砂輪機體鑄造工藝設(shè)計

砂輪機體鑄造工藝設(shè)計,砂輪,機體,鑄造,工藝,設(shè)計 砂輪機體2020秋材料成型及控制工程專業(yè)鑄造工藝課程設(shè)計答辯學生姓名：胡佳欣學 號：17080140233指導教師：李俊剛 教授目錄 01前 言 06鑄造工藝圖02設(shè)計方案07鑄造工藝裝備設(shè)計030804 05鑄造工藝參數(shù)澆注系統(tǒng)設(shè)計冒口與冷鐵設(shè)計工藝出品率芯盒設(shè)計09 01前 言零件結(jié)構(gòu)信息砂輪機體零的結(jié)構(gòu)如圖所示，砂輪機體除了安裝法蘭為非回轉(zhuǎn)體外，其余結(jié)構(gòu)為臺階圓柱回轉(zhuǎn)體組合。02設(shè)計方案造型方法、造芯方法，鑄造方法的選擇1.鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇。根據(jù)手工造型和機器造型的特點，選擇手工造型，本次設(shè)計選擇Z148E型造型機對砂輪機體鑄型造型，芯子為冷芯盒手工芯盒制芯。2.根據(jù)零件的各參數(shù)，分析砂輪機體零部件材質(zhì)特點，以及Al-Si合金的鑄造性能，選擇砂型鑄造3.鑄型種類的選擇4.鑄造工藝參數(shù)的選擇4.鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則：1）逐漸最重要的部分或交大平面朝下。2）鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐。3）當鑄件需要冒口補縮時，最好使補縮部位處于鑄件的上部。4）為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營放在下邊或立放或斜放。5）鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時，砂型和砂芯排氣。6）對于平板類鑄件，為了防止夾砂，可以傾斜放置，同時也有利于排氣，也可減少鐵水對鑄型的沖刷力。7）應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯。8）應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到砂輪機體零件結(jié)構(gòu)特點，本次設(shè)計采用底部澆注。3.根據(jù)鑄型的特點和應(yīng)用情況選用自硬砂。分型方案一：分型方案二分型方案三：將以砂輪機體零件安裝法蘭端面做分型面，將該零件分為上、中、下三部分，使鑄件位于上、中、下砂箱，可采用中間澆注、底部澆注、頂部澆注從砂輪機體中軸處做分型面，采用中間澆注系統(tǒng)與分型方案二類似，區(qū)別在于將砂輪機體的安裝法蘭厚實部分放在上型，采用中間澆注系統(tǒng) 鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來，使鑄造工藝簡單，并易于保證鑄件質(zhì)量澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，砂輪機體零件可有以下三種分型方案。分型方案一的優(yōu)點是：分型簡單，每一箱造型起模順暢。缺點是：三箱造型，增加勞動強度，而且容易造成錯箱，影響鑄件質(zhì)量外觀。分型方案二的優(yōu)點是：分型面簡單，兩箱造。該方案的缺點是：砂輪機體的法蘭厚實部分位于分型面附近，無法靈活解決后續(xù)的鑄造缺陷問題，比如在厚實部分假冒口補縮不方便。分型方案三的優(yōu)點是：分型面平直簡單，中間為水平砂芯。將零件厚大部分置于上型，可以靈活的選擇補縮冒口或者增加冷鐵減少熱節(jié)的鑄造缺陷。缺點是：水平芯子有些長。綜合比較，所有的分型方案均采用中間澆注形式，分型方案三在后續(xù)處理鑄造缺陷問題比較靈活，故本次設(shè)計分型方案選擇分型方案三進行分型分模，采用將鑄型放在上、下砂箱之間的中間澆注形式。分型面分型面選擇03鑄造工藝參數(shù)收縮率確定，砂輪機體鑄出孔確定1.分型鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開始溫度，冷卻到室溫時的相對線收縮量，以模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示，即本次設(shè)計取收縮率為1.1%。2.砂輪機體兩頭分別有18H8孔，依據(jù)分型方案的選擇，便于分型及補縮，此處兩孔不鑄出，帶后續(xù)機械加工；兩側(cè)斷面的3個M10螺絲孔為后續(xù)機械加工，也不鑄出；砂輪機體中間部位的2個6H9孔，由于孔徑太小，也不鑄出，后續(xù)機械加工；砂輪機體中軸孔29與28，需要鑄出，后續(xù)需設(shè)計砂芯，鑄出中軸孔。加工量確定鑄件上的機械加工余量是鑄件上要用機械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報廢；加工余量太大，會增加機械加工的工作量，且浪費金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時還會因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學性能降低。紅色為放加工量的鑄件輪廓，綠色為零件輪廓起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚（如圖1）、增減鑄件壁厚（如圖2）或者減小鑄件壁厚（如圖3）的方法來形成。如圖所示，采用金屬模樣造型，該砂輪機體零件垂直分型面的總高度小于40mm，采用增加壁厚添加起模角度為11.5。依據(jù)表起模斜度（JB/T5105-1991）以及表鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999），超過40mm高，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為0.5。砂芯設(shè)計砂輪機體上、下模樣與砂芯三維剖面圖砂輪機體砂芯二維圖砂輪機體在中軸處需設(shè)計砂芯，依據(jù)加工量數(shù)值計算此處砂芯長度為148，砂芯最小端直徑為25最大端直徑為34.5，查表表水平芯頭長度，選擇芯頭長度l=30mm。為了便于下芯，芯頭座與砂芯應(yīng)留適合的間隙，查表水平芯頭的斜度及間隙，選取間隙值S1=0.5mm，S2=1.0mm，S3=1.5mm。04澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計非鐵合金鑄件澆注系統(tǒng)的尺寸可按照鑄鐵、鑄鋼澆注系統(tǒng)的計算方法確定。通常是根據(jù)經(jīng)驗建立的表格建立的各種表格進行查找?？砂凑砧T件重量與直澆道斷面關(guān)系選擇或根據(jù)鑄件重鑄件水平斷面積與內(nèi)澆道斷面積關(guān)系建立的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來選擇，最終確定各澆道截面尺寸如圖所示05冒口與冷鐵設(shè)計冒口與冷鐵設(shè)計砂輪機體兩熱節(jié)軸處，壁厚為21、24mm，采用如圖形式冒口，暫定dc=20,則DR=24mm，DN=18mm，h=5mm，斜度取5，冒口延伸到上砂箱頂面，做明冒口，即方便造型又可以觀察澆注時液面狀況，最終設(shè)計砂輪機體冒口。如圖所示砂輪機體冒口圖示由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補縮和自補縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個需要設(shè)置冒口補縮的鑄件，也必須利用后補縮和自補縮，冒口僅是補充后補和自補不足的差額，本次砂輪機體參照典型熱節(jié)冒口尺寸設(shè)計冒口。