模具支架铸造工艺设计说明书Word文档格式.docx

1、1、造型 采用手工造型;砂箱尺寸600mm*620mm*250mm,每型4件。2、制芯设备 芯盒制芯。三、熔炼工艺1、铁液的化学成分 （C）=3、6%-3、9%;（Si） 3、0%;（Mn）0、5%; （P） 0、07%;（S）0、03%;（Mg）残=0、03%-0、05%; （Re）残=0、01%-0、03%。2、球化剂 稀土镁硅铁合金,加入量为铁液质量分数的1、5%-1、7%。3、出炉温度 1420-1440。4、浇注温度 1320-1380。5、孕育剂 75Si-Fe合金孕育,加入量为包内铁液质量分数的0、3%-0、7%。6、熔炼设备 0、5t无芯工频感应电炉熔炼原铁液;在100Kg铁液

2、包中进行球化处理;转50Kg浇包进行浇注。四、主要工艺参数1、加工余量 2-3mm,模具支座面机械加工余量取3mm;模具支座底面及侧面机械加工余量取2mm。2、收缩率 1%。3、拔模斜度 1。4、砂型硬度 砂型硬度大于40（C型硬度计）。5、吃砂量 吃砂量为30-60mm。6、型砂性能 湿压强度为0、12-0、14MPa,透气性100cm2/（Pa*s）,紧实率为40%-48%（夏季）,41%-47%（冬季）。7、铸造圆角 铸造圆角为R2。五、铸造工艺方案1、浇注位置及分型面的选择 由于本铸件采用试制研发的方案进行设计,其可能的分型面的选取有如下图所示的6种:但就是,根据分析及铸件实际分型面的

3、选取原则,我们不难发现方案3、4、5就是根本无法起模的,故应舍弃;再由于方案2不能很好的保证铸件孔的同轴度,且容易发生错型、不易合箱,故也应舍弃;方案1使得大部分铸件都处在下型,且能很好的保证铸件孔的同轴度及圆度;方案6下芯方便,上下模样相同;故最终,确定方案1与方案6为本铸件的可行分型面选择方案。2、对于方案12、1 型芯设计 根据铸件孔的基本尺寸及其加工余量,确定型芯的相关尺寸。砂型的实际工作长度L=101mm,垂直芯头与芯座之间的间隙S=0、5mm,垂直芯头与芯座之间的侧隙s/2=0、25mm,垂直芯头高度h=h1=30mm,垂直芯头的斜度=9,砂型直径D=46mm,相关数据参数如下图所

4、示: 2、2、工艺分析图的确定 根据对零件结构优化、分型面、加工余量、拔模斜度以及型芯的相关设计,作出铸件的工艺分析图如下所示:2、3、铸件图的确定 根据之铸件的分型面选择以及铸件加工余量与拔模斜度的确定,作出连杆铸件图如下所示:2、4、冒口设计 根据球墨铸铁凝固特点,此件采用控制压力冒口进行补缩。这就是因为当铸件以液态收缩为主时,冒口内铁液补给铸件以消除集中缩孔。共晶膨胀初期,由于砂型硬度高,铸件内部压力大,多余铁液倒回入冒口,以降低铸件内部膨胀压力,防止铸件膨胀。而当冒口颈凝固后,共晶膨胀造成内压力自补缩,克服缩松缺陷,因此冒口大小选择以及冒口颈尺寸选择尤为重要。（1）铸件相关参数计算通过

5、运用三维设计软件UG,测算出铸件的体积V=2157、53进而计算出铸件质量m=V*=2157、5*7、3=15、75Kg（2）铸件关键模数的确定1对于62的热节圆铸件模数 Mc1=Drb/2*（Dr+b）=62*101/2*（62+101）=19、2mm2对于40的热节圆铸件模数Mc2= Drb/2*（Dr+b）=40*101/2*（40+101）=14、3mm根据以上分析,Mc1 Mc2,Mc1就是计算冒口时起决定性作用的模数,故选择Mc1为铸件的关键模数较合适。（3）冒口模数及冒口颈模数的确定根据材料成型工艺图4-35控制压力冒口的模数与铸件关键模数的关系,取冒口模数Mr=13、0mm。又

6、冒口颈模数Mn=0、67Mr,故Mn=8、7mm,取Mn=9mm。（4）冒口尺寸的确定查阅标注冒口系列尺寸关系,由Mr=0、189d得:d=68、8mm,取d=70mm。冒口高度h=1、5d=1、5*70=105mm;冒口质量m=1、04d3=2、6Kg。选用矩形冒口颈,由Mn=ab/（a+b）,a为冒口颈宽度,b为冒口颈高度;取a=50mm,b=8mm。冒口形状及冒口颈尺寸如下图所示:（5） 冒口补缩能力较核冒口补缩距离 与传统冒口的补缩概念不同,控制压力冒口的补缩距离,不就是表明冒口把铁液输送到铸件的凝固部位,而就是表明有凝固部位向冒口回填铁液能输送多大距离。该距离与铁液冶金质量与之间模数

