鑄造工藝設計實例

1、軸承座鑄造工藝設計說明書一、工藝分析1、審閱零件圖仔細審閱零件圖，熟悉零件圖，而且提供的零件圖必須清晰無誤，有完整的尺寸和各種標記。仔細審查圖樣。注意零件圖的結構是否符合鑄造工藝性，有兩個方面：（1） 審查零件結構是否符合鑄造工藝的要求。（2 )在既定的零件結構條件下，考慮鑄造過程中可能出現的主要缺陷,在工藝設計中采取措施避免。零件名稱:軸承座零件材料：HT150生產批量：大批量生產2、零件技術要求鑄件重要的工作表面，在鑄造是不允許有氣孔、砂眼、渣孔等缺陷。3、選材的合理性鑄件所選材料是否合理，一般可以結合零件的使用要求、車間設備情況、技術狀況和經濟成本等，參考常用鑄造合金(如鑄鋼、灰鑄鐵、球

2、墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、鑄造鋁合金、鑄造銅合金等）的種類、牌號、性能、工藝特點、價格和應用等，進行綜合分析，判斷所選的合金是否合理。4、審查鑄件結構工藝性鑄件壁厚不小于最小壁厚56又在臨界壁厚2025以下。二、工藝方案的確定1、鑄造方法的確定鑄造方法包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇(1)造型方法、造芯方法的選擇根據手工造型和機器造型的特點，選擇手工造型（2）鑄造方法的選擇根據零件的各參數，對照表格中的項目比較，選擇砂型鑄造。（3）鑄型種類的選擇根據鑄型的特點和應用情況選用自硬砂.2、澆注位置的確定根據澆注位置選擇的4條主要規(guī)則，選擇鑄件最大截面，即底面處。3、分型面的選擇

3、本鑄件采用兩箱造型，根據分型面的選擇原則， 分型面取最大截面,即底面. 三、工藝參數查詢1、加工余量的確定根據造型方法、材料類型進行查詢。查得加工余量等級為1113，取加工余量等級為12。根據零件基本尺寸、加工余量等級進行查詢。查得鑄件尺寸公差數值為10。根據零件尺寸公差、公差等級進行查詢。查得機械加工余量為5。5。2、起模斜度的確定根據所屬的表面類型查得測量面高140,起模角度為0度25分(0。42°)。3、鑄造圓角的確定根據鑄造方法和材料，查得最小鑄造圓角半徑為3.4、鑄造收縮率的確定根據鑄件種類查得：阻礙收縮率為0.81.0，自由收縮率為0。91.1。5、最小鑄造孔的選擇根據孔

4、的深度、鑄件孔的壁厚查得最小鑄孔的直徑是80mm。四、澆注系統設計（一）、澆注位置的確定根據內澆道的位置選擇底注式,(二）、澆注系統類型選擇根據各澆注系統的特點及鑄件的大小選用封閉式澆注系統。（三）、澆注系統尺寸的確定1、計算鑄件質量：按照鑄件的基本尺寸（包括加工余量在內）計算出 鑄件的體積和鑄件的質量.其計算公式為：m=pv式中 m -鑄件質量（g)：p-金屬材料的密度，對一般鑄件可取p=7.2/cm3；v-鑄件的體積（cm3）；對于不太復雜的鑄件可以根據以上公式計算。由于本鑄件不是規(guī)則的形狀,本設計采用軟件直接得出鑄件體積和質量。在Solid Edge 軟件里繪出軸承座鑄件三維圖，然后點擊

5、“工具”菜單，在下拉菜單里選擇“物理屬性”,彈出下面對話框，在密度里面輸入p=7.2g/cm3=0。00000720千克/立方毫米，然后點擊 “ 更新（U)”,得到結果如下鑄件質量m=42.8657千克鑄件體積v= 5953573。508 立方毫米=5954cm3鑄件面積s=278631cm22、各個澆道的截面積計算奧贊公式法該方法利用力學公式先求出澆注系統的最小橫截面積，再根據不同工藝條件下的澆注系統各組元截面比例，確定其它的橫截面積. 鑄鐵件澆注系統最小橫截面積計算公式 式中F最小最小橫截面（ ）； G流過澆注系統最小橫截面積的鑄鐵金屬液總質量（kg）; t澆注時間(s）； u 流量因數，

6、量綱為1； Hp 平均靜壓頭(m）; 式中個參數的確定方法如下 1. 金屬液總質量G的確定 根據鑄件質量和生產類型選擇鑄鐵件澆注系統占的質量百分比為20%，金屬液總質量G=m×（1+20%)=42.8657kg×1.20=51。45kg2. 澆注時間t的確定 根據鑄件壁厚取s1=2.2澆注時間t=2。2×7。173=15。7s 對于具有水平面或結構復雜的薄壁鑄件，應保證液面上升速度u上升足夠大。鑄鐵件按u上升大于43所列數值，對型腔中的液面上升速度進行核算:鑄件在給定澆注位置高度c=0。171m型腔中的液面上升速度u=0。171m/15.7s=1.09cm/sU=

