滑輪鑄造工藝設計

1、湖 南 科 技 大 學課程設計報告 課程設計名稱： 滑輪鑄造工藝設計 學 生 姓 名： 學 院： 專業(yè)及班級： 學 號： 指導教師： 年 月 日目錄一、造型材料選擇····································&#

2、183;···········································1二、澆注位置及分型面的確定····

3、··················································

4、············1三、鑄造工藝參數(shù)設計····································&

5、#183;······································11.加工余量的選擇·········

6、83;·················································

7、83;···················22.鑄件孔是否鑄出的確定····························&#

8、183;···········································2 3.起模斜度的確定····

9、83;·················································

10、83;························24.鑄造圓角的確定························

11、;··················································

12、;·····3 5. 鑄造收縮率的確定··········································

13、3;································36.考慮加工余量后的尺寸···············

14、83;·················································

15、83;······4 四、造型方法的設計·········································

16、3;········································4 1.環(huán)形型芯外形········

17、··················································

18、························52.環(huán)形型芯尺寸························

19、83;·················································

20、83;·······53.中心孔木質(zhì)芯盒造型········································

21、83;··································64.1/4環(huán)形木質(zhì)芯盒造型·············&

22、#183;·················································&

23、#183;·········7五、木模的設計·······································

24、;················································81.木模的外形設計&

25、#183;·················································&

26、#183;·····························82.木模的設計尺寸··················

27、83;·················································

28、83;···········9六、澆注系統(tǒng)和冒口設計····································

29、83;········································101.澆注系統(tǒng)選擇········

30、;··················································

31、;························10.2冒口的選擇························&#

32、183;·················································&#

33、183;··········10七、鑄型裝配圖設計·····································

34、83;···············································1114一、鑄造合金和造型材料

35、的選擇 1. 鑄造合金的選用因為此次制造的滑輪使用時負載比較大，要求具有比較高的強度，故采用鑄鋼ZG230-4502. 造型和造芯材料由于本次課程設計的鑄件是中等批量生產(chǎn)，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(chǎn)率低，勞動強度大，鑄件質(zhì)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(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210%）來代替石英砂。在濕模造型時，小

36、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1020%）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度應為0.50.6kg/mm2。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

37、產(chǎn)，形狀簡單或回轉(zhuǎn)體砂芯。二、澆注位置及分型面的確定 零件尺寸如圖2.1所示，零件圓周上有一環(huán)形繩槽，其外形是兩端大，中間小，若分模面取在鑄件中心平面上，則需采用三箱造型、中箱高度正好等于鑄件高度，中箱高度小，砂箱強度不足，中箱的砂型強度也不夠，取模時容易垮砂而不好修補，況且造型復雜。如果環(huán)形槽繩采用外型芯來成型，這樣就可以采用兩箱造型，提高鑄件精度。澆口若選在圓周上，鋼液的流動距離比較長，不利于充型，對于鑄鋼件、尤其是圓盤類，工程中一般多把澆口設在輪轂中心，在輪緣的四周設補縮冒口，這個圓盤鑄件比較小，壁厚不算大，大多在中心設置一個大一點澆口兼冒口就可以了，這樣既節(jié)約金屬又減少了鑄件切割冒口時

38、的清理費用。所以此鑄件采用中心澆口的澆注系統(tǒng)，采用外環(huán)形型芯的兩箱造型方法。圖2.1 零件尺寸三、鑄造工藝參數(shù)設計 確定鑄造工藝參數(shù)必須以零件尺寸為依據(jù)，零件的詳細尺寸如圖2.1所示。1. 加工余量的選擇該槽輪為成批、大量生產(chǎn)，可采用機器造型及造芯，但本次課程設計則全采用手工造型和造芯。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810級，選9級，加工余量等級MA選G。由課程設計題目知基本尺寸200mm，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(cè)面加工余量等級降一級選用”

39、的規(guī)定查得，頂面加工余量應按照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5mm,底面和側(cè)面的加工余量取4mm。結(jié)論：頂面的加工余量取5mm，底面和側(cè)面的加工余量取4mm。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因為該鑄件材料是ZG45鋼，成批生產(chǎn)，孔徑30mm，由材料成型工藝基礎第三版P69 表4-4查得鑄件的最小鑄出孔直徑是30mm50mm，則該孔應該鑄出。結(jié)論：該孔徑為30mm的孔應鑄出。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：圖 2.3 起模斜度用手工方法加工模

40、具時用寬度標注，該鑄件模具是木模，高度30mm，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(nèi)表面的起模斜度查得外表面起模斜度1mm，內(nèi)表面起模斜度2mm。結(jié)論：內(nèi)表面起模斜度2mm，外表面起模斜度1mm。4. 鑄造圓角的確定根據(jù)鑄件的圓角確定鑄造圓角，槽輪邊緣處的圓角半徑為2.5mm，則鑄造圓角設為半徑為2.5mm，因為鑄件的1、2、3、4處的有尖角如圖2.4， 則在做木模時此處應改成圓角設半徑為1mm。圖 2.4 尖角所在位置5. 鑄造收縮率的確定該鑄件材料為鑄造碳鋼，由材料成型工藝基礎第三版P70知鑄造碳鋼的鑄造收縮率為1.3%2.0%，該鑄件選1.5%，則制造尺寸放大

41、一個線收縮率。 結(jié)論：鑄造收縮率1.5%。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圖2.5：圖2.5 最后的鑄件尺寸四、造型方法設計要確定造型方法必須根據(jù)鑄件的外形來選擇分型面和型芯形狀。鑄件的外形如圖3.1所示圖 3.1 鑄件的外形由上圖可看出，該鑄件結(jié)構(gòu)簡單，成中心對稱、上下對稱分布，根據(jù)澆注位置確定原則中重要面、大平面及薄壁部位朝下或側(cè)立，厚壁部位朝上，另外又是一個圓盤類零件，所以可以確定該鑄件需要平放，即平做平澆，如前所述分型面選在中間，模樣如圖所示。圖3.2模樣3D圖滑輪的繩槽需采用外型芯來成型，繩槽處采用4個1/4環(huán)形型芯來成型，

42、如圖3.3所示。圖 3.3 環(huán)形型芯每個型芯的尺寸如3.4圖所示： 圖 3.4 型芯尺寸滑輪輻板處采用砂型自帶型芯來成型，下型部分為砂垛，上型部分為吊砂，為保證吊砂部分的強度，在造上箱時可適當插入一些型芯骨，中間孔用垂直型芯和芯頭。該鑄件的直徑為30mm的中心孔需用到垂直型芯及芯頭，由材料成型工藝基礎第三版 P71知，垂直芯頭的高度h一般取15150mm，型芯橫截面積越大，型芯高度H越高，h亦越高，下芯頭的斜度較小些，一般選5°左右，上芯頭的斜度一般為10°左右，還有根據(jù)手工造芯時，一般取0.40.5mm。則選取h=15mm，下芯頭斜度5°，上芯頭斜度10°，選0.4mm。結(jié)論：h=15mm，下芯頭斜度5°，上芯頭斜度10°，選0.4mm