大学本科机械专业泵盖铸造工艺毕业设计.docx
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大学本科机械专业泵盖铸造工艺毕业设计
课程设计报告
设计题目
泵盖铸造工艺设计
学院
机械学院
年级
专业
材料成型及控制工程
学生姓名
学号
指导教师
目录
1设计任务1
1.1设计任务1
1.2设计的技术要求1
2铸造工艺方案的确定2
2.1零件结构分析2
2.2分型面的确定3
2.3.加工余量和铸造圆角4
2.4工艺参数的确定5
2.5.1工艺补正量6
2.5.2分型负数6
2.5.3砂芯设计6
2.5.4铸件毛胚质量7
3.浇注系统(包括冒口)的选择7
3.1浇注系统和冒口7
4铸造工艺图11
5铸造工艺卡13
6参考文献14
不要删除行尾的分节符,此行不会被打
1设计任务
11设计任务
泵盖铸造工艺设计
图1
12设计的技术要求
设计应达到的技术要求:
实际主要用于零件的外部,起密封,阻挡灰尘的作用,故其在机器中只是起辅助作用,对机器的稳定运行影响不是很大,其在具体加工的时候,精度要求也不是很高,加工起来也十分容易。
依据图纸要满足下列要求:
1、材质灰铁150、未注铸造圆角均为R3;
2、铸件表面不得有沙眼、缩孔等缺陷;
3、泵盖底部Φ132表面Ra为3.2,Φ100表面Ra为6.3,二者之间台阶Ra1.6。
Φ14中心孔内表面Ra为1.6,Φ25中心孔内表面Ra为6.3,其余为Ra12.5;
4、两个圆柱孔分别为中心大圆柱Φ25H9基本尺寸为Φ25mm,公差带为H8的孔;中心小圆柱Φ14H9
2铸造工艺方案的确定
2.1零件结构分析
名称:
泵盖
材料:
HT150
生产批量:
大批量生产
图2泵盖立体
图3泵盖零件
2.2分型面的确定
在生产中考虑选择分型面时应注意以下原则:
1、应使铸件全部或大部置于同一半型内,以保证铸件精度。
如果做不到上述要求,必须尽可能把铸件的加工面和加工基准放在同一半型内。
2、应尽量减少分型面的数目。
分型面越少,铸件精度容易保证且砂箱数目少减少工人劳动量。
3分型面应尽量选用平面。
平直分型面可简化造型过程和模板制造,易于保证铸件精度。
4分型面通常选在铸件的最大截面处,尽量不使砂箱过高。
高砂箱,造型困难填砂、紧实、起模、下芯都不方便,劳动强度大。
5尽量便于下芯、合型和检查型腔尺寸。
6注意减轻铸件清理和机械加工量。
就本次的泵盖而言:
将铸件大部分---重要部分(泵盖圆盘底部)置于下部且分型面为最大截面。
此方案便于起模,方便下芯,保证浇注质量、能够实现顺序凝固、使其金相组织均,同时保证铸件的精度减少不必要的缺陷。
亦能减少后加工量!
图4
2.3加工余量和铸造圆角
(1)加工余量
该泵盖为大批量生产,砂型铸造,手工造型,由课本P241表3-3-4取尺寸公差等级CT为11,加工余量等级MA为H。
得出灰铁机械加工余量。
查课本P240表3-3-3得到零件各部分加工余量。
加工余量表表1
公差等级
尺寸(mm)
加工余量(mm)
11H
100
4.5
3.5
11H
>100~160
5.5
4.5
图5
2.4工艺参数的确定
尺寸公差
根据零件图技术要求:
其铸件尺寸公差按照GB/T6414-86《铸件尺寸公差》中灰口铸铁砂型手工造型公差等级为CT12级,尺寸公差为9mm。
铸件收缩率
铸件材料为灰铁,收缩过程为受阻收缩,根据表3-3-7[1],中小型件得铸造自由收缩率为1.0%,受阻手缩率0.9%。
表2
最小铸出孔及槽
根据表3-3-8[1]查得大批量小型铸件最小铸出孔为Φ14mm。
零件中小于Φ14mm的孔不铸出,其余孔均铸出。
拔模斜度
根据已经确定的摸样高度、表面粗糙度,查表JB/T5018-91得零件的拔模斜度为1°。
图6
2.5.1工艺补正量
大批量生产的铸件不考虑工艺补正量。
2.5.2分型负数
砂型铸造时,由于起模后的修型和烘干过程中砂型的变形,引起分型面凹凸不平往往要在下箱分型面上垫石棉绳或耐火泥条,这样就使垂直于分型面方向的铸件尺寸增高了,粘土湿砂型通常不考虑分型负数。
因此分型负数为零。
2.5.3砂芯设计
砂芯的选择原则:
(1)尽量减少砂芯数量
(2)为保证操作方便可将复杂砂砂芯分块制造
(3)保证铸件内腔尺寸精度
(4)保证铸件壁厚均匀
(5)填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面
(6)使同层砂芯组合后的上面为平面
此铸件中只需在直径为25mm的孔中加一个砂芯,型芯为圆柱型芯,芯砂采用粘土砂,造芯方法采用芯盒造芯,采用垂直型芯及芯头,查《铸造实手册》:
表3
则垂直芯头的高度一般取15—50mm,上芯头取15mm,上砂箱的芯头斜度为a=2mm,没有下芯头。
如图8所示:
图7
2.5.4铸件毛胚质量
查《铸造实用手册》得出:
密度ρ=7.2g/cm^3
