支座的鑄造工藝設(shè)計(jì),支座,鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University學(xué)生姓名：葉徐青學(xué)生姓名：葉徐青學(xué)學(xué) 號：號：17080140217指導(dǎo)教師：李俊剛教授指導(dǎo)教師：李俊剛教授鑄造工藝課程設(shè)計(jì)題目鑄造工藝課程設(shè)計(jì)題目20202020秋材料成型及控制工程專業(yè)秋材料成型及控制工程專業(yè)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)答辯鑄造工藝課程設(shè)計(jì)答辯目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 1 1 2 2 4 4 5 5鑄件結(jié)構(gòu)及工藝性分析鑄件結(jié)構(gòu)及工藝性分析鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定砂芯的設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)參數(shù)砂芯的設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)參數(shù)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1鑄件結(jié)構(gòu)及工藝性分析鑄件結(jié)構(gòu)及工藝性分析佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)所所要要生生產(chǎn)產(chǎn)的的鑄鑄件件的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)合合理理與與否否直直接接影影響響鑄鑄件件的的質(zhì)質(zhì)量量，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)合合理理的的鑄鑄件件在在鑄鑄造造過過程程中中能能夠夠有有效效地地避避免免許許多多鑄鑄造造缺缺陷陷。支支座座的的三三視視圖圖如如圖圖所所示示，通通過過所所給給零零件件圖圖可可 知知 支支 座座 的的 外外 輪輪 廓廓 尺尺 寸寸 為為420mm910mm650mm，其其 左左右右結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對對稱稱，上上下下結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和前前后后結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)也也比比較較對對稱稱，支支座座的的內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)相相對對簡簡單單，壁壁厚厚均均勻勻，主主要要壁壁厚厚為為90mm，最最大大壁壁厚厚處處是是90mm，最最大大孔孔徑徑為為210mm,最最小小孔孔徑徑為為90mm。2 2造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定方案一：如圖所示，支座從圖中方案一：如圖所示，支座從圖中可以看到具有二條對稱中心線，可以看到具有二條對稱中心線，所以分型要做成階梯分型，分型所以分型要做成階梯分型，分型面不是平面，這將會極大地增加面不是平面，這將會極大地增加造型過程的工作量和工作難度造型過程的工作量和工作難度方方案案二二：如如圖圖所所示示，有有以以下下幾幾個個優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）分分型型面面位位于于同同一一個個平平面面且且在在鑄鑄件件最最大大斷斷面面處處，造造型型時時相相比比階梯面更加的簡單方便階梯面更加的簡單方便；（2）在在同同一一平平面面可可以以方方便便起起模模，保保證證鑄鑄件件質(zhì)質(zhì)量量；以以便便于于鑄鑄件件進(jìn)進(jìn)行行補(bǔ)縮。補(bǔ)縮。綜綜合合上上述述二二種種方方案案的的優(yōu)優(yōu)缺缺點(diǎn)點(diǎn)比比較較，可以確定分型面依據(jù)上述方案二。可以確定分型面依據(jù)上述方案二。澆注位置的確定澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。由于支座是小型球磨鑄鐵件，質(zhì)量較輕。充型金屬液QT400-10，澆注溫度較低冷卻較快，金屬凝固時沒有實(shí)現(xiàn)順序凝固的可能，所以設(shè)置澆注位置時盡量使金屬液同時凝固，而且澆注位置要設(shè)置到零件的加工面上，易于清理，保證鑄件的表面質(zhì)量與美觀。