支撑台铸造工艺设计汇总.docx
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支撑台铸造工艺设计汇总
1绪论2..
2材料的确定3..
3结构工艺分析4.
4工艺方案的设计5.
4.1铸型种类及造型方法的确定5.
4.2分型面的选择5.
4.3铸件浇注位置的确定6.
5铸件工艺参数的确定8.
5.1加工余量8..
5.2起模斜度及圆角确定10
5.3铸出孔10
5.4型芯及型芯头选择.10
6浇注系统的设置.1
6.1浇注系统作用与结构分析11
6.2浇口杯和直浇道.1
6.3横浇道和内浇道.1
6.4各组元截面尺寸确定11
6.5冒口及尺寸确定13
7铸件工艺图和铸件图.4
附录15
总结16
参考文献.7
1绪论
铸造工艺是应用铸造有关理论和系统知识生产铸件的技术和方法。
包括铸件
工艺，浇注系统，补缩系统，出气孔，激冷系统，特种铸造工艺等内容。
就是将液态合金注入到与零件尺寸、形状相适应的铸型空腔内使之冷却、凝固，制备铸件的工艺方法。
现代科学技术的发展，要求铸件具有高的力学性能、尺寸精度和低的表面粗糙值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。
合理的铸件结构是获得优质铸件的前提，是简化铸造工艺，提高生产率，降低生产成本的根本方法。
需铸造的零件结构不仅满足工作性能和力学性能的要求，同时还应满足铸造工艺、方法及合金铸造性能的基本要求，这样才能达到优质、高产、低耗的效果。
铸造工艺设计中最重要的环节就是工艺方案，其主要包括零件结构分析和铸造工艺方案分析两部分内容。
根据零件的结构特点、技术要求和生产批量等条件确定其铸造工艺，绘制铸造工艺图和铸型图；然后依据绘制的铸造工艺图，结合所选定得造型方案和工艺卡，便可绘制出模样图及铸型图。
2材料的确定
机械零件材料的选择是一个复杂的问题，需要在掌握工程材料理论及其应用理论知识的基础上，明确目标及限制条件，进行具体分析，进行必要的试验和选材方案对比，最后才能确定选材方案。
一般应遵循使用性、合理性、经济性和工艺性”原则⑴。
支撑台零件主要用于承受中等静载荷，即在工作时起支撑机器上其它部件的作用，而经常处于压应力状态，要求能抗压和耐磨即可，故选用灰铸铁HT150
制成。
灰铸铁是一种断面呈灰色，碳主要以片状石墨形式出现的铸铁。
并且其含碳、硅较高（碳3.0%-3.7%、硅1.8%-2.4%）其铁水不经任何处理，出炉后可进行直接浇注。
灰铸铁具有良好的减磨性、吸振性和切削加工性，以及铸造流动性好，充满型腔的能力较强，有利于金属渣中的气体和杂质上浮。
HT150的工作条件是承受中等负荷，且摩擦面间的单位面积压力不大于490kpa,—般机械制造中的
铸件，如：
支柱、底座、齿轮箱、刀架、轴承座、轴承滑座等[2]。
符合本设计的
要求，故支撑台零件的材料选用灰铸铁HT150。
3结构工艺分析
支撑台零件由法兰、锥度、内腔及小孔等结构组成。
此产品的生产性质为单
件小批量生产。
灰铸铁具有良好的耐磨性，液态流动性好，凝固收缩性小，抗
压强度高，吸振性好，使用时有充分的强度和刚性，能够满足支撑台工作要求，而且价格适宜，故选用灰铸铁作为铸件材料。
此零件外形轮廓尺寸为160mm*200mm*200mm，主要壁厚12mm,最大壁厚20mm,为一小型铸件；机器支撑台零件主要用于承受静载荷，即在工作时起支撑机器上及其他部件的作用，而经常处于压力状态，故要求能抗压和耐磨即可。
故选择灰铸铁HT150制成。
零件结构图及三维图3.1如下所示。
0160
图3.1零件图及三维图
4工艺方案的设计
4.1铸型种类及造型方法的确定[3]
铸型包括将熔化的金属倒入铸模（同铸锭过程），铸模的型腔提供了最终有用的形状，之后仅需根据具体应用进行加工和焊接。
铸型通常按照造模的方法、造模的材料或进铸模的方法进行分类，铸造工艺有四种基本类型：
砂型铸造、永久
型铸造、压模和离心式铸造。
考虑其经济性、合理性、工艺性，对本设计采用砂型铸造。
砂型铸造的铸型主要分为湿型、干型、表面干型、自硬型四种。
每种铸型的选择需要根据铸件重量、结构和质量要求、生产批量及车间生产条件等因素确定。
湿型是应用最广泛的一种铸型。
湿型铸造法的基本特点是砂型无需烘干，不存在硬化过程，其主要优点是生产灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程中的机械化和自动化，材料成本低。
通常情况下，中小型铸件应尽可能选择湿型。
故本设计采用湿型铸造法。
因湿型铸造法水分多，强度低，铸件易产生结疤、鼠尾、粘砂、气孔、砂眼、胀砂等缺陷，在使用时应注意以下几种情况：
1•浇注时铸件有较大水平壁时，用湿型容易引起夹砂缺陷，应考虑使用其他砂型。
2.铸件过高，金属静压力超过湿型的抗压强度时，应考虑使用干砂型或自硬砂型。
3.型内放置冷铁过多时，应避免使用湿型，因为冷铁生锈或变冷而凝结水珠”浇注后会引起气孔缺陷。
如果必须使用冷铁时，冷铁应事先预热，放入型
内后要及时合型浇注。
4.造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜采用湿型，因为湿型放置过久会风干，使表面强度降低，易出现冲砂缺陷。
支撑台零件为回转体结构，且平直分型面，故适合分模造型。
因其生产批量小，因此采用手工造型和制芯。
综上所述，本设计采用湿砂手工分模造型。
4.2分型面的选择
分型面是指两半铸型相互接触的表面。
分型面的得选取优劣，对铸件的精度、生产成本和生产率影响很大。
选择分型面时应注意一下几项原则：
1•尽可能将整个铸件或其主要加工面和基准面置于同一砂箱内；
2.尽可能减少分型面数目；
3.尽量选用平面分型；
