湖南科技大学课程设计报告
课程设计名称：大小接头铸造工艺设计
学生姓名：
学院：机电工程学院
专业及班级：材料成型及控制工程3班
学号：
指导教师：
2012年5月25日
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目录
摘要 (1)
一、零件简介 (2)
1.零件介绍 (2)
2.生产方式的选择 (3)
二、铸造工艺设计 (3)
1.工艺方案的选择 (3)
1）、分型面的选择 (4)
2）、浇注位置的选择 (5)
2.铸造工艺参数的确定 (6)
1）、最小铸出孔 (6)
2）、机械加工余量 (7)
3）、铸造缩尺 (8)
4）、起模斜度 (9)
5）、砂芯与芯头设计 (9)
三、浇注系统 (11)
1.浇注系统类型的选择 (11)
2.浇注系统的尺寸确定 (12)
四、冒口的尺寸计算 (15)
1.铸件冒口补缩设计原理 (15)
2.设计冒口的基本条件 (15)
3.选择冒口位置的基本原则 (16)
五、冷铁设计 (17)
六、砂箱设计 (17)
七、木模的设计 (18)
设计体会 (20)
参考文献 (21)
摘要
铸造件广泛的应用在装备制造业，冶金，建筑，农机，给排水以及国防工业各部门，如在机械制造业中，铸铁件所占比重约为机械重量的40%至80% 。那么什么是铸造呢？铸造工艺设计又是怎么设计的呢？现代科学技术的发展，要求金属铸件具有高的力学性能、尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。因此，铸件在生产之前，首先应进行铸造工艺设计，使铸件的整个工艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质高产的效果。
铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。铸件的生产过程，也就是从零件图开始，一直到铸件成品检验合格入库为止，要经过很多道工序。例如涉及到合金熔炼、造型、制芯材料的配制，工艺装备的准备，铸型的制造、合箱、浇注、落砂和清理等多方面工作。人们把一个铸件的生产过程称为铸造生产工艺过程。
对于一个铸件，编制出铸造生产过程的技术文件就是铸造工艺设计。这些技术文件必须结合工厂的具体条件，是在总结先进经验的基础上，以图形、文字和表格的形式对铸件的工艺生产过程加以科学的规定。它是生产的直接指导性文件，也是技术准备和生产管理、制定进度计划的依据。
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一、零件简介
1.零件介绍
大小接头工业名为异径接头又称异径管，化工管道配件之一，用于两种不同管径的连接。按照外观分为同心异径接头和偏心异径接头两种；按照连接形式分类有对接异径接头、内丝异径接头、外丝异径接头等，本次设计为对接异径接头；按照材质分类为不锈钢 (304、304l、316、316l)，合金钢，碳钢（20#、Q234、Q345）等，本次设计的材料采用HT250。HT250(灰铁250)为珠光体类型的灰铸铁，密度约为6800-7300kg/m3,化学成分为碳C ：3.16～3.30、硅Si：1.79～1.93、锰Mn ：0.89～1.04、硫S ：0.094～0.125、磷P ：0.12～0.17。抗拉强度为250MPa,硬度(RH=1时)为209HB（试样尺寸：试棒直径为30mm），强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。异径接头用于管道管径需要改变的地方，所以用途十分广泛，主要用于乳品、食品、啤酒、饮料、制药、化妆品、汽车、造船等工业领域和民用建筑领域。零件尺寸图如图1所示：
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图1. 零件尺寸
2．生产方式的选择
本设计按照大批量模板造型为生产条件。手工造型和造芯适用于单件或小批生产中，机器造型和造芯主要用于成批和大量生产，因此本设计选机器造型为造型、造芯方法。湿型主要用于生产中小型铸件，机械化造型广泛采用湿型，干型一般使用于单件或小批生产，结构复杂，技术要求高的铸件及大重型复杂铸件，因此本设计选择湿型为铸型种类。
二、铸造工艺设计
1.工艺方案的选择
1）、分型面的选择
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分型面是指两半个铸型相互接触的表面。一般先从保证铸件的质量出发来确定浇注位置，然后从工艺操作方便出发确定分型面。一些质量要求不高或者外形复杂，生产批量又不大，为了简化工艺操作，也可以优先考虑分型面。
分型面确立的基本原则是：
1、为了起模方便，分型面一般选在铸件的最大截面处，但是注意不要使模样在一箱内过高。
2、尽量将铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面放在同一个砂箱内，而且尽可能放在下箱。以保证铸件尺寸的精确，减少铸件的飞边毛刺。
3、为了简化操作过程、保证铸件尺寸精度应尽量减少分型面的数目，减少活块的数目。
4、为了便于生产，减少制造工艺装备的费用，分型面应尽量采用平直面。
5、分型面的选择应尽量减少砂芯的数目。
6、分型面的确定尽可能考虑到内浇口的引入位置，并使合箱后与浇注位置一致，以避免盒箱后再翻动铸型。
综合上述，在本次设计中，铸件是对称的结构，考虑到分型面选在最大截面处，将中心对称平面选为分型面。如图2所示：
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图2. 分型面的确定
2）、浇注位置的选择
浇注位置是指浇注时，铸件所处的位置。铸件浇注位置要符合铸件的凝固方式，保证铸型的充填，注意以下几个原则：
1、一般情况下铸件浇注位置的上面比下面缺陷多，所以应将铸件的重要加工面或者主要受力使用面等要求较高的部位放在下面，若有困难则可放在侧面或斜面。
2、浇注位置的选择应有利于铸型的充填和型腔中气体的排除，所以，薄壁铸件应将大的平面放在下面或者侧立、倾斜，以防出现浇不足和冷隔等缺陷。
3、当铸件壁厚不均，需要补缩时，应从顺序凝固的原则出发，将厚大部分放在上面或者侧面，以便于安放冒口和冷铁。对于收缩较小的灰铸铁件，当壁厚差别不大时，也可以将厚部分放在下面靠自身上部的铁水补缩而不用冒口。
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4、确定浇注位置时应尽量减少砂芯的数量，同时有利于砂芯的定位、稳定、排气和检验方便。因此，较大的砂芯应尽可能使芯头朝下，尽可能避免砂芯吊在上箱或仅靠芯撑来固定，可采用多个铸件共用一个砂芯。
根据以上的浇注位置的选择原则，本铸件的浇注位置选在铸件的两端侧面，如图3所表示的位置：
图3. 浇注位置
2.铸造工艺参数的确定
1）、最小铸出孔
铸件的孔、槽：一般来说，较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约金属材料，并可减小铸件上的热节；较小的孔则不必铸出，用机加工较经济。最小铸出孔的参考数值见表1。对于零件图上不要求加工的孔、槽以及弯曲孔等，一般均应铸出。
由表1可知该铸件两端面的孔应该铸出。但考虑到型芯的设计过于复杂，故不铸出，后续用机加工保证。