h冒口根部的切割量，一般取h=58mm冒口向上有5傾斜06鑄造工藝圖由鑄造工藝參數(shù)選取以及吃砂量的確定，因為一箱兩件生產(chǎn)該砂輪機體，可確定鑄造工藝排布圖，砂輪機體的鑄造工藝圖如圖所示07工藝出品率工藝出品率工藝出品率工藝出品率08鑄造工藝裝備設(shè)計1.工藝出品率校核依據(jù)造型設(shè)備參數(shù)以及鑄造工藝排布，設(shè)計砂輪機體的上、下模板。由三維分析校核澆注系統(tǒng)和冒口質(zhì)量為0.54Kg，兩個鑄件總質(zhì)量為1.15Kg，則實際工藝出品率為 砂輪機體鑄件及澆注系統(tǒng)2.上、下模板設(shè)計模板一般使用模底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷等裝配而成，通常模底板的工作平面形成鑄件的分型面，模樣及澆冒口系統(tǒng)形成鑄件的外輪廓及澆冒口系統(tǒng)型腔，依據(jù)表，選擇螺栓將模樣與模底板固定模板上設(shè)計閥蓋零件的主體部分，將閥蓋零件的上模樣，安裝固定在上模板上；澆筑系統(tǒng)，依據(jù)鑄造工藝分析及排布，設(shè)計在上模板上；上模板的基板按照手冊參考設(shè)計定位耳以及定位銷；依據(jù)手冊設(shè)計合適的板厚以及筋條厚度與位置，上模樣選擇M10內(nèi)六角螺栓裝配，具體如圖所示1定位銷，2M8X30L螺釘，3上模樣，4直澆道+橫澆道+內(nèi)澆道，5M8X45L螺釘，6上模底板，7導向銷，86定位銷，9補縮冒口09 芯盒設(shè)計芯盒設(shè)計芯盒是制芯過程中所必須的工藝裝備，本次閥蓋中間的水平芯子采用金屬材質(zhì)的鑄鋁芯盒，因為芯子為圓柱回轉(zhuǎn)體，設(shè)計采用對半開鑄鋁芯盒，根據(jù)芯子尺寸大小，采用25mm厚鑄鋁版設(shè)計芯盒。定位銷套采用過盈配合式定位銷和定位銷套，具體結(jié)構(gòu)與尺寸如圖I型（螺母緊固式）定位銷II型（過盈配合式）定位銷閥蓋芯盒設(shè)計為1次制芯制4個砂芯，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示1-下芯盒，2-上芯盒，3-定位銷套，4-定位銷，5-蝶形螺母，6-活節(jié)螺栓芯盒裝配圖結(jié) 論此次砂輪機體的鑄造工藝設(shè)計，首先分析了零件的大小、重量、材料、生產(chǎn)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點以及技術(shù)要求等方面，綜合考慮之后確定了適宜的鑄造方法。通過查閱大量文獻，相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)實際調(diào)研，結(jié)合所學的理論知識和實踐經(jīng)驗，設(shè)計了零件的鑄造工藝方案。但是，由于零件的實際鑄造生產(chǎn)過程中，會受各種因素的影響，結(jié)果僅僅具有指導意義,所以很多時候需要實踐經(jīng)驗，也需要結(jié)合工廠的實際情況。謝謝I鑄造工藝課程設(shè)計說明書設(shè)計題目砂輪機體學 院年 級專 業(yè)學生姓名學 號指導教師鑄造工藝課程設(shè)計說明書I目目 錄錄1 1 前前 言言.11.1 本設(shè)計的目的、意義.11.2 本設(shè)計的技術(shù)要求.11.3 零件結(jié)構(gòu)信息.22 2 設(shè)計方案設(shè)計方案.32.1 造型方法、造芯方法的選擇.32.2 鑄造方法的選擇.32.3 鑄型種類的選擇.42.4 鑄造工藝參數(shù)的選擇.42.5 分型面的選擇.43 3 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù).73.1 收縮率確定.73.2 砂輪機體鑄出孔確定.73.3 加工量確定.83.4 起模斜度.113.5 砂芯設(shè)計.133.6 吃沙量確定.154 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計.164.1 澆注時間的確定.164.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計算.175 5 冒口與冷鐵設(shè)計冒口與冷鐵設(shè)計.216 6 鑄造工藝圖鑄造工藝圖.227 7 工藝出品率工藝出品率.238 8 鑄造工藝裝備設(shè)計鑄造工藝裝備設(shè)計.258.1 工藝出品率校核.258.2 上、下模板設(shè)計.269 9 砂箱設(shè)計砂箱設(shè)計.301010 芯盒設(shè)計芯盒設(shè)計.31鑄造工藝課程設(shè)計說明書II1111 結(jié)結(jié) 論論.34致致 謝謝.35參參 考考 文文 獻獻.36鑄造工藝課程設(shè)計說明書11 前 言1.1 本設(shè)計的目的、意義1通過課程設(shè)計鞏固和加深鑄造工藝課及其它有關(guān)基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課的知識;2通過鑄造工藝課程設(shè)計能較系統(tǒng)的掌握鑄造工藝及工裝的設(shè)計方法，鍛煉運用鑄造工藝手冊及其它技術(shù)資料的基本技能，以達到培養(yǎng)學生分析和解決鑄造生產(chǎn)實際問題的能力;3通過課程設(shè)計使學生進一步提高圖紙、文字表達能力;4為今后工作打下基礎(chǔ)。1.2 本設(shè)計的技術(shù)要求采用機器造型的主要鑄造技術(shù)文件匯（編制工作。采用 CAD 出圖，如有條件可以進行三維設(shè)計和動態(tài)模擬。華鑄 CAE10.0 模擬軟件可以開放使用。本次設(shè)計的砂輪機體零件材質(zhì)為 ZL101，ZL101 合金牌號為：ZAlSi7Mg，為亞共晶Al-Si-Mg 系合金，主要化學成分為 Si:6.57.5%，Mg：0.250.45%，Al：90%。密度為2.68g/cm3，布氏硬度為 4570HBW，伸長率大于等于 2%，抗壓強度為 135225 Mpa，固相線溫度 557C，液相線溫度 613C，ZL101 合金具有很好的氣密性、流動性和抗熱裂性能，有好的力學性能、焊接性能和耐腐蝕性能，成分簡單，容易鑄造，適合各種鑄造方法。該合金用于承受中等負荷的復雜零件，如飛機零件、儀表、儀表殼體、發(fā)動機零件、汽車及船舶零件、氣缸體、泵體、制動鼓和電氣零件 ，滿足大多數(shù)砂輪機體、砂輪機體零件的機械性能要求。依據(jù)標準GB/T1173-2013 鑄造鋁合金可知該材質(zhì)可以采用砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造等方法鑄造。本次砂輪機體生產(chǎn)方式選擇砂型鑄造。為了便于分析直觀，依據(jù)砂輪機體的零件二維圖紙，建立砂輪機體的三維零件如下鑄造工藝課程設(shè)計說明書2圖 1.2.1 砂輪機體三位零件圖所示。 圖 1.2.1 砂輪機體三維零件圖技術(shù)要求：1.鑄件尺寸公差按 HB6103-86-CT9。2.未注鑄造圓角 R1R2。鑄造工藝方案分析1.3 零件結(jié)構(gòu)信息砂輪機體零的結(jié)構(gòu)如下圖 1.1 砂輪機體零件圖所示，砂輪機體除了安裝法蘭為非回轉(zhuǎn)體外，其余結(jié)構(gòu)為臺階圓柱回轉(zhuǎn)體組合。外形最大尺寸 141X43，法蘭凸臺尺寸如零件圖 1.1 所示。