鑄造工藝設(shè)計(jì)實(shí)例

1、軸承座鑄造工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書一、工藝分析1、批閱零件圖細(xì)致批閱零件圖，熟識(shí)零件圖，而且供應(yīng)的零件圖必需清楚無(wú)誤，有完整的尺寸和各種標(biāo)記。細(xì)致審查圖樣。留意零件圖的結(jié)構(gòu)是否符合鑄造工藝性，有兩個(gè)方面：（1） 審查零件結(jié)構(gòu)是否符合鑄造工藝的要求。（2 ）在既定的零件結(jié)構(gòu)條件下，考慮鑄造過(guò)程中可能出現(xiàn)的主要缺陷，在工藝設(shè)計(jì)中實(shí)行措施避開(kāi)。零件名稱：軸承座零件材料：HT150生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)2、零件技術(shù)要求鑄件重要的工作表面，在鑄造是不允許有氣孔、砂眼、渣孔等缺陷。3、選材的合理性鑄件所選材料是否合理，一般可以結(jié)合零件的運(yùn)用要求、車間設(shè)備狀況、技術(shù)狀況和經(jīng)濟(jì)成本等，參考常用鑄造合金（如鑄鋼、灰鑄鐵、球

2、墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、鑄造鋁合金、鑄造銅合金等）的種類、牌號(hào)、性能、工藝特點(diǎn)、價(jià)格和應(yīng)用等，進(jìn)行綜合分析，推斷所選的合金是否合理。4、審查鑄件結(jié)構(gòu)工藝性鑄件壁厚不小于最小壁厚5-6又在臨界壁厚20-25以下。二、工藝方案的確定1、鑄造方法的確定鑄造方法包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇（1）造型方法、造芯方法的選擇依據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，選擇手工造型（2）鑄造方法的選擇依據(jù)零件的各參數(shù)，比照表格中的項(xiàng)目比較，選擇砂型鑄造。（3）鑄型種類的選擇依據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用狀況選用自硬砂。2、澆注位置的確定依據(jù)澆注位置選擇的4條主要規(guī)則，選擇鑄件最大截面，即底面處。3、分型面的

3、選擇本鑄件采納兩箱造型，依據(jù)分型面的選擇原則， 分型面取最大截面，即底面。 三、工藝參數(shù)查詢1、加工余量的確定依據(jù)造型方法、材料類型進(jìn)行查詢。查得加工余量等級(jí)為1113，取加工余量等級(jí)為12。依據(jù)零件基本尺寸、加工余量等級(jí)進(jìn)行查詢。查得鑄件尺寸公差數(shù)值為10。依據(jù)零件尺寸公差、公差等級(jí)進(jìn)行查詢。查得機(jī)械加工余量為5.5。2、起模斜度的確定依據(jù)所屬的表面類型查得測(cè)量面高140，起模角度為0度25分（0.42°）。3、鑄造圓角的確定依據(jù)鑄造方法和材料，查得最小鑄造圓角半徑為3。4、鑄造收縮率的確定依據(jù)鑄件種類查得：阻礙收縮率為0.81.0，自由收縮率為0.91.1。5、最小鑄造孔的選擇依

4、據(jù)孔的深度、鑄件孔的壁厚查得最小鑄孔的直徑是80mm.四、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）、澆注位置的確定依據(jù)內(nèi)澆道的位置選擇底注式，（二）、澆注系統(tǒng)類型選擇依據(jù)各澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)及鑄件的大小選用封閉式澆注系統(tǒng)。（三）、澆注系統(tǒng)尺寸的確定1、計(jì)算鑄件質(zhì)量：依據(jù)鑄件的基本尺寸（包括加工余量在內(nèi)）計(jì)算出 鑄件的體積和鑄件的質(zhì)量。其計(jì)算公式為：m=pv式中 m -鑄件質(zhì)量（g）：p-金屬材料的密度，對(duì)一般鑄件可取p=7.2/cm3；v-鑄件的體積（cm3）；對(duì)于不太困難的鑄件可以依據(jù)以上公式計(jì)算。由于本鑄件不是規(guī)則的形態(tài)，本設(shè)計(jì)采納軟件干脆得出鑄件體積和質(zhì)量。在Solid Edge 軟件里繪出軸承座鑄件三維圖，然后

