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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)（論文）題目： 箱體壓蓋鑄件鑄造工藝設(shè)計(jì) 下 達(dá) 日 期： 2011 年 12月 1 日 開(kāi) 始 日 期： 2011 年 12月 6 日 完 成 日 期： 2011 年 月 日 一.鑄造工藝方案的確定 .5 1、箱體的生產(chǎn)條件、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求 5 2、箱體結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

2、 5 3、鑄造方法、造型、造芯方法的選擇 5 4、分型面的確定 5 5、澆注位置的確定 7 6、砂箱中鑄件數(shù)量及排列方式 7 二. 鑄件工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì)

3、 8 1、工藝參數(shù)的確定 8 2、砂芯設(shè)計(jì) 8 三. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 1、澆注系統(tǒng)類(lèi)型的選擇 10 2、鑄件體積及質(zhì)量的計(jì)算

4、 10 3、澆注時(shí)間的計(jì)算 11 4、澆注速度的計(jì)算 10 5、內(nèi)澆道截面積的計(jì)算 10 6、直澆道、橫澆道截面積的計(jì)算 10 7、確定內(nèi)澆道、直澆道、橫澆道截面積的尺寸

5、 10 8、補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)置 10 四. 繪制鑄造工藝圖 10 五. 繪制鑄型裝配圖 10 六. 繪制鑄件圖 10 七. 鑄造工藝卡

6、 10 參考文獻(xiàn) 10 附錄 10 致謝 10 教師評(píng)語(yǔ)與成績(jī)

7、 10 1 鑄件工藝方案的確定 1.1 箱體的生產(chǎn)條件、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求 ● 箱體壓蓋生產(chǎn)性質(zhì)——小批量生產(chǎn) ● 箱體壓蓋材質(zhì)——HT200 ● 箱體壓蓋外形示意圖： 該箱體壓蓋的外形輪廓尺寸為185102，具體形狀如下圖所示： 1.2 箱體壓蓋結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性 該箱體壓蓋的重要加工面為中間的空腔，鑄造時(shí)應(yīng)留有一定的機(jī)械加工余量。鑄件壁的連接處應(yīng)逐漸過(guò)渡，壁厚均勻，各部位有合適的鑄造圓角。以防止鑄件出

8、現(xiàn)變形和開(kāi)裂等缺陷。 1.3 鑄造方法、造型、造芯方法的選擇 1.3.1 鑄造方法的確定 由于該箱體壓蓋為耐耗件，生產(chǎn)批量較小，使用砂型鑄造經(jīng)濟(jì)劃算，砂型鑄造又分為濕型、干型、表干型鑄造。 ●濕型鑄造法的基本特點(diǎn)是砂型(芯)無(wú)需烘干，不存在硬化過(guò)程。生產(chǎn)靈活性大，效率高，周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化，材料成本低，節(jié)省了烘干設(shè)備、燃料、電力及車(chē)間生產(chǎn)面積，容易落砂，但容易使鑄件產(chǎn)生一些鑄造缺陷，如：夾砂結(jié)疤、鼠尾、粘砂、砂眼等。手工造型時(shí)，主要用于幾十千克以下的工件。 ●干型是將粘土砂型烘干，可顯著提高砂型的強(qiáng)度、透氣性、降低發(fā)氣量，使鑄件減少氣孔，砂

9、眼、粘砂、夾砂等缺陷，但需要烘干設(shè)備，增加燃料消耗;干型落砂比較困難，還會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，因此，主要用于鑄件表面質(zhì)量要求高和結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的單件，小批量生產(chǎn)及大型、重型鑄件。 ●表干型是僅將砂型表面烘干，烘干的深度一般為5—20mm，它與濕型相比，表面強(qiáng)度高，深度小，因而澆注重量較大的鑄件時(shí)不易產(chǎn)生氣孔，粘砂、夾砂、沖砂等缺陷，但表干型要采用粗砂，型砂水份要嚴(yán)格控制，而且工藝操作嚴(yán)格。 故綜上，該鑄件應(yīng)選用砂型鑄造中的濕型鑄造方法 1.3.2 造型方法的確定 ● 機(jī)器造型生產(chǎn)率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，質(zhì)量比較穩(wěn)定。但需要龐大的機(jī)器設(shè)備，投資大。主要應(yīng)用于成批大量生產(chǎn)中，由于該箱體壓

