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1、悔 迸州壁修 材料成形技術基礎 （課程大作業(yè)） 專業(yè)： 機械制造及其 自 動化 班級： 1 4級1班 姓名： 直巡 學號： 2014211118 指導教師：馬齊江 成績： 2016年6月 目錄 一、零件介紹 1 二、造型材料選擇 2 三、鑄造工藝參數(shù)設計 3 1 .加工余量的選擇 4 2 .鑄件孔是否鑄出的確定 5 3 .起模斜度的確定 6 4 .鑄造圓角的確定 7 5 .鑄造收縮率的確定 8 6 .木模的確定 9 四、工藝方案的初步確 定 10 1 .澆注位置的選擇 10 2. 分型面的選擇 11 五、型芯的設計

2、 12 六、澆注系統(tǒng)的的設計 13 1 .澆口杯的設計 14 2 .內澆道截面設計 14 3 .橫澆道 OOOO .15 4 .直澆道 16 七、冒口的設計 16 八、鑄型裝配圖設計 18 九、設計體會 19 十、參考文獻 19 20 一，零件介紹 1、支座是指用以支承容器或設備的重量，并使其固定于一定位置的支承部件 還要承受操作時的振動與地震載荷。如室外的塔器還要承受風載荷。 2支座結構的鑄造工藝性 零件結構的鑄造工藝性是指零件的結構應符合鑄造生產的要求， 易于保證鑄 件品質，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應考慮如下幾個方面

3、： 1 .鑄件應有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應太薄。 2 .鑄件結構不應造成嚴重的收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角 鑄件薄厚壁的相接 拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應采取逐漸過渡和轉變的形式，并應使用較 大的圓角相連接，避免因應力集中導致裂紋缺陷。 3 .鑄件內壁應薄于外壁 鑄件的內壁和肋等，散熱條件較差，應薄于外壁，以 使內、外壁能均勻地冷卻，減輕內應力和防止裂紋。 4 .壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。 5 .利于補縮和實現(xiàn)順序凝固。 6 . 防止鑄件翹曲變形。 7 . 避免澆注位置上有水平的大平面結構。 、造型材料和鑄造合金的選擇 1. 造

4、型和造芯材料 由于本次課程設計的鑄件是中等批量生產， 所以造型和造芯的方法應采 用靈活多樣，適應性強的手工造型。但它有生產率低，勞動強度大，鑄件質 量不易穩(wěn)定的缺點。 造型方法可選用砂箱造型，其操作方便，無論是大、中、小型鑄件，還 是大量、成批和單件生產均可采用。型砂選擇：鑄鋼用的型砂和泥心砂，其 主要的組成部分是石英砂和耐火粘土。作為造型材料的沙子性質，由砂粒形 狀和大小，氧化硅的含量，以及沙子中存在的各種混合物來確定。該鑄件型 砂選用瘦沙（粘土含量 2~10%）來代替石英砂。在濕模造型時，小型和中小 型鋼鑄件泥心砂可以采用小顆粒的半肥沙（粘土含量 10~20%）作為附加物

5、 加入石英砂中。加入的耐火粘土，其工藝試樣的抗壓強度應為 0.5~0.6公斤 / 公斤 2。 耐火粘土應該是白色或者淡灰色的， 不應有可被肉眼看出的混雜物， 如砂子、礦石、石灰等。碎粘土所含水分不應超過 2%。 .（鑄件材料是鑄鐵 時，制造濕砂型的粘土砂所用粘土為膨潤土，濕抗壓強度一般為 80-120kpa。 含水量為 4.5-5.5％，透氣性為 60-100，型砂配比 70/140 目占 33， 100/200 目 占 17%， 紅砂占 50%。芯砂選擇油砂或水玻璃砂。 ） 造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯， 前者用于造各種形狀、 尺寸和 批量的砂芯，后者用于造單件小批量生