5、點(diǎn)擊“工具”菜單，在下拉菜單里選擇“物理屬性”，彈出下面對(duì)話框，在密度里面輸入p=7.2g/cm3=0.00000720千克/立方毫米，然后點(diǎn)擊 “ 更新（U）”，得到結(jié)果如下鑄件質(zhì)量m=42.8657千克鑄件體積v= 5953573.508 立方毫米=5954cm3鑄件面積s=278631cm22、各個(gè)澆道的截面積計(jì)算奧贊公式法該方法利用力學(xué)公式先求出澆注系統(tǒng)的最小橫截面積，再依據(jù)不同工藝條件下的澆注系統(tǒng)各組元截面比例，確定其它的橫截面積。 鑄鐵件澆注系統(tǒng)最小橫截面積計(jì)算公式 式中F最小最小橫截面（ ）; G流過(guò)澆注系統(tǒng)最小橫截面積的鑄鐵金屬液總質(zhì)量（kg）; t澆注時(shí)間（s）; u 流量因

6、數(shù)，量綱為1； Hp 平均靜壓頭（m）; 式中個(gè)參數(shù)的確定方法如下 1. 金屬液總質(zhì)量G的確定 依據(jù)鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)類型選擇鑄鐵件澆注系統(tǒng)占的質(zhì)量百分比為20%，金屬液總質(zhì)量G=m×(1+20%)=42.8657kg×1.20=51.45kg2. 澆注時(shí)間t的確定 依據(jù)鑄件壁厚取s1=2.2澆注時(shí)間t=2.2×7.173=15.7s 對(duì)于具有水平面或結(jié)構(gòu)困難的薄壁鑄件，應(yīng)保證液面上升速度u上升足夠大。鑄鐵件按u上升大于4-3所列數(shù)值，對(duì)型腔中的液面上升速度進(jìn)行核算：鑄件在給定澆注位置高度c=0.171m型腔中的液面上升速度u=0.171m/15.7s=1.09cm/

7、sU=1.09cm/s>0.81,滿意要求。3. 流量因數(shù)u的確定 依據(jù)鑄型種類和阻力大小流量因數(shù)u取0.64.平均靜壓頭Hp的確定Hp可依據(jù)表4-6確定。表中Ho為內(nèi)澆道到澆口杯的距離，c為澆注位置時(shí)的鑄件高度。 依據(jù)鑄件重量m=42.8657千克,查得b=60,c=70.由澆注方式為底注式，則Hp=Ho-c/2=171+60-171/2=0.1455m注：a取值時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)的集體狀況，當(dāng)L小于600時(shí)，a取值參照L為600的值。是否能完全充型校核：Hm=500tg6=52.6mmHo=171+60=231mmHo=231mm>171+52.6=223.6mm滿意要求。則鑄鐵件澆

8、注系統(tǒng)最小橫截面積F=51.45/(0.31X10? X0.6X15.7X0.38)F=0.000464m2=4.64cm2按封閉式澆注系統(tǒng)各部分的截面積比例： 直澆道出口截面積大于橫澆道截面積總和，橫澆道出口截面積總和又大于內(nèi)澆道截面積總和的澆注系統(tǒng)，即A直A橫A內(nèi)。其特點(diǎn)是擋渣實(shí)力強(qiáng)，但對(duì)鑄型沖刷力大。對(duì)中小型鑄鐵件，舉薦采納封閉式澆注系統(tǒng)。其各部分截面比例為：A內(nèi) ：A橫：A直：.：.進(jìn)入“鑄造參數(shù)查詢”“澆注系統(tǒng)”依據(jù)澆注系統(tǒng)最小橫截面積，取A內(nèi)=6cm2.查得a=45mm,b=41mm,c=14mm 。如圖則A橫=6x1.1=6.6 cm2取A橫=7.56 cm2，查得a=27mm,