砂芯的設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)參數(shù)對于本次設(shè)計(jì)的零件對于本次設(shè)計(jì)的零件支座，支座，采用樹脂自硬砂制芯，涉及不采用樹脂自硬砂制芯，涉及不到砂芯的烘干。砂芯可以幫助到砂芯的烘干。砂芯可以幫助鑄件成型、確保鑄件精度的關(guān)鑄件成型、確保鑄件精度的關(guān)鍵因素。分析鑄件的結(jié)構(gòu)，因鍵因素。分析鑄件的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵撹T件為對稱結(jié)構(gòu)，鑄件的為該鑄件為對稱結(jié)構(gòu)，鑄件的尺寸較小，需要做一個垂直砂尺寸較小，需要做一個垂直砂芯和一個水平砂芯。芯和一個水平砂芯。芯頭的設(shè)計(jì)芯頭的設(shè)計(jì)芯芯頭頭是是伸伸出出鑄鑄件件型型腔腔以以外外的的砂砂芯芯一一部部分分，它它可可以以起起到到定定位砂芯的作用。位砂芯的作用。根據(jù)支座的型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置一個水平芯頭和兩個垂直芯頭。根據(jù)支座的型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置一個水平芯頭和兩個垂直芯頭。水水平平芯芯頭頭：根根據(jù)據(jù)鑄鑄造造工工藝藝手手冊冊5表表（3-82）取取間間隙隙S1=0.5,S2=1.5,S3=2.0因因?yàn)闉橹её鵏=910mm，D=340mm,得得水水平平芯芯頭頭長長度度L水水 平平=80mm。垂垂直直芯芯頭頭：根根據(jù)據(jù)鑄鑄造造工工藝藝手手冊冊5表表（3-83）因因?yàn)闉長=370mm,D=210mm,取間隙取間隙S=0.5，H垂直垂直=80mm。工藝參數(shù)的設(shè)置工藝參數(shù)的設(shè)置鑄件尺寸公差鑄件尺寸公差鑄鑄件件尺尺寸寸公公差差是是指指鑄鑄件件各各部部分分尺尺寸寸允允許許的的極極限限偏偏差差，支支座座是是大大批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)砂砂型型鑄鑄造造、機(jī)機(jī)器器造造型型，根據(jù)表根據(jù)表3-54，鑄件尺寸公差等級取，鑄件尺寸公差等級取GB/T 6414-1999 CT10。鑄件重量公差鑄件重量公差鑄件重量公差是以占鑄件公稱質(zhì)量的百分率為單位的鑄件質(zhì)量變動的允許值。鑄件重量公差是以占鑄件公稱質(zhì)量的百分率為單位的鑄件質(zhì)量變動的允許值。查鑄造工程師手冊表查鑄造工程師手冊表6-29得到支座的重量公差等級為得到支座的重量公差等級為10級，重量公差數(shù)值級，重量公差數(shù)值10%機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量支支座座為為小小型型球球磨磨鑄鑄鐵鐵件件，因因?yàn)闉椴刹捎糜脵C(jī)機(jī)器器造造型型。根根據(jù)據(jù)表表3-60，支支座座為為GB/T6414-1999-CT9-RMA6.3(G).工藝參數(shù)的設(shè)置工藝參數(shù)的設(shè)置鑄造收縮率鑄造收縮率為了保證鑄件尺寸精度，需要通過對鑄件的結(jié)構(gòu)分析來選擇適合鑄件的收縮率。金屬液在凝固之后的冷卻過程中的收縮介于“自由收縮”和“受阻收縮”，所以選擇QT400-10的收縮率為1.0%。起模斜度起模斜度鑄件成型后，為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定的出模斜度。鑄件技術(shù)要求起模斜度為5O澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)的類型采用支座應(yīng)該采用封閉式中注式澆注系統(tǒng)，封閉式澆注系統(tǒng)具備以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：封閉式澆注系統(tǒng)具有充型相對平穩(wěn)，而且對型腔沖刷能力小，發(fā)生卷氣可能性小，不容易發(fā)生氧化。中注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：有助于進(jìn)行自下而上的凝固，金屬液流入型腔比較平穩(wěn)并且?guī)椭懦颓粌?nèi)的空氣。決定直澆道的位置和高度決定直澆道的位置和高度實(shí)踐證明，直澆道過低使充型及液態(tài)補(bǔ)縮壓力不足，容易出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮孔等缺陷。將直澆道高度設(shè)置為沙箱的高度為600mm。但應(yīng)檢驗(yàn)該高度是否足夠。