1、支架零件铸造工艺设计说明书支架零件铸造工艺设计一、零件的生产条件、结构及技术要求1、 生产性质：大批量生产2、 材料：HT2003、 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：机器制芯4、 主要技术要求：满足HT200的机械性能要求，去毛刺及锐边，铸件表面不允取有缺陷。二、零件图及立体图结构分析1、零件图如下:零件主视图 零件俯视图2、立体图如下：三、工艺设计过程1、铸造工艺设计方法及分析（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。
2、在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表 1表1.铸件最小允许壁厚材料铸件轮廓尺寸/mm200x200 以下200x200500x500500x500 以上铸钢6810121825铸铁566101520球墨铸 铁612查得灰铁铸件在100200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为56mm。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。（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，因此，采用湿型粘土砂机 器造型，模样采用金属模，采用技术先进的机器造型。制芯方法：在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，
3、 但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造 芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度， 此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产 砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。 选择使用射芯工艺生产砂芯。采用热芯盒 制芯工艺热芯盒法制芯，是用液态固性树脂粘结剂和催化剂制成的一种芯砂， 填入加热到一定的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短的时间内硬 化。而且只要砂芯表层有数毫米的硬壳即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余热 可自行硬化。（3） 砂箱中铸件数目的确定及排布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
4、在一砂箱中高约130mm，长约200mm，宽约110mm,体积约99.7 cmA3,密度7.2g/cmA3,重约0.8Kg。结合沙箱内框尺寸：上箱为 960*610*250mm 下箱为960*610*250mm初选为一箱四件，铸件在砂箱中排列均匀对称，这样金 属液作用于上砂型的抬芯力均匀，也有利于浇注系统安排，在结合已经确定分型 面及浇注位置以及砂箱尺寸，铸件在砂箱中的放置方式初步设计为图所示方式。由铸造实用手册查表得：a20 e30 f30，其中模样的吃砂量基本确定为：a仁30 a2=40 e仁70 e2=70 f=35沙箱中铸件排列图2、铸造工艺参数的确定（1）铸件尺寸公差和重量公差在实际
5、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。所以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和重量偏差如下表所示。二级精度灰铸铁件的尺寸偏差（JZ67-62） （毫米）铸仲最大尺寸金 称 尺 寸W5050120-500S0Q
6、 -8001250 20002000 3150315D5000 -6300士D260阴0o.s1*01,21.5亠灰铸铁件重量偏差铸件公啟亜量 （血斤）精皱111 一偏差(%)570500467356（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。 查表得，铸件的加工余量为：3mm。（3） 拔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
7、带有一定的斜度。由于零件本身有设计出相应的结构斜度时， 所以无需在铸型工艺设计时给出拔模斜度。（4） 铸孔起模斜度由下表可知，对于大批量生产的灰铁铸件来说，最小铸出孔的直径为1215m m,在端盖零件上，最大的孔径为15m m,故该孔不铸出。所以不需要考 虑铸孔的拔模斜度。铸件的最小铸出孔（毫米）生 严 批 摊辞小铸出孔直径 |灰醫铁仲铸 钢 件大量生产1216成批生产153030 50麒件+小批生产305050（5）铸铁的铸造收缩率铸件在冷却和凝固过程中，体积一般都要收缩。由于铸件的固态收缩 （线收缩）使铸件各部分的尺寸小于模样原来的尺寸，为了使铸件冷却后的尺寸与铸 件图示尺寸一致，则需要在
8、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：k=（L模样一 L铸件）/L铸件X 100%式中：L模样一模样尺寸；L铸件一铸件尺寸。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。由下表可知，本设计中选用中小型灰铸铁件受阻收缩, 其收缩率为0.9%。铸件收缩率合金 种 处輔 追 收缩 率自由收缩受址收始中小型铸件1.0札孑中大型務件D.g悻大型铸件680.7简腦関件畏度方向0.90.S査径方向Jr70.53、砂芯（1）砂芯尺寸根据铸件浇注位置、分型面以及内腔的形状，确定在此铸件中只需设计 个砂芯就可达到铸造工
