端蓋鑄造工藝設(shè)計說明

1、科技大學(xué)課程設(shè)計課程設(shè)計名稱：端蓋鑄造工藝設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)院：專業(yè)及班級：學(xué)號：指導(dǎo)教師： 2015年 7 月 7 日鑄造工藝課程設(shè)計任務(wù)書一、任務(wù)與要求1 .完成產(chǎn)品零件圖、鑄件鑄造工藝圖各一，鑄造工藝圖需要三維建模（完成3D圖）。2 .完成芯盒裝配圖一。3 .完成鑄型裝配圖一。4 .編寫設(shè)計說明書一份（1520頁），并將任務(wù)書及任務(wù)圖放置首頁。二、設(shè)計容為2周1 .繪制產(chǎn)品零件圖、鑄造工藝圖及工藝圖的3D圖（2天）。2 .鑄造工藝方案設(shè)計：確定澆注位置及分型面，確定加工余量、起模斜度、鑄造圓角、收縮率，確 定型芯、芯頭間隙尺寸。（1天）。3 .繪制芯盒裝配圖（1天）。4 .繪制鑄型裝配圖、

2、即合箱圖（包括流道計算共2天）。5 .編制設(shè)計說明書（4天）。三、主要參考資料1 .亮峰主編，材料成形技術(shù)基礎(chǔ)M,高等教育，2011.2 . 丁根寶主編， 鑄造工藝學(xué) 上冊M,機械工業(yè)，1985.3 .鑄造手冊編委會，鑄造手冊：第五卷 M,機械工業(yè)，1996.4 .其文主編，材料成形工藝基礎(chǔ)（第三版）M,華中科技大學(xué)，2003.摘要本設(shè)計是端蓋的鑄造工藝設(shè)計。 端蓋的材料為QT400-15,結(jié)構(gòu)簡單，無復(fù)雜的型腔。 根據(jù)端蓋的零件圖進行鑄造工藝性分析， 選擇分型面，確定澆注位置、造型、造芯方法、 鑄造工藝參數(shù)并進行澆注系統(tǒng)、冒口和型芯的設(shè)計。在確定鑄造工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計模 樣、芯盒和砂箱，并利

3、用CAD、Pro/E等設(shè)計軟件繪制端蓋零件圖、芯盒裝配圖。關(guān)鍵詞：鑄造；端蓋；型芯ABSTRACTThis design is about the casting process of end cap. The material of end cap is QT400-15. The end cap without complex cavity owns simple structures. Select the right parting line, pouring position, modeling method ,core making method, parameters of ca

4、sting by analyzing the part drawing, then design gating system, riser, core. After the design of casting process, accomplish the part drawing of end cap and assembly drawing of core box with the aid of design software such as CAD and Pro/E.Keywords: Cast; End cap; Core第一章零件工藝性分析11.1 零件分析11.2 鑄造工藝性分析

5、1第二章鑄造合金和造型材料的選擇 22.1 鑄造合金的選用22.2 造型和造芯材料2第三章澆注位置及分型面的確定3第四章鑄造工藝參數(shù)設(shè)計54.1 加工余量的選擇54.2 鑄件孔是否鑄出的確定54.3 起模斜度的確定64.4 鑄造圓角的確定64.5 鑄造收縮率的確定 7第五章造型方法設(shè)計8第六章澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計 106.1 澆注系統(tǒng)的選擇106.2 冒口的選擇11第七章裝配圖設(shè)計 137.1 鑄型裝配圖137.2 芯盒裝配圖13第八章總結(jié)14參考文獻15第一章零件工藝性分析1.1 零件分析軸承端蓋起軸向固定作用，同時防塵密封，避免污染。1.2 鑄造工藝性分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件結(jié)構(gòu)應(yīng)符

6、合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)， 簡化鑄造工藝和降低成本。分析時應(yīng)考慮以下幾個方面：鑄件應(yīng)有合適的壁厚，鑄件壁 厚太薄易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷；鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴重的收縮受阻，壁的連接處和 轉(zhuǎn)角處應(yīng)采取逐漸過渡的形式，即鑄造圓角，它既可以使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆弱面，又可以 減少應(yīng)力集中；鑄件壁應(yīng)薄于外壁；壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。該 端蓋底面較大，軸向高度較小，壁的連接處壁厚較大。80的孔質(zhì)量要求較高，階梯孔較大，用型芯鑄出，6個15小孔可以不鑄出。第二章鑄造合金和造型材料的選擇2.1 鑄造合金的選用端蓋起軸向固定作用，同時防塵密封，避免污染，鑄造合金材料為球墨鑄鐵 QT400-

