鑄造工藝說明書資料

1、箱體的鑄造工藝設(shè)計摘 要隨著社會的發(fā)展，機動車輛在生產(chǎn)和生活中的越來越廣泛。減速器是機動車輛中的重要部件，其箱體的結(jié)構(gòu)及加工精度直接影響輪轂的正常工作，因此研究箱體的加工方法和工藝的編制是十分必要和有意義的。本設(shè)計是對蝸輪蝸桿減速器箱體進(jìn)行鑄造毛坯工藝設(shè)計。根據(jù)零件的使用條件、結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)批量，結(jié)合工廠現(xiàn)有設(shè)備等進(jìn)行鑄造工藝分析，確定了鑄造方法、造型及造芯方法、凝固原則及澆注位置、分型面、砂箱中鑄件數(shù)量、砂型數(shù)量等，完成了砂芯、澆注系統(tǒng)、冒口及冷鐵、相關(guān)工裝設(shè)備等設(shè)計。關(guān)鍵字：砂型鑄造，工藝分析，工藝設(shè)計，箱體I目 錄前 言1第一章 鑄造工藝設(shè)計2§1.1 零件概述2§1

2、.1.1 零件信息2§1.1.2 技術(shù)要求2§1.2 鑄造工藝方案的確定3§1.2.1 造型、造芯方法及鑄型種類的確定3§1.2.2 澆注位置和分型面的確定3§1.2.3 砂箱中鑄件數(shù)目的確定6§1.3 工藝參數(shù)的選擇6§1.3.1 鑄造收縮率6§1.3.2 機械加工余量7§1.3.3 拔模斜度的確定8§1.3.4 鑄造圓角的確定8§1.3.5 最小鑄出口8§1.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計8§1.4.1 澆注系統(tǒng)的概述8§1.4.2 澆注系統(tǒng)類型的選擇9§

3、;1.4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計與計算10§1.4.4 出氣孔的設(shè)計13§1.5 砂芯的設(shè)計13§1.5.1 砂芯的概述13§1.5.2 砂芯數(shù)量的確定13§1.5.3 芯頭的設(shè)計13§1.5.4 殼芯的制備14§1.6 冒口及冷鐵的設(shè)計15§1.6.1 冒口的設(shè)計15§1.6.2 冷鐵的設(shè)計15結(jié) 論23參考文獻(xiàn)24致 謝25III第1章 鑄造工藝設(shè)計 §1.1 零件概述§1.1.1 零件信息名稱：蝸輪蝸桿減速器箱體 材料：QT400-15外形尺寸：182×165mm 生產(chǎn)批量

4、：成批大量成產(chǎn)。其零件示意圖如下圖1-1： §1.1.2 技術(shù)要求1.鑄件應(yīng)經(jīng)時效處理，消除內(nèi)應(yīng)力2.未注鑄造圓角R3-R5§1.2 鑄造工藝方案的確定§1.2.1 造型、造芯方法及鑄型種類的確定由于箱體生產(chǎn)批量為成批成產(chǎn)，鑄件不大、結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，考慮到技術(shù)上的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)的合理性，所以確定其毛坯生產(chǎn)方法為普通砂型機器造型，砂型種類為濕型，芯盒設(shè)計為殼芯盒法。§1.2.2 澆注位置和分型面的確定一、鑄件澆注位置的確定澆注位置選取原則：鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面鑄件寬大平面應(yīng)朝下面積較大的薄壁部分應(yīng)置于鑄型下部或垂直易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于上

5、部或側(cè)面應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量要便于安放型芯、固定和排氣由零件圖知道：零件呈對稱性，基本由薄壁組成，無厚大壁體。綜合考慮結(jié)果：確定本件的澆注位置有兩個方案，方案、方案II分別如圖1-2、圖1-3所示。 圖1-2 方案 圖1-3 方案II 為了盡量減少砂芯的數(shù)量，并且有利于砂芯的定位、穩(wěn)固、排氣和檢驗方便。盡量避免砂芯吊在上箱或僅靠砂芯撐來固定。對于圖1-3所示，需要兩個砂芯，并且有一個砂芯吊在上箱，故方案二不合理。而圖1-2所示，僅需采取一個砂芯，故采取方案一。二、分型面的確定分型面選取原則：分型面應(yīng)選擇最大截面處分型面的選擇應(yīng)盡量簡化工序分型面應(yīng)盡量平直基準(zhǔn)面放在同一個砂箱中盡量減少分型面使型

6、腔和主要芯位于下箱此件可有兩種分型面方案：方案：如圖1-4所示可將鑄件對稱分布在兩鑄型內(nèi)，模樣易制作，造型、下芯方便 圖1-4 方案方案II：如圖1-6所示鑄件大部分在同一鑄型內(nèi)，能夠保證其尺寸基本精度，同時滿足合箱，但下芯困難，不利于下芯。圖1-6 方案II經(jīng)過比較，綜合考慮，為保證鑄件質(zhì)量，采用方案I較合理。§1.3 工藝參數(shù)的選擇§1.3.1 鑄造收縮率查表得球鑄鐵中小型鑄件收縮率：0.91.1%，取中值1.0% 。§1.3.2 機械加工余量、鑄件的尺寸和重量偏差一、尺寸公差等級CT查表2-26，對于成批和大量生產(chǎn)的鑄件，砂型機器造型的球磨鑄鐵的尺寸公差等級