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表1. 最小铸出孔的确定
2）、机械加工余量
机械加工余量是指在铸件加工表面上留下的、准备用机械加工方法切去的金属层的厚度，目的是获得精确的尺寸和光洁的表面，以符合设计的要求。
铸件加工余量的大小，要根据铸件的合金种类，生产方法，尺寸大小和复杂程度，以及加工面的要求和所处的浇注位置等因素来确定。铸件加工面在浇注时的位置，一般上面比下面和侧面的加工余量要大些，铸面内表面则要比铸件外表面的加工余量大些。
表2. 灰铸铁的机械加工余量（mm）
由上表我们可以确定加工余量，本铸件的最大尺寸为400mm，由公称
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尺寸可以知道铸件的机械加工余量：顶面7.0 mm，侧面5.0 mm，底面4.0 mm 。铸件各位置的加工余量如下图所示：
图4. 加工余量图
3）、铸造缩尺
铸件在冷却和凝固过程中，体积一般都要收缩。金属在液态和凝固过程中的收缩量以体积的改变量表示，称为体收缩。在固态下的收缩量常用长度表示，称为线收缩。由于铸件的固态收缩（线收缩）将使铸件各部分的尺寸小于模样原来的尺寸，因此，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样或者芯盒上加上其收缩的尺寸。增加的这部分尺寸为铸件的收缩量，一般用铸造收缩率表示，可以用下式列出：
铸造收缩率k=（L模样—L铸件）/L铸件×100% 式中：L模样——模样尺寸；L铸件——铸件尺寸
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铸造收缩率主要和铸造合金的种类及成分有关，同时还取决于铸件在收缩时受到阻碍的大小等因素。在决定铸件的收缩率时，应该充分考虑到各种因素的影响，力求比较正确的确定铸造收缩率的大小。通过查得，在本次设计中材料为灰铸铁，其采用的铸造收缩率选为1％。
4）、起模斜度
为了在造型和制芯时便于起模而不致损坏砂型和砂芯，应该在模样或芯盒的出模方向带有一定的斜度。如果零件本身没有设计出相应的结构斜度时，就要在铸型工艺设计时给出拔模斜度。在铸造工艺图上，加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明即可。其结构如下图所示：
图5. 起模斜度
结论：内表面起模斜度2mm，外表面起模斜度1mm。
5）、砂芯与芯头设计
芯头是砂芯的重要组成部分，其作用一般为定位、支撑和排气。
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定位主要是通过芯头与芯座的配合，便于将砂芯准确的安放在砂型中；支撑主要是砂芯通过芯头支撑在铸型中，保证砂芯在它本身的重力和金属液的浮力作用下位置不变；排气主要是在浇注凝固过程中，保证砂芯中产生的大量气体能够及时的从芯头排出铸型。
一个砂芯的芯头能否满足砂芯对于定位、支撑和排气这三方面的要求，主要是由芯头的形式、个数、形状和尺寸决定的。在满足砂芯支撑稳固、定位准确和排气通畅的情况下，芯头的数量越少越好。
根据芯头在砂型中的位置，可分为垂直芯头和水平芯头。考虑到该铸件内腔和外型结构较简单，故将砂芯设计为两对，两对砂芯的形状一样、大小不等。
芯头横截面的尺寸，一般决定于铸件相应部位孔眼的尺寸，为了便于下芯合箱，芯头应有一定的斜度，芯头和芯座之间应留一定的间隙。经查表得芯头的斜度分别为5°、10°，芯头与芯座的间隙为1mm。
根据芯头的设计，砂芯与芯头的大小、形状配合如下图所示：
图6.砂芯
三、浇注系统
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1. 浇注系统类型的选择
浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。铸铁件浇注系统的典型结构如图所示，它由浇口杯（外浇口）、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。生产中常常因浇注系统设计安排不合理，造成砂眼、夹砂、气孔、粘砂、缩孔、缩松、浇不足、变形、裂纹、偏析等缺陷。此外，浇注系统的好坏还影响造型和清理工作的繁简，砂型的体积大小和型砂的耗用运输量，非生产性消耗的液态合金用量等等。所以，浇注系统与获得优质铸件，提高生产效率和降低铸件成本的关系是密不可分的。
浇注系统的各组成部分：
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考虑本铸件采用湿型铸造且铸件本身较大的特点，以及考虑了浇注系统各组元的断面比关系，内浇道对铸件型腔的引注高度，浇道的结构等，选择封闭式浇注系统,其断面比例关系为F直>F横>F内。特点为浇注开始后,液态合金很快充满浇注系统;铸件成品率高,撇渣能力较强,浇注初期也有一定的撇渣能力。本次设计中采用封闭式。
2.浇注系统的尺寸确定
计算浇注系统，主要是确定最小断面积（阻流断面），然后按经验比例确定其他组元的断面积。封闭式浇注系统的最小断面是内浇道，以伯努利方程为基础的水力学近似计算公式是：
F内=G/（μ·t·0.31·H p1/2)（cm2）
式中： F内——内浇道总断面积（cm2）；
G ——流经内浇道的液态合金重量（Kg）；
μ——流量总耗损系数；
t ——浇注时间（s）；
H p——平均静压力头（cm）。
μ值的理论计算不仅繁琐，而且难以准确的计算，故多用实验方法或根据经验确定之，通常是查表获得。本铸件为湿型薄壁简单件，
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砂芯多，铸型阻力大，取μ=0.35.修正数值为：①湿型薄壁简单件，浇注温度要高+0.05 ②在铸型上需要安放横截面积大于内浇道总面积的通气孔+0.05 ③有两个内浇道,阻力加大, μ值取-0.05，所以μ=0.40。
根据质量计算公式：m=ρν可知可先计算出铸件的体积ν，然后再乘以灰铸铁密度ρ（ρ=7.2×103㎏／m3）。
本铸件可分为3部分来计算它的体积：
（1）、小端面的体积V1
V1=40×（3.14×1602-3.14×502-4×3.14×182）
=2738582.4 mm3
(2)、大端面的体积V2
V2=40×（3.14×2002-3.14×902-4×3.14×212）
=3785081.6 mm3
（3）、中间圆锥台环的体积V3
V3=3.14×(100+180)/2×20×(400-40×2)
=2813440 mm3
总体积V=V1+V2+V3=2738582.4+3785081.6+2813440
=9337104 mm3=0.00934 m3
所以铸件的质量 m=ρν=7200×0.00934=67.25㎏
流经内浇道的液态合金重量G为铸件重加上浇冒口重量。而浇冒口质量约占铸件质量的20%到30%，取G=1.2m，所以G=80.7 ㎏。
浇注时间t ,查表可知S=1.85，所以t=16.65 s。
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- 14 - 平均压头202p p H H c =-
浇注系统为底注式浇注系统，铸件浇注位置高度C=360mm ，C=P 自由液面至内浇道的高度H 0=200mm ，故：