10、蓋是單件小批量生產(chǎn)，使用機(jī)器造型成本高不劃算也不經(jīng)濟(jì)。 ● 手工造型使用的工藝裝備簡(jiǎn)單，靈活多樣，適應(yīng)性強(qiáng)。適用于單件小批量生產(chǎn)。且投資小、經(jīng)濟(jì)劃算。適用于該箱體壓蓋精度要求不太高的鑄件的生產(chǎn)。 綜上，該鑄件選用手工造型較為合適。 1.3.3 造芯方法的確定 手工造芯 ● 芯盒造芯 芯盒造芯的尺寸精度和生產(chǎn)效率高，可以制造各種形狀復(fù)雜的砂芯，適用范圍廣，是普遍采用的造芯方法。 ● 刮板造芯 用于簡(jiǎn)單小批量生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的砂芯。 ● 機(jī)器造芯 適用于成批大量生產(chǎn)且投資大。 綜上，該箱體壓蓋的砂芯制作選用手工造芯中的芯盒造芯較為簡(jiǎn)單且易于操作。 1.4 分型面的確定 1.4.1

11、 選擇合理得分型面應(yīng)注意的問(wèn)題 ● 應(yīng)使鑄件全部或者大部分置于同一半型內(nèi) ● 應(yīng)盡量可能減少分型面數(shù)量 ● 平直分型面或者曲折分型面的選擇 ● 分型面應(yīng)選取在鑄件最大投影面處 ● 避免分型面上出現(xiàn)飛邊、毛刺 1.4.2 確定分型面的幾種方案 方案一：圖示如下： 選用如上圖所示的分型面方便下芯子，但易出現(xiàn)飛邊、毛刺等缺陷。 方案二：圖示如下： 選用如上圖所示的分型面不會(huì)出現(xiàn)毛刺、飛邊等缺陷，而且該分型面在鑄件的最大面上，簡(jiǎn)單可行。 故綜上所述，選擇方案二的分型面 1.5 澆注位置的確定 1.5.1 選擇合理的澆注位置應(yīng)

12、注意的問(wèn)題 ● 重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài) ● 鑄件的大平面應(yīng)朝下 ● 應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮 ● 應(yīng)保證鑄件有良好的金屬液導(dǎo)入位置，保證鑄件能充滿 ● 應(yīng)盡量少或不用砂芯 ● 應(yīng)使合型、澆注和補(bǔ)縮位置相一致 1.5.2 確定澆注位置的方案 頂注式澆注系統(tǒng)：金屬液容易充滿型腔，凝固順序自下而上有利于鑄件的收縮，對(duì)薄壁鑄件可以防止?jié)膊坏?，冷隔等缺陷，澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，便于造型，節(jié)約金屬，缺陷對(duì)鑄件底部沖擊大，與空氣接觸面積大，金屬液易產(chǎn)生飛濺，氧化，砂眼，鐵豆，氣孔夾渣等缺陷，適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單高度不大的薄壁鑄件，以及致密性要求較高，需用頂部冒口補(bǔ)縮的中小型厚壁鑄件。 分型面中

13、間注入式：兼有頂注和底注的特點(diǎn)，便于選擇金屬液引入位置應(yīng)用廣泛，適用于中等大小高度適中，中等壁厚的鑄件。 底注式澆注系統(tǒng)：沖型平穩(wěn)，不會(huì)產(chǎn)生飛濺，鐵豆，氧化傾向小，排氣容易，但鑄件的溫度分布不利于自下向上的定向凝固，鑄件較高時(shí)補(bǔ)縮效果差，因此，適用高度不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如鑄鐵，鋁鎂合金等。 故綜上，該鑄件應(yīng)選擇中注式澆注系統(tǒng)較為合適 1.6 砂箱中鑄件數(shù)量及排列方式 2 鑄件工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì) 2.1 工藝參數(shù)的確定 ● 鑄造收縮率 由于該鑄件是中小型灰鑄鐵鑄件，所以收縮率為1.0％ ● 機(jī)械加工余量 JZ67-62得機(jī)械加工余量為3mm ● 拔模斜