7、CT取為9級。二、機械加工余量MA對于成批和大量生產(chǎn)的鑄件，砂型機器造型的球磨鑄鐵的機械加工余量等級取為G級。查表2-87，并考慮實際情況，具體數(shù)值見如表1-1。§1.3.3 拔模斜度的確定按零件圖尺寸采用加減鑄件厚度的方法，根據(jù)表3-13確定其拔模斜度為2º。§1.3.4 鑄造圓角的確定按圖紙要求一般情況下未注圓角取R3-R5，其他圓角可根據(jù)零件尺寸大小適當(dāng)取值，具體圓角大小見紅藍(lán)工藝圖。§1.3.5 最小鑄出口根據(jù)鑄件厚度<50mm球墨鑄鐵的應(yīng)鑄出的最小孔徑為35mm，因此鑄件的螺紋孔孔徑較小應(yīng)全部無法鑄出§1.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計&#

8、167;1.4.1 澆注系統(tǒng)的概述澆注系統(tǒng)是砂型中引導(dǎo)液態(tài)合金流入型腔的通道，生產(chǎn)中常常因澆注系統(tǒng)設(shè)計安排不當(dāng)，造成砂眼、夾砂、粘砂、夾渣、氣孔、鐵豆、抬箱、縮孔、縮松、澆不足、變形、偏析等鑄造缺陷。此外，澆注系統(tǒng)的好壞還影響造型和清理工作的繁簡，砂型的體積大小和型砂的耗用運輸量，非生產(chǎn)性消耗的液態(tài)合金用量等等。所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計必須慎重認(rèn)真。澆注系統(tǒng)是由澆口杯、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內(nèi)澆道組成5。澆注系統(tǒng)截面積大小對鑄件質(zhì)量影響很大，截面積太小，澆注時間長，可能產(chǎn)生澆不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面積過大，澆注速度快，又可能收起沖砂，帶入熔潭和氣體，使鑄件產(chǎn)生渣孔、氣孔等缺陷。為了使金屬液以

9、適宜的速度充填鑄型，就必須合理確定澆注系統(tǒng)的面積。§1.4.2 澆注系統(tǒng)類型的選擇對于澆注系統(tǒng)各組元斷面比例關(guān)系、特點及應(yīng)用采用封閉式澆注系統(tǒng)，封閉式澆注系統(tǒng)具有良好的阻渣能力，可防止金屬液卷入氣體，消耗金屬少，清理方便。但是易產(chǎn)生噴濺和沖砂，使金屬氧化。開放式澆注系統(tǒng)在內(nèi)澆道被淹沒之前，各組元均呈非充滿狀態(tài)，幾乎不能阻渣，且會帶入大量氣體，金屬消耗也多。優(yōu)點是進(jìn)入型腔時金屬液流速小，充型平穩(wěn)，金屬氧化輕。根據(jù)灰鐵件澆注時產(chǎn)生的一些特點，采用阻渣效果較好的封閉式澆注系統(tǒng)。方案一 頂注式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：有利于鑄件自下而上的順序凝固和冒口的補縮，缺點：金屬液下落過程中接觸空氣出現(xiàn)激濺、氧化

10、、卷氣等缺陷，使充型不平穩(wěn)。大部分澆注時間，內(nèi)澆道工作在非淹沒狀態(tài)，相對來說，橫澆道阻渣條件差。方案二 底注式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：充型平穩(wěn)，避免發(fā)生金屬液激濺、氧化及由此產(chǎn)生的缺陷，阻渣效果好，型內(nèi)氣體易順序排出。缺點：充型后的溫度分布不利于順序凝固和冒口的補縮，且內(nèi)澆道附近易過熱，導(dǎo)致縮孔縮松和結(jié)晶粗大等缺陷。方案三 中間注入式澆注系統(tǒng)對內(nèi)澆道以下的型腔部分稱為頂注式，對內(nèi)澆道以上的部分為底注式，故它兼有頂注式底注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)缺點。同時由于內(nèi)澆道開在分型面上，便于機械化造型。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及球磨鐵件的凝固特點最終決定采用方案三，采用中間注入式澆注系統(tǒng) 。根據(jù)封閉式澆注系統(tǒng)的特點采用壓邊澆口式澆注

