铸造工艺学课程设计案例
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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)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)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。
一、课程名称:压模铸造二、课程目标:1. 理解压模铸造的基本原理和工艺流程;2. 掌握压模铸造设备的操作方法;3. 学会压模铸造工艺参数的确定和调整;4. 能够独立完成压模铸造工艺设计。
三、课程内容:1. 压模铸造基本原理(1)压模铸造的定义及分类;(2)压模铸造的工艺流程;(3)压模铸造的特点及应用。
2. 压模铸造设备(1)压模铸造机的工作原理及结构;(2)压模铸造机的操作方法;(3)压模铸造机的维护与保养。
3. 压模铸造工艺参数(1)压模铸造工艺参数的确定原则;(2)压模铸造工艺参数的调整方法;(3)压模铸造工艺参数对铸件质量的影响。
4. 压模铸造工艺设计(1)压模铸造工艺设计的基本步骤;(2)压模铸造工艺图的绘制;(3)压模铸造工艺参数的确定;(4)压模铸造工艺方案的优化。
四、课程安排:1. 理论教学:12学时(1)压模铸造基本原理(4学时)(2)压模铸造设备(4学时)(3)压模铸造工艺参数(4学时)2. 实践教学:24学时(1)压模铸造设备操作(8学时)(2)压模铸造工艺参数调整(8学时)(3)压模铸造工艺设计(8学时)五、考核方式:1. 平时成绩(40%):包括课堂出勤、课堂讨论、实践操作等;2. 期末考试(60%):包括笔试和实操考试。
六、教学资源:1. 教材:《压模铸造》;2. 教学课件;3. 实践教学设备:压模铸造机、模具、铸件等。
七、教学进度安排:1. 第1-4周:压模铸造基本原理;2. 第5-8周:压模铸造设备;3. 第9-12周:压模铸造工艺参数;4. 第13-16周:压模铸造工艺设计;5. 第17-18周:实践操作;6. 第19-20周:复习与考试。
八、教学特色:1. 注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力;2. 采用案例教学,激发学生的学习兴趣;3. 强调培养学生的创新意识和团队协作精神。
泵盖铸造工艺-课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握泵盖铸造工艺的基本原理,包括铸造过程、材料选择和铸造缺陷的控制。
2. 使学生能够描述泵盖铸造工艺的流程及其在泵设备中的重要性。
3. 引导学生掌握泵盖铸造的相关技术参数,如收缩率、熔炼温度等,并能运用到实际案例分析中。
技能目标:1. 培养学生运用CAD/CAM软件设计泵盖铸造模具的能力,并能够进行简单的模具修改。
2. 提高学生实际操作铸造设备的能力,包括模具安装、铸造参数调整等。
3. 培养学生通过观察和检测方法,分析并解决泵盖铸造过程中出现的常见问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对铸造工艺的兴趣和认识,激发其学习制造业相关知识的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养在铸造工艺过程中相互协作、共同解决问题的能力。
3. 引导学生认识到制造业在国家经济发展中的重要作用,树立正确的职业观念。
课程性质分析:本课程为实践性较强的专业课,结合理论教学和实际操作,旨在培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
学生特点分析:针对高年级学生,具备一定的专业基础知识,具有较强的动手能力和探究精神。
教学要求:教师需注重理论与实践相结合,鼓励学生积极参与实际操作,培养其独立思考和解决问题的能力。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 泵盖铸造工艺基本原理:包括铸造过程、铸造材料、铸造缺陷及其控制方法,参考教材第二章。
