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1、
鑄造工藝設計
說明書
設計題目
法蘭盤設計
學 院
材料科學與工程
年 級
09級
專 業(yè)
材料成型與控制工程
學生姓名
xx
學 號
xxxxxxx
指導教師
xxxx
佳木斯大學
目 錄
1 設計任務 1
1.1 設計任務 1
1.2 設計的技術要求 1
2 鑄造工藝方案的確定 2
2.1 鑄造工藝方案分析與論證 2
零件結構分析 2
分型面的確定 3
澆注系統(tǒng)（包括冒口）的選擇 3
工藝參數(shù)的確定 5
鑄造工藝簡圖 6
2.2 芯盒的設計 6
制芯方法的確定 6
2、
芯盒選材 7
芯盒簡圖 7
2.3 模板的設計 7
模板類型 7
模板的選材 7
模板的定位裝置 7
模板簡圖 8
2.4 合箱圖 8
砂箱的選擇 8
砂箱的定位 8
砂箱的其它工藝參數(shù)（包括壓鐵、起吊等） 8
合箱簡圖圖 9
3 鑄造工藝卡 10
4 參 考 文 獻 11
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1 設計任務
1.1 設計任務
法蘭盤是使管子與管子及和閥門相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。
1.2 設計的技術要求
設計應達到的技術要求
1. 鑄件材料為4
3、5號鋼,保證符合其機械性能
2. 需要加工的表面須留出必要的加工余量
3. 鑄件避免有砂眼、氣孔、裂紋等缺陷
4. 未注倒角c1
2 鑄造工藝方案的確定
2.1 鑄造工藝方案分析與論證
2.1.1 零件結構分析
由零件圖分析可知：鑄件尺寸為130mm×100mm×45mm ；凈重1.17 kg，為小型鑄件。鑄件的輪廓尺寸＜200mm，查表3-2-1[1]知砂型鑄造時鑄件最小允許壁厚為8mm,由零件圖知鑄件的最小壁厚為6.5mm，看似不合理但是把加工余量算在內(nèi)就符合要求了，所以是合理的。根據(jù)零件圖建立Pro/E實體模型如圖。
2.1.2 分型面的確定
鑄件大部在同一
4、半型內(nèi)，便于下芯，合箱，檢查尺寸，并且型芯只有一個，鑄件容易清理機械加工方便，型腔和主要型芯都在下部，起模方便，工藝較為簡單，適用于機械大批量生產(chǎn)。
2.1.3 澆注系統(tǒng)（包括冒口）的選擇
分析鑄件，鑄件材質為45號鋼，熔點高、流動性差、收縮大、易氧化，要求金屬液快速平穩(wěn)的充型則選擇開放式澆注系統(tǒng)澆注，因其進入型腔時金屬液流速度小，充型平穩(wěn)，沖刷力小，金屬氧化輕，也有阻渣效果。有利于排氣使鑄件順序凝固，直澆道為圓形，并在直澆道處設計直澆道窩。
（1） 澆注時間
查表3-4-3[1]得澆注時間為3s
（2） 液面上升速度
V型=鑄件高度/澆注時間=45/3=15 mm/s滿足金屬
5、液允許最小上升速度15mm/s。
（3） 直橫內(nèi)澆道截面積的確定
澆注系統(tǒng)斷面尺寸的設計
計算澆注系統(tǒng)，主要是確定最小斷面積(阻流斷面)，然后按經(jīng)驗比例確定其他組元的斷面積。封閉式澆注系統(tǒng)的最小斷面是內(nèi)澆道，以伯努利方程為基礎的水力學近似計算公式是：
( cm)
式中：S內(nèi)—內(nèi)澆道總斷面積(cm)；
m—流經(jīng)內(nèi)澆道的液態(tài)合金重量(Kg )；
μ—流量總耗損系數(shù)；
—澆注時間(s)；
Hp—平均靜壓力頭(cm)。
液態(tài)合金重量：
灰鑄鐵的密度為7. 85kg/cm，算出鑄件的質量為1.17kg
6、，加上澆注系統(tǒng)中金屬液的損耗，鑄件m=1.17kg (1+25% ) =1.46kg。
澆注時間：
=3s
流量系數(shù)μ：
