转轮铸造工艺设计

1、转轮铸造工艺设计一 转轮零件信息全套图纸加扣 3346389411或30122505821.1零件基本信息名称：转轮材料：HT250外形尺寸：930mm160mm生产批量：单件1.2铸件要求 转轮起到连接和转向的作用，材质为HT250，致密的铸件的要求不能降低，裂纹等缺陷，在气密性试验压力0.5Mpa煤油，保持5min无泄漏，对铸件表面阳极处理，hb6103-86ct9铸件的尺寸公差。1.3工艺流程图纸技术要求编制工艺工装制作造型上涂料合箱浇注清理切割冒口。二 转轮铸造工艺方案2.1铸造方法的确定该铸件属于较小型铸件，铸件的外部结构简单但其内部复杂，从该铸件的实体图可以看出，整体零件属于薄壁零件，若采用金属型铸造则抽芯有障碍，因此选择砂型铸造生产。2.2分型面的选择保持分型面和浇注位置的一致性，这样就会避免合型后砂型的转动。分型面选择的一般原则是：（1）使铸件悉数或大多数在统一半型内，为了确保铸件精度，若无法做到也尽量把铸件加工面和加工基准面安排在同一半型内。（2）尽可能将加工定位面和重要加工面放在统一箱内，以放松加工定位的巨细过失。（3）分型面的数目要尽可能的缩小，在机械能型中一般拨

2、去一个分型面5。（4）在机械能造型中，应尽可能不选用活块，关键的时候要用砂芯代替样子拆活。（5）尽量使分型面为平面，必要时也可不做成平面。（6）为了方便模具，分型面应在铸件的最大截面上，对于一个较高的铸件，尽可能使铸件在一个箱体中不要太高。（7）为了方便模具，分型面应在铸件的最大截面上，对于一个较高的铸件，尽可能使铸件在一个箱体中不太高。（8）在大量成产时，分型面的选择应有利于铸件的清整。（9）分型面的选择还要考虑到造型方法的不同，造型方法的不同分型面的选择也不同。如高压成型，冲击压缩成型，注塑成型相比，砂压度高，窄挂砂容易损坏，因此在高压成型时应尽量避免窄挂砂。2.3铸件最小铸出壁厚 铸件应有合适的壁厚。为了防止浇不到，涌现等弊端，铸件不该太薄，铸造合金的流动性和最小许可壁厚密切相关。根据给出的零件图和查表核对，零件的壁厚为106mm2.4铸件最小铸出孔通常零件上较大的孔要铸出以节省金属和机械加工工时，较小的孔不宜铸出，因为铸出后很难保证中心度精度，本铸件的部分孔不宜铸出。最小孔径20mm。所以该铸件上表面的四个螺纹孔和下底座的六个定位孔和肋上的两个孔含有内部的一个孔不能铸出。2.5

3、拔模斜度的选择由于此铸件图是对称分型，所以取相同的拔模斜度，不会在分型面出现飞边缺陷，取模样的斜度为1-2较合适。2.6铸件收缩率 参考铸造工艺设计中的表1-14知ZG45的自由收缩率1.0-1.2受阻收缩率0.8-1.0取铸件的收缩率为1。2.7浇注位置的确定 确定铸件的浇注位置，根据铸造工程基础知综合考虑因素有：浇注位置的原则主要以保证铸件质量为前提，同时尽量做到简化造型和浇铸工艺。较重要的加工面要朝下或呈直立状态。铸件大平面朝下避免夹渣结疤缺陷。合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置一致。 浇注位置选择如下图: a） 方案 b）方案 浇注位置的选择方案下端芯头尺寸过小，中心偏移而不稳，必须增设芯撑来固定砂芯，而且下芯时不便观察；方案芯座尺寸大，型芯安放方便且稳固牢靠，同时也便于观察下芯质量。上述各项原则都是从保证铸件质量和简化铸造工艺为出发点的，在实际操作时应综合考虑，首先应保证主要方面，次要问题再通过其他的工艺措施加以解决。对于这类浇注职位能很好的设立冒口来进行补缩，高度目标渺小，能够在双侧加冒口补缩，接头的底部不需要加工，此种浇注位置减少了后续加工的劳动成本和劳动量，有利于金属液在

