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---I铸造工艺设计说明书设计题目座体铸造工艺设计学院机电学院年级13级专业材料成型及其控制工程学生姓名学号指导教师张建宇---2目录第一章零件的图样结构分析…………………………….4第一节材料分析………………………………………4第二节零件结构特点……………………………….5第三节零件的总体分析说明……………………..6第二章铸造方案的确定……………………………………7第一节分型面的确定…………………………………….7第二节浇注系统的设计……………………….8第三章砂芯的设计…………………………………………13第四章．起模斜度和加工余量………………………………………15结束语……………………………………………………….16参考文献……………………………………………………..17附录---3摘要砂型铸造在机械制造业中占有非常重要的地位，不受质量、尺寸、材料种类及生产批量的限制。我所设计的零件是座体，该零件是小批量生产,在降低生产成本的同时,保证零件的质量,同时得保证生产速度，这在成批生产中是非常重要,因此毛坯及其加工余量的选择要合理、适当。关键词：砂型铸造，座体，毛坯生产---4第一章零件的图样结构分析第一节材料分析零件材料名称：灰口铸铁牌号：HT200指的是最低抗拉强度为200MPa的灰口铸铁。由于片状石墨破坏了基体的连续性，并在是默默的尖端处易产生应力集中，故灰口铸铁的抗拉强度、苏醒和韧性都较差。但石墨对灰口铸铁的抗压强度影响不大，所以灰口铸铁的抗压强度与相同基体的钢差不多。它的基体为珠光体，获得强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好。它是承受中等载荷的重要零件，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身、机座等承受压力及振动部件。它所适用的工作条件在：1.承受较大应力的零件（弯曲应力29.40MPa）2.摩擦面间的单位面积压力0.49MPa（大于10t在磨损下工作的大型铸件压力1.47MPa）3.要求一定的气密性或耐弱腐蚀性介质对机座零件进行人工时效的热处理即可：装炉温度≤200℃，升温速度≤100℃，保温温度：500～550℃，保温时间：4～6小时，冷却速度：30℃，出炉温度：≤200℃。灰铸铁有很多优良性能：第一，铸造性能好，灰铸铁熔点低、流动性好。第二，减振性好，石墨割裂了基体，阻止了振动的传播，并将振动能量转变为热能而消失。第三，切削加工性能好，片状石墨割裂了基体，使切削容易脆断，且石墨有减振的作用，减少了刀具的磨损。第四，缺口敏感性低。---5第二节零件结构特点根据座体的零件图分析：铸件最小铸出壁厚:由零件图分析可知：铸件尺寸为255mm×190mm×172.5mm；为中型铸件。铸件的轮廓尺寸200×200mm而500×500mm，查表1-5]知砂型铸造时铸件最小允许壁厚为6,由零件图知铸件的最小壁厚为15mm，所以是合理的。零件的尺寸要求在IT8~IT12之间。零件的底面对φ80k7轴线的平行度为0.04/100，对于平行度的要求较高。并且对底面、零件左右两端、6×M8-7H的螺纹孔的表面粗糙度为6.3um，对φ80k7孔的表面粗糙度为1.6um，对4×φ11，深3×φ22孔及倒角c1的表面粗糙度为25um，其余则是不去材料的方法取得。由于灰铸铁的密度一般为7.3kg3,重量估计为15kg，查表1-27得冷却时间30~60min，---6第三节零件的总体分析说明零件图结构见下图1.1：图1.1零件该零件需加工部位有底面零件的底面对φ80k7轴线的平行度为每100mm的平行度是0.04mm，底面属于基准，并且需要保证底面与φ80k7轴线的距离是115mm，表面粗糙度为Ra6.3um，加工左端面时，保证尺寸10mm、右端面、两内孔φ80k7的内圆面,保证中心线的位置、钻4×φ11的通孔及沉孔深3×φ22且6×M8-7H内螺纹，为了保证位置的准确，可以先钳工画线，倒角C1的表面粗糙度为25um。此零件为铸造件，未注铸造的倒角为R3~R5。热处理采用人工时效。---7第二章铸造方案的确定第一节分型面的确定铸件分为两个相同的半型，便于下芯，合箱，检查尺寸，并且型芯只有一个，，，起模方便，工艺较为简单，唯一不足为清理不方便，但由于是小批量生产，所以可以采用图2.1。