2. 泵盖铸造工艺流程:详细讲解泵盖铸造的各个环节,如模具设计、熔炼、浇注、冷却、打磨等,参考教材第三章。
3. 泵盖铸造技术参数:介绍收缩率、熔炼温度、浇注速度等参数对泵盖铸造质量的影响,结合教材第四章进行分析。
4. 铸造模具设计与制作:教授CAD/CAM软件在泵盖模具设计中的应用,包括模具结构、材料选择等,参考教材第五章。
5. 铸造设备操作与调整:实际操作铸造设备,学习模具安装、铸造参数调整等技能,结合教材第六章进行讲解。
圆形支座铸造工艺设计(总23页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--湖南科技大学课程设计课程设计名称:圆形支座铸造工艺设计学生姓名:学院:专业及班级:学号:指导教师:年月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张,铸造工艺图需要三维建模(完成3D图)。
2.完成芯盒装配图一张。
3.完成铸型装配图一张。
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、设计内容为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. 张亮峰,材料成形技术基础[M],高等教育出版社,2011.2. 丁根宝,铸造工艺学上册 [M] ,机械工业出版社,1985.3. 铸造手册编委会,铸造手册:第五卷[M] ,机械工业出版社,1996.4. 沈其文, 材料成形工艺基础(第三版)[M],华中科技大学出版社,2003.摘要支座是支撑零部件的载体其主要承受了轴向的压缩作用的机械零件。
在日常生产中对支座的选用异常广泛,因为它具有经济型良好、结构稳定性好、结构简单美观实用等特点。
本文主要分析了支座的结构,并根据其结构特点确定了铸造工艺,确定了支座的铸造工艺过程,绘制了芯盒装配图,铸造装配图等。
关键词:圆形支座;砂型铸造;铸造工艺设计;装配图目录一、造型材料选择1. 铸造合金的选用 (1)2. 造型和造芯材料 (1)二、浇注位置及分型面的确定 (2)三、铸造工艺参数设计1.加工余量的选择 (5)2.铸件孔是否铸出的确定 (5)3.起模斜度的确定 (5)4.铸造圆角的确定 (6)5. 铸造收缩率的确定 (7)6.反变形量 (8)四、造型方法的设计 (8)五、木模的设计 (10)六、浇注系统的设计1.浇口杯 (12)2.浇注系统的尺寸 (12)七、冒口的设计 (14)八、铸型装配图设计 (15)心得体会 (17)参考文献 (18)一、造型材料选择1. 铸造合金的选用灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。
一、教学目标1. 知识目标:(1)使学生了解铸造的基本原理、分类、工艺过程及特点。
(2)使学生掌握铸造工艺参数的选择原则和方法。
(3)使学生熟悉铸造设备的操作及安全注意事项。
2. 技能目标:(1)使学生能够根据零件的形状、材料及尺寸,选择合适的铸造方法。
(2)使学生能够熟练操作铸造设备,完成铸造工艺过程。
(3)使学生能够分析铸造缺陷产生的原因,并提出改进措施。
3. 情感目标:(1)培养学生的团队协作精神和实践操作能力。
(2)激发学生对铸造技术的兴趣,提高学生的创新意识。
二、教学内容1. 铸造的基本原理及分类2. 铸造工艺参数的选择3. 铸造设备操作及安全注意事项4. 铸造工艺过程及常见缺陷分析5. 铸造技术的创新与发展三、教学过程1. 导入(1)结合实际案例,引入铸造技术在工业生产中的应用。
(2)提出本节课的学习目标。
2. 讲解与演示(1)讲解铸造的基本原理、分类、工艺过程及特点。
(2)演示铸造设备的操作方法,强调安全注意事项。
(3)讲解铸造工艺参数的选择原则和方法。
3. 实践操作(1)分组进行铸造实践操作,每组选取一个零件进行铸造。
(2)在操作过程中,教师巡回指导,纠正操作错误,解答学生疑问。
4. 分析与讨论(1)分析每组铸造过程中出现的缺陷,找出原因。
(2)讨论如何改进铸造工艺,提高产品质量。
5. 总结与反思(1)对本节课所学内容进行总结,强调重点和难点。
(2)引导学生进行自我反思,提出改进措施。
四、教学评价1. 学生对铸造基本原理、分类、工艺过程及特点的掌握程度。