4、型腔内的流动。2.8造型方法的选择 查相关书籍知道造型的注意事项有：手工造型首先选用普通粘土湿砂型，这是由于普通粘土的吸附性和修补性好。生产小型和中型铸件，无论成本，环保，生产力的考虑，湿型是最好的。造型方法的选择应符合现在的实际生产。造型方法应适应工厂条件。要兼顾成本。查表分析脲醛树脂是最佳选择，此树脂含氮高，硬化性能最佳，硬化性能好，强度高，脆性最低，适应性适中。造型要领是手工造型，其拥有工艺配置单一，灵动便利，适应性强的特征。2.9尺寸公差铸件尺寸公差是铸件公称尺寸大小差异的绝对值。铸件可加工，装配和使用在允许的限制。影响铸件尺寸精度的主要因素有：铸造合金，铸件的结构，铸造方法，铸造工艺设计水平操作水平，造型，制芯设备及工装的精度，造型，制芯材料的性能，铸件的精度和表面质量技术管理和质量控制手段等等。铸件巨细精度请求越高，对上述感化的要求和把持应越严，但铸件的本钱越高。所以考虑铸件的尺寸精度既要看所要求的质量还要看成本。可以查出此铸件的尺寸公差选为9级，壁厚尺寸公差比一般尺寸公差小一级，为10级。2.10铸件的重量公差铸件的重量公差是铸件重量的百分比表示的铸件的重量百分比，铸件的

5、重量公差和铸件尺寸公差应选择。因为尺寸公差选 重量公差应与尺寸公差相同，所以也是9级2.11机械加工余量机械加工的余量值是按照最后机械加工后，制品零件的最大概况巨细和响应的巨细范畴选择。铸件中铸件的一部分的最大限度不超过成品的加工余量和铸件的总公差和总和。当有斜度时，斜度值应另外考虑。选铸件的加工余量等级为F，查表铸件加工余量得出4mm，这样不仅有利对铸件的加工，还节约成本。三 型芯的确定 设置2个型芯，如图砂芯的设计剖面图所示，我们为了保证铸件表面精度要求，且使砂芯能在模具型腔中定位，上砂芯的芯头凸出一部分，而对于下砂芯，要保证他的定位要求，则在它的两侧分别制作不同形状的芯头。 四 浇注系统和冒口的计算4.1浇口的位置在中间型铸造时，金属液填充腔是光滑的，有利于排气，方便了流道的各种形状的设计，而且充分，内浇道可以在铸件的分型面上。4.2浇注系统的计算浇注系统是一个通用术语，用于将液态金属引导到模具中的模腔中，基本组成部分有：门杯，直浇口，流道和内浇口。浇口杯的作用是承接金属液，防止飞溅和溢出，方便浇注；减少金属液对铸型的直接冲击；可能撇去部分熔渣、杂质、阻止其进入直浇道内；提高金属

6、液静压力。浇口杯可分为漏斗形浇口杯和浇口盆两大类。漏斗形浇口杯结构简单，节省了金属，但对渣渣的影响不好。为了脱脂，一般使用过滤网。据有关研究，盆中的液面高度超过直浇道上端直径的5倍，且浇包嘴距浇口盆很近。浇注才可防止产生水平漩涡。因此对于重要铸件，宜采用闸门式浇口盆，或带有过滤网的浇口盆9。浇注时浇包嘴离浇口杯近些，离浇口盆下注远些，纵向，逆向浇注，快速充填满浇口盆。横浇道的作用除了将金属液引入内浇外，主要是撇渣。因此，它有一定的而高度和长度。直浇道的功用是把持金属液充填速率，目标，调理铸型各部分的温度和铸件的凝聚次序，并对铸件有必然的补缩作用，内浇道的计划的规定以下：凝固体收缩率大，而壁厚差的铸件，内浇道在立管壁厚了，最好是去提升，形成凝固顺序。对凝固体收缩率大的铸钢，内浇道的位置应有利于冒口对铸件形成定向补缩。凝固体收缩率小的，壁厚差大的，内浇道应分散的分布在薄壁处和次薄壁处，不开设在铸件的热节和冒口的根部，以有利于铸件的凝固。铸件的壁厚差较小，为了同一时间凝固，内浇道需要设置在薄壁处。数量不能少，分散布置。但对收缩率大的铸件，内浇道仍是以开设在冒口的部分为原则。凝聚体紧缩率大的中

