支座的加工余量为E,G级，取F级。 支座的轮廓尺寸为260mm*260mm*240，由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-7得: 支座加工余量数值为2.5mm.但在分型面及浇注系统设置中，不得已将重要加工面底面朝上放置，这样使其容易产生气孔、非金属夹杂物等缺陷，所以将采取适当加大加工余量的方法使其在加工后不出现缺陷。将侧面的加工余量调整为4mm，将顶面和底面的加工余量调整为5mm。如下图所示 11 3.1.3铸造收缩率 铸造收缩率又称铸件线收缩率，用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示:ε=[(L1-L2)/L1]*100, ε—铸造收缩率 L1—模样长度 L2—铸件长度 支座受阻收缩率由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-1得: ,。 取受阻收缩率为0.9 3.1.4起模斜度 为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。这个斜度，称为起模斜度。起模斜度应在铸件上没有结构斜度的，垂直于分型面的表面上应用。 初步设计的起模斜度如下: 外型模的高100的起模斜度由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-13得: 粘土砂造型外表面起模斜度为а=0?30,,a=1.4mm。 12 外型模的高140mm的起模斜度由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表3-13得: 粘土砂造型外表面起模斜度为а=0?25,,a=1.8mm。 3.1.5最小铸出孔和槽 零件上的孔、槽、台阶等，究竟是铸出来好还是靠机械加工出来好，这应该从品质及经济角度等方面考虑。一般来说，较大的孔、槽等应该铸出来，以便节约金属和加工工时，同时还可以避免铸件局部过厚所造成热节，提高铸件质量。较小的孔、槽或则铸件壁很厚则不易铸出孔，直接依靠加工反而方便。 根据支座的轮廓尺寸260mm*260mm*240由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表 3-11得: 最小铸出孔约为15-30mm 支座的孔Φ60如图3.2所示)考虑加工余量后直径为52mm，厚度为45mm。该孔直径比较大，高径比也不大，则应该铸出。 支座的孔Φ100(如图3.2所示)考虑加工余量后直径为92，厚度为40mm。该孔直径较大，高径比较大，应该铸出。 支座的孔Φ200如图3.2所示)考虑加工余量后直径为192mm，厚度为40mm。该孔直径比较大，高径比也比较大，则应该铸出。 支座的直径为Φ12和Φ6(如图3.2所示)的螺纹孔明显比最小铸出孔径小，机械加工比较经济，所以不铸出。 3.1.6铸件在砂型内的冷却时间 铸件在砂型内的冷却时间短，容易产生变形，裂纹等缺陷。为使铸件在出型时有足够的强度和韧性，铸件在砂型内应有足够的冷却时间。 支座的冷却时间由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表1-25得:冷却时间为30,60min。 3.1.7铸件重量公差 铸件重量公差是以占铸件公称重量的百分比表示的铸件重量变动的允许范围。 尺寸公差为CT9级。查表4-3《铸造技术与应用案由例》得:支座的重量公差为MT9级。得重量公差为8kg。 3.1.8工艺补正量 13 在单件小批量生产中，由于选用的缩尺与铸件的实际收缩率不符，或由于铸件产生了变形等原因，使得加工后的铸件某些部分的壁厚小于图样要求尺寸，严重时会因强度太弱而报废。因此工艺需要在铸件相应的非加工壁厚上增加层厚度称为工艺补正量。但支座在大批量生产前的小批量试产过程中将进行调整，所以设计中不考虑工艺补正量。 3.1.9分型负数 干砂型、表面烘干型以及尺寸较大的湿砂型，分型面由于烘烤，修整等原因一般都不很平整，上下型接触面很不严。为了防止浇注时炮火，合箱前需要在分型面之间垫以石棉绳、泥条等，这样在分型面处明显增加了铸件的尺寸。