μ =0. 42(濕型鑄型阻力小)按表3-4-10修正：有四個內(nèi)澆道，阻力減小0. 05，澆溫升高阻力增大0.22得μ=0.42-0.05+0.22=0.59。
確定平均壓頭Hp：近似于頂端注入，p=0
由=，=，其中，L=150mm，鑄件壁厚在5~8mm，壓力角α＝9°~10°，取10°，得>24mm，由于下芯頭尺寸較大，所以高度適當增加，取=40mm，得40mm。S內(nèi)=1.19cm。
設置四個內(nèi)澆道，則每個內(nèi)澆道截面積為1.19cm,則
7、內(nèi)澆道總截面積為4.76cm。截面尺寸：A=11mm， B=9mm，C=5mm。由封閉式系統(tǒng)各組元的斷面比為：S內(nèi)： S橫： S直=1.5：2.5：1，則S橫=7.9cm取S橫=1.92cm2。截面尺寸：A=14mm，B=10.5mm，C=16.5mm。S直= 3.2cm，圓形截面直澆道下部直徑為10mm。查表得，澆口杯尺寸：D1=56mm，D2=52mm，h=30mm。
核算最小剩余壓頭
=上砂箱的高度，直澆道中心到鑄件最高最遠點距離L=150mm，若壓力角α=10°，我們只需要大于>24mm即可，這樣進行澆鑄，就能得到輪廓清晰的完整鑄件。考慮到澆注系統(tǒng)的高度，我們?nèi)∩舷涓叨?/p>
8、為165mm。
（4）冒口設計
由于本設計的鑄件為小型鑄鋼件，鑄件太小無需補縮，故不設計冒口
2.1.4 工藝參數(shù)的確定
尺寸公差：
根據(jù)零件圖技術要求：鑄鐵砂型手工造型公差等級為CT10級，零件基本尺寸130mm,查表3-3-1得尺寸公差為3.6mm。
機械加工余量
根據(jù)所選尺寸公差等級CT10級，加工余量等級H級，根據(jù)表3-3-3[1]得機械加工余量為5.0mm 。
鑄件收縮率
鑄件材料為45號鑄鋼，收縮過程為受阻收縮，根據(jù)表3-3-7[1]，得鑄造收縮率為2.08%。
起模斜度
按JB/T5105-1911一般木模起模斜度a=0.3-3°，a=0.6-3m
9、m。
最小鑄出孔及槽
根據(jù)表3-3-8[1]查得最小鑄出孔為Φ30-Φ50mm。零件中小于Φ30mm的孔不鑄出，其余孔均鑄出。
2.1.5 鑄造工藝簡圖
2.2 芯盒的設計
2.2.1 制芯方法的確定
根據(jù)工藝方案，采用手工制芯采用常用的水平對開式芯盒
2.2.2 芯盒選材
芯盒是工藝過程中所必需的工藝裝備，為了提高砂芯的精度，以及滿足實際操作要求，采用木質芯盒
2.2.3 芯盒簡圖
2.3 模板的設計
2.3.1 模板類型
一般模板由模底板、模樣、澆冒口系統(tǒng)模、定位元件等組成。本設計采用水平分型無箱造型用雙面模板，其適用于
10、成批，大量生產(chǎn)的小件
2.3.2 模板的選材
對模板的要求是有足夠的強度，有良好的耐磨性，抗壓抗震性和鑄造加工型。根據(jù)模樣結構及生產(chǎn)要求，由表3-6-4[1]確定，模板選材為鑄鋁。
2.3.3 模板的定位裝置
模板的定位采用，直接定位法，利用定位銷直接安裝在模底板上。
2.3.4 模板簡圖
2.4 合箱圖
2.4.1 砂箱的選擇
砂箱是造型過程中必不可少的一部分，設計的基本原則如下
（1）滿足鑄造工藝要求，要是模樣有足夠的吃砂量、箱帶、不妨礙冒口的安 放、不嚴重阻礙鑄件收縮等。
（2）要有足夠的強度和剛度，使用中保證不斷裂和出現(xiàn)過大的變形。
（3）對型砂要有足夠的附著力使用中不掉砂或塌箱，但是又要便于落砂。為此，只在大的砂箱中才設置砂帶。
（4）經(jīng)久耐用，便于制造，盡可能的標準化、系列化和通用化。
根據(jù)零件結構和生產(chǎn)批量，本設計采用通用鑄鐵整鑄式砂箱。
2.4.2 砂箱的定位
本設計使用機械造型，采用定位銷定位
2.4.3 砂箱的其它工藝參數(shù)（包括壓鐵、起吊等）
2.4.4 合箱簡圖圖
3 鑄造工藝卡
4 參 考 文 獻
[1] 鑄造工藝學
鑄造工藝設計-法蘭盤設計