砂輪機體的法蘭安裝臺有 3 個 M10 螺絲孔，主題中間有 2 個 6H9 孔，中軸部位為 28 與 29 軸孔，同心度公差分別為 0.1、0.05，法蘭端面和砂輪機體 220端面有垂直度要求，砂輪機體一頭有 M39X1.5 螺紋，另一端為 35 和 40 光孔。安裝凸臺上分別有兩個 18H8 配合的安裝孔，詳細尺寸及結(jié)構(gòu)見下圖 1.3.1 所示。圖 1.3.1 砂輪機體零件圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書32 設(shè)計方案2.1 造型方法、造芯方法的選擇鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇。根據(jù)手工造型和機器造型的特點，選擇手工造型，本次設(shè)計選擇 Z148E 型造型機對砂輪機體鑄型造型，芯子為冷芯盒手工芯盒制芯。2.2 鑄造方法的選擇根據(jù)零件的各參數(shù)，及前文分析砂輪機體零部件材質(zhì)特點，以及下表 2.2-1 Al-Si合金的鑄造性能，選擇砂型鑄造。適合的鑄造方法合金代號SJY抗熱裂性氣密性流動性凝固疏松傾向ZL101優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL101A優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL102優(yōu)良優(yōu)優(yōu)ZL104優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL105優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL105A優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL106優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL107良良良良ZL108良良優(yōu)中ZL109良良優(yōu)中ZL111良良優(yōu)中ZL114A優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL115良良優(yōu)良鑄造工藝課程設(shè)計說明書4ZL116優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ZL117中中優(yōu)中注：“”表示適合于此種鑄造， “”表示不適合于此種鑄造。紅砂是著雜工工業(yè)的重要型砂材料，可作為鑄鐵及各種有色金屬鑄件用砂。紅砂的主要成為 SiO2 占比 79.4%，F(xiàn)eO3 占比 1.48%，Al2O3 占比 10.55%，CaO 占比 0.85%，MgO占比 0.52%。紅砂耐火溫度 1440C，含泥量 3.06%，燒損量 1.98%，紅砂特點含硅高，透氣性好，耐火度高，水份低，泥質(zhì)少，鑄件光潔度高等優(yōu)點。故本次設(shè)計砂輪機體鑄鋁砂型鑄造用砂件采用紅砂。2.3 鑄型種類的選擇根據(jù)鑄型的特點和應(yīng)用情況選用自硬砂。2.4 澆注位置的選擇鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則：1）鑄件最重要的部分或交大平面朝下。2）鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐。3）當鑄件需要冒口補縮時，最好使補縮部位處于鑄件的上部。4）為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營放在下邊或立放或斜放。5）鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時，砂型和砂芯排氣。6）對于平板類鑄件，為了防止夾砂，可以傾斜放置，同時也有利于排氣，也可減少鐵水對鑄型的沖刷力。7）應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯。8）應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到砂輪機體零件結(jié)構(gòu)特點，本次設(shè)計采用底部澆注。2.5 分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來，使鑄造工藝簡單，并易于保證鑄件質(zhì)量。澆注位置往往同分型面的選鑄造工藝課程設(shè)計說明書5擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，砂輪機體零件可有以下兩種分型方案。分型方案一：從砂輪機體中軸處做分型面，采用中間澆注系統(tǒng)，該分型方案如圖 2.5.2分型方案一所示。圖 2.5.2 分型方案一分型方案一的優(yōu)點是：分型面簡單，兩箱造。該方案的缺點是：砂輪機體的法蘭厚實部分位于分型面附近，無法靈活解決后續(xù)的鑄造缺陷問題，比如在厚實部分假冒口補縮不方便。分型方案二：與分型方案一類似，區(qū)別在于將砂輪機體的安裝法蘭厚實部分放在上型，采用中間澆注系統(tǒng)，該分型方案如圖 2.5.3 分型方案二所示。圖 2.5.3 分型方案二分型方案二的優(yōu)點是：分型面平直簡單，中間為水平砂芯。將零件厚大部分置于上型，可以靈活的選擇補縮冒口或者增加冷鐵減少熱節(jié)的鑄造缺陷。缺點是：水平芯子有些長。綜合比較，所有的分型方案均采用中間澆注形式，分型方案二在后續(xù)處理鑄造缺陷鑄造工藝課程設(shè)計說明書6問題比較靈活，故本次設(shè)計分型方案選擇分型方案二進行分型分模，采用將鑄型放在上、下砂箱之間的中間澆注形式。鑄造工藝課程設(shè)計說明書73 鑄造工藝參數(shù)3.1 收縮率確定鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開始溫度（從液相中析出枝晶搭成的骨架開始具有固態(tài)性質(zhì)時的溫度）冷卻到室溫時的相對線收縮量，以模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示，即 =1 21 100%式中摸樣長度，鑄件長度。由表 3.3-1AlSi 合金的鑄造性能數(shù)據(jù)，可知12ZL101，對應(yīng)的收縮率為 1.11.2%，本次設(shè)計取收縮率為 1.1%。表 3-3-1 Al-Si 合金的鑄造性能數(shù)據(jù)收縮率（%）流動性/mm抗熱裂性氣密性合金代號線收縮體收縮700C750C澆注溫度/C裂環(huán)寬度/mm試驗壓力/MPa試驗結(jié)果ZL1011.11.23.73.9350385713無裂紋0.5裂而不漏 ZL101A1.11.23.73.9350385713無裂紋0.5裂而不漏ZL102091.03.03.5420460677無裂紋1.68裂而不漏ZL1041.01.13.23.4360395698無裂紋10.3裂而不漏ZL1051.151.24.54.93443757237.51.23裂而不漏ZL105A1.151.24.54.93443757237.51.23裂而不漏ZL1061.21.36.26.5360400730120.6裂而不漏ZL114A1.11.24.04.5345380715無裂紋1漏水ZL1161.11.24.04.6340380710無裂紋1裂而不漏3.2 砂輪機體鑄出孔確定砂輪機體兩頭分別有 18H8 孔，依據(jù)前文分型方案的選擇，便于分型及補縮，此處兩孔不鑄出，帶后續(xù)機械加工；兩側(cè)斷面的 3 個 M10 螺絲孔為后續(xù)機械加工，也不鑄出；砂輪機體中間部位的 2 個 6H9 孔，由于孔徑太小，也不鑄出，后續(xù)機械加工；砂輪機鑄造工藝課程設(shè)計說明書8體中軸孔 29 與 28，需要鑄出，后續(xù)需設(shè)計砂芯，鑄出中軸孔，具體砂芯設(shè)計下文詳細論述。