2. 学生在实践操作中的表现,包括操作熟练度、安全意识等。
3. 学生对铸造工艺参数选择、设备操作及安全注意事项的掌握程度。
4. 学生在分析与讨论环节的表现,包括分析问题的能力、创新意识等。
五、教学资源1. 教材:《铸造工艺学》2. 教学视频:铸造工艺过程演示、设备操作演示3. 实验室设备:铸造设备、铸造材料、工具等六、教学时间1. 讲解与演示:2课时2. 实践操作:2课时3. 分析与讨论:1课时注:以上教案模板仅供参考,具体教学过程可根据实际情况进行调整。
阀体铸造工艺课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握阀体铸造工艺的基本概念、原理和流程,培养学生对阀体铸造工艺的兴趣和热情,提高学生的实际操作能力,培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
具体来说,知识目标包括:了解阀体铸造工艺的基本概念、原理和流程;掌握阀体铸造工艺的主要技术和方法;了解阀体铸造工艺的发展趋势和应用领域。
技能目标包括:能够熟练操作铸造设备,进行阀体铸造工艺的实践操作;能够根据实际情况,选择合适的铸造工艺和方法;能够对铸造过程进行监控和调整,保证铸造质量。
情感态度价值观目标包括:培养学生对阀体铸造工艺的兴趣和热情;培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德;培养学生团队协作和沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括阀体铸造工艺的基本概念、原理和流程,阀体铸造工艺的主要技术和方法,阀体铸造工艺的发展趋势和应用领域。
具体来说,教学大纲如下:1.阀体铸造工艺的基本概念、原理和流程:介绍阀体铸造工艺的定义、特点和基本原理,讲解阀体铸造工艺的流程和步骤。
2.阀体铸造工艺的主要技术和方法:讲解阀体铸造工艺的主要技术,如模具设计、铸造材料选择、铸造工艺参数控制等,以及常见的铸造方法,如砂型铸造、熔模铸造等。
3.阀体铸造工艺的发展趋势和应用领域:介绍阀体铸造工艺的最新发展动态,讲解阀体铸造工艺在各个领域的应用情况。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标,我们将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过讲授法,我们将系统地讲解阀体铸造工艺的基本概念、原理和流程,使学生能够全面掌握相关知识。
通过讨论法,我们将引导学生进行思考和讨论,提高学生的理解能力和解决问题的能力。
通过案例分析法,我们将结合实际案例,使学生能够更好地理解和掌握阀体铸造工艺的应用。
通过实验法,我们将让学生亲自动手操作,进行阀体铸造工艺的实践操作,提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源,包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
第一章绪论 (3)第二章铸造工艺方案的确定 (4)2.1 零件结构工艺性分析 (4)2.1.1 零件基本信息 (4)2.1.2 零件分析 (4)2.2 造型方法与铸型种类的选择 (5)2.2.1造型方法选择 (5)2.2.2 造型材料 (6)2.3 砂芯种类与制芯方法的选择 (6)2.3.1 砂芯种类的选择 (6)2.3.2 制芯方法的选择 (6)2.4 制芯机的选择 (6)2.5 浇注位置和分型面确定 (6)2.5.1 分型面确定 (6)2.5.2 浇注位置的选择 (7)第三章铸造工艺参数的确定 (8)3.1 机械加工余量 (8)3.2 铸造尺寸公差 (8)3.3 铸造收缩率 (9)3.4 起模斜度 (9)3.5 最小铸出孔和槽 (9)3.6 工艺补正量 (9)3.7 反变形量 (10)3.8 非加工壁厚负余量 (10)第四章砂芯设计 (10)4.1 芯头的设计 (10)4.2 压环、防压环和集砂槽芯头结构 (11)4.3 芯骨设计 (12)4.4 砂芯的排气 (12)4.5 砂型负数 (13)第五章浇注系统设计 (13)5.1 选择浇注系统 (13)5.2 铸件在内浇道上的位置 (13)5.3 直浇道的位置和高度 (14)5.4 计算浇注时间并核算金属上升速度 (15)5.5 内浇道的截面积计算 (16)5.6 各浇道的比例关系 (17)5.7 计算横浇道截面积 (18)5.8 计算直浇道截面积 (18)5.9 浇口窝设计 (18)5.10 冒口设计 (19)5.11 冷铁设计 (19)5.12 浇口杯的设计 (19)第六章铸造工艺装备设计 (19)6.1 模样设计 (20)6.2 芯盒设计 (20)6.3 模板设计 (20)6.4砂箱设计 (21)总结 (22)参考文献 (23)铸造工艺图(附) (23)第一章绪论铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法,将液态合金注人预先制备好的铸型中使之冷却、凝固,而获得毛坯或零件,这种制造过程称为铸造生产,简称铸造,所铸出的产品称为铸件。
目录1 设计任务 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计的技术要求 (2)2 铸造工艺方案的确定 (4)2.1铸造工艺方案分析与论证 (4)2.1.1 零件结构分析 (4)2.1.2 分型面的确定 (4)2.1.3 浇注系统(包括冒口)的选择 (5)2.1.4 工艺参数的确定 (8)2.1.5 铸造工艺简图 (2)2.2芯盒的设计 (11)2.2.1 制芯方法的确定 (11)2.2.2 芯盒选材 (12)2.2.3 芯盒简图 (13)2.3模板的设计 (13)2.3.1 模板类型 (13)2.3.2 模板的选材 (13)2.3.3 模板的定位装置 (13)2.3.4 模板简图 (13)2.4合箱图 (15)2.4.1 砂箱的选择 (15)2.4.2 砂箱的定位 (15)2.4.3 砂箱的其它工艺参数(包括压铁、起吊等) (15)2.4.4 合箱图 (15)3 铸造工艺卡 (16)4 参考文献 (15)1设计任务1.1设计任务泵盖铸造工艺设计图11.2设计的技术要求设计应达到的技术要求:实际主要用于零件的外部,起密封,阻挡灰尘的作用,故其在机器中只是起辅助作用,对机器的稳定运行影响不是很大,其在具体加工的时候,精度要求也不是很高,加工起来也十分容易。
依据图纸要满足下列要求:1、材质灰铁150、未注铸造圆角均为R3;2、铸件表面不得有沙眼、缩孔等缺陷;3、泵盖底部Φ132表面Ra为3.2,Φ100表面Ra为6.3,二者之间台阶Ra1.6。
Φ14中心孔内表面Ra为 1.6,Φ25中心孔内表面Ra为6.3,其余为Ra12.5;4、两个圆柱孔分别为中心大圆柱Φ25H9基本尺寸为Φ25mm,公差带为H8的孔;中心小圆柱Φ14H92铸造工艺方案的确定2.1铸造工艺方案分析与论证2.1.1零件结构分析名称:泵盖材料: HT150外形尺寸:132×12×40mm 体积: 2.21×102cm3质量: 1.59kg 生产批量:中大批量生产(自定)表面积:3.97×102cm2 密度:7.2g/cm3a b图2 泵盖:三维零件图2.1.2分型面的确定在生产中考虑选择分型面时应注意以下原则:1、应使铸件全部或大部置于同一半型内,以保证铸件精度。
辽宁工业大学铸造工艺课程设计题目:HT200泵盖铸造工艺设计课程设计(论文)任务及评语目录前言 (2)1铸造工艺及工装课程设计概念 (3)1.1 铸造工艺及工装课程设计概念 (3)1.2铸造工艺及工装课程设计依据 (3)1.3 铸造工艺及工装课程设计内容 (3)1.4设计任务的分析 (3)1.4.1铸件结构分析 (3)1.4.2生产性质、材料及技术要求 (3)2 铸造工艺方案的确定 (4)2.1造型方法的选择 (4)2.2 浇注位置和的确定和分型面的选择 (4)3 砂芯设计及铸造工艺参数的选择 (7)3.1 砂芯设计 (7)3.2 铸造工艺参数选择 (8)4 浇注系统设计与计算 (11)4.1 浇注系统的设计 (11)4.2 浇注系统的计算 (13)5 砂箱设计 (15)5.1设计与选用砂箱的基本原则 (15)5.2砂箱类型的选择 (15)5.3砂箱结构 (15)设计总结 (17)参考文献 (18)前言铸造是指熔炼金属,制造型腔,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的形成方法。
