滑輪鑄造工藝設(shè)計(共16頁)

1、PAGE PAGE 16湖 南 科 技 大 學(xué)課程設(shè)計報告(bogo) 課程設(shè)計名稱(mngchng)： 滑輪鑄造工藝(gngy)設(shè)計 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 院： 專業(yè)及班級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 年 月 日目錄(ml)一、造型材料(cilio)選擇1二、澆注位置(wi zhi)及分型面的確定1三、鑄造工藝參數(shù)設(shè)計11.加工余量的選擇22.鑄件孔是否鑄出的確定2 3.起模斜度的確定24.鑄造圓角的確定3 5. 鑄造收縮率的確定36.考慮加工余量后的尺寸4 四、造型方法的設(shè)計4 1.環(huán)形型芯外形52.環(huán)形型芯尺寸53.中心孔木質(zhì)芯盒造型64.1/4環(huán)形木質(zhì)芯盒造型7五、木模的設(shè)計81.木模的外

2、形設(shè)計82.木模的設(shè)計尺寸9六、澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計101.澆注系統(tǒng)選擇10.2冒口的選擇10七、鑄型裝配圖設(shè)計11一、鑄造(zhzo)合金和造型(zoxng)材料的選擇(xunz) 1. 鑄造合金的選用因為此次制造的滑輪使用時負(fù)載比較大，要求具有比較高的強度，故采用鑄鋼ZG230-4502. 造型和造芯材料由于本次課程設(shè)計的鑄件是中等批量生產(chǎn)，所以造型和造芯的方法應(yīng)采用靈活多樣，適應(yīng)性強的手工造型。但它有生產(chǎn)率低，勞動強度大，鑄件質(zhì)量不易穩(wěn)定的缺點。造型方法可選用砂箱造型，其操作方便，無論是大、中、小型鑄件，還是大量、成批和單件生產(chǎn)均可采用。型砂選擇：鑄鋼用的型砂和泥心砂，其主要的組成部分是石

3、英砂和耐火粘土。作為造型材料的沙子性質(zhì)，由砂粒形狀和大小，氧化硅的含量，以及沙子中存在的各種混合物來確定。該鑄件型砂選用瘦沙（粘土含量210%）來代替石英砂。在濕模造型時，小型和中小型鋼鑄件泥心砂可以采用小顆粒的半肥沙（粘土含量1020%）作為附加物加入石英砂中。加入的耐火粘土，其工藝試樣的抗壓強度應(yīng)為0.50.6kg/mm2。耐火粘土應(yīng)該是白色或者淡灰色的，不應(yīng)有可被肉眼看出的混雜物，如砂子、礦石、石灰等。碎粘土所含水分不應(yīng)超過2%。（鑄件材料是鑄鐵時，制造濕砂型的粘土砂所用粘土為膨潤土，濕抗壓強度一般為80-120kpa。含水量為4.5-5.5，透氣性為60-100，型砂配比70/140目

4、占33，100/200目占17%， 紅砂占50%。芯砂選擇油砂或水玻璃砂。） 造芯的方法可采用芯盒造芯和刮板造芯，前者用于造各種形狀、尺寸和批量的砂芯，后者用于造單件小批量生產(chǎn)，形狀簡單或回轉(zhuǎn)體砂芯。二、澆注位置及分型面的確定 零件尺寸如圖2.1所示，零件圓周上有一環(huán)形繩槽，其外形是兩端大，中間小，若分模面取在鑄件中心平面上，則需采用三箱造型、中箱高度正好等于鑄件高度，中箱高度小，砂箱強度不足，中箱的砂型強度也不夠，取模時容易垮砂而不好修補，況且造型復(fù)雜。如果環(huán)形槽繩采用外型芯來成型，這樣就可以采用兩箱造型，提高鑄件精度。澆口若選在圓周上，鋼液的流動距離比較長，不利于充型，對于鑄鋼件、尤其是圓

5、盤類，工程中一般多把澆口設(shè)在輪轂中心，在輪緣的四周設(shè)補縮冒口，這個圓盤鑄件比較小，壁厚不算大，大多在中心設(shè)置一個大一點澆口兼冒口就可以了，這樣既節(jié)約金屬又減少了鑄件切割冒口時的清理費用。所以此鑄件采用中心澆口的澆注系統(tǒng)，采用外環(huán)形型芯的兩箱造型方法。圖2.1 零件(ln jin)尺寸三、鑄造(zhzo)工藝參數(shù)設(shè)計 確定鑄造(zhzo)工藝參數(shù)必須以零件尺寸為依據(jù)，零件的詳細(xì)尺寸如圖2.1所示。加工余量的選擇該槽輪為成批、大量生產(chǎn)，可采用機器造型及造芯，但本次課程設(shè)計則全采用手工造型和造芯。由材料成型工藝基礎(chǔ)第三版P68 表4-2查得尺寸公差等級CT應(yīng)為810級，選9級，加工余量等級MA選G。