3.3 加工量確定鑄件上的機械加工余量是鑄件上要用機械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報廢；加工余量太大，會增加機械加工的工作量，且浪費金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時還會因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學性能降低。鑄件的機械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級常常和鑄件尺寸公差等級配套確定。鑄件尺寸公差的代號用字母 CT 表示2。尺寸公差等級分為 16 級。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件尺寸公差等級見表 3.3.1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級（摘自 GB/T6414-1999） 。砂輪機體為砂型鑄造手工造型批量生生產(chǎn)故，依據(jù)表 3.3-1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級（摘自 GB/T6414-1999）選用鑄件公差等級為CT10（GB/T 6414-1999-CT10） 。表 3.3-1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級（摘自 GB/T6414-1999）公差等級 CT鑄 件 材 料方法鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型11141114111411141013101391211141114砂型鑄造機器造型和殼型81281281281081081079812812金屬型鑄造（重力鑄造或者低壓鑄造）8108108108107979壓力鑄造684647水玻璃79797958587979熔模鑄造硅溶膠46464646464646注1 表中所列處的公差等級時至在大批量生產(chǎn)、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進時鑄件通常能夠達到的公差等級。2 本標準還適用于本表未列出的由鑄造廠和采購方之間協(xié)議商定的工藝和材料。鑄件切削加工余量的代號用字母 MA 表示。切削加工余量等級由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J 共 9 個等級2。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件加工余量等級按表表 3.3-2 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級選取該砂輪機體的加工等級為 G 級。表 3.3-2 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級要求的機械加工余量等級鑄件材質(zhì)方法鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK鑄造工藝課程設(shè)計說明書9砂型鑄造機器造型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH壓力鑄造DFDFDFDFDFDF熔模鑄造EEEEEEE砂輪機體各加工部分尺寸的加工量計算包括澆注位置的側(cè)面加工量計算、頂面加工量計算、底面加工量計算，具體計算如下：表 3.3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999） （單位：mm）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級 CT1）大于至123456789101112132）142）152）162）3）100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.240.340.560.781.11.62.23.24.46.29121620254006300.400.640.91.21.82.63.657101418222863010000.7211.422.84681116202532100016000.801.11.62.23.24.6791318232937160025002.63.85.48101521263342250040004.46.2912172430384940006300710142028354456630010000111623324050641）在等級 CT1CT15 中對壁厚采用粗一級公差（見第 7 章）2）對于不超過 16mm 的尺寸，不采用 CT13CT16 的一般公差，對于這些尺寸應(yīng)標注個別公差。3）等級 CT16 僅適用于一般公差規(guī)定為 CT15 的壁厚。砂輪機體中軸孔，孔徑為 35、28、37.5，雙側(cè)加工，查表 3.3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自 GB/T6414-1999）CT10 公差值為 2.6，位澆注位置的側(cè)面，查表 3.3-4 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999）加工余量等級 RMA(G)對應(yīng)數(shù)值為 0.5 側(cè)面雙側(cè)面加工量為：2.6/4+0.5=1.15mm，圓整取加工量為 1.5mm。 3.3-4 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自 GB/T6414-1999） (單位：mm)鑄造工藝課程設(shè)計說明書10最大尺寸1）要求的機械加工余量等級大于至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014100016000.711.422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571014204000630011.422.845.581116226300100001.11.52.234.5691217241）最終機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。2）等級 A 和 B 僅用于特殊場合，例如，在采購方與鑄造廠已就加持面或者基準目標商定模樣裝備、鑄造工藝和機械工藝的成批上產(chǎn)情況下。砂輪機體中軸端面加工量計算，40X141 端面位于澆注位置的側(cè)面，取 141 為基本尺寸，雙側(cè)加工，查表計算加工兩量為：如上述步驟，砂輪機體的上下端面都加工，則加工量計算為 3.6/4+2.2=3.1mm，圓整取加工量為 3.0mm。砂輪機體的法蘭端面加工量寸計算，法蘭端面位于澆注位置的側(cè)面，單側(cè)加工量計算如上述步驟，則加工量計算為 2.6/2+0.5=1.8mm，圓整取加工量為 2.0mm。砂輪機體中間腰形凸臺端面加工量寸計算，尺寸為 24X12X2 基本尺寸為 24，端面位于澆注位置的側(cè)面，單側(cè)加工，加工量計算如上述步驟，則加工量計算為2.4/2+0.5=1.7mm，圓整取加工量為 2.0mm。最終計算加工量后三維零件圖，如下圖 3.3 所示。