9、艺要求。具体结构见图。砂芯结构与尺寸(1)芯头设计选择垂直芯头，并设置压环以及集砂槽。(2)芯头尺寸根据实际设计量取计算砂芯高度： L=126m m，砂芯直径：44mm芯头长度初步选取由铸造工艺设计查表 1-31得：h=3035mm 取h=30mm 出于考虑分型面的选取等因素综合芯头选用垂直芯头并且不能做出上芯头， 只设计下芯头并且加大下芯头。下芯头长度设计修正为： h=40mm芯头间隙初步选取由铸造工艺设计查表 1-31得：s=0.3mm芯头斜度选取由铸造工艺设计查表 1-32得：a Hm= Ltan，其中，L=300mm，铸件壁厚在 8 30mm，压 力角 a910，取10,得H055mm
10、，由于下芯头尺寸较大，所以高度适当增 力，取 H0=25Omm,H。为上砂箱高度。得 Hp=Hm= 130mm。F内=2.75/(0. 45 X 3.648X 0. 31 X V13) =0.5cm设置四个内浇道，则每个内浇道截面积为0.5cm2。查表得选择I型内浇道， 取F内=0.5cm2。则内浇道总截面积为 1cm2。截面尺寸：A=11mm， B=9mm， C=5mm。由圭寸闭式系统各组元的断面比为：F内：F横：F直=1: 2: 1.2,则F横=2cm2，查表得选择甲-甲横浇道，取F横=1.92cm2。截面尺寸：A=14mm， B=10.5mm，C=16.5mm。F直=2.4cm2，圆形截
11、面，查表可得，直浇道下部最小直 径为 19mm。查表得，浇口杯尺寸： D1=56mm， D2=52mm， h=40mm。各截面尺寸如图所示14A、内浇道截面积B、横浇道截面积各组元截面尺寸e、核算最小剩余压头HmHm=砂箱的高度，直浇道中心到铸件最高最远点距离 L=200mm，若压力角a =10；我们只需要Hm大于26.4mm即可，这样进行浇铸，就能得到轮廓 清晰的完整铸件。考虑到浇注系统的高度，我们取上箱高度为 250m m，即砂箱的尺寸为 960x610x250mm。(4)冒口的设计常见的铸造缺陷如缩孔、缩松、裂纹等都与铸件的凝固和收缩有关， 在铸件的厚实部位常设置冒口,并按顺序凝固原则使
12、冒口最后凝固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故灰铸铁件补缩所需要的铁水的量少,铸型刚度要求较低，可利用浇注系统进行补缩不设置冒口，可不设置冒口四、模板图的设计1、 金属模样的材料材料为HT150。2、 金属模样的结构1） 模样尺寸的确定模样的尺寸=铸件尺寸X （1+K）;式中，K为铸件收缩率。计算结果如模板 装配图中所示尺寸。对于芯头尺寸按原工艺图计算。因模样壁厚为 5mm,查表得模样非工作面圆角半径为3mm。2） 模样的壁厚模样的壁厚按图所示曲线选择。由于模样的平均轮廓尺寸小于 200,故对于灰铁模样取壁厚为5mm。金属模样壁厚1铝合金 2铸铁 3青铜
13、3） 模样类型的选择本次设计采用机器造型用金属单面模样。4） 模样技术要求模样表面光洁度：模样工作表面为 6,模样分型面为 4,模样定位销孔% 6 7。模样装配凸耳采用外凸耳。3、模底板的设计根据铸件重量在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。砂箱最大尺寸适合，且其内放四个模样，造型选用的砂箱尺寸 960X 610X 250m m。材料为铸铁。查表得 b=18mm。其配合的模底板尺寸： A0=A+2b=996mm，B=B+2b=436mm。模底板的材料为铸铁，高度在80150mm,取80mm,小于顶杆的
14、起模行程模底板定位销孔中心距应根据所配用砂箱销套的中心距 C来确定，用同一钻模钻出。表9 （单位：mm ）砂箱尺寸（A+B） /2疋位销直径M铁250-5002075本设计中选用直径20mm的定位销。M的值取75mm，则C=A+2M=960+2 X 75=1150mm。模底板与砂箱之间常常用定位销和销套定位，此处只设计定位销。在造型 过程中为使砂箱不被卡死常将两个定位销分别做成圆形的和带有平面的， 分别为定位销和导向销。模底板上的定位销安放在销耳上，设在沿中心线长度方向的两端，样式如 图所示。定位销安放方式2疋位销与导向销尺寸结构示意图由模底板平均尺寸(Ao+Bo )/2三960mm,查表得，
15、d=18+0.035mm, h=20mm, e=40mm, A=60mm， D=25mm。装配上的定位销和导向销材料选 45号钢淬火，查标准尺寸得，d=20mm， di=18mm， d2=13mm，d3=16mm，li=18mm， l2=40mm， l3=20mm， K=12mm， l=50mm，S=12mm， D=23mm。导向销前端倾斜角度为10。配套的螺母尺寸：d=M16， c=0.8mm，dM=22.5mm，e=26.75mm，m=14.8mm， s=24mm，尺寸结构见下图。模板用螺栓固定在造型机工作台上，这时应设置紧固耳。其位置要和造型 机工作台上台面上的T型槽相对应。因模底板平均轮廓尺寸(A0-+B0-) /2R， d 可取 0. 75t=3.75mm。(3)模样在模底板上的紧固方式为了模样和底板的定位和紧固，在现成凸缘或凸耳上设置定位销孔，紧固螺纹孔。采用螺栓紧固时用的是下固定法。 螺栓的个数及分布见图纸。单面模样在模底板上的紧固有2处用45号钢全螺纹六角螺栓。螺栓尺寸为M8X25,如图。模样的固定方式和定位方式五、芯盒的设计1、 芯盒的类型和材质采用热芯盒，芯盒材料为铝合金。2、 芯盒的结构设计芯盒的壁厚由铸造实用手册查表 1.5- 11得：68mm,取7mm