6、由課程設(shè)計題目知基本尺寸200mm，查材料成型工藝基礎(chǔ)第三版P68 表4-3與尺寸公差配套使用的灰鑄鐵機械加工余量，并由確定加工余量中“頂面（相對于澆注位置）的加工余量等級應(yīng)比底、側(cè)面加工余量等級降一級選用”的規(guī)定查得，頂面加工余量應(yīng)按照CT10級、MA-G級；底面、側(cè)面的加工余量為CT9級、MA-G級。則頂面的加工余量取5mm,底面和側(cè)面的加工余量取4mm。結(jié)論：頂面的加工余量取5mm，底面和側(cè)面的加工余量取4mm。加工余量如圖2.2圖 2.2 加工余量圖2.鑄件(zhjin)孔是否鑄出的確定因為(yn wi)該鑄件材料是ZG45鋼，成批生產(chǎn)，孔徑(kngjng)30mm，由材料成型工藝基礎(chǔ)

7、第三版P69 表4-4查得鑄件的最小鑄出孔直徑是30mm50mm，則該孔應(yīng)該鑄出。結(jié)論：該孔徑為30mm的孔應(yīng)鑄出。3.起模斜度的確定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)鑄件模樣起模斜度中的規(guī)定，該鑄件選用增加鑄件厚度的起模斜度形式如圖2.3：圖 2.3 起模斜度用手工方法加工模具時用寬度標(biāo)注，該鑄件模具是木模，高度30mm，由材料成型工藝基礎(chǔ)第三版 P70表4-5砂型鑄造時模樣外表面及內(nèi)表面的起模斜度查得外表面起模斜度1mm，內(nèi)表面起模斜度2mm。結(jié)論：內(nèi)表面起模斜度2mm，外表面起模斜度1mm。4. 鑄造圓角的確定根據(jù)(gnj)鑄件的圓角確定鑄造(zhzo)圓角，槽輪邊緣處的圓角半徑為2.5mm，則鑄造(zhzo)圓

8、角設(shè)為半徑為2.5mm，因為鑄件的1、2、3、4處的有尖角如圖2.4， 則在做木模時此處應(yīng)改成圓角設(shè)半徑為1mm。圖 2.4 尖角所在位置5. 鑄造收縮率的確定該鑄件材料為鑄造碳鋼，由材料成型工藝基礎(chǔ)第三版P70知鑄造碳鋼的鑄造收縮率為1.3%2.0%，該鑄件選1.5%，則制造尺寸放大一個線收縮率。 結(jié)論：鑄造收縮率1.5%。綜上所述考慮到鑄件的加工余量、收縮量、拔模斜度、鑄造圓角、工藝補正量及芯頭間隙后的鑄件尺寸如圖2.5：圖2.5 最后的鑄件尺寸四、造型方法設(shè)計要確定造型方法必須根據(jù)鑄件的外形來選擇分型面和型芯形狀。鑄件的外形如圖3.1所示圖 3.1 鑄件(zhjin)的外形由上圖可看出(

9、kn ch)，該鑄件結(jié)構(gòu)簡單，成中心對稱、上下對稱分布，根據(jù)澆注位置確定原則中重要(zhngyo)面、大平面及薄壁部位朝下或側(cè)立，厚壁部位朝上，另外又是一個圓盤類零件，所以可以確定該鑄件需要平放，即平做平澆，如前所述分型面選在中間，模樣如圖所示。圖3.2模樣3D圖滑輪的繩槽需采用外型芯來成型，繩槽處采用4個1/4環(huán)形型芯來成型，如圖3.3所示。圖 3.3 環(huán)形(hun xn)型芯每個型芯的尺寸(ch cun)如3.4圖所示： 圖 3.4 型芯尺寸(ch cun)滑輪輻板處采用砂型自帶型芯來成型，下型部分為砂垛，上型部分為吊砂，為保證吊砂部分的強度，在造上箱時可適當(dāng)插入一些型芯骨，中間孔用垂直型