圖 3.3 三維加工量添加圖紅色為放加工量的鑄件輪廓，綠色為零件輪廓鑄造工藝課程設(shè)計說明書113.4 起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚（如圖 3.4.1 中圖 1） 、增減鑄件壁厚（如圖3.4.1 中圖 2）或者減小鑄件壁厚（如圖 3.4.1 中圖 3）的方法來形成。圖 3.4.1在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過鑄件的壁厚工差要求。鑄件的起模斜度值參考表 3.4-1 起模斜度（JB/T 5105-1991） 。表 3.4-1 起模斜度 （摘自 JB/T 5015-1991）起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣測量面高度 HmmAA mmAA mm103300.64000.810401501.42051.6401000501.60551.61001600351.60402.01602500302.20352.62504000303.60354.24006300254.60305.663010000205.80257.41000160002511.61600250002518.22500025如圖 3.4.2 砂輪機體零件鑄件二維圖所示，采用金屬模樣造型，該砂輪機體零件垂直分型面的總高度小于 40 mm，采用增加壁厚添加起模角度為 11.5。鑄造工藝課程設(shè)計說明書12圖 3.4.2 砂輪機體鑄件二維圖依據(jù)表 3.4-1 起模斜度（JB/T 5105-1991）以及表 3.3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999） ，超過 40mm 高，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為 0.5。根據(jù)以上結(jié)果，最終確定砂輪機體鑄件三維圖如圖 3.4.3 砂輪機體鑄件三維圖，圖中天藍色剖面部分為未計算加工量的砂輪機體零件，紅色剖面為計算的加工量，通過軟件計算該砂輪機體鑄件質(zhì)量為 0.56kg。鑄造工藝課程設(shè)計說明書13圖 3.4.3 砂輪機體零件三維圖3.5 砂芯設(shè)計依據(jù)前文分析，砂輪機體在中軸處需設(shè)計砂芯，依據(jù)加工量數(shù)值計算此處砂芯長度為 148，砂芯最小端直徑為 25 最大端直徑為 34.5，查表表 3.5-1 水平芯頭長度，選擇芯頭長度 l=30mm。表 3.5-1 水平芯頭的長度 l （單位：mm）鑄造工藝課程設(shè)計說明書14D 或者（A+B）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為了便于下芯，芯頭座與砂芯應(yīng)留適合的間隙，查表 3.5.2 水平芯頭的斜度及間隙，選取間隙值 S1=0.5mm，S2=1.0mm，S3=1.5mm。表 3.5.2 水平芯頭的斜度及間隙 （單位：mm）D 或者（A+B）/25051 100101150151200201300301400401500501700701 10001001150015012000200010.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.021.01.51.51.52.02.03.03.04.04.04.54.5濕型31.52.02.02.03.03.04.04.05.05.06.06.011.01.51.51.52.02.02.52.53.03.04.05.021.52.02.03.03.04.04.05.05.06.08.010.0干型320.3.03.04.04.06.06.08.08.09.010.012.0鑄造工藝課程設(shè)計說明書15圖 3.5.1 砂輪機體砂芯二維圖通過前文設(shè)計論述，將上模樣、下模樣、砂芯進行三維設(shè)計，圖 3.5.2 砂輪機體上、下模樣與砂芯三維剖面圖所示。圖 3.5.2 砂輪機體上、下模樣與砂芯三維剖面圖3.6 吃沙量確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃沙量。由前文可知砂輪機體單件重量為 0.56Kg，本次砂輪機體模具設(shè)計為一箱兩件形式，依據(jù)表 3.6-1 按重量確定吃砂量表，可確定吃沙量最小尺寸為 a=40mm，b=40mm，c=30mm，d=30mm，e=30mm， f=30mm。鑄造工藝課程設(shè)計說明書16實際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標準尺寸。表 3.6-1 按鑄件重量確定的吃沙量 （單位 mm）鑄件重量/kgabcdef100004050607090100120150200250275300350400405060709010012015020025027530035040030404050506070901001251501752002503040505060708090100125150175200250304050607010030303040506070120150200225250250250鑄造工藝課程設(shè)計說明書174 澆注系統(tǒng)設(shè)計非鐵合金鑄件澆注系統(tǒng)的尺寸可按照鑄鐵、鑄鋼澆注系統(tǒng)的計算方法確定。通常是根據(jù)經(jīng)驗建立的表格建立的各種表格進行查找?？砂凑砧T件重量與直澆道斷面關(guān)系選擇或根據(jù)鑄件重鑄件水平斷面積與內(nèi)澆道斷面積關(guān)系建立的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來選擇。4.1 澆注時間的確定砂輪機體鑄件單件重量為 0.56Kg。由于該件為一箱兩件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)工藝出品率參照單件大批量生產(chǎn)，確定澆注過程中的總體金屬液重量，澆冒占比為30%，則澆注時所需金屬液總質(zhì)量為 0.56X2X1.3=1.456Kg。工藝出品率 =鑄件重量鑄件重量 + 澆冒口重量 100%對于重量小于 450Kg 的形狀復雜的薄壁鑄鐵件，其澆注時間可按經(jīng)驗公式（4-1）計算其他合金鑄件的澆注時間 （4-1） = n式中；澆注時間（s）鑄件或者澆注金屬質(zhì)量（kg） ；鑄件壁厚（mm）B、p、n系數(shù)，見表 4.1-1表 4.1-1 公式 4-1 中的系數(shù)澆注時間: X =3.351S = n= 1.2511.50.351.4560.35鑄造工藝課程設(shè)計說明書184.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計算澆注系統(tǒng)常用的分類有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開放式、封閉開放式等 4 種類型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對位置（引入位置） ，可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等 4 種類型。本次砂輪機體澆注系統(tǒng)設(shè)計采用開放澆注系統(tǒng)、底部澆注式，查表 4.2.1 鋁、鎂鋁合金澆注系統(tǒng)各單元常用端面比（A_直：A_橫：A_內(nèi)） ，因為該砂輪機體為中、小型灰鐵件砂型鑄造，故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為：A_內(nèi) ：A_橫 ：A_直 =3：2：1。