黃勇材料成型專業(yè)課程設(shè)計(jì)支座鑄造設(shè)計(jì)項(xiàng)目說明指導(dǎo)書

材料成形技術(shù)基礎(chǔ)（課程大作業(yè)）專業(yè)：機(jī)械制造及其自動化班級：14級1班姓名：黃勇211118指導(dǎo)老師：馬齊江成績：6月目錄一、零件介紹……………………1二、造型材料選擇················································································2三、鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)···········································································31.加工余量選擇···············································································42.鑄件孔是否鑄出確實(shí)定········································································53.起模斜度確實(shí)定···············································································64.鑄造圓角確實(shí)定···············································································75.鑄造收縮率確實(shí)定···········································································86.木模確實(shí)定········································································9四、工藝方案初步確定……………………101．澆注位置選擇………………………102.分型面選擇…………………………11五、型芯設(shè)計(jì)…………………12六、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)··················································································131.澆口杯設(shè)計(jì)··················································································142.內(nèi)澆道截面設(shè)計(jì)··················································································143.橫澆道···········································································。。。。…………….154.直澆道·········································································……16七、冒口設(shè)計(jì)·······················································································16八、鑄型裝配圖設(shè)計(jì)·····················································································18九、設(shè)計(jì)體會……………………19十、參考文件……………………19一，零件介紹1、支座是指用以支承容器或設(shè)備重量，并使其固定于一定位置支承部件。還要承受操作時(shí)振動和地震載荷。如室外塔器還要承受風(fēng)載荷。2支座結(jié)構(gòu)鑄造工藝性零件結(jié)構(gòu)鑄造工藝性是指零件結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)要求，易于確保鑄件品質(zhì)，簡化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮以下多個(gè)方面：鑄件應(yīng)有適宜壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺點(diǎn)，鑄件不應(yīng)太薄。鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角鑄件薄厚壁相接拐彎等厚度壁和壁多種交接，全部應(yīng)采取逐步過渡和轉(zhuǎn)變形式，并應(yīng)使用較大圓角相連接，避免因應(yīng)力集中造成裂紋缺點(diǎn)。鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁鑄件內(nèi)壁和肋等，散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)力和預(yù)防裂紋。壁厚努力爭取均勻，降低肥厚部分，預(yù)防形成熱節(jié)。利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)次序凝固。預(yù)防鑄件翹曲變形。避免澆注位置上有水平大平面結(jié)構(gòu)。二、造型材料和鑄造合金選擇1.造型和造芯材料因?yàn)榇舜握n程設(shè)計(jì)鑄件是中等批量生產(chǎn)，所以造型和造芯方法應(yīng)采取靈活多樣，適應(yīng)性強(qiáng)手工造型。但它有生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不易穩(wěn)定缺點(diǎn)。造型方法可選擇砂箱造型，其操作方便，不管是大、中、小型鑄件，還是大量、成批和單件生產(chǎn)均可采取。型砂選擇：鑄鋼用型砂和泥心砂，其關(guān)鍵組成部分是石英砂和耐火粘土。作為造型材料沙子性質(zhì)，由砂粒形狀和大小，氧化硅含量，和沙子中存在多種混合物來確定。該鑄件型砂選擇瘦沙（粘土含量2~10%）來替換石英砂。在濕模造型時(shí)，小型和中小型鋼鑄件泥心砂能夠采取小顆粒半肥沙（粘土含量10~20%）作為附加物加入石英砂中。加入耐火粘土，其工藝試樣抗壓強(qiáng)度應(yīng)為0.5~0.6千克/千克2。耐火粘土應(yīng)該是白色或淡灰色，不應(yīng)有可被肉眼看出混雜物，如砂子、礦石、石灰等。碎粘土所含水分不應(yīng)超出2%。.（鑄件材料是鑄鐵時(shí)，制造濕砂型粘土砂所用粘土為膨潤土，濕抗壓強(qiáng)度通常為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。）造芯方法可采取芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造多種形狀、尺寸和批量砂芯，后者用于造單件小批量生產(chǎn)，形狀簡單或回轉(zhuǎn)體砂芯。2.鑄造合金采取HT250鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)確定鑄造工藝參數(shù)必需知道零件尺寸，零件具體尺寸圖2.1所表示。圖2.1零件尺寸加工余量選擇假定該槽輪為成批、大量生產(chǎn)，機(jī)器造型及殼型，則由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P68表4-2查得尺寸公差等級CT應(yīng)為8~10級，選9級，加工余量等級MA選G。