计算得出铸件体积V=467845.35mm^3
得质量M=3.368kg
3.浇注系统(包括冒口)的选择
浇注位置选择取决于合金的种类、铸件结构、铸件质量要求及生产条件。
确定浇注位置的主要原则有:
1.要加工面朝下或呈直立状态
2.应有利于铸件补缩
3.应保证铸件有良好的金属液导入位置,保证铸件充满
4.应使合型、浇注和补缩位置相一致
图8
(1)、浇注系统形式的选择:
由以上分析采用:
封闭式——较好的阻渣能力、可以防止金属液卷入气体消耗金属少清理方便等;
顶注式浇注系统——容易充满,减少薄壁铸件浇不到、冷隔等缺陷,冲型后上部温度高于底部,有利于铸件自上而下顺序凝固等优点。
(2)浇注系统计算
浇注时间
经计算的浇注时间t=3.32s表4
液面上升速度
铸件高度/浇注时间=40/3.3=12.2mm/s,大于金属液允许最小上升速度10mm/s。
表5
直、横、内浇道截面积的确定
跟据Osann公式可计算出浇注系统最小截面积之和。
∑A内=G/(0.31×μ×t×Hp1/2)(cm2)
式中:
∑A内---浇注系统最小截面面积之和;
G---型内铁液总重量;
μ---流量系数,取0.5;
Hp---平均压头。
由于浇注方式为顶注式,则Hp=l×tanα=13.1732mm×tan9°=20.86mm
∑A内=2.27/(0.31×0.5×3.3×2.091/2)=2.84cm2
各浇道的截面积比为:
ΣS内:
ΣS横:
ΣS直:
=1:
1.2:
1.4
所以直浇道截面积3.41cm2;横浇道截面积3.98cm2
由此可得直浇道半径为0.3cm。
内浇道截面图9直浇道截面图10
横浇道截面图11
(3)冒口设计
采用模数法设计冒口:
由模数计算公式Ms=V/S,计算铸件模数Ms=0.53cm<0.75cm宜采用浇注系统当冒口,因此不用设专门的冒口。
根据实际生产情况:
采用机械化大批量生产小型铸件过程中采用一腔多模时,由于内浇道、横浇道截面积仅有几平方厘米,在造型过程中精确度不易把握,采用直浇道向型腔直接注入金属液,浇注系统亦能充当冒口功能即可满足补缩要求!
图12
4铸造工艺图
图13
5铸造工艺卡
零件名称
泵盖
材质
HT150
材料
铸件重量(kg)
铸件材质
炉料
每个毛坯可切零件数
净重
毛重
浇注系统重
HT150
铁锭、废钢
3(圆孔)
造型
砂型名称
砂型类型
造型方法
砂箱编号
砂箱内部尺寸(mm)
备注
长
宽
高
上箱
树脂砂
手工
01
200
200
80
下箱
树脂砂
手工
02
200
200
50
砂型
树脂砂
射砂
干燥前
干燥后
芯撑
编号
次数
编号
次数
1
1
2
1
1
1
2
1
浇注
铁液出炉温度
(°C)
浇注温度
(°C)
每箱铁液消耗
(kg)
浇注时间(s)
冷却时间(min)
1400
1350
2.3
3.3
13
6.参考文献
[1]《材料成型工艺基础》沈其文主编3版华中科技大学出版社2003.
[2]《机械设计》濮良贵,纪名刚主编8版高等教育出版社2006.
[3]《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社8版2009.
[4]《工程材料及应用》周风云主编华中科技大学出版社2版2002.
[5]《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社8版2009.
[6]《铸造手册(第五卷)》陶令恒等主编.
[7]《铸造实用数据速查手册》刘瑞灵主编.
[8]《铸工实用手册》机械工业出版社1994机械工业出版社2006严邵华主编中国劳动出版社199018.
[9]《AutoCAD2010基础教程与运用》机械工业出版社
附录:
Fromtheworldofradiointheworldtoasinglechip
Moderncomputertechnology,industrialrevolution,theworldeconomyfromthecapitalintotheeconomytoknowledgeeconomy.Fieldintheelectronicworld,fromthe20thcenturyintotheeraofradiotocomputertechnologyinthe21stcenturyasthecenteroftheintelligentmoderneraofelectronicsystems.Thebasiccoreofmodernelectronicsystemsareembeddedcomputersystems(referredtoasembeddedsystems),whilethemicrocontrolleristhemosttypicalandmostextensiveandmostpopularembeddedsystems.