各澆道口截面積計(jì)算各澆道口截面積計(jì)算各澆道口大小各澆道口大小直澆道大小直澆道大小本次設(shè)計(jì)選取圓錐形直澆道，因?yàn)閳A錐形直澆道模制造容易、造型方便，所以適用于中、小型鑄件。內(nèi)澆道截面積內(nèi)澆道截面積 通過上面計(jì)算可以知道整個澆注系統(tǒng)內(nèi)澆道的截面積是30cm2，由于整個澆注系統(tǒng)有一個內(nèi)澆道，所以得到內(nèi)澆道截面積為15 cm2。小型球磨鑄鐵件一般選擇截面為扁平平面的內(nèi)澆道。因?yàn)楸馄絻?nèi)澆道可以有效地防止金屬液吸渣而進(jìn)入型腔內(nèi)，扁平內(nèi)澆道還能夠通過分散分布、增減其數(shù)目的少來有效地調(diào)節(jié)溫差和凝固順序，內(nèi)澆道的入口處需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡箞A，向型腔口型腔方向逐漸加寬的擴(kuò)張式引入方法。根據(jù)鑄造手冊5表3-189，a=64m,b=52mm,h=24mm,橫澆道截面積橫澆道截面積根據(jù)鑄造手冊5表（3-178），確定A橫=33cm2。查鑄造工藝手冊5表（3-187）,得a=60mm,h=64mm,b=48mm。鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)模樣及模板模樣及模板木質(zhì)模樣具有輕便、容易加工、來源廣、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且木模的傳熱系數(shù)小，有利于樹脂砂的硬化，適合于手工造型單件小批量生產(chǎn)的鑄件。在本次設(shè)計(jì)中采用多塊紅松木料合理拼接組合制成模樣。上、下模板如圖所示：芯盒芯盒制作砂芯過程中必須用到芯盒，芯盒設(shè)計(jì)的合理與否對砂芯的質(zhì)量具有關(guān)鍵作用，也會直接影響到鑄件的質(zhì)量。在對芯盒的設(shè)計(jì)制作過程中必須符合下面幾點(diǎn)要求：（1）在設(shè)計(jì)芯盒結(jié)構(gòu)時需要根據(jù)生產(chǎn)的批量進(jìn)行相配；（2）制作出的芯盒必須具有一定的強(qiáng)度、剛度和耐磨性等方面優(yōu)點(diǎn)，從而保證設(shè)計(jì)出的芯盒具有一定的使用壽命；（3）芯盒的類型選擇和尺寸要求要根據(jù)設(shè)計(jì)的砂芯形狀和尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；（4）在確保砂芯設(shè)計(jì)合理的情況下，可以通過減小芯盒尺寸等因素來降低芯盒重量，從而減輕能耗和勞動強(qiáng)度；（5）設(shè)計(jì)的芯盒需要方便操作，在其制作過程盡量可以簡單，降低生產(chǎn)成本；綜綜合封合封閉閉開關(guān)所使用地造型方法，因開關(guān)所使用地造型方法，因?yàn)殍T為鑄件使用件使用樹樹脂砂造芯，所以脂砂造芯，所以選選用自硬芯盒法手工制芯。其用自硬芯盒法手工制芯。其優(yōu)優(yōu)點(diǎn)可以制作方便，降低制作成本。點(diǎn)可以制作方便，降低制作成本。其其結(jié)結(jié)構(gòu)如下構(gòu)如下圖圖所示：所示：總總 結(jié)結(jié) 本次對支座的鑄造工藝課程設(shè)計(jì)中，我去圖書館借閱了許多相關(guān)書籍，仔細(xì)研究所做課題的設(shè)計(jì)過程和注意事項(xiàng)。通過一段時間的學(xué)習(xí)我對自己的課題更加了解，在軟件制圖上的應(yīng)用方面也有了很大提升，在繪制支座零件圖時遇到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在向老師請教后，成功解決了問題。我選用砂型鑄造是因?yàn)榇髓T件壁薄且內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還是小型零件單件成產(chǎn)。分型面的選擇非常合適，選在零件的對稱線上，易分型，澆注更充分。從澆注系統(tǒng)上分析，采用中間注入封閉式澆注系統(tǒng)，其具有阻渣性能好，不易吸氣，內(nèi)澆道易清理，金屬消耗少，不易氧化，金屬澆注平穩(wěn)且不噴射等優(yōu)點(diǎn)。把直澆道放置于靠近砂箱內(nèi)壁處，便于澆注。由于選用的造型材料為脲醛樹脂砂，含氮量高，因此要仔細(xì)考慮砂芯的透氣性。設(shè)置出氣孔，其主要目的是降低型腔內(nèi)壓力，使整體砂芯和砂型有良好的排氣環(huán)境。經(jīng)分析此方案選用的參數(shù)合理，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)良和有可行性，可以在實(shí)際生活中使用。