6、產，形狀簡單或回轉體砂芯。 2. 鑄造合金采用 HT250 三、 鑄造工藝參數(shù)設計 確定鑄造工藝參數(shù)必須知道的零件尺寸，零件的詳細尺寸如圖 2.1 所示。 1 .加工余量的選擇 假定該槽輪為成批、大量生產，機器造型及殼型，則由《材料成型工藝 基礎》第三版P68表4-2查得尺寸公差等級CT應為8~10級，選9級，加 工余量等級MA選Go由課程設計題目知基本尺寸 小400mm,查《材料成型 工藝基礎》第三版P68表4-3與尺寸公差配套使用的灰鑄鐵機械加工余量， 并由確定加工余量中“頂面（相對于澆注位置）的加工余量等級應比底、側 面加工余量等級降一級選用”的規(guī)定查得

7、，頂面加工余量應按照 CT10級、 MA-G級；底面、側面的加工余量為 CT9級、MA-G級。則頂面的加工余量 取6.0mm,底面和側面的加工余量取4.5mm。 結論：頂面的加工余量取6.0mm,底面和側面的加工余量取4.5mm。加 圖2.2加工余量圖 2 .鑄件孔是否鑄出的確定 圖中8個小通孔的直徑為26mm,而鑄件的材料為灰鑄鐵，由《鑄工實用技 術手冊》p72表2.4-16成批生產的灰鑄鐵孔徑＜=15-30時，該孔為不鑄出孔。 3 .起模斜度的確定 根據(jù)標準《鑄件模樣起模斜度》中的規(guī)定，該鑄件選用增加鑄件厚度的 起模斜度形式如圖2.3: 鑄件基本尺1 圖

8、2.3起模斜度 用手工方法加工模具時用寬度標注，該鑄件模具是木模，由《材料成型 工藝基礎》第三版P70表4-5砂型鑄造時模樣外表面及內表面的起模斜度查 得 位置 1 2 3 4 5 a 1度25分 0度40分 2度55分 0度30分 1度25分 A (mm) 1 1.2 0.6 1.4 1 4 .鑄造收縮率的確定 該鑄件材料為灰鑄鐵，由《材料成型工藝基礎》第三版 P70知灰鑄 鐵的鑄造收縮率為0.7%~1.0%,該鑄件選1.0%,則制造尺寸放大一個線 收縮率。 結論：鑄造收縮率1.0% 5 .鑄造圓角 A處考慮到起模，應鑄出圓角

9、R=5mm, BCDEFG處有尖角，應采用鑄造圓 角 R=5mm 綜上所述考慮到鑄件的加工余量、收縮量、拔模斜度、鑄造圓角、工 藝補正量及芯頭間隙后的鑄件尺寸如下圖 6、木模的設計 根據(jù)鑄件而得出的木模樣如下圖所示 零件三維圖 根據(jù)鑄件圖畫出鑄件的模樣圖: 木模樣圖（1） 下木模樣圖

10、 鑄件質量：初步估算，本鑄件的質量 50-60kg,因此本鑄件應屬于中型鑄件 四、工藝方案的初步確定 （一）澆注位置的確定 確定澆注位置應注意以下原則： 1. 鑄件的重要部分應盡量置于下部 2. 重要加工面應朝下或直立狀態(tài) 3. 使鑄件的答平面朝下，避免夾砂結疤內缺陷 4. 應保證鑄件能充滿 5. 應有利于鑄件的補縮 6. 避免用吊砂，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗 考慮到本鑄件的重要面應

11、該側立，因此將本鑄件的澆注位置設置為水平，且 注入位置為分型面處。 （二）分型面的確定 分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。 分型面的優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件的尺 寸精度、成本和生產率。 選擇分型面時應注意一下原則： 1. 應使鑄件全部或大部分置于同一半型內 2. 應盡量減少分型面的數(shù)目 3. 分型面應盡量選用平面 4. 便于下芯、合箱和檢測 5. 不使砂箱過高 6. 受力件的分型面的選擇不應削弱鑄件結構強度 7. 注意減輕鑄件清理和機械加工量 因為是要成批生產，且要機器造型，故采用兩箱式造型 ,故分型面如下圖所示。 工藝方案初步確定 五、型芯設計 根據(jù)