4.分型面应选取在铸件最大投影面处；
5.尽可能少用砂芯；
6.尽量避免铸件非加工面产生飞边；
7.尽量降低砂箱高度；
8•受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度；
9.有利于下芯、验型与合型。
支撑台零件有三个最大截面，可以设计轴向分型和径向分型两种方案。
径向分型有两个分型面，分别为A、B在上下法兰下面。
需要用三箱造型，工艺复杂，砂箱数量多且容易出现错箱等错误，生产效率低。
而轴向分型为一个分型面，在零件垂直轴线上，分两箱造型。
便于起模、下芯和验型等且分型面与分模面相同，因此选择轴向分型。
图4.1分型面选择图
4.3铸件浇注位置的确定
铸件的浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。
浇注位置不仅对保证铸件质量有重要影响，而且与工艺装备（如模样、芯盒）结构，下芯、合型甚至清理等工序均有密切的关系，还能影响到机械加工。
浇注位置的选择要根据铸件的大小、结构特点、合金性能、生产批量、现场工艺条件及综合等方面加以确定⑶
以保证铸件质量为出发点，应尽量简化造型工艺和浇注工艺。
同时还应注意以下几点原则：
1.浇注的重要加工面应朝下或呈侧立面
一般情况下，铸件顶面形成气孔和夹杂物等缺陷的可能性大，而铸件向下的
底面和侧立面比较光洁，出现缺陷的可能性小。
2.尽可能使铸件的大平面朝下
既可避免气孔和夹渣，又可防止大平面处发生夹砂缺陷。
3.应保证铸件能充满
对薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下，以免出现浇不到和冷隔等缺陷。
当铸件薄壁部分面积较大时，可采用倾斜浇注，以保证铸件能充满。
4.应有利于实现顺序凝固
铸件的厚大或局部厚实部分，应置于铸型的顶部或侧面，以便于安放冒口，实现自下而上的顺序凝固。
5.应尽量减少砂芯数量并使其稳定
避免使用吊砂、吊芯或悬臂砂芯，以便于下芯、检验、固定和排气。
本次设计中，支撑台在工作中起支撑和承受载荷的作用。
下法兰受力大，应宽大。
按照重要加工面或大平面应朝下或呈侧立面，为了避免出现浇不到和冷隔等缺陷，将支撑台水平浇注，可使两端加工面处于侧立面，以保证铸件的质量和精度，并且有利于下芯、检验、固定和排气。
其示意图如图4.2所示。
图4.2
5铸件工艺参数的确定
5.1加工余量
为了保证零件加工面尺寸和精度，在铸造工艺设计时，将加工面上留出的、准备切去的金属层厚度，称为机械加工余量。
加工余量过大或者过小都会影响零件的质量。
在选择加工余量时要考虑铸造合金种类、铸造工艺方法、生产批量、设备与工装的水平、加工表面处的浇注位置、铸件的基本尺寸的大小和结构的影
响。
支撑台零件采用砂型手工造型且最大轮廓尺寸为630-1000之间，且其基本尺寸为160mm、200mm,查表5.1表5.2表5.3和表5.4可知其加工余量等级为F-H,尺寸公差等级为CT（11-13）,确定其加工余量为7.5mm。
表5.1毛坯铸件典型的机械加工余量等级（GB/T6414-1999）[3]
要求的机械加工余量等级
方法
铸件材料
铸钢
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
铜合金
轻金属合金
砂型手工造型
G-k
F-H
F-H
F-H
F-H
F-H
砂型机器造型或
E-H
E-G
E-G
E-G
E-G
E-G
壳型
金属型或低压铸
D-F
D-F
D-F
D-F
D-F
造
压力铸造
B-D
B-D
熔模铸造
D
D
D
E
E
表5.2要求的铸件加工余量（GB/T6414-1999⑶单位（mm）
最大
尺寸
要求加工的机械余量等级
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
<40
0.1
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
0.7
1
1.4
>40-6
0.1
0.2
0.3
0.3
0.4
0.5
0.7
1
1.4
2
3
>63-1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.7
1
1.4
2
2.8
4
00
>100-
0.3
0.4
0.5
0.8
1.1
1.5
2.2
3
4
6
160
>160-
0.3
0.5
0.7
1
1.4
2
2.8
4
5.5
8
250
>250-
0.4
0.6
0.9
1.3
1.4
2.5
3.5
5
7
10
400
（续）
最大
尺寸
要求加工的机械余量等级
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
>400-
0.5
0.7
1.1
1.5
2.2
3
4
6
9
12
630
>630-
0.6
0.8
1.2
1.8
2.5
3.5
5
7
10
14
1000
>6300
-1000
1.1
1.5
2.2
3
4.5
6
9
12
17
24
0
1最终机械加工后铸件的最大轮廓尺寸。
2等级A和B仅用于特殊场合，例如，在供需双方已就夹持面和基准面或基准目标商定了模样装备、铸造工艺和机械加工工艺的成批生产的情况下。
表5.3小批量或单件生产的毛坯铸件公差尺寸等级⑶
公差等级
铸造方法
造型材料
铸件材料
铸钢
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
铜合金
轻金属
合金
镍基合金
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