10、芯和芯頭。該鑄件的直徑為30mm的中心孔需用到垂直型芯及芯頭，由材料成型工藝基礎(chǔ)第三版 P71知，垂直芯頭的高度h一般取15150mm，型芯橫截面積越大，型芯高度H越高，h亦越高，下芯頭的斜度較小些，一般選5左右，上芯頭的斜度一般為10左右，還有根據(jù)手工造芯時，一般取0.40.5mm。則選取h=15mm，下芯頭斜度5，上芯頭斜度10，選0.4mm。結(jié)論：h=15mm，下芯頭斜度5，上芯頭斜度10，選0.4mm.中心(zhngxn)孔型芯的芯盒的木質(zhì)(m zh)渲染造型(zoxng)如圖3.5：圖 3.5 中心孔型芯的芯盒裝配圖木質(zhì)渲染造型如圖3.6所示：圖 3.6 芯盒裝配圖槽輪的槽需要(xy

11、o)用4個1/4環(huán)形(hun xn)型芯，均采用水平型芯及芯頭，由材料成型(chngxng)工藝基礎(chǔ)第三版 P71知水平芯頭間隙1與相當(dāng)，而2及3分別增加0.5mm和1mm。取1=0.4mm，2=0.5mm，3=1mm。結(jié)論：水平型芯及芯頭的間隙為1=0.4mm ，2=0.5mm，3=1mm，取型芯座寬度l=25mm。1/4型芯芯盒：左芯盒木質(zhì)渲染造型如圖3.7：圖 3.7 左芯盒木質(zhì)圖右芯盒木質(zhì)渲染造型如圖3.8：圖 3.8 右芯盒木質(zhì)圖裝配圖木質(zhì)渲染造型如圖3.9所示：圖 3.9 芯盒裝配圖五、木模(m m)的設(shè)計根據(jù)鑄件工藝參數(shù)中鑄件的收縮量、加工余量、拔模斜度、鑄造圓角、工藝補正量及芯

12、頭間隙，設(shè)計(shj)木模。木模(m m)每處的尺寸=鑄件實際尺寸+加工余量+收縮量+型芯與芯頭的間隙量。木模的中心是凸出的，剛好跟計算好的中心孔垂直型芯及芯頭配合，木模的周圍是凸出的剛好與4個1/4的環(huán)形型芯的型芯座相適應(yīng)。則木模的形狀如圖4.1： 圖 4.1 木模的形狀經(jīng)設(shè)計(shj)：木模(m m)的剖面圖如圖4.2所示：圖 4.2 木模(m m)剖面圖經(jīng)計算：木模的尺寸如圖4.3：圖 4.3 木模尺寸六、澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計1. 澆注系統(tǒng)選擇 因該鑄件質(zhì)量不大、高度不高和形狀簡單，則選用直澆口式的澆注系統(tǒng)。采用開放式澆注系統(tǒng)(對于一般的澆注系統(tǒng)需要采用鑄造手冊中的相關(guān)公式進行計算)。 2

13、. 冒口的選擇 冒口應(yīng)設(shè)置在鑄件熱節(jié)圓直徑dy較大的部位，該槽輪鑄鋼件外圈適合安放A型冒口，但是鑄件不大，就不在外圈進行安放冒口，只在中心孔安放一個F型冒口如圖5.1所示：圖 5.1 澆注(jio zh)系統(tǒng)和冒口 該鑄件(zhjin)H0=30mm，dy =10mm，d=50mm,則H/dy=35，查材料成型(chngxng)工藝基礎(chǔ)第三版 P75表4-6得H=1.3d=65mm，L/%=100。 結(jié)論：外圈處的冒口d1=1.3d=65mm，H=1.3 d=65mm。七、鑄型裝配圖設(shè)計裝配圖如圖6.1所示，裝配圖三維圖如圖6.2所示，下模、鑲塊和型芯裝配三維圖如圖6.3所示，上模三維圖如圖6

14、.4所示。圖6.1 鑄型裝配圖圖6.2 裝配圖三維圖圖6.3下型、外型芯和中心(zhngxn)型芯三維圖圖6.4 上型三維圖六、設(shè)計(shj)體會這次(zh c)關(guān)于材料成型(chngxng)技術(shù)的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們模具設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過一個星期的設(shè)計實踐，使我對鑄造模具設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實的基礎(chǔ).鑄造模具設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融材料成型工藝基礎(chǔ)、工程材料、機械設(shè)計、Pro/E建模機械制圖等于一體。這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用鑄造成型工藝和有關(guān)先修課程的理論,加深和擴展有關(guān)鑄造模設(shè)計方