铸造工艺毕业论文

湖北工业大学毕业设计（论文） 摘要首先，分析零件的技术条件，明确零件的材料组成以及性能要求。对零件结构的铸造工艺性进行分析，明确零件的结构特点，找出可能存在的结构问题。提出改进措施或预防缺陷的措施。其次,根据零件结构特点，技术要求，生产要求，生产批量，生产条件选择铸造及造型方法。由零件的结构特点，提出多种浇注和分型方案，综合对比分析，选择最为理想的浇注位置及分型面。制定出详细的铸造工艺方案。再次,根据铸造工艺方案和零件的特点，选用适宜的工艺参数，设计铸件的补缩系统，浇注系统。绘制出铸造工艺图。最后,设计铸造工艺装备，包括模板和芯盒,绘制模板和芯盒的装配图。关键字：铸造工艺性 ；铸造工艺方案 ；铸造工艺参数 ；补缩系统；浇注系统 III AbstractFirst of all, I analyse the technical conditions of the parts to clear the material composition and performance requirements of parts ,analyse the casting process of the part structure to clear the structural features of parts ,identify possible structural problem and propose measures to improve the structure of parts or the prevention of defective。Secondly, According to structural characteristics of parts, technical requirements, production requirements, production volume, production conditions I choose methods of casting and modeling. According to the structural characteristics of components, I develop a variety of pouring and parting programmes, analyse comprehensively and comparatively, choose the best pouring position and parting plan and develop a detailed programme of casting process. Again,according to the programme and structural characteristics of parts, I select the appropriate technical parameters , design feeding system and pouring system.of the casting ,map out the casting process plans. Finally, I design the casting process equipment, including the templates and core-boxes and draw the assembly plans of template and core-box .Keyword: Casting process；Casting process programme； Casting process parameters；Feeding system ；Cating system摘要IABSTRACTII绪论11 零件材料性能分析22 零件结构的铸造工艺性分析33 铸造工艺方案的确定63.1 分型的分析比较与选择63.1.1方案一63.1.2方案二73.1.3方案三83.2 造型方案83.3 造型（芯）方法的选择93.4 铸型种类的选择93.5 浇注位置的确定103.6 砂箱中铸件数目的确定103.7砂芯的设计103.7.1砂芯尺寸103.7.2下芯顺序114 铸造工艺参数的选择124.1 铸件线收缩率124.2 机械加工余量124.3 起模斜度的选取135 铸件体积的计算145.1 实体部分体积145.2 去除部分体积165.3 铸件与铸型的体积176 冒口的设计186.1 热节分析及热节圆的计算186.2 冒口的设计186.2.1初步方案186.2.2改进方案a196.2.3改进方案b196.2.4改进方案c206.6 冒口的验算217 浇注系统的设计227.1 浇包的选择227.2 浇注系统的设计237.3 工艺出品率的验算248 补缩距离的计算与冷铁的安放258.1 圆筒的补缩核算258.2 圆筒的支撑壁的补缩核算259 铸造工艺装备设计269.1 模板的设计269.2 芯盒的设计2610 总结27致谢28参考文献29绪论铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点，技术要求，生产批量和生产条件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。在进行铸造工艺前，设计者应掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件。此外要求设计者有一定的生产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。