H p =H 0－C/8=18.3 cm 。
所以内浇道总断面积F 内=80.7/（0.40×16.65×0.31×18.31/2）
=9.1 cm 2。
由于有两个内浇道，故单个内浇道最小截面积为4.55cm 2。由于采用的是封闭式浇注系统，取截面比为：
Fz ：ΣF D ：ΣFn ＝1.2:1.4:1
可知： 内浇道总截面积9.1cm 2 横浇道总截面积 12.74cm 2 直浇道截面积 10.92cm 2
验算内浇道截面积（经验公式）：∑F n =
1880.74.5=cp H G x =9.45㎝2，计算结果相同于水力学公式计算。
直浇道
横浇道
内浇道
整个浇注系统形状如下图所示：
图8. 浇注系统
四、冒口的尺寸计算
1.铸件冒口补缩设计原理
在铸件厚壁处和热节部位（即铸件上热量集中，内接圆直径较大的部位）设置冒口，是防止缩孔、缩松的有效措施。冒口的尺寸应保证冒口比它要补缩的部位凝固得晚，并有足够的金属液供给。采用“顺序凝固原则”，在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口之间逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序地凝固，即远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。
2.设计冒口的基本条件
通用冒口适用于所有合金铸件，它遵循顺序凝固的基本条件：（1）、冒口凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。
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（2）、有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积。
（3）、在凝固期间，冒口的被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。
为实现顺序凝固，要注意冒口的选择，冒口有效补缩距离是否足够，并充分利用补贴和冷铁的作用。
3.选择冒口位置的基本原则
（1）、冒口就近设在铸件热节上方或侧旁。
（2）、冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。
（3）、冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防止组织粗大降低强度。
（4）、冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹。
（5）、尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件。
（6）、冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好。
（7）、不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。
综合上述条件，设计冒口数量为两个，其相对大小及位置如下图所示：
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图9. 冒口的设计
五、冷铁设计
为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。铸造生产中常将冷铁、浇注系统和冒口配合使用，控制铸件的凝固过程，以获得合格的铸件。
冷铁的作用主要有：
（1）、在冒口难以补缩的部位防止缩松、缩孔。
（2）、划分冒口的补缩区域，控制和扩大冒口的补缩距离，提高冒口的补缩效率。
（3）、加速壁厚交叉部位及急剧变化的凝固，避免产生热裂纹。
（4）、改善铸件局部的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件的力学性能。
由于本铸件结构简单，壁厚均匀，故不考虑冷铁的设计。六、砂箱设计
砂箱按制造材料分为木质砂箱、铝质砂箱、铸铁砂箱、球铁砂箱
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和铸钢砂箱。按制造方法分为整铸式砂箱、焊接式砂箱和装配式砂箱。按构造形式分为普通砂箱和专用砂箱。专用砂箱为特定的铸件所用，砂箱内腔与样子容貌轮廓外形相似。
根据本铸件的形状大小设计砂箱为由上下两个相同的分箱合成的普通铸铁砂箱，图下图所示：
图10. 砂箱设计
七、木模设计
根据铸件工艺参数中铸件的收缩量、加工余量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量及芯头间隙，设计木模。木模每处的尺寸=铸件实际尺寸+加工余量+收缩量+型芯与芯头的间隙量。本设计木模分为上下两半，其形状如图11：
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前言 注：铸造工艺学课程设计使用此模板，将模板中标题的内容删除，然后按“无格式文本”粘贴上自己论文内容即可。 1．复制所选的内容。 2．“编辑”---“选择性粘贴”---“无格式文本” 本文给出了铸造工艺课程设计说明书的写作规范和排版格式要求。 前言示例： 本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。 本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。分子式NH ，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸 3 点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。 设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。 前言格式：中文字体“宋体，小四号”；“单倍行距，首行缩进2个字符，两端对齐”。英文字体“Times New Roman，小四号”。篇幅以一页为限。
课程设计说明书 泵盖铸造工艺设计 院系：机械工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
目录 1.铸造工艺分析 (1) 1.1零件介绍 (1) 1.2零件生产方式选择 (1) 1.3技术要求分析 (1) 1.4 合金铸造性能分析 (2) 2.确定铸造工艺方案 (2) 2.1确定铸造方法 (2) 2.2确定浇注位置和分型面 (2) 2.3确定型内铸件数目 (3) 2.4不铸出孔及槽的确定 (3) 2.5机械加工余量和铸造圆角的确定 (3) 2.6起模斜度和分型负数的确定 (5) 2.7砂芯的确定 (7) 2.8铸造收缩率的确定 (7) 2.9冒口的确定 (7) 2.10浇注系统的确定 (8) 3.芯盒的设计 (9) 3.1芯盒材质和分盒方式的确定 (9) 4.总结 (9) 参考资料 (10)
1.铸造工艺分析 零件简介： 1.1零件介绍： 零件名称：泵盖 零件材料：HT200 1.2零件生产方式选择： 大批量生产，零件图如下：
