端蓋鑄造工藝設(shè)計(jì)說明

./科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱：端蓋鑄造工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)院：專業(yè)及班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2015年7月7日.鑄造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、任務(wù)與要求1．完成產(chǎn)品零件圖、鑄件鑄造工藝圖各一,鑄造工藝圖需要三維建模<完成3D圖>。2．完成芯盒裝配圖一。3．完成鑄型裝配圖一。4.編寫設(shè)計(jì)說明書一份<15～20頁>,并將任務(wù)書及任務(wù)圖放置首頁。二、設(shè)計(jì)容為2周1.繪制產(chǎn)品零件圖、鑄造工藝圖及工藝圖的3D圖<2天>。2.鑄造工藝方案設(shè)計(jì)：確定澆注位置及分型面,確定加工余量、起模斜度、鑄造圓角、收縮率,確定型芯、芯頭間隙尺寸。<1天>。3.繪制芯盒裝配圖<1天>。4.繪制鑄型裝配圖、即合箱圖<包括流道計(jì)算共2天>。5.編制設(shè)計(jì)說明書<4天>。三、主要參考資料1.亮峰主編,材料成形技術(shù)基礎(chǔ)[M],高等教育,2011.2.丁根寶主編,鑄造工藝學(xué)上冊[M],機(jī)械工業(yè),1985.3.鑄造手冊編委會(huì),鑄造手冊：第五卷[M],機(jī)械工業(yè),1996.4.其文主編,材料成形工藝基礎(chǔ)<第三版>[M],華中科技大學(xué),2003.摘要本設(shè)計(jì)是端蓋的鑄造工藝設(shè)計(jì)。端蓋的材料為QT400-15,結(jié)構(gòu)簡單,無復(fù)雜的型腔。根據(jù)端蓋的零件圖進(jìn)行鑄造工藝性分析,選擇分型面,確定澆注位置、造型、造芯方法、鑄造工藝參數(shù)并進(jìn)行澆注系統(tǒng)、冒口和型芯的設(shè)計(jì)。在確定鑄造工藝的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)模樣、芯盒和砂箱,并利用CAD、Pro/E等設(shè)計(jì)軟件繪制端蓋零件圖、芯盒裝配圖。關(guān)鍵詞：鑄造；端蓋；型芯ABSTRACTThisdesignisaboutthecastingprocessofendcap.ThematerialofendcapisQT400-15.Theendcapwithoutcomplexcavityownssimplestructures.Selecttherightpartingline,pouringposition,modelingmethod,coremakingmethod,parametersofcastingbyanalyzingthepartdrawing,thendesigngatingsystem,riser,core.Afterthedesignofcastingprocess,accomplishthepartdrawingofendcapandassemblydrawingofcoreboxwiththeaidofdesignsoftwaresuchasCADandPro/E.Keywords:Cast;Endcap;Core目錄第一章零件工藝性分析11.1零件分析11.2鑄造工藝性分析1第二章鑄造合金和造型材料的選擇22.1鑄造合金的選用22.2造型和造芯材料2第三章澆注位置及分型面的確定3第四章鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)54.1加工余量的選擇54.2鑄件孔是否鑄出的確定54.3起模斜度的確定64.4鑄造圓角的確定64.5鑄造收縮率的確定7第五章造型方法設(shè)計(jì)8第六章澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計(jì)106.1澆注系統(tǒng)的選擇106.2冒口的選擇11第七章裝配圖設(shè)計(jì)137.1鑄型裝配圖137.2芯盒裝配圖13第八章總結(jié)14參考文獻(xiàn)15.第一章零件工藝性分析1.1零件分析軸承端蓋起軸向固定作用,同時(shí)防塵密封,避免污染。1.2鑄造工藝性分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求,易于保證鑄件品質(zhì),簡化鑄造工藝和降低成本。分析時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：鑄件應(yīng)有合適的壁厚,鑄件壁厚太薄易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷；鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮受阻,壁的連接處和轉(zhuǎn)角處應(yīng)采取逐漸過渡的形式,即鑄造圓角,它既可以使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆弱面,又可以減少應(yīng)力集中；鑄件壁應(yīng)薄于外壁；壁厚力求均勻,減少肥厚部分,防止形成熱節(jié)。