铸造是世界历史上最悠久的工艺之一。
青铜冶炼技术的发明,使人类进入了青铜器时代。
伴随着青铜冶炼技术的同时,出现了铸造技术。
我国的铸造及技术已有近6000年悠久的历史,是世界上较早掌握铸造技术的文明古国之一。
随着现代科学技术的发展,要求金属铸件具有较高的力学性能,尺寸精度和低的表面粗造度值;要求具有某些特殊性能,如耐热、耐腐蚀、耐磨等,同时还要去生产周期性低,成本低。
因此铸件在生产之前,首先应该进行铸造工艺设计,是铸件的整个工艺过程那个都能实现科学操作,才能有效的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果特点,技术要求,生产批量,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,试生产准备,铸件管理验收的数据,并用于直接指导生产操作。
目录一、零件的技术要求和材质 (2)二、铸件结构的工艺性分析 (2)三、零件铸造工艺方案 (5)四、砂芯设计 (8)五、芯盒设计 (10)六、金属型设计 (12)七、铸件缺陷分析及解决方案 (16)八、设计小结 (17)九、参考文献 (19)设计内容、设计步骤、公式及计算备注一、零件的技术要求及材质零件名称:盖1.1、零件的技术要求铸件尺寸公差按GB6414 - 86 CT41.2零件的材质分析铸件成型材料为ZL102,其化学成分如下:表一 ZL102化学成分Si Cu Mg Mn Al10.0-13.0 ≤0.30(杂质) ≤0.10 ≤0.5(杂质)余量由于ZL102成分在共晶点左右,故在铝硅二元系中,铸造性能最好强度也较高,致密度较好,但塑性较低。
具有良好的抗蚀性,耐磨性和耐热性。
必须进行热处理,提高力学性能。
适用于薄壁复杂铸件及对气密性要求较高的铸件以及压铸件。
二.铸件结构的工艺性分析从铸造工艺角度,结合零件结构特征对铸造生产方法进行选择。
本零件因中大批量生产,采用金属型。
材料:ZL102中大批量生产金属型铸造2.1、铸件壁厚铸件的壁厚要力求均匀,壁的后、薄不宜相差悬殊,在保证能浇注成型的条件下尽量采用最小壁厚;尽量避免采用大的薄壁平面,若必需采用大的薄壁平面时,则设有铸孔或加强筋。
ZL102砂型铸造中的最小壁厚为3mm。
盖的零件图如图所示,壁厚基本均匀,主要壁厚3mm,最小壁厚3mm,最大壁厚21mm,为一小型铸件;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。
2.2、壁的连接铸件的连接应圆滑过度,并应尽量避免铸件有厚大的热节点,尤其是三个以上断面集结于一点或一根线上,都是比较难于铸造的。
零件如图2-1:图2-1零件图2.3、铸件三维实体图三.铸造工艺方案的设计铸造工艺方案设计的内容主要有铸造工艺方法的选择,铸件浇注位置及分型面的选择,铸件初加工基准面的选择,铸造工艺设计有关工艺参数的选择等。
砂型铸造课程设计1前⾔1.1铸造⼯艺设计的概念铸铁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% 。
⽣产的铸件是多种多样的,质量有⼤有⼩,厚度可以薄到2mm,也可以达到500mm,可以是各种形状。
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[1]。
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。
1.2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。
此外,要求设计者有⼀定的⽣产经验和设计经验,并应对铸造先进技术有所了解,具有经济观点和发展观点。
1.2.1⽣产任务1)铸造零件图样。
提供的图样必须清晰⽆误,有完整的尺⼨和各种标记。
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)浇注系统各部分尺寸的计算 (13)合金铸造性能分析 (13)铁液在型内的上升速度 (13)浇注系统截面尺寸设计 (14)冒口设计计算 (14)铸件工艺出品率 (14)出气孔 (15)冒口的作用及位置确定 (15)冷铁设计及尺寸计算 (15)冷铁的选用及作用 (15)冷铁的尺寸及放置位置的选择 (15)总结 (17)参考文献 (18)附图第一章零件铸造工艺分析零件基本信息零件名称:上冠铸件。
