支撑台铸造工艺设计汇总.docx

1、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 105.3铸出孔 105.4型芯及型芯头选择 .106浇注系统的设置 .16.1浇注系统作用与结构分析 116.2浇口杯和直浇道 .16.3横浇道和内浇道 .16.4各组元截面尺寸确定 116.5冒口及尺寸确定 137 铸件工艺图和铸件图 .4附录 15总结 16参考文献 .71 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

2、。 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

3、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。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 HT15

4、0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

5、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

6、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

7、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

8、，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

9、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以保证铸件质量为出发

10、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

11、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4.25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

12、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-kF-HF-HF-HF-HF-H砂型机器造型或E-HE-GE-GE-GE-GE-G壳型金属型或低压铸D-FD-FD-FD-FD-F

13、造压力铸造B-DB-D熔模铸造DDDEE表5.2要求的铸件加工余量(GB/T6414-1999 单位(mm)最大尺寸要求加工的机械余量等级ABCDEFGHJK40-60.10.20.30.30.40.50.711.42363-10.20.30.40.50.711.422.8400100-0.30.40.50.81.11.52.2346160160-0.30.50.711.422.845.58250250-0.40.60.91.31.42.53.55710400（续）最大尺寸要求加工的机械余量等级ABCDEFGHJK400-0.50.71.11.52.2346912630630-0.60.81.21.82.53.557101410006300-10001.11.52.234.56912172401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 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