表 4.2-1 鋁、鎂鋁合金澆注系統(tǒng)各單元常用端面比（）直：橫：內(nèi)合金種類大型鑄件中型鑄件小型鑄件鎂合金1：（35）：（38）1：（24）：（36）1：（23）：（1.54）鋁合金1：（25）：（26）1：（24）：（24）1：（23）：（1.54）前文計算的鑄件高度 103mm，縮尺為 1.1%，依據(jù)吃沙量前文查表選取為a=b=40mm，c=d=e=30，鑄型在上、下型上都有型，依據(jù)前文分型面選擇確定上型高度為56mm，則上砂箱最小高度為 56X1.01+40=96.616mm，取上砂箱高度 100mm，同樣下砂箱高度為 47X1.01+50=97.517（下砂箱取 100mm） 。確定靜壓頭高度，依據(jù)表 4.2-2 澆口杯的形式，初步選擇漏斗形澆口杯，澆口杯高度尺寸，暫定為 40mm。表 4.2-2 澆口杯的形式形 式圖 例特 點 與 應(yīng) 用漏斗形可在砂型中直接挖出或者用簡單的金屬澆口圈做出，操作方便。一般用于小型鑄件本次設(shè)計采用中間澆注形式， 則計算靜壓頭高度為:10.0=+0.4-103X1.011/8=12.698cm鑄造工藝課程設(shè)計說明書19則依據(jù)截面比的關(guān)系：=3：2：1。內(nèi)澆道采用內(nèi)橫直截面比設(shè)計法，則內(nèi)澆道計算公式為：內(nèi)= 2其中本次設(shè)計澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道 4 個部分的四單元澆注系統(tǒng)，則有：X12.6981.036599cm =(k221 +k21+k22)p=0.52(1 +(13)2+ 0.52)=7.19cm2內(nèi)= t2h=1.4560.002680.53.351X29811.036599=選取與計算的=7.19cm2接近的面積，本次設(shè)計內(nèi)澆道斷面積為 7.2cm2，一箱兩件，內(nèi)設(shè)計六個內(nèi)澆道，則每個內(nèi)澆道斷面積為 1.2 cm2，查表 4.2-3 選內(nèi)澆道斷面積 1.3 cm2的內(nèi)澆道，對應(yīng)的尺寸為 a=12mm，b=10mm，c=12mm。表 4.2-3 梯形斷面內(nèi)澆道的斷面尺寸h=ah=1.2ah=1.5aababhabhmm斷面積/cm2mm斷面積/cm2mm斷面積/cm210121518208101215160.91.32.03.03.6101215182081012151612141822241.11.52.43.64.3101215182081012151615182327301.42.03.14.55.4鑄造工藝課程設(shè)計說明書20222518204.45.72225182026305.26.82225182033386.68.6計算出橫澆道總斷面面積為= 7.2X2/3=4.8cm2,因為從直澆道根部分出兩個橫澆橫道，則每段橫澆道斷面面積為 2.4cm2，查表 4.2.5 梯形橫澆道尺寸，取面積為 2.0cm2對應(yīng)的橫澆道尺寸，取數(shù)值近似，設(shè)計橫澆道為：a=14mm，b=11mm，b=19.5mm。表 4.2-4 梯形橫澆道尺寸h=ah=1.2ah=1.5aababhabhmm斷面積/cm2mm斷面積/cm2mm斷面積/cm215122.01613192.81613243.51814.52.91713.520.53.21713.525.53.919153.21814.521.53.51814.5274.420163.61915233.9191528.5521174.02016244.22016305.42217.54.42117254.8211731.562318.54.82217.526.55.22217.5336.524195.22318.527.55.72318.534.57.225205.62419296.22419367.226216.12520306.8252037.58.52721.56.52621317.32621399.22822.57.12721.532.57.92721.540.59.829237.52822.533.58.52822.54210.630248.12923359.1292343.511.33225.59.23024369.730244512.2342710.43225.538.511.13225.54813.8362911.534274112.534275115.5鑄造工藝課程設(shè)計說明書213830.51336294314352852.516.5403214.43830.545.515.536295417.3443517.440324817.33830.55719.54838.520.845365421.840326021.6計算出直澆道總斷面面積為=7.2X1/3 =2.4cm2,選取直澆道截面面積取直2.4cm2，對應(yīng)直徑大約為 17.5mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖 4.2 澆道截面尺寸所示。圖 4.2 澆道截面尺寸鑄造工藝課程設(shè)計說明書225 冒口與冷鐵設(shè)計由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補縮和自補縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個需要設(shè)置冒口補縮的鑄件，也必須利用后補縮和自補縮，冒口僅是補充后補和自補不足的差額，本次砂輪機體參照圖 5.1.1 典型熱節(jié)冒口尺寸設(shè)計冒口。圖 5.1.1 典型熱節(jié)冒口尺寸= 1.2dc或= 1.21.5= 1.41.8式中，h冒口根部的切割量，一般取 h=58mm 冒 冒口根部直徑d鑄件熱節(jié)直徑口向上有 5傾斜，也可按 1：10 斜度設(shè)計，冒口根的切割量 h=58mm。砂輪機體兩熱節(jié)軸處，壁厚為 21、24mm，采用圖 5.1.2 形式冒口，圖一形式冒口計算采用冒口的高度，暫定dc=20,則 DR=24mm，DN=18mm，h=5mm，斜度取 5，冒口延伸到上砂箱頂面，做明冒口，即方便造型又可以觀察澆注時液面狀況，最終設(shè)計砂輪機體冒口如圖 5.1.2 砂輪機體冒口圖示所示。圖 5.1.2 砂輪機體冒口圖示鑄造工藝課程設(shè)計說明書236 鑄造工藝圖鑄造工藝圖由前文鑄造工藝參數(shù)選取以及吃砂量的確定，因為一箱兩件生產(chǎn)該砂輪機體，可確定鑄造工藝排布圖，砂輪機體的鑄造工藝圖如圖 6.1.1 砂輪機體鑄造工藝圖所示。圖 6.1.1 砂輪機體鑄造工藝圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書247 工藝出品率工藝出品率由前文鑄造工藝選擇的澆注系統(tǒng)尺寸，預估工藝出品率，計算如下：澆口杯體積為：V澆=(402)2+(402)(17.52)+(17.52)23.14403= 27278.753直澆道體積為：V直=(17.52)2 3.14 100 = 24040.633直澆道窩體積為：V窩=2 (17.52)33 3.14 = 1402.373橫澆道體積為：V橫=(14 + 11) 19.52 193 = 47043.753內(nèi)澆道體積為：V內(nèi)=(12 + 10) 122 101.1 2 = 26690.43V冒= 2X(28.82)2+(242)(28.82)+(242)23.14273+2 (242)33 3.14 +(182)2 3.14 5= 88023.723則澆冒質(zhì)量為：澆冒=(27278.75+24040.63+1402.37+47043.75+26690.4+88023.72)10000000002.68=0.575K鑄造工藝課程設(shè)計說明書25一箱兩件，鑄件質(zhì)量為 0.56X2=1.12Kg則預估工藝出品率為：1.121.12 + 0.575100%=66.08%鑄造工藝課程設(shè)計說明書268 鑄造工藝裝備設(shè)計鑄造工藝裝備設(shè)計由前文計算選取的吃沙量以及鑄造工藝排布，選擇砂箱內(nèi)框尺寸，上砂箱內(nèi)框尺寸為：350X300X100，下砂箱內(nèi)框尺寸為：350X300X100。