蓋鑄造工藝設(shè)計(jì)說明書

1、蓋鑄造工藝設(shè)計(jì)說明書1鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.1鑄件基本情況：鑄件材料為ZG310570，鑄件屬半圓環(huán)厚壁零件，最大直徑780mm,最小直徑490mm,加工后最大壁厚210mm，最小145mm，加工后凈重238Kg，鑄件尺寸精度CT14，質(zhì)量需符合GB/T64141999標(biāo)準(zhǔn)，允許深度不大的短小裂紋補(bǔ)焊，加工面不允許有肉眼看見的縮孔、縮松和裂紋等缺陷。鑄件屬于中型鑄件，屬單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)類型。根據(jù)零件三視圖，畫出鑄件三維圖如圖1-1所示。圖1-1 鑄件三維圖1.2鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.2.1鑄件壁厚的合適性分析鑄件壁過薄，鑄件將產(chǎn)生澆不足、冷隔、澆注流痕等鑄造缺陷，鑄件壁過厚，將使鑄件由于冷卻

2、過慢晶粒粗大，也影響鑄件的機(jī)械性能，因此對于一個具體的鑄件，根據(jù)其材料與鑄造方法，必須有一個最小臨界壁厚才能保證其鑄造工藝的實(shí)施。由于零件屬單件小批量生產(chǎn)類型，因此適宜的鑄造方法為砂型鑄造，根據(jù)材料的類型與鑄件最大尺寸，查閱資料1，從鑄件尺寸來看，臨界壁厚必須小于39mm，而本鑄件最小壁厚為145mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于臨界壁厚，所以本鑄件屬厚壁件，因此在鑄造過程中應(yīng)想法使金屬液快速冷卻。 1.2.4鑄件壁的連接過渡圓角鑄件的過渡圓角過小，將使連接處產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力，并有可能造成鑄件開裂，對于本鑄件來說，鑄件尺寸大，鑄件收縮亦大，從而鑄造應(yīng)力更大，鑄件壁連接轉(zhuǎn)角更易開裂，因此對鑄造圓角的大小進(jìn)行分析具

3、有重要意義。從圖1-2可知，其過渡圓角查閱資料2可知，鑄造合適的圓角應(yīng)在R50較為合適，本鑄件的過渡圓角在圖中為R20，此處圓角過小，易在此處產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力，導(dǎo)致鑄件在此處開裂，因此，與廠家協(xié)商后，鑄造工藝設(shè)計(jì)中按鑄造圓角R50進(jìn)行設(shè)計(jì)模樣與芯盒。1.3鑄件可能產(chǎn)生的鑄造缺陷本鑄件屬于中型半圓環(huán)厚壁鑄件，對于此類鑄件，鑄件由于壁太厚，鑄造完成后容易使晶粒粗大，以至于達(dá)不到廠家所要求的力學(xué)性能，為消除與防止這些缺陷的產(chǎn)生，鑄件除快速澆注外，還需采用加冷鐵等方法方法。二鑄件整體工藝方案設(shè)計(jì)1.鑄造工藝方法選擇本鑄件為中型鑄鋼件，屬于單件小批量，因而只能采用砂型鑄造，因水玻璃砂無論從環(huán)保、成本及

4、鑄件質(zhì)量來說，在所有砂型種類中綜合性能比較好，并且對鑄鋼件來說，抗粘砂性能也很好，因此本鑄件整體采用水玻砂造型最為合適，考慮到鑄件屬于中型鑄件，厚壁也比較大，型砂與金屬液接觸的時間較長，粘砂趨向嚴(yán)重，因此鑄型表面浸涂鋯英粉酒精涂料2mm左右。2.鑄件澆注位置本鑄件采用滴注式澆筑。圖2-1 鑄件澆注位置3.分型面確定根據(jù)分型面選擇原則，盡可能使鑄件處于全部一個砂箱考慮，將分型面設(shè)置在下表面，這樣設(shè)置不僅分型面為平面，而且鑄件全部處在上砂箱，鑄件精度定位高，這樣造型、合箱等均較為方便。分型面設(shè)計(jì)如圖2-2。圖2-2 鑄件分型面4.砂箱中鑄件數(shù)量及排列本鑄件尺寸較大，質(zhì)量也大，澆注過程中所需鐵水多，

