材料成型過程控制院系：材料科學與工程學院專業：材料成型與控制工程姓名：學號：指導老師：日期：2012.9.19至2012.10.15TOC\o"1-5"\h\z一、鑄造工藝分析1二、砂芯設計3三、冒口設計5四、澆注系統的設計及計算7五、沙箱鑄件數量的確定10六、參考數目、資料11

圖1所示的事U型座，主要用于拆卸主軸上的皮帶輪。材料為ZG25（主要元素含量：Wc%=0.22~0.32%，WMn%=0.5~0.8%，Wsi%=0.2~0.45%）。技術要求：①未標示的鑄造圓角半徑R=3?5。②未標鑄造傾斜度按工廠規格H59?21。③鑄件應仔細地清理去掉毛刺及不平處。

鑄造工藝分析確定鑄型種類和造型、制芯方法此鑄件是鑄鋼件，鑄件最大三維尺寸270x110x220mm，為中小型鑄件，鑄件結構簡單，僅有兩個加工面，其他非加工面表面光潔度要求不高，采用溫型普通機器造型，砂芯外形簡單，采用熱芯盒射芯機制芯。鑄件全部位于上箱，下表面為分型面確定澆注位置和分型面方案1：將鑄件放置于下箱，分型面選取如圖2所示，采用頂注式澆注，此方案澆注系統簡鑄件全部位于上箱，下表面為分型面容易產生夾砂、結疤類缺陷，補縮困難會形成縮孔、縮松結晶等缺陷。方案2:將鑄件放于上箱，分型面選取如圖3所示，采用底注式澆注，此方案澆注系統相對復雜，下芯方便，可以將冒口設計在頂部，補縮效果好。綜合以上兩種方案考慮，選擇方案2較為合理。上下L圖2上2下

鑄造收縮率：1.5%選擇工藝參數最小壁厚確定：鑄件輪廓尺寸為270x220mm，由表1—5查得最小壁厚為10-12mm,鑄件滿足要求。上下L圖2上2下鑄造收縮率：1.5%機加工余量：3mm文獻:《鑄造工藝設計》最小鑄出孔確定：鑄件位于上部的孔壁厚與孔深為11x50mm,下部位孔壁厚與孑L深為11x20mm，由表1—8查得最小鑄出孔徑為60mm，所以鑄件上的孔機加工余量：3mm文獻:《鑄造工藝設計》公差數值：3鑄造收縮率：經過分析，鑄件類型為鑄鋼件受阻收縮由表1—14查得收縮率為1.5%。公差數值：3拔模斜度:a=1°1'a=0.8mm機加工余量：鑄件為鑄鋼件，砂芯鑄造，機器造型，由表1—13查得機加工余量等級為E~H,再由表1—12得加工余量為1.4~5mm，故取3mm拔模斜度:a=1°1'a=0.8mm公差等級：鑄件為鑄鋼件，砂型鑄造機器造型和殼型，由表1—10得公差等級為8一12,由表1—9查得公差數值為2.2~9,取3.5。拔模斜度：造型模樣為金屬模，測量面高為20mm，由表1——15查得a=1°10',a=0.8mm鑄造圓角：由鑄件技術要求，未標示的鑄造圓角半徑R=3~5,取5mm。二、砂芯設計1.確定砂芯數量和每一砂芯形狀、尺寸，砂芯種類及制芯方法、下芯次序根據零件圖，可知只需使用一個砂芯即可滿足，砂芯結構簡單，屬于中小型，砂芯的形狀及尺寸如圖4所示。呋喃一1型樹脂砂熱芯盒制芯工藝，是一種能解決