1.3技术要求分析 按照国家标准，对于HT200，其抗拉强度应达到200Mpa。铸件在使用时工作条件较好，但此铸件需起隔爆作用，按照技术要求，需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。另外，铸件清砂后，焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。除此外无特殊技术要求。 注：其中φ21H7内孔为重要加工面，不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。 1.4 合金铸造性能分析 灰铸铁具有良好的铸造性能： （1）流动性。灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。 （2）收缩性。灰铸铁的浇注温度较低，凝固中发生共析石墨化转变，使其线收缩小，产生的铸造应力也较小，所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。 （3）灰铁充型能力好，强度较高，耐磨、耐热性好，减振性良好，铸造性较好，但需人工时效。 2.确定铸造工艺方案 2.1确定铸造方法 铸件材质为HT200，，其轮廓尺寸25×φ110，属中小件，联结结构合理，符合灰铸铁铸造要求，可以进行铸造工艺设计。采用湿砂型机器造型大批量生产。 采用湿砂型机器脱箱造型，热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。 2.2确定浇注位置和分型面 浇注位置选择原则： （1）重要加工面应朝下或呈直立状态； （2）铸件的大平面应朝下； （3）应有利于铸件的补缩； （4）应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满； （5）应尽量少用或不用砂芯； （6）应使合型、浇注和补缩位置一致。
第1章铸造工艺设计基础 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 § 1-2铸造工艺方案的确定 § 1-3铸造工艺参数的确定 § 1-4砂芯设计 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的 前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知 识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：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 铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1 .铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1 ）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1?表7-5 表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：mm） 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mm
铸造工艺设计说明书 零件名称：联轴器 指导老师：范宏训 设计人：邱满元 学号：T833-1-34
目录 1零件概述 (1) 1.1零件信息 (1) 1.2技术要求 (2) 2铸造工艺方案拟定 (2) 2.1 分型面选择 (3) 2.2浇注位置选择 (4) 3铸造主要参数 (4) 4 浇注系统设计计算 (4) 5 冒口设计 (5) 6砂芯设计 (6) 7模板 (7) 8 参考文献 (9) 9总结 (9)
1零件概述 1.1零件信息 名称：联轴器材料：球墨铸铁 外形尺寸：φ120X80 体积: 298.4cm2 质量: 2.16kg 生产批量：大批量生产零件二位图如下图所示 零件三维图如图1.1所示 图1.1 联轴器三维图
1.2技术要求 （1）铸件加工后，加工面不得有任何的铸造缺陷，非加工表面不得有明显 的夹渣、凹陷、砂眼和裂纹；。 （2）该零件配合方式为过盈配合； （3）保证该件受力较大的工作部分的力学性能。 2铸造工艺方案拟定 1 、铸造工艺图如图所示，分型面、加工余量、拔模斜度如图所示 对于单个零件，其冒口及浇注系统初步定为如下图所示，浇注位置和冒 口正好选在热节最大的地方 冒口 浇注系统
选择分型面的理由：1、保证铸件大部分位于下箱，温度分布较为合理，冒口 位置设计较为方便，便于补缩； 2、有要求的加工面都位于下型腔，其质量得到保证 3、铸件主要工艺参数的选择 加工余量——根据零件服役条件及加工部位精度要求，该零件主要工作面及尺寸有配合要求的部位是零件中间的连接孔，取加工余量3mm ，其他部位无； 收缩率——球墨铸铁，查表得收缩率为0.8%-1.2%，取ε=1.0% 拔模斜度——便于铸件从型腔中取出，取各处拔模斜度为1° 铸件质量——在增加铸件拔模斜度等工艺参数后计算的铸件体积为 298.4cm2，质量为2.16kg 4 浇注系统设计计算 铁液经球化,孕育处理后，温度下降，易氧化。因此要求浇注系统能大流量输送铁液，又有一定的挡渣能力。故薄壁小型球墨铸铁常用的封闭式浇注方式，它充型速度较快，又有挡渣能力，充型平稳。 用奥赞公式如公式4.1可计算阻流截面积： p L g H ut A 31.0G =∑ Gl 为浇注重量，该铸件质量Gc ≈2.16kg 出品率 %75~60=η，估算Gl=Gc/η≈2.5kg u 浇注系统流量损耗因素，查表得干型中小铸型阻力5.0≈u t 浇注时间 ，由 t=s √Gl 取=t 3s p H 为平均静压力头高度。 该方案可近似认为是中间浇注式，Hp ≈Ho-C/8。 式中C 为零件高度C ≈80cm ，0H 取140mm 得p H =130mm 。 故最小面积： 21335.031.0.5x82411.9cm A g ==???∑
铸造工艺课程设计课程教学改革研究 结合《铸造工艺课程设计》实践教学的实际教学中存在的问题，采取及时更新工艺设计题目、增设工艺设计方案验证环节、引入任务驱动型自主学习模式、强化教师实践教学能力以及改善考核方法等一系列措施，从而有效提高学生的工程实践能力和自主学习能力，以适应铸造行业对人才的需求。《铸造工艺课程设计》作为材料成型及控制工程专业的重要实践教学环节，其教学目标是能够运用所学铸造理论及工艺设计知识比较系统地学习掌握铸造工艺及工装设计方法，使学生能够制定出比较合理的铸造工艺，并设计出结构合理的工装模具；同时通过课程设计，也使学生进一步提高设计绘图能力、查阅工艺设计资料的基本技能以及分析解决铸造工程实际问题的能力，以满足铸造行业用人需求。然而在《铸造工艺课程设计》实践教学过程中还存在一些不足之处。（1）课程设计题目陈旧且数量较少现有题目陈旧，缺乏时效性，与铸造生产实际脱节，致使学生的专业素质很难达到铸造行业的需求。图纸数量较少，难以满足1人1题，甚至需要多人共用1题或每年重复使用，这就导致存在学生之间相互抄袭或抄袭往届学生作品的现象，不利于培养学生具备独立自主从事铸造工艺设计工作的能力。（2）缺乏工艺验证环节课程设计通常只包括工艺设计、工装设计以及设计说明书的撰写等内容，而不进行实际生产验证，这就导致学生无法判断工艺设计方案的合理性及可行性。（3）教师指导不足通常1名老师指导1个班级的课程设计工作，人数在40人左右，这就导致指导教师无法详细指导每位学生。（4）考核评价机制不够全