11、系統(tǒng)，其特點為：液態(tài)合金經(jīng)過壓邊窄邊流入型腔，沖型慢而平穩(wěn)，有力順序凝固，補縮作用良好；結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便，易于清理，金屬液消耗較少；主要用于壁較厚的中小型鑄件。§1.4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計與計算一、澆口杯的設(shè)計澆口杯是用來接納來自澆包的金屬液流的，因為鑄件是小型的鑄鐵件，所以澆口杯采用結(jié)構(gòu)簡便、制作方便、容積小、在機器造型中廣泛使用的普通漏斗形澆口杯，其優(yōu)點：便于接納來自澆包的金屬液流，液態(tài)合金壓頭高，沖力大，流量不易控制，且包孔不宜對準(zhǔn)直澆道，使用澆口杯方便澆注工作，避免金屬液飛濺；澆注時流股先進(jìn)入澆口杯，能防止液流直接沖入直澆道。對于機器造型而言，澆口杯在后期直澆道的基礎(chǔ)上

12、鏜出。其主要尺寸如下圖1-8：四、確定澆口比并計算各組元的截面積球墨鑄鐵澆注系統(tǒng)的澆道截面比隨鑄件結(jié)構(gòu)而異，一般球磨鑄鐵件采用封閉式澆注系統(tǒng)， 估算出鑄件質(zhì)量為由鑄造工程師手冊表6-89,6-90查的§1.4.4 出氣孔的設(shè)計鑄件澆注過程中，在型腔中的會產(chǎn)生氣體，如果不能及時排出，會產(chǎn)生氣孔鑄造缺陷，所以應(yīng)合理設(shè)計排氣系統(tǒng)。小型鑄件用一般造型機造型，在澆注系統(tǒng)合理和型砂性能有保證的條件下，為提高生產(chǎn)效率，方便鑄件清理及模具的制造、維修及保管，較少產(chǎn)生鑄件缺陷的因素，最好不用出氣孔。而是合箱后，在三冒口頂部各扎直徑為5-10mm的出氣孔二個。對于砂芯的排氣，從下砂箱扎出出氣孔，使氣體由

13、上向下排出。同時為了增加透氣性，砂箱開設(shè)了出氣孔。§1.5 砂芯的設(shè)計§1.5.1 砂芯的概述砂芯是鑄型的一個重要組成部分，型芯的作用是形成鑄件大的內(nèi)腔，孔洞，對于鑄件外形妨礙拔模部分以及鑄型中某些要求較高的部位，均可采用砂芯。因此對砂芯的要求如下：1）形狀尺寸及其在砂型中的位置符合鑄件的要求；2）具有足夠的強度和剛度；3）在鑄件的澆注凝固過程中，砂芯中產(chǎn)生的氣體能夠及時地排出鑄型；4）鑄件收縮時，砂芯的阻力要??；5）清砂容易。§1.5.2 砂芯數(shù)量的確定一個鑄件所需要的砂芯數(shù)量，主要取決于鑄件的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝方案。由于制造砂芯時原材料要求高，工藝裝備比較復(fù)雜，勞

14、動量比較大，因此，應(yīng)盡可能少用砂芯。對于此鑄件僅需1個砂芯，造型方法為殼芯法制芯。§1.5.3 芯頭的設(shè)計芯頭是砂芯的重要組成部分，是指伸出鑄件以外不與金屬液接觸的砂芯部分心頭的作用是定位、支撐和排氣。垂直芯頭：§1.6 冒口及冷鐵的設(shè)計§1.6.1 冒口的設(shè)計此鑄件采用壓邊澆口式澆注系統(tǒng)，壓邊澆口以一條狹長的邊與鑄件相聯(lián)，這條縫隙的寬度一般只有幾毫米，太寬會在縫隙根部出現(xiàn)縮孔或縮松。其撇渣作用類似濾網(wǎng)，熔渣滯留在縫隙邊緣和聚集在壓邊單元中。液態(tài)合金沖型時都流經(jīng)這條縫隙，其周圍型砂被過熱，故縫隙雖不寬，但不會很快冷凝，使壓邊澆口具有“熱冒口”的優(yōu)點。故壓邊澆口的作

15、用為撇渣的作用以及冒口的作用。參考表5-275可知壓邊澆口的尺寸如下圖1-15：§1.6.2 冷鐵的設(shè)計因鑄件是小型件，冒口補縮能力和工藝出品率均符合規(guī)定，所以不需要再設(shè)置冷鐵。結(jié) 論通過對本鑄件的鑄造工藝設(shè)計分析以及工裝設(shè)備的設(shè)計，合理確定了鑄造方法、造型及造芯方法、凝固原則及澆注位置、分型面、砂箱中鑄件數(shù)量、砂型數(shù)量等，完成了砂芯、澆注系統(tǒng)、冒口及冷鐵、相關(guān)工裝設(shè)備等設(shè)計。得到的輪轂QT組織細(xì)密，性能優(yōu)良并滿足了鑄件的技術(shù)要求。參考文獻(xiàn)1 盧文華，李隆盛，黃良余.鑄造合金及其熔煉.北京：機械工業(yè)出版社.2011：52-722威華勝.鑄造工藝基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.2002：9

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