由課程設(shè)計(jì)題目知基礎(chǔ)尺寸φ400mm，查《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P68表4-3和尺寸公差配套使用灰鑄鐵機(jī)械加工余量，并由確定加工余量中“頂面（相對于澆注位置）加工余量等級應(yīng)比底、側(cè)面加工余量等級降一級選擇”要求查得，頂面加工余量應(yīng)根據(jù)CT10級、MA-G級；底面、側(cè)面加工余量為CT9級、MA-G級。則頂面加工余量取6.0mm,底面和側(cè)面加工余量取4.5mm。結(jié)論：頂面加工余量取6.0mm，底面和側(cè)面加工余量取4.5mm。加工余量圖2.2圖2.2加工余量圖2.鑄件孔是否鑄出確實(shí)定圖中8個(gè)小通孔直徑為26mm，而鑄件材料為灰鑄鐵，由《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊》p72表2.4-16成批生產(chǎn)灰鑄鐵孔徑<=15-30時(shí)，該孔為不鑄出孔。3.起模斜度確實(shí)定依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《鑄件模樣起模斜度》中要求，該鑄件選擇增加鑄件厚度起模斜度形式圖2.3：圖2.3起模斜度用手工方法加工模具時(shí)用寬度標(biāo)注，該鑄件模具是木模，由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P70表4-5砂型鑄造時(shí)模樣外表面及內(nèi)表面起模斜度查得位置12345α1度25分0度40分2度55分0度30分1度25分A（mm）11.20.61.414.鑄造收縮率確實(shí)定該鑄件材料為灰鑄鐵，由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P70知灰鑄鐵鑄造收縮率為0.7%~1.0%，該鑄件選1.0%，則制造尺寸放大一個(gè)線收縮率。結(jié)論：鑄造收縮率1.0%。5．鑄造圓角A處考慮到起模，應(yīng)鑄出圓角R=5mm，BCDEFG處有尖角，應(yīng)采取鑄造圓角R=5mm總而言之考慮到鑄件加工余量、收縮量、拔模斜度、鑄造圓角、工藝補(bǔ)正量及芯頭間隙后鑄件尺寸以下圖6、木模設(shè)計(jì)依據(jù)鑄件而得出木模樣以下圖所表示零件三維圖依據(jù)鑄件圖畫出鑄件模樣圖：木模樣圖（1）下木模樣圖鑄件質(zhì)量：初步估算，本鑄件質(zhì)量50-60kg，所以本鑄件應(yīng)屬于中型鑄件四、工藝方案初步確定（一）澆注位置確實(shí)定確定澆注位置應(yīng)注意以下標(biāo)準(zhǔn)：1.鑄件關(guān)鍵部分應(yīng)盡可能置于下部2.關(guān)鍵加工面應(yīng)朝下或直立狀態(tài)3.使鑄件答平面朝下，避免夾砂結(jié)疤內(nèi)缺點(diǎn)4.應(yīng)確保鑄件能充滿5.應(yīng)有利于鑄件補(bǔ)縮6.避免用吊砂，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗(yàn)考慮到本鑄件關(guān)鍵面應(yīng)該側(cè)立，所以將本鑄件澆注位置設(shè)置為水平，且注入位置為分型面處。（二）分型面確實(shí)定分型面是指兩半鑄型相互接觸表面。分型面優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。選擇分型面時(shí)應(yīng)注意一下標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)使鑄件全部或大部分置于同二分之一型內(nèi)應(yīng)盡可能降低分型面數(shù)目分型面應(yīng)盡可能選擇平面便于下芯、合箱和檢測不使砂箱過高受力件分型面選擇不應(yīng)減弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量因?yàn)槭且膳a(chǎn)，且要機(jī)器造型，故采取兩箱式造型,故分型面以下圖所表示。工藝方案初步確定型芯設(shè)計(jì)依據(jù)本鑄件工藝方案可知，本鑄件所采取是濕砂型水平型芯頭型芯尺寸：濕型水平型芯頭長度，查表：《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊》P100表2.6-4因L=240mmD=160mm所以長度l能夠取55～65mm，l取60mm芯頭頂面和芯座配合間隙查表：《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊》P102表2.6-5，得配合間隙為0水平芯頭斜度和芯頭和芯座配合間隙查表：《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊》P104表2.6-6，得，a=11mmα=6度間隙S=1mm水平型芯頭尺寸圖以下圖所表示：型芯尺寸圖澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）、澆口杯、澆口杯是用來承接來自澆包金屬液，預(yù)防金屬液飛濺和溢出，便于澆注，并能夠減輕金屬液對型腔沖擊，還可分離渣滓和氣泡，阻止其進(jìn)入型腔。因?yàn)殍T件材料是HT250，且考慮到鑄件屬于中型鑄件，故采取一般池式澆口杯，此種澆口杯有很好撇渣作用。經(jīng)查表《鑄工實(shí)用技術(shù)手冊》P120表2.7-3鑄件重量為60kg左右，所以得出數(shù)據(jù)以下圖所表示鑄件質(zhì)量(kg)澆口杯容量(kg)L(mm)R(mm)R1(mm)r(mm)r1(mm)H(mm)l(mm)d(mm)50--10030110704025131107827（二）、澆注系統(tǒng)尺寸選擇：澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉-開放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開始后，金屬液輕易充滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動狀態(tài)。擋渣能力強(qiáng)，但充型速度快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺，金屬液易氧化。適適用于濕型鑄件小件。而支座就是采取濕型鑄件小件，所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。1、采取封閉式澆注系統(tǒng)，各組元百分比以下：F內(nèi)：F橫：F直=1：1.2:1.4；查表2.7-18得，鑄件內(nèi)澆口總截面積∑F內(nèi)為4,2—5cm2，取值4.5cm2.采取圓截面內(nèi)澆口，查表2.7—19，得出圓截面直徑d=24mm采取兩條內(nèi)澆道，則橫澆道截面積為10.8cm2，采取以下圖所表示橫截面積A=45mm,H=30mm,R=21mm直澆道下端截面積F直=2x1.4x4.5cm2=12.6cm2查表2.7-21得出數(shù)據(jù):下端截面直徑為40mm，上端直徑為48mm，直澆道每厘米長重量0.092kg。采取分型面澆注法，則得出澆注系統(tǒng)以下圖所表示：澆注系統(tǒng)三維意示圖冒口設(shè)計(jì)；冒口是鑄型內(nèi)用于儲存金屬液空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有預(yù)防縮孔、縮松、排氣、集渣作用。采取明頂冒口，冒口尺寸確實(shí)定以下：冒口尺寸圖冒口根部直徑d大于鑄件補(bǔ)縮處熱節(jié)圓直徑dy，鑄件dy為55