面课程考核更侧重于图纸质量以及设计说明书的规范性，而忽略了对设计过程中学生的自主性、创新性及工程实践应用能力的考核与评价。鉴于此，以《铸造工艺课程设计》核心课程建设为契机，本文归纳总结了铸造工艺课程设计实践教学中所采取的的改革与实践方法。 1.及时更新工艺设计题目 铸造工艺课程设计题目要做到推陈出新，以激发学生的设计热情。为此建立了以企业实际在生产零件为主的课程设计零件图纸库，且图纸数量要多于专业人数，且要保证每年有10%以上的题目更新，以保证课程设计与企业生产实际接轨。图纸库的建立与更新由教研室每年定期审核通过，以保证图纸的规范性及零件结构复杂程度适中。课程设计分配设计任务时，保证1人1题，且指导教师要综合考虑所带学生的设计基础差异问题，题目的选择与分配要有难度区分，并在课程设计任务分配时给出明确说明及评分标准。 2.增设工艺设计方案验证环节 本课程增设了工艺设计方案验证环节，有两种不同方式可供学生自主选择。第一种验证方法是引入Procast及AnyCasting等铸造模拟软件对铸件充型、铸造温度场以及铸造缺陷出现的位置和数量等进行模拟分析，进而优化工艺设计方案。模拟仿真环节的引入有利于学生发现和解决工艺设计中存在的问题，使铸造工艺设计更符合铸造生产实际，同时也提高了学生学习与应用软件的能力。第二种验证方法则是按照其工艺设计方案进行实际铸造生产，铸造生产可直接在校内铸造生产实训中心进行，该中心不仅有砂型铸造所需设备及原材料，且
2.1 确定零件材料及牌号 零件的支座的零件图如图所示，其轮廓尺寸为Φ80×200×110，平均壁厚30，支座底部需螺栓固定，留有2个螺栓孔，尺寸Φ15，可在铸件完成后切削加工，且有一定的表面精度要求。 支架在铸造过程中，应该选用灰铸铁作为材料。灰铸铁流动性好，易浇注，且收缩率最小，并且随着含碳量的增加而减少，使铸件易于切削加工。采用砂型铸造，简单而且工艺性好。 此铸铁为200×110mm的灰铸铁件，其型号应为HT150。
2.2 铸造方案的拟定 2.2.1 铸型种类的选择 支座零件具有内腔，小孔，圆角，凸台以及锥角，形状较为复杂，表面质量无特殊要求，最大轮廓尺寸为200mm，应选用砂型铸造成形。又采用小批量生产，所以铸件类型应使用湿砂型铸造。这样灵活性大，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。模样采用金属模是合理的。 2.2.2 画出零件图 图2 零件图
2.3 分型面的确定 2.3.1分型选择原则 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。应满足以下要求 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 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 2.3.2 几种分型方案 初步对支座进行分析，有以下四种方案Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，如图3所示
图3 分型方案图 2.3.3 分析各个方案的优缺点 Ⅰ方案以支架的底面为分型面在分型面少而平的原则中，其分型面数量不仅少而且还平直，铸件全部放在下型，既便于型芯安放和检查，又可以使上型高度减低而便于合箱和检验壁厚，还有利于起摸及翻箱操作。 Ⅱ方案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。
铸造工艺设计说明书 课程设计：机械工艺课程设计 设计题目：底座铸造工艺设计 班级：机自1103 设计人： 学号： 指导教师：张锁梅、贾志新
前言 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是： （1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。 （2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。 （3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。 （4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。 （5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
目录 一、工艺审核 (1) 1.数量与材料 (1) 2.图样 (1) 3.零件的结构性 (1) 二、成形工艺设计 (1) 1．确定工艺方案 (1) （1）浇注位置的选择 (2) （2）分型面的选择 (2) 2.确定铸造工艺参数 (4) （1）机械加工余量和铸出孔 (4) （2）浇注位置的选择 (5) （3）拔模斜度 (5) （4）铸造收缩率 (6) 3．砂芯设计 (6) 4．浇注系统的设计 (6) 5. 冷铁的设置 (6) 三、心得体会 (7)
热加工工艺课程设计支座铸造工艺设计 院系：工学院机械系 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
黄河科技学院课程设计任务书 工学院机械系机械设计制造及其自动化专业 2011级 1班 学号姓名指导教师 设计题目: 支座铸造工艺设计 课程名称:热加工工艺课程设计 课程设计时间：5 月 22 日至 6 月 6 日共 2 周 课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页） 1、已知技术参数 图1 支座零件图 2、设计任务与要求 1）设计任务 1 选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。 2 分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。 3 从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位 置和造型方法。 4 画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余 量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头，图下注明收缩量） 5 绘制出铸件图。
2）设计要求 1设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，并用三号图纸出图。 2 按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于3000字）。 3、工作计划 熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作 1天 确定铸造工艺方案 1天 工艺设计和工艺计算 2天 绘制铸件铸造工艺图 1天 确定铸件铸造工艺步骤 2天 编写设计说明书 3天 答辩 1天 4．主要参考资料 《热加工工艺基础》、《金属成形工艺设计》、《机械设计手册》 系主任审批意见： 审批人签名： 时间：2013年月日
