1、铸造工艺设计课程设计课程设计报告 课程设计名称： 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级：学 号： 指导教师： 年月日目录一、造型材料选择1二、铸造工艺参数设计11.加工余量的选择22.铸件孔是否铸出的确定2 3.起模斜度的确定24.铸造圆角的确定3 5. 铸造收缩率的确定36.考虑加工余量后的尺寸4 三、造型方法的设计4 1.环形型芯外形52.环形型芯尺寸53.中心孔木质芯盒造型64.1/4环形木质芯盒造型7四、木模的设计81.木模的外形设计82.木模的设计尺寸9五、浇注系统和冒口设计101.浇注系统选择10.2冒口的选择10六、铸型装配图设计11一、 造型材料和铸造合金的选择 1. 造型和
2、造芯材料由于本次课程设计的铸件是中等批量生产，所以造型和造芯的方法应采用灵活多样，适应性强的手工造型。但它有生产率低，劳动强度大，铸件质量不易稳定的缺点。造型方法可选用砂箱造型，其操作方便，无论是大、中、小型铸件，还是大量、成批和单件生产均可采用。型砂选择：铸钢用的型砂和泥心砂，其主要的组成部分是石英砂和耐火粘土。作为造型材料的沙子性质，由砂粒形状和大小，氧化硅的含量，以及沙子中存在的各种混合物来确定。该铸件型砂选用瘦沙（粘土含量210%）来代替石英砂。在湿模造型时，小型和中小型钢铸件泥心砂可以采用小颗粒的半肥沙（粘土含量1020%）作为附加物加入石英砂中。加入的耐火粘土，其工艺试样的抗压强度
3、应为0.50.6公斤/公斤2。耐火粘土应该是白色或者淡灰色的，不应有可被肉眼看出的混杂物，如砂子、矿石、石灰等。碎粘土所含水分不应超过2%。.（铸件材料是铸铁时，制造湿砂型的粘土砂所用粘土为膨润土，湿抗压强度一般为80-120kpa。含水量为4.5-5.5，透气性为60-100，型砂配比70/140目占33，100/200目占17%， 红砂占50%。芯砂选择油砂或水玻璃砂。） 造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造各种形状、尺寸和批量的砂芯，后者用于造单件小批量生产，形状简单或回转体砂芯。 2. 铸造合金采用ZG45二、 铸造工艺参数设计 确定铸造工艺参数必须知道的零件尺寸，零件的详细
4、尺寸如图2.1所示。图2.1 零件尺寸1. 加工余量的选择假定该槽轮为成批、大量生产，机器造型及壳型，则由材料成型工艺基础第三版P68 表4-2查得尺寸公差等级CT应为810级，选9级，加工余量等级MA选G。由课程设计题目知基本尺寸200mm，查材料成型工艺基础第三版P68 表4-3与尺寸公差配套使用的灰铸铁机械加工余量，并由确定加工余量中“顶面（相对于浇注位置）的加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用”的规定查得，顶面加工余量应按照CT10级、MA-G级；底面、侧面的加工余量为CT9级、MA-G级。则顶面的加工余量取5mm,底面和侧面的加工余量取4mm。结论：顶面的加工余量取5mm，
5、底面和侧面的加工余量取4mm。加工余量如图2.2图 2.2 加工余量图2.铸件孔是否铸出的确定因为该铸件材料是ZG45钢，成批生产，孔径30mm，由材料成型工艺基础第三版P69 表4-4查得铸件的最小铸出孔直径是30mm50mm，则该孔应该铸出。结论：该孔径为30mm的孔应铸出。3.起模斜度的确定根据标准铸件模样起模斜度中的规定，该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式如图2.3：图 2.3 起模斜度用手工方法加工模具时用宽度标注，该铸件模具是木模，高度30mm，由材料成型工艺基础第三版 P70表4-5砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度查得外表面起模斜度1mm，内表面起模斜度2mm。结论：内表
6、面起模斜度2mm，外表面起模斜度1mm。4. 铸造圆角的确定根据铸件的圆角确定铸造圆角，槽轮边缘处的圆角半径为2.5mm，则铸造圆角设为半径为2.5mm，因为铸件的1、2、3、4处的有尖角如图2.4， 则在做木模时此处应改成圆角设半径为1mm。图 2.4 尖角所在位置 5. 铸造收缩率的确定该铸件材料为铸造碳钢，由材料成型工艺基础第三版P70知铸造碳钢的铸造收缩率为1.3%2.0%，该铸件选1.5%，则制造尺寸放大一个线收缩率。 结论：铸造收缩率1.5%。综上所述考虑到铸件的加工余量、收缩量、拔模斜度、铸造圆角、工艺补正量及芯头间隙后的铸件尺寸如图2.5：图2.5 最后的铸件尺寸三、 造型方法