First,radiohascreatedgenerationsofexcellenceintheworld
Fiftiesandsixtiesinthe20thcentury,themostrepresentativeoftheadvancedelectronictechnologyiswirelesstechnology,includingradiobroadcasting,radio,wirelesscommunications(telegraph),AmateurRadio,radiopositioning,navigationandothertelemetry,remotecontrol,remotetechnology.Earlythattheseelectronictechnologyledmanyyoungpeopleintothewonderfuldigitalworld,radioshowwasawonderfullife,theprospectsforscienceandtechnology.Electronicsbegantoformanewdiscipline.Radioelectronics,wirelesscommunicationsbegane-worldjourney.Radiotechnologynotonlyasarepresentativeofadvancedscienceandtechnologyatthattime,butalsofrompopulartoprofessionalfieldsofscience,attractingtheyoungpeopleandenablethemtofindalotoffun.Orefromthebedsidetothesuperheterodyneradioradio;reportissuedfromtheradioamateurradiostations;fromthetelephone,electricbelltotheradiocontrolmodel.Becamepopularyouthradiotechnology,scienceandtechnologyeducationisthemostpopularandmostextensivecontent.Sofar,manyoftheoldergenerationofengineers,experts,Professoroftheyearareradioenthusiasts.Funradiotechnology,radiotechnology,comprehensivetraining,frombasicprinciplesofelectronics,electroniccomponentstotheradio-basedremotecontrol,telemetry,remoteelectronicsystems,hastrainedseveralgenerationsoftechnologicalexcellence.
Second,fromthepopularityoftheradioeratoeraofelectronictechnology
Theearlyradiotechnologytopromotethedevelopmentofelectronictechnology,mostnotablyelectronicvacuumtubetechnologytosemiconductorelectronic
technology.Semiconductortechnologytorealizetheactivedeviceminiaturizationandlowcost,somorepopularwithradiotechnologyandinnovation,andtogreatlybroadenthenumberofnon-radio-controlareas.Thedevelopmentofsemiconductortechnologyleadtotheproductionofintegratedcircuit,formingthemodernelectronictechnologyleapfromdiscreteelectronicsintotheeraoferaofintegratedcircuits.Electronicdesignengineersnolongerusethediscreteelectroniccomponentsdesignedcircuitmodules,anddirectselectionofintegratedcircuitcomponentsconstituteasinglesystem.Theyfreedthedesignofthecircuitunitdedicatedtosystemdesign,greatlyliberatingtheproductiveforcesofscienceandtechnology,promotethewiderspreadofelectronicsystems.Semiconductorintegratedcircuitsinthebasicdigitallogiccircuitsfirstbreakthrough.Alargenumberofdigitallogiccircuits,suchasgates,counters,timers,shiftregisters,andanalogswitches,comparators,etc.,fortheelectronicdigitalcontrolprovidesexcellentconditionsforthetraditionalmechanicalcontroltoelectroniccontrol.Powerelectronicdevicesandsensortechnologytomaketheoriginaltotheradioasthecenterofelectronictechnologyturnedtomechanicalengineeringinthefieldofdigitalcontrolsystems,testinginthefieldofinformationcollection,movementofelectricalmechanicalservodrivecontrolobject.Semiconductorandintegratedcircuittechnologywillbringusauniversalageofelectronictechnology,wirelesstechnologyasthefieldofelectronictechnologyapartof.70yearsintothe20thcentury,largescaleintegratedcircuitappearedtopromotetheconventionalelectroniccircuitunit-specificelectronicsystemsdevelopment.Manyelectronicsystemsunitintoadedicatedintegrateddevicessuchasradios,electronicclocks,calculators,electronicengineersintheseareasfromthecircuit,thesystemdesignedtodebugintothedeviceselection,peripheraldeviceadapterwork.Electronictechnology,andelectronicproductsenriched,electronicengineerstoreducethedifficulty,butatthesametime,radiotechnology,electronictechnologyhasweakenedthecharm.Thedevelopmentofsemiconductorintegratedcircuitsclassicalelectronicsystemsarematuring,remaininthelargescaleintegratedcircuitotherthan
theshrinkingofelectronictechnology,electronictechnologyisnottheolddaysofradiofuntimesandcomprehensiveengineeringtraining.
Third,fromtheclassiceraofelectronictechnologytomodernelectronictechnologyofthetimes
80yearsintothe20thcentury,thecenturyofeconomicchangeisthemostimportantrevolutioninthecomputer.Thecomputerrevolutioninthemostimportantsignisthebirthofthecomputerembeddedapplications.Moderncomputernumericalrequirementsshouldbeborn.Alongperiodoftime,istodevelopthemassivecomputernumericalduty.Butthecomputershowsthelogicoperation,processing,control,attractingexpertsinthefieldofelectroniccontrol,theywantdevelopmenttomeetthecontrolobjectrequirementsofembeddedapplications,computersystems.Ifyoumeetthemassivedata-processingcomputersystemknownasgeneral-purposecomputersystem,thenthesystemcanbetheembeddedobject(suchasships,aircraft,motorcycles,etc.)inacomputersystemcalledtheembeddedcomputer.Clearly,boththedirectionoftechnologydevelopmentaredifferent.Theformerrequiresmassivedatastorage,handling,processingandanalysisofhigh-speeddatatransmission;whilethelatterrequiresreliableoperationi