7、1。09cm/s0.81，滿足要求。3。 流量因數u的確定 根據鑄型種類和阻力大小流量因數u取0。64。平均靜壓頭Hp的確定Hp可根據表4-6確定。表中Ho為內澆道到澆口杯的距離,c為澆注位置時的鑄件高度。 根據鑄件重量m=42.8657千克，查得b=60，c=70.由澆注方式為底注式，則Hp=Ho-c/2=171+60-171/2=0.1455m注:a取值時，根據設計的集體情況，當L小于600時，a取值參照L為600的值.是否能完全充型校核：Hm=500tg6=52.6mmHo=171+60=231mmHo=231mm171+52。6=223.6mm滿足要求。則鑄鐵件澆注系統最小橫截面積F=

8、51.45/(0.31X10？ X0.6X15。7X0.38)F=0。000464m2=4。64cm2按封閉式澆注系統各部分的截面積比例： 直澆道出口截面積大于橫澆道截面積總和，橫澆道出口截面積總和又大于內澆道截面積總和的澆注系統，即A直A橫A內。其特點是擋渣能力強,但對鑄型沖刷力大。對中小型鑄鐵件,推薦采用封閉式澆注系統。其各部分截面比例為：A內 ：A橫:A直:。：.進入“鑄造參數查詢”“澆注系統”根據澆注系統最小橫截面積，取A內=6cm2。查得a=45mm,b=41mm,c=14mm .如圖則A橫=6x1.1=6.6 cm2取A橫=7。56 cm2,查得a=27mm,b=20mm，c=32

9、mm。如圖：則A直=6x1.5=9 cm2取A直=10。75 cm2，查得d=37mm。如圖:（四)冒口的設計1、鑄鐵件無冒口工藝設計的條件：鑄件的冷卻模數M，要求鑄件的 ,鑄件太?。ㄈ鏜），初始膨脹已消耗壓力 鐵水反饋到澆注系統中去，形成無效膨脹力釋放；M=5954cm3/2786.31cm2=2.14cm2。5cm,則需設冒口.2、冒口的計算方法 冒口的計算方法常用的有模數法、比例法和補縮液量法。這里比例法。根據本鑄件的形狀和加工面采用明頂冒口。用比例法確定鑄件的冒口：T為鑄件的厚度或熱節(jié)圓直徑；這里設計冒口設置處壁厚T=45.5mm冒口共設2個.用比例法確定了冒口尺寸之后,需利用鑄件工藝

10、出品率校核冒口補縮能力。 工藝出品率=鑄件質量 /（ 鑄件質量+冒口質量+澆注系統質量)×100% 查得明頂冒口如下圖:圖中錯誤說明：h應該為直徑d段的長度。查得明頂冒口的參數如下：DR=（1.22。5）T HR=(1。22.5）DRd=(0。80.9）Th=（0。30.35）DR 參數計算 DR=1.2x45。5=55mmHR=1。2x55=66mmd=0.8x45.5=36mmh=0.3x55=17mm3、校核工藝出品率工藝出品率=鑄件質量 /（ 鑄件質量+冒口質量+澆注系統質量)×100% 冒口質量可以直接估算。本設計用軟件直接得出：在Solid Edge l里面繪出

11、冒口的三維實體然后點擊“工具",在其下拉菜單里選擇“物理屬性”，彈出對話框如下，在密度里輸入:0。00000720千克/立方毫米。然后點擊“更新”，結果冒口質量=0。5629千克工藝出品率=42.8657/（42.8657+0.5629x2+42。8657X20）x100=42.8657/52。5646X100=81.55% 五、工藝圖七、熱處理灰口鑄鐵的熱處理 灰鑄鐵鑄件一般不需進行熱處理，通常對灰口鑄鐵進行熱處理的目的是為了減少鑄件中的內應力；消除薄壁鑄件或鑄件薄斷面部分的白口組織；提高鑄件工作表面的硬度和耐磨性等.常用的熱處理方法有時效處理、降低硬度的退火、正火和表面淬火。對于此灰鐵鑄件采用時效處理。其目的是消除鑄件冷卻凝固過程中所產生的內應力,以防止鑄件在后續(xù)工序中，由于內應力而引起變形和裂紋。自然時效是將鑄件在機械加工前放置六至十八個月左右,讓其內應力自行消除。此法的缺點是時間長、效果差，故目前很少應用.人工時效又稱低溫退火。它是將清砂后的鑄件送入100-200的爐中，隨爐升溫至500-600。保溫較長時間后(一般為410小時),再以2030/小時的冷卻速度緩慢冷至200以下出爐空冷，從而消除其內應力.軸承座軸承座設計說明書軸承座零件圖軸承座鑄件三維圖冒口