《铸造工艺》课程设计说明书
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目录
1绪言················································2铸造工艺设计···············
2.1铸件结构的铸造工艺性·········2. 2铸造工艺方案的确定·················2.3参数的选择工艺
2. 4砂芯设计
2. 5浇注系统设计·············
3铸造的工艺装备设计······
3. 1模样设计·······
3. 2模底板的设计·······················3. 3模样在模底板上的装配············4结束语·······
参考文献
1绪言
我本次课程设计的任务是对灰铸铁支承座进行铸造工艺及工装设计。
灰铸铁具有良好的铸造性能良好的减振性、良好的耐磨性能良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢,力学性能较差,但抗压强度与钢相当。
铸造是指将液态合金注入铸型中使其冷却、凝固,并进行后处理,最终成为金属制品的一种生产方法。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,铸件的生产过程称为铸造生产工艺过程。
本次设计采用砂型铸造,其最大优点就是生产成本低,为机械制造行业中广泛应用的毛坯生产工艺方法。在砂型铸造的过程中,考虑到铸件的结构,生产条件以及加工批量等因素,要对铸件工艺的设计作全面分析,为避免铸件的缺陷,我们要根据标准选择合理的工艺设计方法。
由于每个铸件的生产任务和要求不同,生产条件不同,因此铸造工艺及工装设计的内容也不同。一般情况下,铸造工艺设计包括以下几种技术文件:铸造工艺图,铸造工艺卡,铸型装配图,铸件图,模样图,‘芯盒图,砂箱图,模板图。
铸造工艺及工装设计的过程如下:
(1)对零件图纸进行审查和进行铸造工艺性分析
(2)选择铸造方法,确定铸造工艺方法
(3)绘制铸造工艺图
(4)绘制铸件图
(5)绘制铸型装配图
(6)绘制各种铸造工艺装配图
工装图要以铸造工艺图为主要设计依据。
2铸造工艺设计
2. 1铸件结构的铸造工艺性
生产铸件,不仅需要采用先进的合理的铸造工艺和设备,而且还要使零件结构本身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。这种对于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’,它和铸造合金的种类,产量的多少,铸造方法和生产条件等有密切的关系。
2. 1 .1审查铸件结构
(一)铸件应有合适的壁厚
避免浇不到、冷隔等缺陷,铸件不应太薄。本次设计的铸件材料为HT200,最大尺寸为194 X 155mm。
查表得,铸件尺寸在200 X 200mm
以下时,灰铸铁最小允许壁厚为x-6mm,铸件最小壁厚满足情况。从合金的结晶特点可知,随着壁厚的增加,中心部分的晶粒变粗大,常出现缩孔、缩松等缺陷,导致力学性能降低。表2-1指出,随着壁厚的增加,灰铸铁件的相对强度不断的降低。
表2-1 壁厚与灰铸铁相对强度的关系
壁厚(mm)相对强度
15-201
20-300.9
30-500.8
50-700.7
所以铸件也不应设计得太厚,各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑,铸件最大壁厚不满足情况,但由于铸型刚度要求较低,所以设计可行。
(二)铸件有最小铸出孔
最小铸出孔的尺寸和铸件的生产批量、合金种类、铸件大小、孔处铸件壁厚、孔的长度以及孔的直径有关。
1.加工圆孔
表2-2灰铸铁铸件的最小铸出孔(mm)
铸件壁厚<5050-100100-200>200
应铸最小孔径304045另行规定
铸件最厚处<50mm,零件上的加工孔直径均小于30mm,所以均不用铸出。
2.不加工孔
一般情况下应尽量铸出。但是孔径<30毫米(小批生产),或孔的长度和孔的直径之比大于4时,则不便铸出。本设计中有一个可切削出来的的孔槽,因槽深度只有6mm,不用铸造出来。工艺图上有说明。
(三)铸件结构不应造成严重的收缩阻碍
注意壁厚过渡和圆角两壁交接若呈直角形,翔形成热节,铸件收缩时阻力较大,在此处经常出现热裂。铸件薄、厚壁的相接、拐弯、等厚度的壁与壁的各种交接,都应采用逐渐过渡和转变的形式,使用较大的圆角相连接,避免因应力集中导致裂纹缺陷。
铸件有一处两壁成直角交接,该用圆角过渡,如工艺图所示.其余地方成直角相接的两壁,薄、厚壁
相接都用圆角过渡,满足情况。
(四)铸件内壁应薄于外壁
铸件的内壁和肋等,散热条件较差,应薄于外壁,以使内壁、外壁能均匀的冷却,减轻内应力和防止裂纹。此铸件没有内壁和肋,不予考虑。
(五)壁厚力求均匀,减少肥厚部分,防止形成热节
薄厚不均的铸件在冷却过程中会形成较大的内应力,在热节处易于造成缩孔、缩松和热裂纹,因此应取消那些不必要的厚大部分。因零件的结构要求不可改变铸件的内外壁形状,不能达到厚度均匀,铸件各个部分不同壁厚的连接采用的是逐渐过渡。
(六)利于补缩和实现顺序凝固
对于铸钢等体收缩大的合金铸件,易于形成收缩缺陷,应仔细审查零件结构实现顺序凝固的可能性。但是此次设计的灰铸铁的结晶范围窄,更接近于层状凝固。凝固时的膨胀和液态收缩趋于相互补偿,补缩效果好,铸件品质良好。
(七)防止铸件翘曲变形
某些壁厚均匀的细长形铸件、较大的平板形铸件及壁厚不均的长形箱体,会产生翘曲变形。主要原因是结构刚度差,铸件各面冷却条件的差别引起的内应力,或者是壁厚相差悬殊,冷却过程中引起较大的内应力,造成铸件变形。本次设计的铸件结构不会翘曲变形。
(八)避免浇注位置上有水平的大平面结构
在浇注时,如果型腔内有较大的水平面存在,当金属液上升到该位置时,由于断面突然扩大,金属液面上升速度变得非常小,灼热的金属液面较长时间地、近距离烘烤顶面型壁,极易造成夹砂、渣孔、砂孔或浇不到等缺陷。应尽可能把水平壁改进为稍带倾斜的壁或曲面壁。本次设计的浇注位置上无水平大平面,符合条件,见工艺图。
2.1.2从简化铸造工艺方面改进零件结构
(一)改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构
铸件侧壁上的凸台(搭子)、凸缘和肋板等常妨碍起模,为此,机器造型中不得不增加砂芯。设计中由于分型面横切肋的最大截面和铸件的形状特点,不存在妨碍起模的问题。
(二)取消铸件外表侧凹
铸件外侧壁上有凹入部分必然妨碍起模,需要增加砂芯才能形成铸件形状。常可稍加改进,即可避免凹入部分。但由于此铸件结构不能改变,因此工艺图上必须设计1#砂芯。
(三)改进铸件内腔结构以减少砂芯