根據(jù)表 8.1-1 常用造型機所用砂箱的最佳尺寸，依據(jù)本次設(shè)計數(shù)據(jù)，選擇 400X300砂箱尺寸對應(yīng)的造型機為 Z114A。 表 8.1-1 常用造型機所用砂箱的最佳尺寸 砂箱尺寸（mm）400300500400600500800600造型機Z114A，Z124Z145，ZZ415Z146，ZB326ZB148A，3ZZ318砂箱尺寸8007001000800110090016001200造型機Z148A，Z158Z2310，Z2410ZB1410ZB1416鑄造工藝裝備是造型、制芯、合箱及澆注過程中使用的模具和裝置的總稱。模板是由模底板、模樣（包括鑄件的本體模樣、芯頭模樣和澆冒口模樣）和定位銷等組合而成。8.1 工藝出品率校核依據(jù)前文鑄造工藝參數(shù)確定及鑄造布置，繪制三維鑄件及澆注系統(tǒng)如圖 8.1.1 砂輪機體鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖所示，依據(jù)造型設(shè)備參數(shù)以及鑄造工藝排布，設(shè)計砂輪機體的上、下模板。由三維分析校核澆注系統(tǒng)和冒口質(zhì)量為 0.54Kg，兩個鑄件總質(zhì)量為 1.15Kg，則實際工藝出品率為：1.151.15+0.54100%=68.05%圖 8.1.1 砂輪機體鑄件及澆注系統(tǒng)鑄造工藝課程設(shè)計說明書278.2 上、下模板設(shè)計模板一般使用模底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷等裝配而成，通常模底板的工作平面形成鑄件的分型面，模樣及澆冒口系統(tǒng)形成鑄件的外輪廓及澆冒口系統(tǒng)型腔，依據(jù)表 8.1-1，選擇螺栓將模樣與模底板固定。砂箱內(nèi)框尺寸為：350X300，考慮砂箱四周砂箱厚度，所以模底板水平方向尺寸設(shè)計為 364X324，則平均砂箱內(nèi)框尺寸為小于 500，按照圖 8.2.1 所示選擇與定位銷與導向銷結(jié)構(gòu)。圖 8.2.1 模底板用定位銷及導向銷的結(jié)構(gòu)材料：20 滲碳，5255HRC依據(jù)砂箱內(nèi)框平均尺寸500 從表 8.2-1 中選擇公稱直徑為的定位銷與導20- 0.065- 0.117向銷。表 8.2-1 模底板用定位銷及導向銷的尺寸 （單位：mm）模底板平均輪廓尺寸（A0+B0）/25005017507511500150125002500（d9）20- 0.065- 0.11725- 0.065- 0.11730- 0.065- 0.11730- 0.065- 0.11735- 0.080- 0.14240- 0.080- 0.142（h81）18- 0.033- 0.0020- 0.033- 0.0024- 0.033- 0.0024- 0.033- 0.0030- 0.033- 0.0034- 0.039- 0.0021313161620243M16M16M20M20M24M30424303535404512023282833382455060607080鑄造工藝課程設(shè)計說明書28121620202530S121620202430D2330363640462530505050503040606075755050707010010075758080125125100100100100150150125125125125175175l150150150150200200Ll+60l+75l+90l+90l+105l+120注：1.工作不分長度 可根據(jù)生產(chǎn)需要選取，但尾數(shù)應(yīng)為 0 或 5.l2.銷子外徑允許的磨損量（按尺寸下限）：定位銷中心距小于 1000mm 為 0.25mm，大于 1000mm 為0.5mm。3.用雙螺母固定時可加長。l2銷子的工作部分，分為定位和導向兩部分，在選取倒像部分的斜度何高度時，應(yīng)保證有導向作用和保證在放置砂箱時不至于碰壞模樣。手工或者橋式起重機起模時，倒像部分的頂端應(yīng)高出模樣 2025mm，定位銷中心矩按表 8.2-2 選擇 A+110mm，即 460mm。表 8.2-2 模底板定位銷孔中心距 （單位：mm）定位銷孔中心距砂箱上的箱耳和吊軸分開鑄出砂箱平均內(nèi)框尺寸(A+B)/2砂箱上的箱耳和吊軸整鑄在一起鑄鐵鑄鋼500A+80100A+140A+120501750A+100140A+150A+1407511000A+140160A+190A+15010011500A+160200A+230A+18015012500A+200240A+250A+220定位銷耳選擇圖 8.1.3 定位銷耳結(jié)構(gòu)圖中的 c）型。鑄造工藝課程設(shè)計說明書29圖 8.2-3 定位銷耳結(jié)構(gòu)對于平均輪廓尺寸小于 500mm 的小型模底板一般不設(shè)手柄。為了方便生產(chǎn)起吊模板工裝，需設(shè)計吊軸，吊軸可以和模底板一起鑄出，稱為整鑄式，也可以鑄接。鑄鐵模底板整鑄式吊軸的結(jié)構(gòu)和尺寸見表 8.2-3，選擇 d=30mm 的整鑄吊軸。表 8.2-3 鑄鐵模底板整鑄式吊軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 （單位：mm）吊軸上允許負荷/kNdd0DabLrR2.53012519122535385451876141535555119602410218185070615158032136242265958202510040160303080120102535120481903640951451230注：吊軸直徑為d=30mm 和 45mm 時，則d0=12mm 和 18mm 的孔，在澆注時應(yīng)插入冷鐵。鑄造工藝課程設(shè)計說明書30上模板上設(shè)計閥蓋零件的主體部分，依據(jù)前文，將閥蓋零件的上模樣，安裝固定在上模板上；澆筑系統(tǒng)，依據(jù)鑄造工藝分析及排布，設(shè)計在上模板上；上模板的基板按照手冊參考設(shè)計定位耳以及定位銷；依據(jù)手冊設(shè)計合適的板厚以及筋條厚度與位置，上模樣選擇 M10 內(nèi)六角螺栓裝配，具體上模板尺寸與安裝定位詳見上模板的二維圖所示，最終設(shè)計上模板裝配如圖 8.2.4 所示。1定位銷，2M8X30L 螺釘，3上模樣，4直澆道+橫澆道+內(nèi)澆道，5M8X45L 螺釘，6上模底板，7導向銷，86 定位銷，9補縮冒口圖 8.2.4 上模板三維裝配圖下模板設(shè)計與上模板設(shè)計類似，不再論述。鑄造工藝課程設(shè)計說明書319 砂箱設(shè)計砂箱內(nèi)框尺寸為 300X300，前文選擇上下砂箱高度為 100mm，查表 9.1-1 可知砂箱內(nèi)框平均尺寸500 的砂箱高度為 120200mm，砂箱厚度選擇 12mm。