5、如再考慮一箱多件，不僅鑄造生產(chǎn)操作不便，生產(chǎn)也不經(jīng)濟(jì)，鑄造過程報廢風(fēng)險也大，因此本鑄件采取一箱一件原則，吃砂量根據(jù)鑄件重量及鑄件大小考慮，查表4確定吃砂量為400mm。三、鑄造工藝參數(shù)確定1.鑄件尺寸公差本鑄件屬于單件小批量生產(chǎn)的砂型鑄造，對于單件手工造型的鑄鋼件生產(chǎn)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鑄造精度在CT1315范圍內(nèi)，本鑄件要求鑄造精度在CT14級，精度要求合適，為提高鑄件精度，除了精確考慮鑄件收縮外，但為了提高鑄件精度，應(yīng)重點(diǎn)考慮模具結(jié)構(gòu)及模具材料，同時鑄型要用高強(qiáng)度型砂，為此本鑄件采用整體模樣，呋喃樹脂自硬砂造型。2.鑄件重量公差本鑄件重量不影響其質(zhì)量及使用功能，重量公差不考慮，只要其尺寸在范圍內(nèi)

6、即可，因此重量公差根據(jù)按MT14控制。3.機(jī)械加工余量根據(jù)GB/T6414-1999機(jī)械加工余量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，本鑄件加工余量等級為GK范圍，考慮到鑄件鑄造精度不是太高，精度按J控制，鑄件加工后最大尺寸210mm，查表5加工余量為10mm，因此鑄件的下表面加工余量為10mm，上表面由于有冒口及其它鑄造缺陷存在，精度降低一級，按K級考慮，加工余量為14mm，鑄件上的孔都處于側(cè)壁，考慮到孔尺寸小，實(shí)際定位尺寸也小，鑄造工藝又處于高精度控制思想控制，因處孔的加工余量按G級最高精度確定加工余量較為合理，其加工余量為8mm?？椎呐_階面雖也為加工面，但其實(shí)只需表面平整利于擰緊螺帽就行，如圖3-1為孔的螺母擰緊面

7、。這個面的尺寸精度要求不高，只需加工后平整就行，因此孔的擰緊面確定3mm加工余量。4.鑄件收縮率本鑄件屬于自由收縮，這里查表得收縮率為2.0%5.模樣起模斜度由于鑄件是單件小批生產(chǎn)，模樣采用木模結(jié)構(gòu)，根據(jù)鑄件澆注位置與分型面設(shè)置，鑄件全部處于上箱，因而模樣全部在上箱，鑄件高度為210mm，模樣高度比鑄件高度加放一個收縮量，因此模樣高度為252mm，按自硬砂木模造型查表7，起模斜度為030，即0.5。起模斜度方向?yàn)榧哟蠓?.不鑄出結(jié)構(gòu)根據(jù)鑄造工藝?yán)碚?，需要加工的孔與槽只有在尺寸大于一定值時才鑄出，其最小鑄出尺寸根據(jù)鑄造工藝類型，鑄造合金種類，鑄件壁厚大小及孔、槽的深度或長度有關(guān)，根據(jù)孔長度及壁厚

8、查找碳鋼件的最小鑄出孔9，可知最小鑄出孔為100mm，本鑄件的加工孔在放置加工余量后小于這個尺寸，因此本鑄件的孔全部不鑄出，本鑄件的槽，也不鑄出。8.反變形量因鑄件為不易變形結(jié)構(gòu)，不考慮反變形量9.工藝補(bǔ)正量鑄件的理論收縮與實(shí)際收縮的不同，可能影響鑄件孔之間的毛坯距離與加工距離不同，因此鑄件孔的的臺階面需加一個工藝補(bǔ)正量，根據(jù)孔的定位距離與孔臺階半徑，查表10，當(dāng)孔距離在5011000，凸臺半徑為25時，工藝補(bǔ)正量為3.5，本鑄件的螺孔臺階直徑為39，因此工藝補(bǔ)正量按3.5mm計(jì)，即將孔臺階的半徑尺寸在制作模樣時根據(jù)原有尺寸加大3.5mm的半徑。10.分型負(fù)數(shù)本鑄件全部在上箱，鑄件分型面的大小