7、15,質(zhì)量估算為 22.8kg。2.2 造型和造芯材料本次課程設(shè)計的鑄件是大批量生產(chǎn)，故造型方法采用機器造型，具具有生產(chǎn)效率高、 鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好、加工余量小、生產(chǎn)總成本低和鑄件質(zhì)量穩(wěn)定等特點。造型方法可選用砂箱造型，兩箱造型，具操作方便。造型材料選擇濕型砂。濕型砂 是以膨潤土作粘結(jié)劑的一種不經(jīng)烘干的型砂，適用于中小型鑄件的大批量生產(chǎn)。濕型砂 的主要性能指標：水分質(zhì)量分數(shù)4.5%5.5%,濕壓強度60kPa150kPq緊實率40%50%, 破碎指數(shù)65%75%。用于球墨鑄鐵濕型砂的配比和性能：舊砂質(zhì)量分數(shù) 93%95%,新 砂加入量3%5%,膨M1± 1.0%1.5%,煤粉

8、0.3%0.5%,含水量4.6%5.3%,緊實率 34%45%。造芯方法可采用芯盒造芯，機器制芯，芯盒材料選用灰鑄鐵。第三章澆注位置及分型面的確定零件尺寸如圖3,1所示，零件中心是階梯孔，零件底端大，頂端小，軸向高度小， 徑向長度大。選擇澆注位置時應(yīng)考慮如下原則：質(zhì)量要求高的加工面、工作面或大平面 應(yīng)該朝下或處于側(cè)面或斜面的位置；為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔等缺陷，應(yīng) 將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置。選擇分型面時應(yīng)考慮如下原則：分型面應(yīng)盡量選擇在鑄件的最大截面處，并盡量使逐漸地的大部分或全部置 于同一砂箱，或使加工面和加工基準面在同一砂箱中，以便于造型，保證鑄件

9、的精度、 型芯的安放和檢驗及合箱操作；盡量減少分型面的數(shù)量；分型面的選擇應(yīng)盡量減少型芯 和活塊的數(shù)量，以便簡化制模、造型和合箱等工序；分型面的選擇不宜使型腔過深；分 型面的選擇應(yīng)考慮鑄件的不加工面盡量避免有披縫。分型面位置的選擇有兩種方案，分 別如圖3.2和圖3,3所示。對于方案二，分型面不在截面最大處，會使型腔過深，而且 容易產(chǎn)生披縫。方案一，最大截面處為分型面，直徑為180的孔朝下，利于型芯放置的穩(wěn)定；上下模都有斜度，利于取模。綜合分析，方案一更為合理。圖3.1零件尺寸Ji j JS如圖3.2方案一圖3.3方案二第四章鑄造工藝參數(shù)設(shè)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

10、3.1所示4.1 加工余量的選擇該端蓋為成批、大量生產(chǎn)，可采用機器造型及造芯。由材料成形技術(shù)基礎(chǔ)P54表 1.11查得尺寸公差等級 CT應(yīng)為812級，選10級，加工余量等級RMA應(yīng)為EG,選 擇F。端蓋的最大尺寸為320mm,查材料成形技術(shù)基礎(chǔ)P56表1.13,并根據(jù)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)定得，頂面的加工余量取 3.5mm,底面和側(cè)面的加工余量取 2.5mm。結(jié)論：頂面的加工余量取3.5mm,底面和側(cè)面的加工余量取 2.5mm。加工余量 如圖4.1所示。圖4.1加工余量4.2 鑄件孔是否鑄出的確定因為該鑄件材料是 QT400