零件材料:HT200。
产品生产纲领:成批量生产或者小批量生产。
结构:属厚、薄相差悬殊的大型回转体结构。
上冠零件图:图上冠零件图材料成分要求根据相关资料查得HT200具体成分及其含量如表所示。
表C Si Mn P S Cr~~~≤≤~铸造工艺参数的确定铸造尺寸公差和重量公差该铸件材质为HT200,手工造型,经查得,铸件的尺寸公差等级为13级;重量公差等级为13级,该铸件的重量公差为10%。
机械加工余量该铸件为铸铁件,砂型人工造型,经查加工余量等级为H,经查得,该铸件法兰端面以及锥面的加工余量为13mm、孔的加工余量为8mm。
铸造收缩率由于铸件的固态收缩(线收缩)将使铸件各部分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,则需要在模样或芯盒上加上其收缩的尺寸。
加大的这部分尺寸为铸件的收缩量,一般用铸造收缩率表示。
经查可知该锥体铸件的线收缩率为%。
拔模斜度由于该铸件为锥形而且锥度大非常易于拔模,因此锥体部分不设拔模斜度,而在立壁处可设置3mm的起模斜度以便拔模。
拔模斜度的示意如图和。
图外立壁拔模斜度示意图图内立壁拔模斜度示意图其他工艺参数的确定工艺补正量对中小批量的铸件由于选用的收缩尺寸与实际的收缩率不符,或由于铸件产生变形、操作中不可避免的误差等原因使加工后铸件的尺寸小于图样要求尺寸,为提高尺寸精度,要在铸件相应的非加工表面上增加金属层厚度来弥补,但由于该件在垂直分型面的立壁上都设有较大的拔模斜度,故不放工艺补正量。
分型负数干砂型、表面烘干型、自硬砂型以及砂型尺寸超过2m以上的湿型才应用分型负数。
而此铸件采用树脂自硬砂造型且砂箱尺寸小于2m,故不留分型负数。
非加工壁厚的负余量由于该铸件采用木模,手工造型、造芯过程中,为取出木模要进行敲模,同时木模受潮时会膨胀,这些情况会使型腔尺寸增大,从而造成非加工壁厚增加,为保证铸件尺寸的准确性应该减小厚度尺寸,但由于该件在无拔模斜度,且该件不是很大故不放非加工壁厚的负余量。
反变形量铸造较大的平板类、床身等类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,在制作模样时,按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样,使铸件冷却后变形的结果正好将反变形抵消,得到符合设计要求的铸件。
一般中小型壁厚差别不大且结构上刚度较大时,不必留反变形量。
由于该铸件为中小型铸件,所以不需留反变形量。
分芯负数对于分段制造的长砂芯或分开制造的大砂芯,在接缝处应留出分芯间隙量,即在砂芯的分开面处,将砂芯尺寸减去间隙尺寸,被减去的尺寸即为分型负数。
此铸件没有分段制造的长砂芯,故可不设分芯负数。
第二章铸件三维实体造型上冠件图纸技术要求:(1)铸件应作正回火处理;(2)铸件材料及机械性能应符合JB/T10264-2001的要求;(3)粗加工后按GB7233-87标准作超声波探伤检查,达Ⅱ级要求;过流面加工后按GB/T9444-1988进行磁粉探伤,达Ⅱ级要求;(4)同炉浇铸试验棒,回厂做化学成分和机械性能复核试验;(5)过流面用样板检查;(6)请刻出叶片进出水边与上冠的交点圆线。
上冠件结构工艺分析:上冠件属壁厚相差悬殊的回转体结构,其主要壁厚为50mm,最小壁厚为25mm,最大壁厚为275mm,零件的外形轮廓尺寸为上法兰直径φ1510,法兰另一端直径φ,该件质量为1665kg。
由零件图可知,该零件外形不是很复杂,内腔结构也不复杂,壁厚不均匀,材料为灰铁,流动性较好,收缩大,在浇注时容易产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、热裂、内应力以及变性和冷裂等缺陷。
该件为中大型铸件,可采用砂型铸造中湿型铸造,操作方便,劳动量较小。
基于UG零件的三维造型软件简介UG NX是由Siemens PLM Software发布的集CAD/CAM/CAE一体化解决方案软件,它涵盖了产品设计、工程和制造中的全套开发流程。
NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具。
NX 与UGS PLM 的其他解决方案的完整套件无缝结合,这些对于CAD 、CAM 和CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。
本件采用UG NX进行三维立体建模使工艺设计直观形象,便于后续分析、模拟及加工等过程的管理与控制。
零件的三维造型图通过运用对零件进行立体建模得到如图、所示三维图。
图零件的三维造型图图零件的剖视图第三章铸造工艺方案设计工艺方案的确定铸造方法若生产纲领为单件小批量生产,基于铸件材料(HT200)、尺寸、精度及技术要求等综合考虑,通过查阅相关资料,可选的合适铸造方法只有木模树脂砂铸造或者消失模铸造两种方法。
需要浇铸的产品上冠铸件属于中大型简单铸件,如果采用消失模铸造,其加工余量少,而且可以精确成型,无须起模,无分型面,无型芯,因而铸件无飞边毛刺,减少了由型芯组合而引起的铸件尺寸误差。
另外消失模铸造大大地简化了砂型铸造及熔模铸造的工序。
所以本次设计选择消失模树脂砂型铸造来生产此铸件。
若生产纲领为成批量生产可采用砂型铸造,铸型和型芯都采用呋喃树脂自硬砂,每箱一件,乙醇涂料,造型时按模型材质选择合适的脱模剂。
采用树脂砂的优点有:强度高,可自硬,精度高,铸件易清理,生产效率高等特点。
型(芯)砂配比根据零件结构及生产要求,该铸件采用呋喃树脂自硬砂造型、造芯即可,具体数值参考型、芯砂配比如表和表所示。
表中催化剂含量为占树脂砂的百分比。
混砂工艺合理地选用混砂机,采用正确的加料顺序和恰当的混砂时间有助于得到高质量的树脂砂。
树脂砂各种原料称量要准确,其混砂工艺如下:砂+出砂上述顺序不可颠倒,否则局部发生剧烈的硬化反应,缩短可使用时间,影响到树脂砂的使用性能。
砂和催化剂的混合时间应以催化剂能均匀的覆盖住沙粒表面所需的时间为准。
铸造用涂料、分型剂及修补材料铸造涂料在铸型和砂芯的表面上形成耐火的保护层,避免铸件产生表面粗糙、机械粘砂、化学粘砂以及减少铸件产生与砂子有关的其它铸造缺陷,是改善铸件表面质量的重要手段之一。
虽然采用涂料增加了工序和费用,但使用涂料之后,不仅铸件表面光洁,也减少了缺陷降低了清理费用,增加了铸件在市场上的竞争力,综合效益得以提高。
为满足要求可选水溶性涂料,根据生产纲领选用手工刷涂的方式施涂。
铸造用分型剂可在造型造芯过程中在模样、芯盒工作表面覆盖一薄层可以减少或者防止型砂、芯砂对模样或芯盒的粘附,降低起模力,以便得到表面光洁、轮廓清晰的砂型或砂芯,可手工涂涂柴油。
如砂型或砂芯出现裂纹、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用胶补剂进行修补,以提升生产效率。
对自硬树脂砂可用同种自硬砂+修补膏+胶合剂进行修补。
铸造熔炼熔炼设备:为保证获得化学成分均匀、稳定且温度较高的铁液,满足生产需要这一前提,在大批量流水生产中,宜采用冲天炉-电炉双联熔炼工艺。
它可以保证出炉铁液温度在1500℃以上,温度波动范围小于等于+(-)10℃,化学成分(质量分数)精度达到△C小于等于+(-)%,△Si小于等于+(-)%。
熔炼工艺:(1) 废钢加废钢可明显提高灰铸铁基体中D型石墨和初生奥氏体的数量;加废钢能促进初生奥氏体的形核及长大;可增加铸件的强度和孕育。
(2)出炉温度和浇注温度出炉温度一般都控制在1400~1450℃之内,浇注温度一般控制在1370~1440℃。
(3)孕育处理为改善石墨形态和材质的均匀性,孕育处理是十分重要的。
孕育的作用为消除白口、改善加工性能,细化共晶团、获得A型石墨,使石墨细化及分布均匀,改善基体组织、提高力学性能,减小断面敏感性。
综合孕育剂选择的主要两个因素:满足工艺性及性能、金相组织的需要;避免铸件产生气孔、缩松、渗漏等缺陷。
由于75SiFe瞬时孕育效果好,溶解性能优良,故此铸铁熔炼采用此方法。
分型面的选择根据分型面的选择原则,分型面的选择位置如下:方案一1、有利于顺序凝固和冲型以及易于保证铸件的精度;2、有利于铸件的补缩;3、铁液在铸型中的流动不稳定;4、由于该件外形为锥体,这样分形的好处是易于起模,在侧面处可不设起模斜度。