支座铸造工艺设计 摘要 铸造是指将液态金属或合金浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔里，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法。铸造成形是机械类零件和毛坯成形的重要工艺方法之一，尤以适合于制造内腔和外形复杂的毛坯或零件。 本文主要分析了支座的结构，并根据其结构特点确定了它的砂型铸造工艺。支座是支撑其他零部件的重要承力零件，主要承受着径向压缩及轴向摩擦的作用，它具有结构稳定、形状简单、廉价实用等特点，故在机械零件的设计、加工制造中支座都起着不可替代的作用。 本文设计了支座的砂型铸造工艺，包括铸型（型芯）及造型方法的选择、分型面选择和浇注位置的确定、浇注系统及冒口的设置、落砂清理及检验等。绘制了铸件的零件图及铸造工艺图。本文还对支座的铸造质量指标（包括加工余量、拔模斜度、收缩率及变形等）进行了分析与评估，以便于工艺更好的完善。 关键词：砂型铸造，浇注，加工余量，拔模斜度，收缩率
目录 一、工艺分析 (1) 1、审阅零件图 (1) 2、零件的技术要求 (1) 3、零件的技术要求 (1) 4、确定毛坯的具体生产方法 (1) 5、审查铸件的结构工艺性 (1) 二、工艺方案的确定 (1) 1、铸造方法的选择 (1) 2、造型、造芯方法的选择 (2) 3、浇注位置的确定 (2) 4、确定毛坯的具体生产方法 (2) 5、砂箱中铸件数目的确定 (2) 三、砂芯设计 (2) 1、水平砂芯设计 (3) 2、凹槽处采用自带型芯 (3) 四、工艺参数的确定 (3) 1. 加工余量 (3) 2.起模斜度 (4) 3. 铸造圆角 (4) 4. 铸造收缩率 (4) 5. 最小铸出孔 (4) 6、机械加工余量的选取 (4) 五、浇注系统设计 (4) 六、冒口及冷铁设计 (5) 七、铸造工艺图和铸件图 (6) 八、小结 (7) 九、参考文献 (8)
一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 套筒座 工艺方法：铸造 零件材料：HT250 零件重量：3.1955kg 毛坯重量：4.3303kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：未铸造圆角半径：R=2~3 mm；时效处理。 3、选材的合理性 套筒座选用的材料是HT250，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承受抗压即可，选择材料HT250可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属中型零件小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，采用砂型铸造具有生产周期短，灵活性大、成本低的优点。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为162x134x133mm，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,套筒座的壁厚符合其要求。在套筒座中最小壁厚为6mm,最大铸造壁厚为15mm。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的选择 由于套筒座的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，由于铸件的高度为133mm，浇注位置上没有较大的壁厚、材料为HT250不需要冷铁。所以砂型种类为湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。
前言 铸造工艺学课程就是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法与步骤以及掌握铸造工艺与工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则就是铸造工艺学课程的实践性教学环节,同时也就是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺与工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里,我们有过紧张,有过茫然,有过喜悦,从中感受到了学习的艰辛,也收获到了学有所获的喜悦,回顾一下,我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点: 通过课程设计实践,树立正确的设计思想,增强创新意识,培养综合运用铸造工艺学课程与其她先修课程的的理论与实际知识去分析与解决实际问题的能力。 通过制定与合理选择工艺方案,正确计算零件结构的工作能力,确定尺寸,掌握了浇冒口的作用及其原理,具有正确设计浇冒口系统的初步能力;掌握铸造工艺与工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求,原材料的基本规格及作用,并初步具备分析与解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制;了解提高铸件表面质量与尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径,并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练,例如:计算、绘图、查阅设计资料与手册等。 目录 第一章零件铸造工艺分析 (4) 1、1零件基本信息 (4) 1、2材料成分要求 (4) 1、3铸造工艺参数的确定 (4) 1、3、1铸造尺寸公差与重量公差 (5) 1、3、2机械加工余量 (5) 1、3、3铸造收缩率 (5) 1、3、4拔模斜度 (5) 1、4其她工艺参数的确定 (5) 1、4、1工艺补正量 (5) 1、4、2分型负数 (5) 1、4、3非加工壁厚的负余量 (5)
科技大学 课程设计 课程设计名称：端盖铸造工艺设计学生姓名： 学院： 专业及班级： 学号： 指导教师： 2015 年7 月7 日
铸造工艺课程设计任务书 一、任务与要求 1．完成产品零件图、铸件铸造工艺图各一，铸造工艺图需要三维建模(完成3D图)。 2．完成芯盒装配图一。 3．完成铸型装配图一。 4. 编写设计说明书一份(15～20页)，并将任务书及任务图放置首页。 二、设计容为2周 1. 绘制产品零件图、铸造工艺图及工艺图的3D图(2天)。 2. 铸造工艺方案设计：确定浇注位置及分型面，确定加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率，确定型芯、芯头间隙尺寸。(1天)。 3. 绘制芯盒装配图(1天)。 4. 绘制铸型装配图、即合箱图(包括流道计算共2天)。 5. 编制设计说明书(4天)。 三、主要参考资料 1. 亮峰主编，材料成形技术基础[M]，高等教育，2011. 2. 丁根宝主编，铸造工艺学上册[M] ，机械工业，1985. 3. 铸造手册编委会，铸造手册：第五卷[M] ，机械工业，1996. 4. 其文主编, 材料成形工艺基础(第三版)[M]，华中科技大学，2003.