表 9.1-1 簡易砂箱箱壁斷面尺寸 (單位：mm)砂箱內(nèi)框平均尺寸（A+B）/2h h1 1b bh h1 1h h2 25001202001215101350175015030018221518200300283025277511000301400252822252503003035273210011500301450283225282530352732一般內(nèi)框平均尺寸小于 500mm 的手工砂箱，砂箱把手可采用圖 8.1.1 所示把手。圖 9.1.1 砂箱把手砂箱的定位銷與導向銷依據(jù)手冊借本尺寸為 20 和 20 的定位銷與導向銷，砂箱高度按照標準選取高度為 100mm，將鑄型與砂箱裝配關(guān)系用下圖 9.1.2 合箱圖表示。1 下砂箱，2下砂型，3定位銷，4定位套，5上砂箱，6上砂型，7澆口杯，8導向位銷，9導向套圖 9.1.2 合箱鑄造工藝課程設(shè)計說明書3210 芯盒設(shè)計芯盒是制芯過程中所必須的工藝裝備，本次閥蓋中間的水平芯子采用金屬材質(zhì)的鑄鋁芯盒，因為芯子為圓柱回轉(zhuǎn)體，設(shè)計采用對半開鑄鋁芯盒，根據(jù)芯子尺寸大小，采用25mm 厚鑄鋁版設(shè)計芯盒。定位銷套采用過盈配合式定位銷和定位銷套，具體結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖 10.1.1、圖10.1.2、表 10.1-1、表 10.1-2。圖 10.1.1 A）I 型（螺母緊固式）定位銷 b）II 型（過盈配合式）定位銷材料：45 鋼；硬度：4550HRC；d與D1同軸度誤差不得大于 0.01mm表 10.1-1 定位銷結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）DD1d1d2DLlL1l2I 型I、II型I、II 型I、II 型I 型II 型I 型II型I、II 型長銷短銷長銷短銷長銷短銷I型II型I、II型8- 0.040- 0.07616+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.5132065503015131618610- 0.040- 0.07616+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.5132070603520131620812- 0.050- 0.09320+ 0.020+ 0.00816+ 0.041+ 0.028M20X1.517208065402513202210圖 10.1.2 定位銷套結(jié)構(gòu)a）I 型（螺母緊固式） b）I 型 II 型（過盈配合式）鑄造工藝課程設(shè)計說明書33表 10.1-2 定位銷套結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）dD1d1d2DLlI、IIIIIIII、IIIIII158+ 0.036 0.0016+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.513203530162010+ 0.036 0.0016+ 0.025+ 0.00716+ 0.034+ 0.023M16X1.513203535162512+ 0.043 0.0020+ 0.020+ 0.00820+ 0.041+ 0.028M20X1.51724424020芯盒的夾緊裝置設(shè)計，對于對半開芯盒，為了保證填砂緊實，采用夾緊裝置鎖緊，在本次設(shè)計中采用活節(jié)螺栓與蝶形螺母鎖緊裝置，如圖圖 10.1.3 所示，結(jié)構(gòu)與尺寸按表10.1-3 選取 M10 的活節(jié)螺栓。圖 10.1.3 蝶形螺母與活節(jié)螺栓鎖緊結(jié)構(gòu)1-活節(jié)螺栓，2-蝶形螺母，3-墊片，4-上芯盒，5-下芯盒表 10.1-3 蝶形螺母鉸鏈式夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）基本尺寸名稱活節(jié)螺栓蝶形螺母墊片圓柱銷沉頭螺釘開槽錐端緊定螺釘HAB標準號GB/T 798-1988GB/T 62-1988GB/T 119-2000GB/T 68-2000GB/T 71-19851535M8X35M845X356X35M5X12M5X122040M10X45M1045X358X40M6X16M6X18251245M12X55M1245X3510X45M6X16M6X18鑄造工藝課程設(shè)計說明書34最終閥蓋芯盒設(shè)計為 1 次制芯制 4 個砂芯，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖 10.1.4 所示。1-下芯盒，2-上芯盒，3-定位銷套，4-定位銷，5-蝶形螺母，6-活節(jié)螺栓10.1.4 芯盒裝配圖鑄造工藝課程設(shè)計說明書3511 結(jié)結(jié) 論論此次砂輪機體的鑄造工藝設(shè)計，首先分析了零件的大小、重量、材料、生產(chǎn)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點以及技術(shù)要求等方面，綜合考慮之后確定了適宜的鑄造方法。通過查閱大量文獻，相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)實際調(diào)研，結(jié)合所學的理論知識和實踐經(jīng)驗，設(shè)計了零件的鑄造工藝方案。但是，由于零件的實際鑄造生產(chǎn)過程中，會受各種因素的影響，仿真的結(jié)果僅僅具有指導意義,所以很多時候需要實踐經(jīng)驗，也需要結(jié)合工廠的實際情況。鑄造工藝課程設(shè)計說明書36致 謝路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。忽而行文至此，心生三千往事。夕陽情緣落又升，以昭求學之路漫漫，吾乃心系四年些許。記憶往昔，求真求知之甘苦，先生教誨之真切，同窗情誼之深刻，乃至廣大之一樓一宇、一草一木，皆是起點悲喜，如昨日歷歷在目。縱使千般不舍，更與何人說?依靠窗前，一杯茗茶，一絲清風，唯有心中蕩起感激之漣漪。相逢一見太匆匆，校內(nèi)繁花幾度紅；厚誼常存魂夢里，深恩永志我心中，感謝李俊剛老師，求學生涯，承蒙恩師之厚愛，幸得嚴厲之教誨，繼以學習刻苦，談吐間如摯友之灼見。一言一行，師德昭顯；學高識廣，日沐我心:偶遇疑惑，幾番言語，恩師精到之點撥，吾乃恍然大悟，得之欣喜。每遇境況，唔師細致道來，如針見血，點滴不漏，如重錘之激靈，唔方乃學之一二。當下，即走前程，感于恩師精于學敏于行之道義，啟于恩師樂觀灑脫之品行。 唔有幸受惠于其為人為學之奧義，細品之，實乃人生之財富矣!至此，千般恩難一言盡，萬千思緒無以全表?；腥恢g，淚滿衣襟。人生代代無窮己，江月年年望相似。歲歲年華贈佳大，一生佳大一生人！鑄造工藝課程設(shè)計說明書37參 考 文 獻1葉榮茂、吳維岡、高景艷 鑄造工藝課程設(shè)計手冊M 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1988.52周述積、侯英瑋、茅鵬 材料成型工藝M 北京：機械工業(yè)出版社， 2005.73李宏英 趙成志 鑄造工藝設(shè)計M 北京：機械工業(yè)出版社，2005.24李日鑄造工藝仿真 PrOCAST 從入門到精通M 北京：中國水利水電出版社，2010.95 機械工程學會鑄造學會編.鑄造手冊（第 5 卷：鑄造工藝）（M）.北京：機械工業(yè)出版社，2006.6 范金輝，華勤.鑄造工程基礎(chǔ) M. 北京：北京大學出版社，2009.8.7 王再友，王澤華.鑄造工藝設(shè)計及應(yīng)用M.8大連理工大學工程圖學教研室 機械制圖（第六版） 北京：高等教育出版社，2007.7