盆形零件铸造工艺设计
工艺分析
1、零件基本信息
零件材料：HT150
生产批量：小批量生产
2、零件技术要求
铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。
3、选材的合理性
铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等，参考常
用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的种类、
牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。
4、审查铸件结构工艺性
铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。
二、工艺方案的确定
1、铸造方法的确定
铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择
（1）造型方法、造芯方法的选择
根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型
（2）铸造方法的选择
根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。
（3）铸型种类的选择
根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。
2、浇注位置的确定
根据浇注位置选择的4条主要规则，综合之下选择铸件开口处。
3、分型面的选择
本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即开口处。
三、工艺参数查询
1、加工余量的确定
根据造型方法、材料类型进行查询。
查得加工余量等级为11~13，
取加工余量等级为12。
根据零件基本尺寸、加工余量等级进行查询。
查得铸件尺寸公差数值为10。
根据零件尺寸公差、公差等级进行查询。
查得机械加工余量为5.5。
2、起模斜度的确定
该零件没有垂直于分型面的面，不需要另外确定起模斜度。
3、铸造圆角的确定
根据铸造方法和材料，查得最小铸造圆角半径为4。
4、铸造收缩率的确定
根据铸件种类查得：阻碍收缩率为0.8~1.0，自由收缩率为0.9~1.1。
5、最小铸造孔的选择
该零件没有铸造孔。
四、浇注系统设计
（一）、浇注位置的确定
根据内浇道的位置选择顶注式，
（二）、浇注系统类型选择
根据各浇注系统的特点及铸件的大小选用封闭式浇注系统。
（三）、浇注系统尺寸的确定
1、计算铸件质量：
按照铸件的基本尺寸（包括加工余量在内）计算出铸件的体积和铸件的质量。
其计算公式为：m=pv
式中 m --铸件质量（g）：
p--金属材料的密度，对一般铸件可取p=7.2/cm3；
v--铸件的体积（cm3）；
得到结果如下
铸件质量m=16.6032千克
铸件体积v= 2306180 立方毫米=2306cm3
铸件面积s=278631cm2
2、各个浇道的截面积计算
奥赞公式法
该方法利用力学公式先求出浇注系统的最小横截面积，再根据不同工艺条件下的浇注系统各组元截面比例，
确定其它的横截面积。
铸铁件浇注系统最小横截面积计算公式
式中s最小—最小横截面（）;
m—流过浇注系统最小横截面积的铸铁金属液总质量（kg）;
t—浇注时间（s）;
u —流量因数，量纲为1；
Hp —平均静压头（m）;
式中个参数的确定方法如下
1. 金属液总质量m的确定
根据铸件质量和生产类型选择铸铁件浇注系统占的质量百分比为20%，
金属液总质量m=m0×(1+20%)=16.6032kg×1.20=19.92kg
2. 浇注时间t的确定
根据铸件壁厚取s1=2.2
浇注时间t=2.2×7.173=15.7s
对于具有水平面或结构复杂的薄壁铸件，应保证液面上升速度u上升足够大。
铸铁件按u上升大于4-3所列数
值，对型腔中的液面上升速度进行核算：
铸件在给定浇注位置高度c=0.171m
型腔中的液面上升速度u=0.171m/15.7s=1.09cm/s
U=1.09cm/s>0.8～1,满足要求。
3. 流量因数u的确定
根据铸型种类和阻力大小流量因数u取0.6
4.平均静压头Hp的确定
Hp可根据表4-6确定。
表中Ho为内浇道到浇口杯的距离，c为浇注位置时的铸件高度。
根据铸件重量m=16.6032千克,查得b=60,c=70.
由浇注方式为顶注式，则Hp=Ho-c/2=171+60-171/2=0.1455m
是否能完全充型校核：
Hm=500tg6=52.6mm
Ho=171+60=231mm
Ho=231mm>171+52.6=223.6mm
满足要求。
则铸铁件浇注系统最小横截面积
s=19.92/(0.31X10? X0.6X15.7X0.38)
s=0.00018m2=1.80cm2
按封闭式浇注系统各部分的截面积比例：
直浇道出口截面积大于横浇道截面积总和，横浇道出口截面积总和又大于内浇道截面积总和的浇注系统，
即A直＞∑A横＞∑A内。
其特点是挡渣能力强，但对铸型冲刷力大。
对中小型铸铁件，推荐采用封闭式浇注系
统。
其各部分截面比例为：∑A内：∑A横：∑A直＝１：１.１：１.５
根据浇注系统最小横截面积，
取∑A内=2cm2. 查得a=26mm,b=23mm,c=8mm 。
则∑A横=2x1.1=2.2 cm2
取∑A横=2.52 cm2，查得a=16mm,b=12mm,c=18mm。
则∑A直=2x1.5=3 cm2
取∑A直=3.02 cm2，查得d=19.6mm。
(四）冒口的设计
M=2306cm3/3130cm2=0.737cm<1cm
灰铸铁壁厚均匀，在12mm以下，不需要补缩冒口。
七、热处理
灰口铸铁的热处理灰铸铁铸件一般不需进行热处理，通常对灰口铸铁进行热处理的目的是为了减少铸件中的内应力；消除薄壁铸件或铸件薄断面部分的白口组织；提高铸件工作表面的硬度和耐磨性等。
常用的热处理方法有时效处理、
降低硬度的退火、正火和表面淬火。
对于此灰铁铸件采用时效处理。
其目的是消除铸件冷却凝固过程中所产生的内应力，以防止铸件在后续工序中，由于内应力而引起变形和裂纹。
自然时效是将铸件在机械加工前放置六至十八个月左右，让其内应力自行消除。
此法的缺点是时间长、效果差，故目前很少应用。
人工时效又称低温退火。
它是将清砂后的铸件送入100-200℃的炉中，随炉升温至500-600℃。
保温较长时间后（一般为4—10小时），再以20-30℃/小时的冷却速度缓慢冷至200℃以下出炉空冷，从而消除其内应力。