为了保证铸件尺寸精确，在拟定工艺时为抵掉铸件增加的尺寸而在模样上减去相应的尺寸称为分型负数。而支座是湿型且是小型铸件故不予考虑分型负数。 3.1.10反变形量 铸造较大的平板类、床身类等铸件时，由于冷却速度的不均匀性，铸件冷却后常出现变形。为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样，使其于变形量抵消，这样在模样上做出的预变形量称为反变形量。而支座没有较大平板故基本不会产生挠曲变形，所以不用设置反变形量。 3.1.11非加工壁厚负余量 在手工粘土砂造型、制芯过程中，为了取出木模，要进行敲模，木模受潮时将发生膨胀，这些情况均会使型腔尺寸扩大，从而造成非加工壁厚的增加，使铸件尺寸和重量超过公差要求。为了保证铸件尺寸的准确性，凡形成非加工壁厚的木模或芯盒内的肋板厚度尺寸应该减少，即小于图样尺寸。为减少的厚度尺寸称为非加工壁厚的负余量。支座砂芯属于机器造芯，造型属于机器造型。故不用设置非加工壁厚负余量。 3. 2砂芯设计 砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外型不能出砂的部分。砂型局部要求特殊性能的部分有时也用砂芯。 3.2.1芯头的设计 砂芯主要靠芯头固定在砂型上。对于垂直芯头为了保证其轴线垂直、牢固地 14 固定在砂型上，必须有足够的芯头尺寸。 根据实际设计量取计算砂芯高度: L=305mm 砂芯直径: (A+B)/2=(200+240)/2=220mm 芯头长度初步选取由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查PAGE表4-1得:h=25,30mm 取h=35mm 芯头间隙初步选取由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表4-5得:s=0.8mm 3.2.2砂芯的定位结构 砂芯要求定位准确，不允许沿芯头轴向移动或绕芯头轴线转动。对于形状不 对称的砂芯，为了定位准确，需要做出定位芯头。定位芯头结构如图3.4经查表4-5得取S=0.8,h1=20,h=35,上芯头的斜度取0.2,下芯头斜度取0.1。 图3.4 定位芯头结构图 3.2.3压环、防压环和集砂槽芯头结构 在湿型大批量生产中，为了加速下芯、合芯及保证铸件质量，在芯头的模样上常常做出压环、防压环和集砂槽。 压环、防压环和集砂槽尺寸由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》PAGE64查表4-6得: e=4mm f=5mm r=5mm 15 3.2.4芯骨设计 为了保证砂芯在制芯、搬运、配芯和浇注过程中不开裂、不变形、不被金属液冲击折断，生产中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其刚度和强度。 因为砂芯尺寸较小，而且采用树脂砂，故砂芯强度较好，砂芯内不用放置芯骨。 3.2.5砂芯的排气 砂芯在浇注过程中，其粘结剂及砂芯中的有机物要燃烧(氧化反应)放出气体，砂芯中的残余水分受热蒸发放出气体，如果这些气体排不出型外，则要引起铸件产生气孔。 而支座的砂芯采用热芯盒造芯，故不用有意设置排气道、排气孔等排气。 3.2.6砂芯负数 大型粘土砂芯在春砂过程中砂芯向四周涨开，刷涂料以及在烘干过程中发生的变形，使砂芯四周尺寸增大。为了保证铸件尺寸准确，将芯盒的长、宽尺寸减去一定量，这个被减去的量叫做砂芯负数。 因为砂芯负数只用于大型粘土砂芯，本设计中的砂芯为小型砂芯不设计砂芯负数。 第四章 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 4.1浇注系统 16 浇注系统是铸型中引导液体金属进入型腔的通道，它由浇口杯，直浇道，横浇道和内浇道组成。 4.1.1选择浇注系统类型 浇注系统分为封闭式浇注系统，开放式浇注系统，半封闭式浇注系统和封闭-开放式浇注系统。因为封闭式浇注系统控流截面积在内浇道，浇注开始后，金属液容易充满浇注系统，呈有压流动状态。挡渣能力强，但充型速度快，冲刷力大，易产生喷溅，金属液易氧化。适用于湿型铸件小件。