12、本鑄件的工藝方案可知，本鑄件所采用的是濕砂型水平型芯頭 型芯的尺寸： (1)濕型水平型芯頭長度， 查表：《鑄工實用技術手冊》P100表2.6-4因L=240mm D=160mm 所以長度l可以取55?65mm , l取60mm (2)芯頭頂面與芯座的配合間隙 查表：《鑄工實用技術手冊》P102表2.6-5,得配合間隙為0 (3)水平芯頭斜度和芯頭與芯座的配合間隙 查表：《鑄工實用技術手冊》P104表2.6-6,得， a= 11mm a =6 度 間隙S=1mm 水平型芯頭的尺寸圖如下圖所示： 型芯的尺寸圖 六、澆注系統(tǒng)的設計 （一）、澆口杯 、 澆口杯是

13、用來承接來自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，便于澆注， 并可以減輕金屬液對型腔的沖擊，還可分離渣滓和氣泡，阻止其進入型腔。 因為鑄件的材料是HT250,且考慮到鑄件屬于中型鑄件，故采用普通池式澆 口杯，此種澆口杯有很好的撇渣作用。經查表《鑄工實用技術手冊》P120表 2.7-3鑄件的重量為60kg左右，所以得出數(shù)據(jù)如下圖所示 鑄件質 量(kg) 澆 口 杯 容 量 (kg ) L(mm ) R(mm ) R1(mm ) r(mm ) r1(mm ) H(mm ) l(mm ) d(mm ) 50--10 0 30 110

14、70 40 25 13 110 78 27 （二）、澆注系統(tǒng)的尺寸選擇： 澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉 -開放式澆注系統(tǒng)。因為封閉式澆注系統(tǒng)控流截面積在內澆道，澆注開始后，金 屬液容易充滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動狀態(tài)。擋渣能力強，但充型速度快，沖刷力 大，易產生噴濺，金屬液易氧化。適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的 鑄件小件，所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。 1、采用封閉式的澆注系統(tǒng)，各組元比例如下： F 內：F 橫：F 直=1 : 1.2: 1.4; 查表2.7-18得，鑄件的內澆口總截面積三F內 為4,2—5cm2,取值4.5cm2.

15、 采用圓截面內澆口，查表2.7—19,得出圓截面的直徑d=24mm 采用兩條內澆道，則橫澆道的截面積為 10.8cm2 ,采用如下圖所示的橫截面積  A=45mm,H=30mm,R=21mm 直澆道下端截面積 F直=2x1.4x4.5cm2=12.6cm2 查表2.7-21得出數(shù)據(jù)：下端截面直徑為40mm上端直徑為48mm直澆道每 厘米長重量0.092kg。 采用分型面澆注法，則得出澆注系統(tǒng)如下圖所示： 澆注系統(tǒng)三維意示圖 七、冒口的設計； 冒口是鑄型內用于儲存金屬液的空腔，在鑄件形成時補給金屬，有防止縮孔、 縮松、排氣、集渣的作用。采用明頂冒口，冒口尺

16、寸的確定如下: 冒口尺寸圖 冒口根部的直徑d大于鑄件補縮處的熱節(jié)圓直徑 dy,鑄件的dy為55mm左右, 所以取d為60mm,查表《鑄工實用技術手冊》P201表2.8-1則得出 d (mm) Dm (mm) h (mm) R (mm) Hm (mm) 重點(kg) 60 97 22 13 350 24 冒口三維圖 八、鑄造工藝方案 在厚壁處設置冷鐵如下圖工藝圖所示: 九、設計體會 作為一個工科的學生，經過本次課程設計之后，本人深感所學知識匱乏 不能科學的正確的嚴謹?shù)耐瓿烧嬲膶嶋H的工程設計，本人下定決定，往后 必將努力學習，當一名合格的工程界人才。 十、參考文獻： 沈其文.材料成型工藝基礎.北京.華中科技大學出版社.2003 孟慶桂.鑄工實用技術手冊.南京.江蘇科學技術出版社.2002 20