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1、湖 南 科 技 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程設(shè)計(jì)名稱： 支座鑄造工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 王亞平 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)及班級： 材料成型及控制工程3班 學(xué) 號： 0903040318 指導(dǎo)教師： 廖春艷 2012年6月14日

2、 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(shè)計(jì)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、

3、型芯的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………………………12 六、澆注系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)13 1.澆口杯的設(shè)計(jì)14 2.內(nèi)澆道截面設(shè)計(jì)14 3.橫澆道。。。。…………….15 4.直澆道……………………16 七、冒口的設(shè)計(jì)16 八、鑄型裝配圖設(shè)計(jì)18 九、設(shè)計(jì)體會……………………………………………………………………………………………………19 十、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………………………19 一，零件介紹 1、支座是指用以支承容器或設(shè)備的重量，并使其固

4、定于一定位置的支承部件。還要承受操作時(shí)的振動(dòng)與地震載荷。如室外的塔器還要承受風(fēng)載荷。 2支座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面： 1. 鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄。 2. 鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)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(yīng)采取逐漸過渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。 3. 鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁 鑄件的內(nèi)壁和肋等，散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁

5、，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)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(bǔ)縮和實(shí)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(jié)構(gòu)。 二、造型材料和鑄造合金的選擇 1. 造型和造芯材料 由于本次課程設(shè)計(jì)的鑄件是中等批量生產(chǎn)，所以造型和造芯的方法應(yīng)采用靈活多樣，適應(yīng)性強(qiáng)的手工造型。但它有生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不易穩(wěn)定的缺點(diǎn)。 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(chǎn)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

6、造型材料的沙子性質(zhì)，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(shí)，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%）作為附加物加入石英砂中。加入的耐火粘土，其工藝試樣的抗壓強(qiáng)度應(yīng)為0.5~0.6公斤/公斤2。耐火粘土應(yīng)該是白色或者淡灰色的，不應(yīng)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(yīng)超過2%。.（鑄件材料是鑄鐵時(shí)，制造濕砂型的粘土砂所用粘土為膨潤土，濕抗壓強(qiáng)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33，1

7、00/200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產(chǎn)，形狀簡單或回轉(zhuǎn)體砂芯。 2. 鑄造合金采用HT250 三、 鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 確定鑄造工藝參數(shù)必須知道的零件尺寸，零件的詳細(xì)尺寸如圖2.1所示。 圖2.1 零件尺寸 1. 加工余量的選擇 假定該槽輪為成批、大量生產(chǎn)，機(jī)器造型及殼型，則由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P68 表4-2查得尺寸公差等級CT應(yīng)為8~10級，選9級，加工余量等級MA選G。由課程設(shè)計(jì)題目知基本尺寸φ40

8、0mm，查《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P68 表4-3與尺寸公差配套使用的灰鑄鐵機(jī)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(yīng)比底、側(cè)面加工余量等級降一級選用”的規(guī)定查得，頂面加工余量應(yīng)按照CT10級、MA-G級；底面、側(cè)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(cè)面的加工余量取4.5mm。 結(jié)論：頂面的加工余量取6.0mm，底面和側(cè)面的加工余量取4.5mm。加工余量如圖2.2 圖 2.2 加工余量圖 2.　鑄件孔是否鑄出的確定 圖中8個(gè)小通孔的直徑為26mm，而鑄件的材料為灰鑄鐵，由《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊》p72表2.4-16成

9、批生產(chǎn)的灰鑄鐵孔徑<=15-30時(shí)，該孔為不鑄出孔。 　　3.　起模斜度的確定 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《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： 圖 2.3 起模斜度 用手工方法加工模具時(shí)用寬度標(biāo)注，該鑄件模具是木模，由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版 P70表4-5砂型鑄造時(shí)模樣外表面及內(nèi)表面的起模斜度查得 位置 1 2 3 4 5 α 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

10、成型工藝基礎(chǔ)》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(gè)線收縮率。 結(jié)論：鑄造收縮率1.0%。 5．鑄造圓角 A處考慮到起模，應(yīng)鑄出圓角R=5mm，BCDEFG處有尖角，應(yīng)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(bǔ)正量及芯頭間隙后的鑄件尺寸如下圖 6、木模的設(shè)計(jì) 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： 三維木模樣圖（1）

11、 三維木模樣圖 鑄件質(zhì)量：初步估算，本鑄件的質(zhì)量50-60kg，因此本鑄件應(yīng)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(yīng)注意以下原則： 1.鑄件的重要部分應(yīng)盡量置于下部 2.重要加工面應(yīng)朝下或直立狀態(tài) 3.使鑄件的答平面朝下，避免夾砂結(jié)疤內(nèi)缺陷 4.應(yīng)保證鑄件能充滿 5.應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮 6.避免用吊砂，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗(yàn) 考慮到本鑄件的重要面應(yīng)該側(cè)立，因此將本鑄件的澆注位置設(shè)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)

12、劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。 選擇分型面時(shí)應(yīng)注意一下原則： 1. 應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi) 2. 應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目 3. 分型面應(yīng)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(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 7. 注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量 因?yàn)槭且膳a(chǎn)，且要機(jī)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(shè)計(jì) 根據(jù)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

13、寸： （1） 濕型水平型芯頭長度， 查表：《鑄工實(shí)用技術(shù)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(shí)用技術(shù)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(shí)用技術(shù)手冊》P104表2.6-6，得， a= 11mm α=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(shè)

14、計(jì) （一）、澆口杯 、 澆口杯是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(jìn)入型腔。 因?yàn)殍T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(jīng)查表《鑄工實(shí)用技術(shù)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(zhì)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--100 30 110 70

15、 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?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開始后，金屬液容易充滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)。擋渣能力強(qiáng)，但充型速度快，沖刷力大，易產(chǎn)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(nèi)：F橫：F直=1：1.2: 1.4； 查表2.7-18得，鑄件的內(nèi)澆口總截面積∑F內(nèi) 為4,2—5cm2，取值4.5cm2.

16、 采用圓截面內(nèi)澆口，查表2.7—19，得出圓截面的直徑d=24mm 采用兩條內(nèi)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(shè)計(jì)； 冒口是鑄型內(nèi)用于儲存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防

17、止縮孔、縮松、排氣、集渣的作用。采用明頂冒口，冒口尺寸的確定如下： 冒口尺寸圖 冒口根部的直徑d大于鑄件補(bǔ)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(shí)用技術(shù)手冊》P201表2.8-1則得出 d（mm） Dm（mm） h（mm） R（mm） Hm（mm） 重點(diǎn)（kg） 60 97 22 13 350 24 冒口三維圖 八、鑄造工藝方案 九、設(shè)計(jì)體會 作為一個(gè)工科的學(xué)生，經(jīng)過本次課程設(shè)計(jì)之后，本人深感所學(xué)知識匱乏不能科學(xué)的正確的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瓿烧嬲膶?shí)際的工程設(shè)計(jì)，本人下定決定，往后必將努力學(xué)習(xí)，當(dāng)一名合格的工程界人才。 十、參考文獻(xiàn)： 沈其文.材料成型工藝基礎(chǔ).北京.華中科技大學(xué)出版社.2003 孟慶桂.鑄工實(shí)用技術(shù)手冊.南京.江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.2002 21