摘要 本设计是端盖的铸造工艺设计。端盖的材料为QT400-15，结构简单，无复杂的型腔。根据端盖的零件图进行铸造工艺性分析，选择分型面，确定浇注位置、造型、造芯方法、铸造工艺参数并进行浇注系统、冒口和型芯的设计。在确定铸造工艺的基础上，设计模样、芯盒和砂箱，并利用CAD、Pro/E等设计软件绘制端盖零件图、芯盒装配图。 关键词：铸造；端盖；型芯
ABSTRACT This design is about the casting process of end cap. The material of end cap is QT400-15. The end cap without complex cavity owns simple structures. Select the right parting line, pouring position, modeling method ,core making method, parameters of casting by analyzing the part drawing, then design gating system, riser, core. After the design of casting process, accomplish the part drawing of end cap and assembly drawing of core box with the aid of design software such as CAD and Pro/E. Keywords:Cast; End cap; Core
前言 铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节，同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，从中感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点：通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。 通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力；掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制；了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。
目录 零件铸造工艺分析 (4) 零件基本信息 (4) 材料成分要求 (4) 铸造工艺参数的确定 (4) 铸造尺寸公差和重量公差 (5) 机械加工余量 (5) 铸造收缩率 (5) 拔模斜度 (5) 其他工艺参数的确定 (5) 工艺补正量 (5) 分型负数 (5) 非加工壁厚的负余量 (5) 反变形量 (5) 分芯负数 (6) 铸造三维实体造型 (6) 上冠件图纸技术要求 (6) 上冠件结构工艺分析 (6) 基于UG零件的三维造型 (6) 软件简介 (6) 零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 工艺方案的确定 (7) 铸造方法 (7) 型（芯）砂配比 (8) 混砂工艺 (8) 铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 铸造熔炼 (8) 熔炼设备 (9) 熔炼工艺 (9) 分型面的选择 (9) 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 砂芯设计及排气 (11) 芯头的基本尺寸 (11) 芯撑、芯骨的设计 (12) 砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 浇注系统的类型及选择 (12) 浇注位置的选择 (12)
材料成型过程控制 院系：材料科学与工程学院 专业：材料成型与控制工程 姓名： 学号： 指导老师： 日期：2012.9.19至2012.10.15
目录 一、铸造工艺分析 (1) 二、砂芯设计 (3) 三、冒口设计 (5) 四、浇注系统的设计及计算 (7) 五、沙箱铸件数量的确定 (10) 六、参考数目、资料 (11)
图1所示的事U型座，主要用于拆卸主轴上的皮带轮。 材料为ZG25（主要元素含量：W C%=0.22~0.32%，W Mn%=0.5~0.8%，W Si%=0.2~0.45%）。 技术要求：①未标示的铸造圆角半径R=3~5。②未标铸造倾斜度按工厂规格H59~21。③铸件应仔细地清理去掉毛刺及不平处。 图1
一、铸造工艺分析 1.确定铸型种类和造型、制芯方法 此铸件是铸钢件，铸件最大三维尺寸270x110x220 mm，为中小型铸件，铸件结构简单，仅有两个加工面，其他非加工面表面光洁度要求不高，采用温型普通机器造型，砂芯外形简单，采用热芯盒射芯机制芯。 2.确定浇注位置和分型面 方案1：将铸件放置于下箱，分型面选取如图2所示，采用顶注式浇注，此方案浇注系统简单，不用翻箱操作；但是浇注时金属液对型腔冲刷力大，难以下芯，不便设置冒口进行补缩。容易产生夹砂、结疤类缺陷，补缩困难会形成缩孔、缩松结晶等缺陷。 方案2：将铸件放于上箱，分型面选取如图3所示，采用底注式浇注，此方案浇注系统相对复杂，下芯方便，可以将冒口设计在顶部，补缩效果好。 综合以上两种方案考虑，选择方案2较为合理。 图2 图3 铸件全部位于上箱，下表面为分型面 上 下 上 下
课程设计说明书（论文）课程名称：成型工艺及模具课程设计II 设计题目：端盖零件铸造工艺设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
1、设计任务 1.1、设计零件的铸造工艺图 1.2、设计绘制模板装配图 1.3、设计并绘制所需芯盒装配图 1.4、编写铸造工艺设计说明书 2、生产条件和技术要求 2.1、生产性质：大批量生产 2.2、材料：HT200 2.3、零件加工方法： 零件上有多个孔，除中间的大孔需要铸造以外，其他孔在考虑加工余量后不宜铸造成型，采用机械方法加工，均不铸出。 造型方法：机器造型 造芯方法：手工制芯 2.4、主要技术要求： 满足HT200的机械性能要求，去毛刺及锐边，未注明圆角为R3－R5，未注明的筋和壁厚为8，铸造拔模斜度不大于2度，铸造表面不允取有缺陷。 3、零件图及立体图结构分析 3.1、零件图如下： 图1.零件主视图图2.零件左视图 3.2三维立体图如下： 图3.三维图（1） 图4.三维图（2） 4、工艺设计过程 4.1、铸造工艺设计方法及分析 4.1.1铸件壁厚 为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸造的流动性密切相关。在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表1。 表1. 铸件最小允许壁厚引【1，表1-3】
查得灰铁铸件在100~200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为5~6mm。由零件图可知，零件中不存在壁厚小于设计要求的结构，在设计过程中，也没有出现壁厚小于最小壁厚要求的情况。 4.1.2造型、制芯方法 造型方法：该零件需批量生产，为中小型铸件，应创造条件采用技术先进的机器造型，暂选取水平分型顶杆范围可调节的造型机，型号为Z145A。 制芯方法：由生产条件决定，采用手工制芯。 4.1.3砂箱中铸件数目的确定 当铸件的造型方法、浇注位置和分型面确定后，应当初步确定一箱中放几个铸件，作为进行浇冒口设计的依据。一箱中的铸件数目，应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。 本铸件在一砂箱中高约52mm，长约130mm，宽约100mm，重约2.75Kg。这里选用一箱四件，根据本铸件分型面的确定，可以先确定下箱的尺寸。根据铸件重量在<5kg时，查得模型的最小吃砂量a=20mm， h=30mm， c=40mm，d或e=30mm， f=30mm， g=200mm，其中各字母所代表的含义如图5所示。先确定下箱的尺寸，再根据表格可以选择标准的砂箱。选用Z145A顶杆式起模的震实式造型机，砂箱最大内尺寸为500mm X 400mm X 300mm。根据本铸件的大概尺寸，在设计中采用一箱四件，因为浇注系统位于上箱，所以上砂箱的高度我们还要考虑到浇注系统才可以确定。铸件在砂箱中的放置方式初步设计为图6所示方式。 图5. 最小吃砂量示意图图6. 铸件排布的初步设计 4.2、铸造工艺参数的确定 4.2.1铸件尺寸公差和重量公差 在实际生产中，铸件的实际尺寸和重量与设计图纸所规定的尺寸和重量相比，总会有一些偏差，这种偏差愈小，铸件的精度也愈高。但铸造过程中影响铸件精度的因素很多，如铸造收缩率等工艺参数的选择，分型面、浇冒口系统和砂芯的设计，造型和制芯的工艺操作以及工艺装备本身的精度等。如果其中某个因素处理不当，就会降低铸件的精度。也不应该不顾铸件的要求和具体生产条件，盲目提高对铸件的精度要求，否则会导致铸件成本的提高和使工艺复杂化，造成不必要的浪费。二级精度灰铸铁铸件的尺寸偏差如表2所示，重量偏差如表3所示。