7、密切相关,由于该铸件模数较大,显然冒口补缩距离足够。冒口的位置及数目 冒口应安放在铸件模数大的关键部位,该铸件采用内浇道通过侧冒口的引入方式。经分析,由于冒口内金属液体积足以补缩铸件的液态收缩量,故此方案只用采用一个冒口即可。2、5、浇注系统设计 采用封闭式浇注系统,内浇道阻流,挡渣作用较好。（1）浇注时间 由经验公式确定 T=AMn式中 A-经验系数,取2、3; M-浇冒系统重量+铸件重量,预设工艺出品率65%,每箱4件,则M可取96、9Kg; n-指数,球墨铸铁取0、33。代入上式,计算的t=10、8s,根据生产确定浇注时间为11s。（2）内浇道A阻的计算 根据奥赞公式 A阻= m/*t*

8、（2*g*Hp）1/2 式中 m-铸型内铁液重量,由于每箱4件,故m=M/4= 24、2Kg; -流量系数,取0、4; t-浇注时间,取11s; g-重力加速度,取10m/s2 Hp-平均静压头,取250mm。 代入计算得:A阻=390mm2=A内。（3）浇道比 取浇道比 A内:A横:A直=1:1、2:1、4 A内=390 mm2,依浇道比计算得:A横=468 mm2;A直=546 mm2。根据常用球墨铸铁件浇注系统尺寸,取A内=400 mm2;A横=480 mm2;A直=560mm2。 浇道截面如下图所示: 2、6、工艺出品率校验 最终,整箱中铸件重量为:15、75Kg;浇冒系统总重量为:1

9、5、2Kg。故实际工艺出品率为:=（15、75*4）/（15、75*4+15、2）=80、6%,符合预期设计要求。 2、7、模样设计 取铸件的体收缩率为1%,则其模样图如下: 2、8、砂箱布置根据吃砂量及砂箱内框尺寸,作出砂箱布置图如下: 3、对于方案6 3、1、 型芯设计 根据铸件孔的基本尺寸及其加工余量,确定型芯的相关尺寸。砂型的实际工作长度L=101mm,水平芯头与芯座之间的间隙S=0、5mm,水平芯头长度l=35mm,砂型直径D=46mm,相关数据参数如下图所示:3、2、工艺分析图的确定 根据对零件结构优化、分型面、加工余量、拔模斜度以及型芯的相关设计,作出铸件的工艺分析图如下所示:3

10、、3、铸件图的确定 根据之铸件的分型面选择以及铸件加工余量与拔模斜度的确定,作出连杆铸件图如下所示:3、4、冒口设计 根据球墨铸铁凝固特点,此件采用控制压力冒口进行补缩。通过运用三维设计软件UG,测算出铸件的体积V=2152、13进而计算出铸件质量m=V*=2152、1*7、3=15、71Kg3对于80的热节圆铸件模数 Mc1=Drb/2*（Dr+b）=80*101/2*（80+101）=22、3mm4对于47的热节圆Mc2= Drb/2*（Dr+b）=47*101/2*（47+101）=16、0mm根据材料成型工艺图4-35控制压力冒口的模数与铸件关键模数的关系,取冒口模数Mr=13、9mm

11、。又冒口颈模数Mn=0、67Mr,故Mn=9、3mm,取Mn=9、5mm。d=73、5mm,取d=76mm。冒口高度h=1、5d=1、5*75=114mm,取h=115mm;冒口质量m=1、04d3=3、33Kg。取a=50mm,b=6mm。3、5、浇注系统设计 采用封闭式浇注系统,内浇道阻流,挡渣作用较好。 T=AMn M-浇冒系统重量+铸件重量,预设工艺出品率65%,每箱4件,则M可取96、7Kg; n-指数,球墨铸铁取0、33。代入上式,计算的t=10、7s,根据生产确定浇注时间为11s。 A阻= m/*t*（2*g*Hp）1/2 式中 m-铸型内铁液重量,由于每箱4件,故m=M/4=

12、24、2Kg; 代入计算得: A内=390 mm2,依浇道比计算得: 3、6、工艺出品率校验15、71Kg;17、27Kg。=（15、71*4）/（15、71*4+17、27）=78、4%,符合预期设计要求。3、7、模样设计 取铸件的体收缩率为1%,则其模样图如下:3、8、砂箱布置 4、方案对比 方案1的铸件大部分放在下砂箱,与方案6的中间分型相比,冒口的补缩效果更好一些,且经过计算,冒口的重量也要小些,最终导致方案1比方案6的工艺出品率要高一些;且方案1的模样制作要比方案6简单,铸件毛坯的清理工作量要比方案6小些,故最终选择方案1进行试制研发。六、主要缺陷及防治措施 1、缩松 产生缩松部位主要就是冒口颈及铸件厚大部位;缩松主要就是冒口补缩不利;预防措施为将冒口移至厚大部位处以及调整冒口颈尺寸。 2、夹渣 夹渣出现在大平面上不加工面以及圆孔内侧。主要原因可能就是由于横浇道较短,铁液中的渣子来不及上浮。预防措施为在横浇道处采用上下箱搭接下滤渣网。