因为现代科学技术的发展，拓展了铸造技术的应用领域，同时也提高了对金属铸件的要求。不仅要求铸件具有高的力学性能，尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热，耐蚀，耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。铸造工艺设计人员在设计的过程中应时刻关心铸件成本，节约能量和环境保护问题。从零件结构的铸造工艺性的改进，铸造，造型，造芯方法的选择，铸造方案的确定，浇注系统和冒口的设计，直至铸件清理方法等，每到工序都与上述问题有关。采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的金属成本，熔炼金属量，能源消耗，铸件工艺出品率和成品率，工时费用，铸件成本和利润率等都有显著的影响。铸造工艺设计应是追求以最少的成本和损耗生产出质量最好，竞争品质最强的铸件产品。此次毕业设计的目的是通过自主设计，在设计的过程中梳理大学四年中学到的专业知识，学会发现问题并运用所学的知识来解决实际问题。通过毕业设计巩固和拓展自己的专业知识，熟悉铸造工艺设计的流程，领略铸造工艺设计的要领，体验铸造工艺设计工作的内涵，为即将步入社会，走向工作岗位做最后的准备。1 零件材料性能分析机座原材料为ZG310-570。由铸造合金及其熔炼表6-1及铸造实用数据速查手册表4-6可知在800-820退火后的其力学性能如下：屈服强度s310MPa； 抗拉强度b570MPa；伸长率15%； 断面收缩率21%；冲击韧性Akv15J，ak20J/cm3；硬度156-217HBW。 由铸造合金及其熔炼表6-2 可知ZG310-570化学成分的上限值（%）如下：C0.50； Si0.60； Mn0.90； S0.01； P0.01； Ni0.30； Cr0.35； Cu0.3； Mo0.2； V0.05。ZG310-570为中碳钢。零件对材料性能的要求：机座主要作用是支撑设备的运转，定位装配各种机构，使其具备特定的机械功能。由于是设备与地面的接触部分，承受着设备运转的载荷，为了能使设备有较好的工况，运转平稳，要求机座具有一定的减震性。一般的机座的尺寸都比较大，属于长久性构件，必须具有足够长的使用寿命。因此机座应该具备一定的耐磨性。 2 零件结构的铸造工艺性分析图2-1 零件主视图由零件图图2-1， 图2-2，图2-3分析零件结构的铸造工艺性。零件重要的部分是零件两端圆筒，也就是注有加工粗糙度的部分 。由零件结构分析，该机座是用来支撑回转轴运转工作的，由于该部分几乎是枝端结构，直接承受载荷，并且有装备要求，所以对于圆筒的内部组织结构要求很高.在设计铸造工艺时，应重点分析考虑。铸件壁厚比较大，最小壁厚处是机座两端的圆筒。其尺寸超过了ZG310-570铸件的最小壁厚，浇注成型没有问题。而最大热节处在零件的中间部位，两端圆筒则是通过支撑壁由中间部分补缩的。有利于补缩和实现顺序凝固。圆筒自身的补缩通道，以及上端支撑壁的补缩通道不够，应该设计补贴或冷铁。图2-2 零件左视图零件多枝杈结构，铸件成型时的收缩会受到一定的阻碍，枝端结构的形位很容易受到影响。而这是零件结构的最大忌讳，将会直接影响零件的性能，决定着铸件的质量。由于零件的结构性能需要，改进零件结构的操作性不是很大，采用工艺手段避免是主要的方法。枝端处及背面的斜槽会对零件的造型方案的选择有影响，并且会给工艺方案的设计带来很大的麻烦。如果在不影响零件性能的前提下，可以对零件的结构做出相应的改进。背面的3个斜槽可以开得浅一些，通过模样就可以造型，不需要下芯。而枝端处的斜槽可以适量开得下一些，通过模样造型和机加工一部分的方法就可以成型。图2-3 零件背视图零件的结构特点局限了零件造型方案的选择，进而局限了浇注位置的选择。由于砂芯的数目较多，浇注位置上有大平面结构，可能会对铸件的质量有影响。零件上的所有螺孔及圆筒端面的浅槽，由于尺寸较小且需要加工，不易铸出，由机加工成形。3 铸造工艺方案的确定3.1 分型的分析比较与选择 3.1.1方案一图3-1 分型示意图图3-2 分型示意图见图3-1，图3-2，将几乎整个铸件置于下箱，上箱相当于一个盖箱，只成型铸件表面的工垫凸台。由于零件两端的200mm和240mm的圆孔有很高的形位要求，将其用一个模板在同一个砂箱中造型，形位公差容易保证，合箱操作简单。但由于铸件两端为断续圆柱面，不可能用模板直接造型，只有通过下芯成型，而且零件结构中如圆孔 ，凹槽等部分也不能通过模样造型成型或完全成型。于是，这种方案分型将会增加了下芯的数目，提高了砂型芯定位的难度，同时也增加了工序，延长了工时，为浇注系统的设计，及浇注位置的选择制造了难度。由于不是半箱造型，上箱不是盖箱，仍需要为简单的凸台成型，实在不划算。即使凸台不靠上箱成型，也必须通过下芯成型，在表面设计下芯是很复杂的。所以这样分型效果很不理想，不予选择。3.1.2方案二图3-3 分型示意图见图3-3，采用两个模样成型型腔，零件两端的圆柱面被一分为二，可以直接通过模样成型，从而减少了下芯的数目。但是即使通过两箱造型，零件结构中的凹槽部分，仍是不能被完全成型。450mm×135mm的3个凹槽下面有部分是无法成型的，而由于形状的原因，显然不易加工成形，于是必须下芯。而下芯也存在问题，如果是整个凹模通下芯成型，则砂芯不好固定。因为凹模四周除上面外，都是实体，且离下面的型砂很远，靠芯撑固定很不理想。唯一的办法是吊芯，但吊芯是造型最避讳的，不到万不得已，尽量不采用。而且吊芯超出了上箱很大一部分，给合箱制造了很大麻烦。还有一种方法是将能成型的部分用模样成