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铸造工艺毕业设计说明书
轮毂的铸造工艺及其热芯盒模具设计
摘要
随着社会的发展，机动车辆在生产和生活中的越来越广泛。
缸盖是机动车辆中的重要部件，其壳体的结构及加工精度直接影响轮毂的正常工作，因此研究轮毂的加工方法和工艺的编制是十分必要和有意义的。
本设计是对前轮毂零件进行铸造毛坯工艺设计。
根据零件的使用条件、结构特点、生产批量，结合工厂现有设备等进行铸造工艺分析，确定了铸造方法、造型及造芯方法、凝固原则及浇注位置、分型面、砂箱中铸件数量、砂型数量等，完成了砂芯、浇注系统、冒口及冷铁、相关工装设备等设计。
本设计采用壳芯盒法制芯，根据芯子的形状及重量选用763射芯机进行射芯，采用酚醛树脂砂作为制芯材料。
接着对壳芯盒本体进行设计，芯盒本体的设计主要包括芯盒的结构及分盒面的选择，射砂口的设计，芯盒材料的选择，芯盒中砂芯的数目，排气装置的设计以及芯盒顶出机构的设计。
关键字：
砂型铸造，工艺分析，工艺设计，壳芯工装设计
TheCastingTechnologyandHotCoreBox
MoldDesignofHub
ABSTRACT
Alongwithsocialdevelopment,motorvehicleusedinproductionandlifeisincreasinglywide.Hubisanimportantvehiclecomponentanditsinteriorstructureandprocessingprecisiondirectlyaffectthehubnormalwork.Studyhubcastprocessingmethodsandtechniquesofpreparationisnecessaryandmeaningful.
Thisdesignisthecastingtechnologydesignforfronthubinvehicle.Accordingtotheapplicationconditions,structuralfeatures,productionbatchandexistingequipment,itdeterminesthemethodofcasting,modeling,coremaking,solidificationprinciplesandpouringposition,partingsurface,thequantityofcastingandmoldetc.Itcompletesthedesignofsandcore,pouringsystem,riser,chillandrelatedequipmentetc.
Thisdesignusestheshellcoreboxmakingcore.Accordingtotheshapeandweightitchoose763shootcoremachineshootcoreandusephenolicresinsandasthecoremakingmaterial.Thendesigntheshellcoreboxbody,thecoreboxbodydesignmainlyincludesthecoreboxstructureandboxsurfaceselection,sandjettingportcoreboxdesign,choiceofmaterials,coreboxofsandcoreinnumber,exhaustdesignandinstallationofthecoreboxliftingmechanismdesign.
KEYWORDS：
sandcasting，technologyanalysis，technologydesign，Shellcorefixturedesign
前言
近年来，能源，环境和安全问题受到普遍关注，汽车行业尤为突出。
减轻汽车自重是提高汽车燃油经济性、降低能耗、提高安全性能的重要措施之一。
轮毂作为汽车一个重要部件，对汽车节能、环保、安全性、操控性都有重要的影响，因此如何选材及加工成型，达到轻量化，意义深远。
轮毂的材质分为铁轮毂、钢轮毂这两者在卡车和公交车用的较多；轿车普遍使用铝轮毂。
优质轮毂包括以下基本条件：
①质量轻，价格低，表面质量高，易于成型；②具有良好静力学、动力学以及耐腐蚀特性；③具有良好的回转特性和导热特性；④具有良好的回收能力，符合环保要求。
所以完整的轮的铸造工艺的选择和选择直接应该后期的加工和使用，并通过设计轮毂铸造工艺，设计培养正确的设计思想方法、严谨的科学态度和良好得工作作风，树立自信心；培养运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及素质；培养自身获取信息和综合处理信息的能力，提高文字和语言表达能力。
热芯盒法，是铸造生产中一种机器制造型芯的方法，将铸造用砂、热固性树脂和催化剂混合成的砂料射入具有加热装置的芯盒中，加热到180～250℃，使贴近芯盒表面的砂料受热，在温度作用下，其粘结剂在很短时间内即可缩聚而硬化，形成型芯，不须再进烘炉烘干，具有缩短生产周期等优点。
而且，只要砂芯的表层有毫米结成硬壳即可自芯盒取出，中心部分的砂芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化，它为快速生产尺寸精度高的中、小砂芯（砂芯最大壁厚一般为50—75mm）提供了一种非常有效的方法，特别适用于汽车、拖拉机或类似行业的铸件生产。
第一章铸造工艺设计
§1.1零件概述
§1.1.1零件信息
名称：
前轮毂材料：
QT400-10
外形尺寸：
Φ182×165mm质量：