半封闭式浇注系统中阻流截面在内浇道上，横浇道截面积最大;浇注中，浇注系统能充满，但较封闭式浇注系统晚，具有一定的挡渣能力;适用于中型的各类灰铸铁件及球铁件。而支座就是采用湿型的铸件中件，所以选择半封闭式浇注系统。 4.1.2计算浇注时间并核算金属上升速度 根据前面计算的铸件的体积，质量小于450kg,所以由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查表5-11得:取经验系数S1=2.5则T=S?G=2.5*?50.6?15s 计算铁水液面上升速度 v=C/t=250/15=16.6mm/s 校核铁水上升速度，一般允许铁水的最小上升速度范围由《铸造实用技术手册》查表1.4-62得:上升速度v在10,20mm/s这个区间之中 所以16.6mm/s的上升速度符合实际，不必调整经验系数。 4.1.3计算阻流截面积 根据水力学近似计算公式: S阻= m/0.31μt?Hp cm? 式中 m—流经阻流的金属质量 kg t—充满行腔总时间 s μ—浇注系统阻流截面的流量系数 H—充填型腔时的平均计算压力头 cm p 取 μ=0.45，t=16.6s,ρ=0.0069 kg/cm?,Hp取45 0.5F内=18/[0.0071*9*0.5*(2*1000*20)] ?3.5cm? 4.1.4确定浇口比 半封闭式浇注系统一般取: 17 ?S直:S阻:?S横:?S内=1.6:1:1.8:1.4 4.1.5计算内浇道截面积 内浇道是控制充型速度和方向，分配金属液，调节铸件各部位的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定补缩作用。 由于设计内浇口有两个，因此S内?2.45cm?查《铸造实用技术手册》PAGE143表2.7-19 内浇道形状取梯形断面形状如图4.2 图4.2 内浇道截面示意图 梯形断面大小由《铸造实用技术手册》查表2.7-10得: a=25mm b=21mm c=11mm 4.1.6计算横浇道截面积 横浇道的功用是向内浇道分配洁净的金属液，储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓，使金属液流平稳和减少产生氧化夹杂物。 由于设计横浇口有一个，因此S横=6.3cm? 横浇道形状取梯形断面形状如图4.3 18 图4.3 横浇道截面示意图 梯形断面大小由《铸工实用技术手册》查表1.4-75得: A=22mm B=17mm H=33mm 4.1.7计算直浇道截面积 直浇道的功用是从浇口杯引导金属液向下，进入横浇道、内浇道或直接进入型腔。并提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力充型。 由于设计直浇口有一个，因此S直=3.5*1.6=5.6cm?查《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》表5-6浇口杯高度为150mm，、延长距离取100mm，横浇道长210mm，H0取605mm，上砂箱高取450mm。 直浇道形状取圆形截面形状如图4.4 19 图4.4 直浇道截面示意图 圆形断面大小由《铸造工艺设计及铸件缺陷控制》查GAGE124表2.7-7得: D=25mm 为了方便取模直浇道做成上小下大的倒圆锥形，(通常锥度取1/50)。 因此直浇道上端是直径约为: D1=25+(2/50)*150=31mm 4.1.8浇口窝的设计 浇口窝对于来自直浇道的金属有缓冲作用，能缩短直——横浇道拐弯处的紊流区，改善横浇道内的压力分布，并能浮出金属液中的气泡。 浇口窝直径为直浇道下端直径两倍，因此D=2*25=50mm 浇口窝高度为横浇道高度两倍，因此h=2*33=66mm 浇口窝底部放置耐火砖防止充型。 4.1.9浇口杯的设计 浇口杯是用来承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注，并可以减轻金属液对型腔的冲击，还可分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔。 