9、不對其它尺寸造成影響，只影響鑄件下表面的厚度，鑄件下表面為加工面，分面面間隙越大，鑄件上表面加工余量越大，因此在模樣上不考慮鑄件的分型負(fù)數(shù)。11.收縮筋的設(shè)計(jì)本鑄件工藝筋設(shè)計(jì)如圖所示 為一薄板連接鑄件兩腳 補(bǔ)著補(bǔ)正量為1015 取15 板厚36 如圖 3-1 所示圖3-1 拉筋四、砂芯設(shè)計(jì) 本鑄件為簡單鑄件，不需要砂芯！五澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1澆注系統(tǒng)類型的選擇鑄件材料為ZG310570，鑄件屬半圓環(huán)厚壁零件，最大直徑780mm,最小直徑490mm,加工后最大壁厚210mm，最小145mm，加工后凈重238Kg，因?yàn)殍T件采用兩箱造型，鑄件結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合鑄件要求及鑄件結(jié)構(gòu)及分型面設(shè)置，底注式澆注系統(tǒng)

10、較為合適，故本設(shè)計(jì)采用底注式澆注系統(tǒng)。根據(jù)資料6，厚壁球墨鑄鐵采用開放式澆注系統(tǒng)，其澆注比為：A內(nèi)：A橫：A直1.0:(0.80.9):(1.11.2)參照教材及其它資料，確定澆注系統(tǒng)截面計(jì)算比例為：A內(nèi)：A橫：A直1.0: 0.9: 1.25.2澆注系統(tǒng)形式及內(nèi)澆口位置根據(jù)根據(jù)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則以及澆注系統(tǒng)的類型，內(nèi)澆口開設(shè)在鑄件底面，開設(shè)薄片式內(nèi)澆口，內(nèi)澆口盡量分散，以減少鑄造應(yīng)力，內(nèi)澆口不對正砂芯等，本鑄件開設(shè)1個直澆道，1個總橫澆道，2個分橫澆道，2個內(nèi)澆口?？紤]到本鑄件是小型件，且澆注高度比較低，直澆道、橫澆道及內(nèi)澆道均采用木模造型，內(nèi)澆口采用楔形式，造型時也由木模成型。鑄件澆注的布置

11、形式如圖5.2所示。5.3 澆注載面比計(jì)算澆注系統(tǒng)的計(jì)算根據(jù)鑄造工藝手冊第三版中引入的大口出流理論計(jì)算公式，其內(nèi)澆口計(jì)算公式為： （5-3）公式中：鑄件重量（Kg） t鑄件澆注時間（秒） 內(nèi)澆品出口處的平均壓頭（cm）內(nèi)澆口出口處的平均壓頭與傳統(tǒng)計(jì)算平均壓頭的關(guān)系為： （5-4）公式中：直澆道斷面與橫澆道斷面之比，則為4/3 直澆道斷面與內(nèi)澆道斷面之比，則為6/5傳統(tǒng)平均壓頭的計(jì)算公式為： (5-5) 式中：內(nèi)澆口到澆口杯的高度，也就是直澆道+澆口杯的高度 P內(nèi)澆口到型腔頂面的距離 C型腔高度由于鑄件高度為210mm，所以C=21cm，由于鑄件為底注式，P=C。澆注最小剩余壓頭根據(jù)鑄件的大小、壁厚及合金種類查資料6計(jì)算，根據(jù)直澆道到離鑄件最遠(yuǎn)距離及壓力角計(jì)算 （5-6）式中：L直澆道到鑄件最遠(yuǎn)水平距離，根據(jù)澆注系統(tǒng)布置與鑄件長度，按60cm計(jì) 算 壓力角，查表為67計(jì)算得到 H MLtan60tan 77.36(cm)，取整數(shù)，得H M8(cm)則：H0型腔高度+HM29（cm）代入公式（5-5）計(jì)算得到： Hp18.5（cm）代入公式（5-5）得到 hp6.35（cm） 根據(jù)鑄件重量查鑄鋼澆注時間6為15秒，根據(jù)型