6.24kg
生产批量：
成批大量成产。
其零件示意图如下图1-1：
图1-1零件示意图
§1.1.2技术要求
（1）硬度HB156-197;
（2）未注明铸造抽模角3º，圆角半径R5；
（3）Φ85Gc孔表面对Φ72Gc孔表面的跳动允差为0.05；
（4）对Φ85Gc和Φ72Gc共同中心线：
①Φ90D6表面跳动允差为0.15；
②Φ100d7、Φ110d7、Φ132表面跳动允差为0.3；
③M、N端面跳动允差为0.08，P端面在R88处跳动允差为0.20，K端面跳动允差为0.20；
（5）非加工表面初一拖拉机专用醇酸底漆，外表面在底漆上面涂一层醇酸磁化；
（6）加工表面不得有夹渣、缩孔、缩松缺陷，非加工面不得有明显凹陷、缩孔、不允许有焊补处理；
（7）铸造收缩率为0.6%，未注起模斜度为2°；
（8）去飞边、毛刺、锐边。
§1.2铸造工艺方案的确定
§1.2.1造型、造芯方法及铸型种类的确定
由于前轮毂生产批量为成批成产，铸件不大、结构不是很复杂，考虑到技术上的先进性与经济的合理性，所以确定其毛坯生产方法为普通砂型机器造型，砂型种类为湿型，芯盒设计为壳芯盒法。
§1.2.2浇注位置和分型面的确定
一、铸件浇注位置的确定
凝固原则：
由于球磨铸铁有较宽的共晶凝固温度范围，从而使铸件的凝固特性为糊状凝固，此外还有较大的共晶膨胀[1]。
为此采取一些措施避免缩松缩孔，例如加大铸型刚度，增加石墨化膨胀的体积，这些措施可使铸件凝固时使石墨化膨胀所产生的巨大的膨胀力作用于正在生长的共晶团，有效地消除共晶团间的间隙，从而消除共晶团间的微观缩松。
浇注位置：
为了保证铸件质量，必须把最重要的加工面在浇注时向下或直立状态。
由零件的技术要求知道：
Φ72和Φ85的圆表面光洁度要求高，内部安装轴承，尺寸精度比较高，因此，应将两圆柱面呈直立状态，同时从凝固的原则出发，将厚大部位放在上面。
综合考虑结果：
确定本件的浇注位置有两个方案，方案І、方案II分别如图1-2、图1-3所示[2]。
图1-2方案І
图1-3方案II
为了尽量减少砂芯的数量，并且有利于砂芯的定位、稳固、排气和检验方便。
尽量避免砂芯吊在上箱或仅靠芯撑来固定。
对于图2-1所示，需要两个砂芯，并且有一个砂芯吊在上箱，故方案一不合理。
而图2-2所示，仅需采取一个砂芯，故采取方案二。
二、分型面的确定[3]
此件可有三种分型面方案：
方案І：
如图1-4所示可将铸件对称分布在两铸型内，模样易制作，但造型、下芯不方便，铸件内孔的精度不易保证，且为了保证浇注位置须将铸型翻转90º，劳动量大。
图1-4方案І
方案II：
如图1-5所示铸件在同一铸型内，可以保证其尺寸精度，且下芯后便于检查壁厚是否均匀，砂型稳固，造型简单，但顶注不平稳，易产生冲砂，同时上箱小，下箱大，起模行程大。
图1-5方案Ⅱ
方案III：
如图1-6所示铸件大部分在同一铸型内，能够保证其尺寸精度，下芯也便于检查，同时满足合箱，浇注，冷却位置一致，采用侧浇，切向引入改善了浇注时的充型不平稳，减少了冲击，防止了冲砂缺陷的产生，上、下箱相差不大，造型简单。
图1-6方案Ⅲ
经过比较，综合考虑，为保证铸件质量，采用方案III较合理。
§1.2.3砂箱中铸件数目的确定
当铸件的造型方法、浇注位置和分型面确定以后，应当初步确定一箱中放几个铸件，作为进行浇冒口设计等的依据。
一箱中的铸件数目，应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。
确定这个数目应注意以下情况：
在大批量生产的条件下，在同一条流水线上，砂箱的种类不宜太多，一般都是一种到两种，这时就根据所设计铸件尺寸的大小考虑浇注系统的位置和必要的吃砂量，大致确定选用哪种砂箱和一箱中铸件的数目即可。
但要考虑到机器造型流水线生产的特点，如一箱中砂芯的数量不宜太多，以免影响各工序间的平衡[4]。
由附录附表1-7[5]查得ZB148A气动微震造型线所对应的砂箱最大内尺寸长×宽×高为800×600×250mm3。
根据铸件重量6.24kg由表12-3[5]查得其最小吃砂量各参数为：
a=20mm，b=40mm，c=50mm，d=40mm，f=30mm，g=20mm，铸件轮廓为Φ182×165mm，因此砂箱中可放五个铸件。
§1.3工艺参数的选择
§1.3.1铸造收缩率
根据实际生产情况，并参考表2-14[6]，确定该件的收缩率为0.6%。
§1.3.2机械加工余量、铸件的尺寸和重量偏差
一、尺寸公差等级CT
查表2-2[6]，对于成批和大量生产的铸件，砂型机器造型的球磨铸铁的尺寸公差等级CT取为9级。
二、质量公差等级MT
查表2-5[6]，对于成批和大量生产的铸件，砂型机器造型的球磨铸铁的质量公差等级MT取为9级。
表1-1各尺寸机械加工余量
序号
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
1
Φ182
G
3
侧面，双侧加工
2
Φ132
G
3
侧面，双侧加工
3
Φ110
G
3
侧面，双侧加工
4
Φ100
G
3
侧面，单侧加工
5
Φ90
H
3
孔、降一级双侧加工
6
Φ85
H
3
孔、降一级双侧加工
7
Φ73
H
3
孔、降一级双侧加工
8
Φ80
H
3
孔，降一级双侧加工
9
Φ100
G
3
底面，双侧加工
10
Φ102
H
4
上表面降一级双侧加工
11
Φ182
G
3
底面，双侧加工
12
Φ182
H
4
上表面降一级双侧加工
13
Φ75
G
2.5
底面，双侧加工
14
Φ63
H
3
上表面降一级双侧加工
三、机械加工余量MA
对于成批
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