原料供應，芯砂的流動性好，硬化速度快，硬化溫度范圍較寬，熱態砂芯強度和常溫機械強度都很好，澆注后型芯的退讓性能好，故選擇呋喃樹脂熱芯盒射芯法造芯，2.確定砂芯的芯頭個數、形狀、尺寸、間隙和諧度根據砂芯及型腔形狀，確定芯頭個數為1，芯頭為自硬型，由表1-31查得：間隙S=1.0mm，芯頭高度為36mm，芯頭斜度由表1—33查得a=7°,a=5mm。■a-砂芯俯視圖砂芯數量：1原料供應，芯砂的流動性好，硬化速度快，硬化溫度范圍較寬，熱態砂芯強度和常溫機械強度都很好，澆注后型芯的退讓性能好，故選擇呋喃樹脂熱芯盒射芯法造芯，2.確定砂芯的芯頭個數、形狀、尺寸、間隙和諧度根據砂芯及型腔形狀，確定芯頭個數為1，芯頭為自硬型，由表1-31查得：間隙S=1.0mm，芯頭高度為36mm，芯頭斜度由表1—33查得a=7°,a=5mm。■a-砂芯俯視圖砂芯數量：1芯砂材料：呋喃樹脂砂熱芯盒射砂制芯芯頭數量：1頭高度h=36mm芯頭斜度:a=7°,a=5mm資料《鑄造工藝學》砂芯排氣：扎排氣孔法冒口的設計及計算1.冒口設計計算分析零件圖，其上部分為厚大部位，冷凝過程中易出現縮孔、縮松等缺陷，所以需要設置冒口對其進行補縮。冒口模數的估算：將零件形狀簡化成圖5所示形狀，六棱柱體積計算：S1=一V1=S11=365920=73180圓柱的體積計算：S2=nX（—）=14315，V2=S22=14315X30=429450V總=S1+S2=73180+429450=502630六棱柱側面積S側1^X20x6=4500，圓柱側面積S側2=ndh2=3.14X140X30=13188S總=S側+2S2+S1-S1+S側2=4600+2X14315+13188=46481MCf總，Mr=1.2Mc=1.32cm②確定體收縮率、冒口形狀、尺寸、能補縮的最大鑄件體積鑄件材料為ZG25，化學成分：Wc%=0.25,WMn=0.8%，由表62得&=4.4%，&v=4.4+0.0585=4.5%，由表3—33查得d=65mm，h=105mm，VR=0.36L，GR=2.5Kg，Vc=0.8L，Gc=6.5Kg。冒口如圖6所示:圖6冒口模數:Mr=1.32cm文獻：《砂型鑄造工藝及工裝設計》《鑄造工藝設計》冒口尺寸：d=65mmh=105mm四、澆注系統的設計與計算1.澆注系統類型選擇1.澆注系統類型選擇本鑄件為鑄鋼件，且質量要求較為嚴格，不允許表面有夾砂、粘砂等缺陷，設計時應考慮澆注系統有較好的擋渣能力。沖刷力小，金屬氧化輕，適合鑄鋼件澆注。開放式澆注系統，金屬液進入型腔時金屬液流動速度小，充型平穩，對型壁沖刷力小，金屬氧化輕，適合鑄鋼件澆注。澆注系統：采用開放一澆注系統：采用開放一—底注式澆注液發生飛濺、氧化及由此產生的鑄件缺陷，無論交道口比值多大，橫澆道基本上都是被充滿的，有利于阻渣，也彌補了開放式澆注系統擋渣能力不足的缺點。同時，型腔內的氣體容易順序排除，避免產生氣孔等缺陷。綜合以上各方面考慮，采用開放式一一底注式澆注系統。2.確定內澆道的數量和引入位置2.確定內澆道的數量和引入位置分析零件圖，可設置兩個關于中心線對稱的內澆道。采用底注式澆注系統，引入位置在鑄件底部，具體詳情參照鑄件工藝圖。3.各組元斷面截面積計算根據《鑄造工藝學》得知大批量生產小型鑄鋼件時，常采用轉包澆注。《鑄造工藝學》估算鑄件體積：V鑄件二n2=^估算冒口體積：V冒口二冒口3.各組元斷面截面積計算根據《鑄造工藝學》得知大批量生產小型鑄鋼件時，常采用轉包澆注。《鑄造工藝學》估算鑄件體積：V鑄件二n2=^估算冒口體積：V冒口二冒口(-V總二V鑄件+V冒口=3885750+331663=4233996=4.23L冒口質量：G1=3316637.8=2.6Kg，鑄件質量G2=9.2Kg。G=2.6+9.2=11.8Kg相對密度Kv二一一總查表5—34得，C=1.0，K=0.7，澆筑時間t=C由表5—33查驗，符合要求。澆注時間:t=3.43s《砂型鑄造工藝及工裝設計》公式：內二一，L為鋼水流動系數，ZG25的L=1.0主要結論與參考資料主要結論與參考資料內=4.9，內澆道數量為2,所以內澆道截面積A內=2.45。=4-41大批量生產生產小型鑄鋼件時多采用可充滿式澆注系統，既有加強擋渣的內:所以:=1.0：0.9：橫直1.2。內=4.9，橫二內:所以:=1.0：0.9：橫直1.2。內=4.9，橫二4.414.各組元尺寸、形狀的確定已知A內=2.45，A橫=4.41內澆道各部分a=25mm，b=20mm，，直=5.29，A直=5.29，查表2—50得：c=13mm，R=5mm；橫澆道各部分尺寸a=22mm，b=18mm，c=22mm，R=5mm；直澆道d