图2.1分型面第二节浇注系统的设计分析铸件，铸件材质为HT200，熔点高、流动性差、收缩大、易氧化，要求金属液快速平稳的充型则选择开放式浇注系统浇注，因其进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻，也有阻渣效果。为此采用缓流式浇注系统，有利于排气使铸件顺序凝固，直浇道为圆形，并在直浇道处设计直浇道窝。横浇道数目为一，内浇道数目为二。（1）直横内浇道截面积的确定浇注系统断面尺寸的设计计算浇注系统，主要是确定最小断面积(阻流断面)，然后按经验比例确定其他组元的断面积。封闭式浇注系统的最小断面是内浇道，以伯努利方程为基础的水力学近似计算公式是：HPgmS2(cm2)---8式中：S内—内浇道总断面积(cm2)；m—流经内浇道的液态合金重量(Kg)；μ—流量总耗损系数；—浇注时间(s)；Hp—平均静压力头(cm)。液态合金重量：灰铸铁的密度为7.3kg/cm3，算出铸件的质量为15kg，加上浇注系统中金属液的损耗，铸件m=15kg(1+25%)=18.75kg。浇注时间：=9s流量系数μ：μ=0.42(湿型铸型阻力小)按表3-4-10修正：有一内浇道，阻力减小0.05，浇温升高阻力增大0.22得μ=0.42-0.05+0.22=0.59。确定平均压头Hp：近似于顶端注入，p=0---9图2.2单向缓流式浇注系统根据表2-1浇注系统的截面以及尺寸浇注重量C1/kg内浇道横浇道直浇道数目Ag/cm²∑Ag/cm²A-A处B-B处搭接尺寸x/cm²直径d/mmAs/cm²Am/cm²Am/cm²Am/cm²10‒2040.52.02.962.6815192.83查表2-2得各浇道形状与尺寸如下表(单位；mm)---10二；浇道的形状与大小单位mm表2-2浇道的截面形状及尺寸内浇道横浇道直浇道abcabcØ19867171220.5---11三；最终浇注位置为；图2.2浇注位置---12第三章；砂芯的设计由零件分型面和浇注位置可得此零件的浇注需要两个砂芯且为水平砂芯图3.1砂芯的设计查表3-1得水平芯头长度（单位mm）表3-1水平芯头长度L砂型D64~100251~400湿型50~60由此得上图且查表1-35得水平芯头顶面与芯座的间隙为2.0mm由于此零件结构特点，模样使用后不能取出，所以模样只能使用一次---13图3.2尾座型芯查表3-2得水平芯头长度（单位mm）表3-2水平芯头长度L砂型D161~250=100湿型45~55---14第四章．起模斜度和加工余量查表1-15得因采用木模样则起模角度为0◦40′，尺寸为1.2mm如图所示，加工余量见铸件图图4.1起模斜度和加工余量、---15结束语经过三年大学的专业知识和技能的学习，课程设计就是检验自己专业的各方面能力的一次大考试，从刚分到的课程设计的任务，到现在做出来的结果，在这方面自己还有很多的不足，因此在做课程设计的过程中感觉到有点吃力，自己以后在这方面还得有特加强。课程设计所涉及的方面也是很多的，比如说机械知识、材料知识、工艺知识、夹具知识、制图知识等等，要求知识的全面性和完整性，缺任何一项都无法完成此次设计。然而在我认为大学中自己所学的专业知识还不是很全面，这跟学校里开的课程有关,所以课程设计是对本学期所学的知识的一次系统回顾与复习，使我对这些知识有了更深入的了解，同时也是新知识的学习过程。在自己实际去查询资料时，有很多的不确定性，使自己不能确定是否查询正确，不过在咨询指导老师后，明白了理论和实践之间的联系和区别，在实践时要考虑的东西就更多了，而理论是做为指导实践的影子和帮手。在做课程设计的过程中什么都靠自己去查资料,因此可以提高自己的学习能力。经过此次课程设计增强了我的独立的思考和分析的能力，同时也培养我熟悉和应用各种手册、图表、设计表格、各种标准等技术资料，以及设计夹具的能力，特别是对企业的技术资料、工艺文件有一定的了解，掌握了铸造工艺工作的方法和步骤。这样在进入工厂后能更好的更快的适应本职工作，做好本职工作。在这个过程中指导老师的指导和点拨对我也有很大的帮助，同时还参考了其他同学们的设计，从中吸取了别人的设计优点，来补充自己的不足和缺点，正所谓：三人行必有我师焉。在自己的努力、老师的指导和同学的帮助下，我终于完成了课程设计。由于自己水平有限，所以可能在整个设计过程中有不足和错误之处，希望老师给予指正。以上即使此次设计的全部内容---16另外附上铸造工艺图和铸件图一张参考文献1铸造工艺设计李弘英赵成志编著机械工业出版社2互换性与技术测量第五版中国计量出版社