7、大型铸件，若内浇道开设在无有冒口的部位，内浇道处会发生过热。可引起铸件局部产生缩孔，缩松，对重要铸件为消除这类缺陷，必须增设补贴，以形成顺序凝固，将缩孔缩松引入冒口中。内浇道不应开设在有芯撑或有冷铁的部分。即使需要开设在有外冷铁的部分也许加厚冷铁和采用钢、铜、或石墨冷铁。浇口有利于顺利、快速充排气，渣不砂型和砂芯的严重侵蚀，并可缩短腔中的流动。内浇道开在分型面上，对有高度的铸件，合适的是用底注式或阶梯式的浇道。内浇道与铸件的接合处的厚度对凝固体收缩率大的铸钢，一般应不厚遇铸件壁厚的1/2 最多不超过2/3。非铸钢质量轻，热容量小，导热速度快，温度下降快并且氧化物的密度和铝液相似，氧化物很难在混入铝液中浮起，很容易引起夹杂，易产生缩孔缩松使得凝固体收缩率大。因此，浇注系统的要求是：快速、平稳充、无飞溅、冲击和涡流、强抗渣能力、亚临界流与过滤网的慢选通系统。但薄壁件要均匀地分散在通道中，有利于形成同一时间。采用开放式浇注系统，这种浇注系统阻流截面在直浇道的下部或横浇道上，即S直S横S内。又称为直浇道/横浇道控制系统。其优点是：进入型腔时的金属溶液流速小并且充型较平稳，不但冲刷力小而且金属氧

8、化的少，适用于易氧化的非铁合金铸件。5.2.1浇注系统阻流截面积的经验公式用奥赞公式计算阻流截面积时，除了普遍反映其结果较小外，还存在变量多，尤其是流量系数的影响极为困难。同时奥赞公式还存在结构复杂，计算繁琐，对H均考虑过重，反而铸件壁厚未加考虑。铸件壁厚对金属液充型的影响众所周知的。铸件壁越薄，金属液充型越困难，充型不仅要求流动性好的高温金属液，而且更需要较大截面积的浇注系统，反之壁越厚，金属液充型容易，浇注系统截面积相对较小。 5.2.2各组元面积的计算 F内：F横：F直=1：0.8：1.2 （各组元面积之比）内浇道截面积: F内=G/tKL 其中，F内内浇道总截面积（cm2）； G钢液注入的总质量(kg)； t浇注时间（s）； K浇注比速（kg.cm-2.s-1）； L钢液流动系数，取1.0。 浇注时间: t=s4（G）1/2 其中，t浇注时间（s）； G钢液注入的总质量(kg)； s4经验参数。 KV=GC/VL（t/m3）KV为铸件相对密度，GC为铸件质量，VL为铸件轮廓体积。由三维铸件图可得铸件的质量为1080kg, 铸件轮廓体积为12.75 m3，则铸件相对密度计算为7.

9、5t/m3。查文献5表4-36可知s4为1.1。假设浇冒口系统占铸件重量的50%，则钢液注入的总质量G约为1500kg。t=s4（G）1/2=1.1（23.652）1/2=5.35s则F内=23.652/5.350.751.0=6 cm2，一个铸件采用两个内浇道，故一个内浇道的横截面积为35cm2。直浇道过低使充型及液态补缩压力不足，易出现铸件棱角和轮廓不清晰，浇注不到，上表面缩凹等缺陷。直浇道高度选300mm铸件质量约为1080KG浇铸时间：=Am =2.50.56=2.18 90s金属液密度 ：7.5g/cm材质W=0.31铸件的主要壁厚106mmG=0.98m/s带入上式2cm 选择A阻=2cm A横=4cm A内=7.2cm下图为内浇道和横浇道截面及尺寸：5.3冒口设计有储存熔液的功能的是冒口，称为冒口的习惯上把冒口铸成的金属液实体，铸件凝固时的补缩冒口可补偿，以防止缩孔，缩松，裂纹等一系列缺陷，并具有排出气体，收集废渣的功能。冒口的形状有圆柱形、球顶圆柱形、长腰圆柱形、球形及扁球形等多种。通用冒口适用于所有铸钢铸件，但应指出：只有在铸型刚度差的条件下生产较厚的铸铁件时，才有必要适用通用冒口。通用冒口设计遵循的基本条件：冒口凝固时间大于或等于铸件的凝固时间。有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固以及浇注后

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