11、-15鋼，大量生產(chǎn)，最小孔徑15mm,由鑄造工藝及工 裝設(shè)計表2-11查得鑄件的最小鑄出孔直徑是 35mm40mm,則該孔不需要鑄出結(jié)論：該孔徑為15mm的孔不需要鑄出4.3 起模斜度的確定根據(jù)材料成形技術(shù)基礎(chǔ)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4.2所示。圖4.2起模斜度該鑄件模具是金屬模，由新編鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊查得砂型鑄造時模樣外表面起 模斜度查得外表面起模斜度 a=1° 10' ,a=0.8mm。結(jié)論：o=10 10' ,a=0.8mm。4.4 鑄造圓角的確定如圖所示，14、6、7處均有尖角，考慮到起模及避免剩余兩壁渡部分澆不足，以 上這些部分

12、需要鑄出圓角，查鑄造工藝及工裝手冊得知鑄造圓角可選為壁圓角R4,外壁圓角R2。圖4.3尖角所在位置4.5 鑄造收縮率的確定該鑄件材料為球墨鑄鐵，由鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊P755知球墨鑄鐵的鑄造收縮率為0.83%1.25%,該鑄件可以選1%,則制造尺寸放大一個線收縮率。結(jié)論：鑄造收縮率1%。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、工藝補正量后的 鑄件尺寸如圖4.4所示。0沿叱3圖4.4鑄件尺寸第五章造型方法設(shè)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 5.1所示。圖5.1鑄件的外形由上圖可看出，該鑄件結(jié)構(gòu)簡單，如前所述分型面選在直徑320處，模樣需要設(shè)計

13、出定位銷，模樣如圖5.2所示。圖5.2模樣3D圖5.3所小。1 1端蓋的階梯孔采用外型芯來成型，型芯垂直放置，型芯尺寸如圖圖5.3型芯尺寸型芯需要埋入透氣純，透氣純直徑可以選用8,材質(zhì)通常為塑料制品。該鑄件孔的直徑為 73mm182mm,可以用到水平型芯及芯頭，查閱新編鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊P765知，對于73mm垂直上芯頭的長度hi=3035mm, S=0.3, S2=0.5, m=8° ;對于垂直下芯頭長度 h=3540mm, S=1,行6°。Si可以按（1.52）S計算。結(jié)論：下芯頭 h=40, S=1,a=3, a=6° ;上芯頭 hi=30, S=0.3, S

14、2=0.5, oi=8° , Si=0.6。 端蓋大批量生產(chǎn)，芯盒材料應(yīng)選用灰鑄鐵?；诣T鐵芯盒機械強度和硬度高、耐磨性好、尺寸精度高，適用于成批和大量生產(chǎn)。芯盒開模圖如圖5.4所示。圖5.4芯盒開模圖第六章澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計6.1 澆注系統(tǒng)的選擇因該鑄件質(zhì)量約為22.8kg、高度不高和形狀簡單，則選用直澆口式的澆注系統(tǒng)。澆 口杯選用漏斗形澆口杯，參數(shù)如圖 6.1所示。圖6.1澆口杯直澆道的參數(shù)如圖6.2所示。圖6.2直澆道澆道數(shù)量為兩個，對稱布置，其參數(shù)如圖 6.3所示。一 J圖6.3澆道橫澆道的參數(shù)如圖6.4所示。圖6.4橫澆道澆注系統(tǒng)的3D圖如圖6.5所示。圖6.5澆注系統(tǒng)6.2 冒口的選擇冒口應(yīng)設(shè)置在鑄件熱節(jié)圓直徑dy較大的部位，該端蓋頂部適合安放明冒口，冒口參 數(shù)如圖6.6所示。明胃口圖6.6冒口第七章裝配圖設(shè)計7.1 鑄型裝配圖鑄型裝配圖如圖7.1所示圖7.1鑄型裝配圖7.2 芯盒裝配圖芯盒裝配圖如圖7.2所示圖7.2芯盒裝配圖第八章總結(jié)此次課程設(shè)計涉及到了分型面、 澆注位置的確定，造型材料、鑄造工藝參數(shù)的選擇, 澆注系統(tǒng)、金屬模的設(shè)計，以及運用繪圖軟件繪制零件圖和裝配圖。端蓋鑄造工藝參數(shù) 的確定需要查閱鑄造數(shù)據(jù)手冊，在查閱手冊的過程中，我了解到了較為更廣泛的鑄造工 藝知識，同時也加強了對材料成形技術(shù)基礎(chǔ)知識點的理解和運用。在課程設(shè)計的過 程中，需要