9、b=20mm,c=32mm。如圖：則A直=6x1.5=9 cm2取A直=10.75 cm2，查得d=37mm。如圖：(四）冒口的設(shè)計(jì)1、鑄鐵件無(wú)冒口工藝設(shè)計(jì)的條件：鑄件的冷卻模數(shù)M，要求鑄件的 ，鑄件太薄（如M<），初始膨脹已消耗壓力 鐵水反饋到澆注系統(tǒng)中去，形成無(wú)效膨脹力釋放；M=5954cm3/2786.31cm2=2.14cm<2.5cm,則需設(shè)冒口。2、冒口的計(jì)算方法 冒口的計(jì)算方法常用的有模數(shù)法、比例法和補(bǔ)縮液量法。這里比例法。依據(jù)本鑄件的形態(tài)和加工面采納明頂冒口。用比例法確定鑄件的冒口：T為鑄件的厚度或熱節(jié)圓直徑；這里設(shè)計(jì)冒口設(shè)置處壁厚T=45.5mm冒口共設(shè)2個(gè)。用比

10、例法確定了冒口尺寸之后，需利用鑄件工藝出品率校核冒口補(bǔ)縮實(shí)力。 工藝出品率=鑄件質(zhì)量 /（ 鑄件質(zhì)量+冒口質(zhì)量+澆注系統(tǒng)質(zhì)量）×100% 查得明頂冒口如下圖：圖中錯(cuò)誤說(shuō)明：h應(yīng)當(dāng)為直徑d段的長(zhǎng)度。查得明頂冒口的參數(shù)如下：DR=(1.22.5)T HR=(1.22.5)DRd=(0.80.9)Th=(0.30.35)DR 參數(shù)計(jì)算 DR=1.2x45.5=55mmHR=1.2x55=66mmd=0.8x45.5=36mmh=0.3x55=17mm3、校核工藝出品率工藝出品率=鑄件質(zhì)量 /（ 鑄件質(zhì)量+冒口質(zhì)量+澆注系統(tǒng)質(zhì)量）×100% 冒口質(zhì)量可以干脆估算。本設(shè)計(jì)用軟件干脆得

11、出：在Solid Edge l里面繪出冒口的三維實(shí)體然后點(diǎn)擊“工具”，在其下拉菜單里選擇“物理屬性”，彈出對(duì)話框如下，在密度里輸入：0.00000720千克/立方毫米。然后點(diǎn)擊“更新”，結(jié)果冒口質(zhì)量=0.5629千克工藝出品率=42.8657/（42.8657+0.5629x2+42.8657X20%）x100%=42.8657/52.5646X100%=81.55% 五、工藝圖七、熱處理灰口鑄鐵的熱處理 灰鑄鐵鑄件一般不需進(jìn)行熱處理，通常對(duì)灰口鑄鐵進(jìn)行熱處理的目的是為了削減鑄件中的內(nèi)應(yīng)力；消退薄壁鑄件或鑄件薄斷面部分的白口組織；提高鑄件工作表面的硬度和耐磨性等。常用的熱處理方法有時(shí)效處理、降低硬度的退火、正火和表面淬火。對(duì)于此灰鐵鑄件采納時(shí)效處理。其目的是消退鑄件冷卻凝固過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以防止鑄件在后續(xù)工序中，由于內(nèi)應(yīng)力而引起變形和裂紋。自然時(shí)效是將鑄件在機(jī)械加工前放置六至十八個(gè)月左右，讓其內(nèi)應(yīng)力自行消退。此法的缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、效果差，故目前很少應(yīng)用。人工時(shí)效又稱低溫退火。它是將清砂后的鑄件送入100-200的爐中，隨爐升溫至500-600。保溫較長(zhǎng)時(shí)間后（一般為410小時(shí)），再以20-30/小時(shí)的冷卻速度緩慢冷至200以下出爐空冷，從而消退其內(nèi)應(yīng)力。軸承座軸承座設(shè)計(jì)說(shuō)明書軸承座零件圖軸承座鑄件三維圖冒口三維圖