铸造工艺设计： 就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.设计依据： 在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件,这些是铸造工艺设计的基本依据.设计内容： 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容： 铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序： 1零件的技术条件和结构工艺性分析;2选择铸造及造型方法;3确定浇注位置和分型面;4选用工艺参数;5设计浇冒口,冷铁和铸肋;6砂芯设计;7在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8通常在完成砂箱设计后画出;9综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容： 造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.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.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是： 使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1保证铸件内腔尺寸精度;2保证操作方便;3保证铸件壁厚均匀;4应尽量减少砂芯数目;5填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1铸件尺寸公差： 是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3机械加工余量： 铸件为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,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA，由精到粗分为ABCDEFGH和J9个等级。
铸造工艺学课程设计 题目： 分工： 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名：
目录 第一章零件铸造工艺分析 (4) 1.1零件基本信息 (4) 1.2材料成分要求 (4) 1.3铸造工艺参数的确定 (4) 1.3.1铸造尺寸公差和重量公差 (5) 1.3.2机械加工余量 (5) 1.3.3铸造收缩率 (5) 1.3.4拔模斜度 (5) 1.4其他工艺参数的确定 (5) 1.4.1工艺补正量 (5) 1.4.2分型负数 (5) 1.4.3非加工壁厚的负余量 (5) 1.4.4反变形量 (5) 1.4.5分芯负数 (6) 第二章铸造三维实体造型 (6) 2.1上冠件图纸技术要求 (6) 2.2上冠件结构工艺分析 (6) 2.3基于UG零件的三维造型 (6) 2.3.1软件简介 (6) 2.3.2零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 3.1工艺方案的确定 (7) 3.1.1铸造方法 (7) 3.1.2型（芯）砂配比 (8) 3.1.3混砂工艺 (8) 3.1.4铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 3.2铸造熔炼 (8) 3.2.1熔炼设备 (9) 3.2.2熔炼工艺 (9) 3.3分型面的选择 (9) 3.4砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 3.5砂芯设计及排气 (11) 3.5.1芯头的基本尺寸 (11) 3.5.2芯撑、芯骨的设计 (12) 3.5.3砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 4.1浇注系统的类型及选择 (12) 4.2浇注位置的选择 (12)
4.3浇注系统各部分尺寸的计算 (13) 4.3.1合金铸造性能分析 (13) 4.3.2铁液在型内的上升速度 (13) 4.3.3浇注系统截面尺寸设计 (14) 4.4冒口设计计算 (14) 4.4.1铸件工艺出品率 (14) 4.4.2出气孔 (15) 4.4.3冒口的作用及位置确定 (15) 4.5冷铁设计及尺寸计算 (15) 4.5.1冷铁的选用及作用 (15) 4.5.2冷铁的尺寸及放置位置的选择 (15) 总结 (17) 参考文献 (18) 附图
扁叉铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。 零件名称: 扁叉 工艺方法：铸造 零件材料：HT150 零件重量：0.4066kg 毛坯重量：0.6720kg 生产批量: 100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求 零件在铸造方面的技术要求：铸造圆角半径不得超过1mm；在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷；铸件应进行时效处理；铸件应进行清理，保证表面平整；零件加工完后所有棱边应去除毛刺；不加工表面先涂以防锈漆，再涂以绿色油漆。 3、选材的合理性 扁叉选用的材料是HT150，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承受抗压即可，又是中等静载，选择材料HT150可以满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法 根据以上信息可知,由于零件属小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造。 5、审查铸件的结构工艺性 铸件轮廓尺寸为159*59.5*24，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,扁叉的壁厚符合其要求。铸件质量为0.6720kg，材料为HT150，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为
18mm。壁厚越大，圆角尺寸也相应增大。 二、工艺方案的确定 1、铸造方法的选择 由于扁叉的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，砂型种类为湿型。 2、造型、造芯方法的选择 选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。 3、浇注位置的确定 根据计算机辅助铸造工艺设计中关于浇注位置的确定原则（浇注位置应选在铸件最大截面处，应使合箱位置、浇注位置和位置相一政），所以确定浇注位置为铸件中间对称的最大截面--此截面为最大截面、上下对称、且便于充型和起模。 4、分型面的确定 根据计算机辅助铸造工艺设计中关于分型面的确定原则（分型面应选在铸件最大截面处；分型面应尽量选用平面），所以确定分型面为铸件中间对称的最大截面--以便于起模、下芯和检验；分模面与分型面一致。 5、砂箱中铸件数目的确定 扁叉的重量为0.6720 kg，"铸件质量"选择≤5kg，对应的"砂箱尺寸"为"≤ 400mm"，"最小吃砂量"分别为"a=20mm，b=30mm，c=40mm，d或e=30mm，f=30mm，g=20mm"。铸件本身的尺寸为159*59.5*24mm，因此在"400mm"的砂箱中只能放置二个铸件（如图所示）（注：砂箱尺寸=（A+B）/2， A、B分别为砂箱内框长宽及宽度）。
铸造工艺学课程设计
题目：工艺学课程设计 学院： 专业：材料成型机控制工程班级： 学号： 姓名： 指导老师：
前言 铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节，同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，从中感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点： 通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。 通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力；掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制；了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。 目录 1
第一章零件铸造工艺分析 (4) 1.1零件基本信息 (4) 1.2材料成分要求 (4) 1.3铸造工艺参数的确定 (4) 1.3.1铸造尺寸公差和重量公差 (5) 1.3.2机械加工余量 (5) 1.3.3铸造收缩率 (5) 1.3.4拔模斜度 (5) 1.4其他工艺参数的确定 (5) 1.4.1工艺补正量 (5) 1.4.2分型负数 (5) 1.4.3非加工壁厚的负余量 (5) 1.4.4反变形量 (5) 1.4.5分芯负数 (6) 第二章铸造三维实体造型 (6) 2.1上冠件图纸技术要求 (6) 2.2上冠件结构工艺分析 (6) 2.3基于UG零件的三维造型 (6) 2.3.1软件简介 (6) 2.3.2零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 3.1工艺方案的确定 (7) 3.1.1铸造方法 (7) 3.1.2型（芯）砂配比 (8) 3.1.3混砂工艺 (8) 3.1.4铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 3.2铸造熔炼 (8) 3.2.1熔炼设备 (9) 3.2.2熔炼工艺 (9) 3.3分型面的选择 (9) 3.4砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 3.5砂芯设计及排气 (11) 3.5.1芯头的基本尺寸 (11) 3.5.2芯撑、芯骨的设计 (12) 3.5.3砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 4.1浇注系统的类型及选择 (12) 4.2浇注位置的选择 (12) 2