7、设计要确定造型方法必须根据铸件的外形来选择分型面和型芯形状。铸件的外形如图3.1所示图 3.1 铸件的外形由上图可看出，该铸件结构简单，成中心对称、上下对称分布，根据浇注位置确定原则中重要面、大平面及薄壁部位朝下或侧立，厚壁部位朝上，另外又是一个圆盘类零件，所以可以确定该铸件需要平放，即平做平浇，分型面选在中间，模样如图所示。图3.2模样3D图滑轮的绳槽需采用外型芯来成型，绳槽处采用4个1/4环形型芯来成型，如图3.3所示。图 3.3 环形型芯每个型芯的尺寸如3.4图所示： 图 3.4 型芯尺寸滑轮辐板处采用砂型自带型芯来成型，下型部分为砂垛，上型部分为吊砂，为保证吊砂部分的强度，在造上箱时可
8、适当插入一些型芯骨，中间孔用垂直型芯和芯头。该铸件的直径为30mm的中心孔需用到垂直型芯及芯头，由材料成型工艺基础第三版 P71知，垂直芯头的高度h一般取15150mm，型芯横截面积越大，型芯高度H越高，h亦越高，下芯头的斜度较小些，一般选5左右，上芯头的斜度一般为10左右，还有根据手工造芯时，一般取0.40.5mm。则选取h=15mm，下芯头斜度5，上芯头斜度10，选0.4mm.结论：h=15mm，下芯头斜度5，上芯头斜度10，选0.4mm.中心孔型芯的芯盒的木质渲染造型如图3.5：图 3.5 中心孔型芯的芯盒装配图木质渲染造型如图3.6所示：图 3.6 芯盒装配图槽轮的槽需要用4个1/4环
9、形型芯，均采用水平型芯及芯头，由材料成型工艺基础第三版 P71知水平芯头间隙1与相当，而2及3分别增加0.5mm和1mm。取1=0.4mm，2=0.5mm，3=1mm。结论：水平型芯及芯头的间隙为1=0.4mm ，2=0.5mm，3=1mm，取型芯座宽度l=25mm。1/4型芯芯盒：左芯盒木质渲染造型如图3.7：图 3.7 左芯盒木质图右芯盒木质渲染造型如图3.8：图 3.8 右芯盒木质图装配图木质渲染造型如图3.9所示：图 3.9 芯盒装配图四、木模的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
10、量+型芯与芯头的间隙量。木模的中心是凸出的，刚好跟计算好的中心孔垂直型芯及芯头配合，木模的周围是凸出的刚好与4个1/4的环形型芯的型芯座相适应。则木模的形状如图4.1： 图 4.1 木模的形状经设计：木模的剖面图如图4.2所示：图 4.2 木模剖面图经计算：木模的尺寸如图4.3：图 4.3 木模尺寸五、浇注系统和冒口设计 1、浇注系统选择 因该铸件质量不大、高度不高和形状简单，则选用直浇口式的浇注系统，浇注系统。因为铸件比较小，直接用直浇道浇注，采用开放式浇注系统，则浇注系统中最小的截面是直浇道的横截面，直浇道直径采用15mm,。 2、冒口的选择 冒口应设置在铸件热节圆直径dy较大的部位，该槽
11、轮铸钢件外圈适合安放A型冒口，但是铸件不大，就不在外圈进行安放冒口，只在中心孔安放一个F型冒口如图5.1所示：图 5.1 浇注系统和冒口 该铸件H0=30mm，dy =10mm，d=50mm,则H/dy=35，查材料成型工艺基础第三版 P75表4-6得H=1.3d=65mm，L/%=100。 结论：外圈处的冒口d1=1.3d=65mm，H=1.3 d=65mm。六、铸型装配图设计装配图如图6.1所示，装配图三维图如图6.2所示，下模、镶块和型芯装配三维图如图6.3所示，上模三维图如图6.4所示。图6.1 铸型装配图图6.2 装配图三维图图6.3下模、镶块和型芯三维图图6.4 上模三维图六、设计
12、体会这次关于材料成型技术的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们模具设计的综合素质大有用处。通过一个星期的设计实践，使我对模具设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.模具计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融材料成型工艺基础、工程材料、机械设计、模具设计材料力学等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用模具设计和有关先修课程的理论,加深和扩展有关模具设计方面的知识等方面有重要的作用。参考文献1材料成型工艺基础沈其文主编 3版 华中科技大学出版社 20032机械设计濮良贵，纪名刚主编8版 高等教育出版社 20063材料力学刘鸿文主编 高等教育出版社 8版 20094工程材料及应用周风云主编 华中科技大学出版社 2版 20025材料力学刘鸿文主编 高等教育出版社 8版 20096模具专业英语王群 童长请主编 机械工业出版社 1版 20087铸造工艺及设备 曹瑜强主编 机械工业出版社 1版 2003