14、度 經(jīng)表JZ68-63查得 拔模斜度為1 ● 最小鑄出孔和槽 由于該鑄件是單件小批量生產(chǎn)的灰鑄鐵件。經(jīng)查表最小鑄出孔直徑為30-50mm,故該鑄件只有中間的臺(tái)階孔需鑄出，其它的孔均不需鑄出。 ● 分型負(fù)數(shù) 由于該箱體鑄件為濕砂型，所以可以不留有分型負(fù)數(shù) ● 工藝補(bǔ)正量 所有非加工面均補(bǔ)正1mm 2. 2 砂芯設(shè)計(jì) 砂芯應(yīng)滿足以下要求：砂芯的形狀、尺寸以及在鑄型中的位置應(yīng)符合鑄件要求；具有足夠的強(qiáng)度和剛度；在鑄件形成過(guò)程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時(shí)排出型外；鑄件收縮時(shí)阻力?。辉煨?、烘干、組合裝配和鑄件清理等工序操作簡(jiǎn)便；芯盒的

15、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 查表得：砂芯高度為30mm ，斜度為5，芯頭間隙為0.5mm 砂芯形狀如下圖所示： 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 澆注系統(tǒng)類(lèi)型的選擇 ● 封閉式澆注系統(tǒng) 金屬液充滿快，有較好的擋渣能力，澆道中不易吸氣；金屬液進(jìn)入型腔中的速度大，易沖刷鑄型，易使金屬液產(chǎn)生噴濺、氧化和卷入氣體。一般地說(shuō)，金屬也消耗少且清理方便，適于鑄鐵的濕型小件及干型中、大件。 ● 開(kāi)放式澆注系統(tǒng) 在澆注初期，液態(tài)合金不能充滿澆注系統(tǒng)，隨著型腔內(nèi)金屬液面的上升才逐漸充滿整個(gè)型腔；充型平穩(wěn)，對(duì)砂型沖刷力小，但擋渣能力較差，一般地說(shuō)，金屬液消耗少，不利于清理，常用于非鐵合金、球鐵及鑄鋼等

16、易氧化金屬鑄件，灰鑄鐵上很少應(yīng)用。 ● 半封閉式澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的充滿時(shí)間晚于封閉式而比開(kāi)放式早，撇渣能力較好；由于橫截面大，金屬液在橫澆道中流速小，故沖型平穩(wěn)性及對(duì)型腔的沖刷力都好于封閉式。適于各類(lèi)灰鑄鐵件及球鐵件。 綜上，該鑄件應(yīng)選用封閉式澆注系統(tǒng)。 3.2 鑄件體積及質(zhì)量的計(jì)算 鑄件質(zhì)量 （灰鑄鐵密度為7.3 g/cm） 3.3澆注時(shí)間的計(jì)算 鑄件壁厚mm 2.5~3.5 3.5~8.0 8.0~1.5 系數(shù)s 1.63 1.85 2.2 查表得系數(shù)為2.2 3.4澆注速度的計(jì)算 查表鑄件壁厚

17、11~40 4~10 ＜4 最小速度 11~20 21~30 31~100 驗(yàn)證：V=C/t=102/5.3=19.2mm/s 3.5內(nèi)澆道截面積的計(jì)算 （查表得取0.55） (其中取40) （查表得保險(xiǎn)壓力角為10度） 3.6直澆道、橫澆道截面積的計(jì)算 查表得 故1.36 1.43 3.7確定內(nèi)澆道、直澆道、橫澆道的尺寸 經(jīng)查表得出：內(nèi)澆道、橫澆道、直澆道的截面尺寸如下圖所示： 3.8補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)置 安放外冷鐵時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ● 冷鐵工作表面不得有空洞、裂紋、氧化皮等缺陷。 ● 在鑄件厚度大于150mm處，盡量不用外冷鐵以免與鑄件熔接。 ● 對(duì)于厚壁鑄件，最好采用內(nèi)冷鐵。 ● 砂型和冷鐵界面處要有平緩的過(guò)渡，防止因溫差過(guò)大而產(chǎn)生裂紋。 ● 冷鐵安放位置要得當(dāng)，以保證補(bǔ)縮通道暢通，避免在熱節(jié)處形成縮孔。 冷鐵安防的位置 尺寸 備注 1. （1）b＞a t=(0.7~0.90) (2)按轉(zhuǎn)角處的半徑，采用相同R的冷鐵。 轉(zhuǎn)角半徑≤R15，放圓鋼外冷鐵，轉(zhuǎn)角＞R15，用成型圓角冷鐵。 冒口的設(shè)計(jì)： 取15 取20 取9 取5 (T為鑄件的厚度或熱節(jié)圓直徑)