浇口杯选用普通漏斗形浇口杯，其断面形状如图4.5所示 20 图4.5 浇口杯截面示意图 浇口杯断面大小由《铸工实用技术手册》查表2.7-2得: D1=66mm, D2=62mm, H=50mm 4.2冒口的设计 冒口是铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气、集渣的作用。由于本铸件采用底注式浇注系统，对最后的凸台补缩不利，故需要采用4个明顶冒口对铸件补缩实现从底到上的定向凝固。 4.3冷铁的设计 为了增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。 支座铸件壁厚较为均匀，且无厚大壁，固不易产生裂纹缩松等缺陷。而且设置冷铁会增加生产工序，使成本增大。所以不设置冷铁，但是采用在壁厚交叉部位的型腔和砂芯上刷激冷涂料用以防止缩松等缺陷。由于采用了明顶冒口实现了定向凝固，故不再设置冷铁。 4.4出气孔的设计 出气孔用于排出型腔内的气体，改善金属液充填能力、排除先冲到型腔中的过冷金属液与浮渣，还可作为观察金属液充满型腔的标志。出气孔设置位置详见工艺图。 防止出气孔过大导致铸件形成热节，以至产生缩孔，出气孔根部直径，不应大于设置处铸件壁厚的0.5倍。即出气孔直径应小于20mm(0.5*40mm)。 防止出气孔过小导致型内气压过份增大，出气孔根部总截面接应大于内浇口 21 总截面积5.0cm?。 因此设计出气孔根部直径为10mm，一箱1件共1个出气孔。为方便取模采用上小下大的锥形，斜度为起模斜度а=1?10,出气孔截面积为5.5cm?。 第五章 砂型铸造设备选用 5.1 造型工部设备选用 工艺分析确定采用砂箱内尺寸为500×500×750的微振压实造型线生产支座。选择这种造型线组织造型生产，在技术上是先进的，经济上是合理的。选用半自动气动微震压实造型机(型号 ZB148B)进行造型。 5.2 制芯工部设备选用 为了提供造型用的强度高、尺寸精确的砂芯，采用热芯盒射砂生产树脂砂芯，此零件的砂芯属于小砂芯，根据所需型芯形状及生产效率，选用2ZZ8612热芯盒射芯机。。 5.3 清理工部设备选用 为了减轻清理工段的劳动强度，改善劳动条件，提高铸件清理质量和清理速度，设计中采用双行程连续抛丸室和Q 118抛丸清理滚筒进行铸件的表面清理;采用M 3040固定式砂轮机、M 3140悬挂式砂轮机铸件的飞边毛刺。清理好的铸件用电泳浸漆远红外线烘干自动线进行油漆防锈。废砂用带式输送机、斗式提升机集中送至废砂斗内，定期用汽车运走。 设计心得 经过了近一个星期的精心准备，材料成型课程设计已经接近尾声了。课程设计是综合运用我们学以致用的过程，也是培养我们学习能力的 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 。 在本课程设计中首先进行了铸造工艺方案的确定，其中包括对零件铸造工艺性的分析，造型造芯方法的选择以及浇注位置和分型面的确定。其次分析计算了零件的各种铸造工艺参数并设计了砂芯。最后对浇注系统、冒口、冷铁、出气孔等进行了计算与设计。 在工艺装配设计中对砂箱，模样模板，芯盒进行了简要的设计。 最后对零件的材料儒墨铸铁HT250的配料及生产控制进行了简要的计算与设计。并对主要生产设备进行了初步的选择。 22 经过近一个星期的毕业设计，使我更加熟练的掌握了PROE，CAD等软件，也更加熟悉了砂型铸造的工艺过程，本人受益匪浅。 但在本次设计中，由于实践经验的不足，有一些和现实状况结合很密切的问题考虑的还不够周全，希望老师们予以谅解。我会在以后的工作和学习中，更全面更深层次的提高和完善自己的知识和实践操作技能。 参考文献 [1] 孟庆桂主编(铸工实用技术手册.江苏江苏科学技术出版社，2002( [2] 李晨希主编(铸造工艺设计及铸件缺陷控制,,,(北京:化学工业出版社，2009( [3] 杜西灵(杜磊.主编铸造技术与应用案例,,,(北京:机械工业出版社，2009( [4] 沈其文主编.材料成型工艺基础,,,武汉:华中科技大学出版社，2003( .叶学贤主编.材料成型工艺基础,,,北京:化学工业出版社，2007( [5] 黄志光 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40