該端蓋底面較大,軸向高度較小,壁的連接處壁厚較大。Φ80的孔質(zhì)量要求較高,階梯孔較大,用型芯鑄出,6個(gè)Φ15小孔可以不鑄出。第二章鑄造合金和造型材料的選擇2.1鑄造合金的選用端蓋起軸向固定作用,同時(shí)防塵密封,避免污染,鑄造合金材料為球墨鑄鐵QT400-15,質(zhì)量估算為22.8kg。2.2造型和造芯材料本次課程設(shè)計(jì)的鑄件是大批量生產(chǎn),故造型方法采用機(jī)器造型,其具有生產(chǎn)效率高、鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好、加工余量小、生產(chǎn)總成本低和鑄件質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。造型方法可選用砂箱造型,兩箱造型,其操作方便。造型材料選擇濕型砂。濕型砂是以膨潤土作粘結(jié)劑的一種不經(jīng)烘干的型砂,適用于中小型鑄件的大批量生產(chǎn)。濕型砂的主要性能指標(biāo)：水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5%~5.5%,濕壓強(qiáng)度60kPa~150kPa,緊實(shí)率40%~50%,破碎指數(shù)65%~75%。用于球墨鑄鐵濕型砂的配比和性能：舊砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)93%~95%,新砂加入量3%~5%,膨潤土1.0%~1.5%,煤粉0.3%~0.5%,含水量4.6%~5.3%,緊實(shí)率34%~45%。造芯方法可采用芯盒造芯,機(jī)器制芯,芯盒材料選用灰鑄鐵。第三章澆注位置及分型面的確定零件尺寸如圖3.1所示,零件中心是階梯孔,零件底端大,頂端小,軸向高度小,徑向長度大。選擇澆注位置時(shí)應(yīng)考慮如下原則：質(zhì)量要求高的加工面、工作面或大平面應(yīng)該朝下或處于側(cè)面或斜面的位置；為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔等缺陷,應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置。選擇分型面時(shí)應(yīng)考慮如下原則：分型面應(yīng)盡量選擇在鑄件的最大截面處,并盡量使逐漸地的大部分或全部置于同一砂箱,或使加工面和加工基準(zhǔn)面在同一砂箱中,以便于造型,保證鑄件的精度、型芯的安放和檢驗(yàn)及合箱操作；盡量減少分型面的數(shù)量；分型面的選擇應(yīng)盡量減少型芯和活塊的數(shù)量,以便簡化制模、造型和合箱等工序；分型面的選擇不宜使型腔過深；分型面的選擇應(yīng)考慮鑄件的不加工面盡量避免有披縫。分型面位置的選擇有兩種方案,分別如圖3.2和圖3.3所示。對于方案二,分型面不在截面最大處,會(huì)使型腔過深,而且容易產(chǎn)生披縫。方案一,最大截面處為分型面,直徑為180的孔朝下,利于型芯放置的穩(wěn)定；上下模都有斜度,利于取模。綜合分析,方案一更為合理。圖3.1零件尺寸圖3.2方案一圖3.3方案二第四章鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)確定鑄造工藝參數(shù)必須以零件尺寸為依據(jù),零件的詳細(xì)尺寸如圖3.1所示。4.1加工余量的選擇該端蓋為成批、大量生產(chǎn),可采用機(jī)器造型及造芯。由《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》P54表1.11查得尺寸公差等級(jí)CT應(yīng)為8~12級(jí),選10級(jí),加工余量等級(jí)RMA應(yīng)為E~G,選擇F。端蓋的最大尺寸為320mm,查《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》P56表1.13,并根據(jù)加工余量中"頂面〔相對于澆注位置的加工余量等級(jí)應(yīng)比底、側(cè)面加工余量等級(jí)降一級(jí)選用"的規(guī)定得,頂面的加工余量取3.5mm,底面和側(cè)面的加工余量取2.5mm。結(jié)論：頂面的加工余量取3.5mm,底面和側(cè)面的加工余量取2.5mm。加工余量如圖4.1所示。圖4.1加工余量4.2鑄件孔是否鑄出的確定因?yàn)樵撹T件材料是QT400-15鋼,大量生產(chǎn),最小孔徑15mm,由《鑄造工藝及工裝設(shè)計(jì)》表2-11查得鑄件的最小鑄出孔直徑是35mm~40mm,則該孔不需要鑄出。結(jié)論：該孔徑為15mm的孔不需要鑄出。4.3起模斜度的確定根據(jù)《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》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4.2所示。圖4.2起模斜度該鑄件模具是金屬模,由《新編鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊》查得砂型鑄造時(shí)模樣外表面起模斜度查得外表面起模斜度α=1°10′,a=0.8mm。結(jié)論：α=1°10′,a=0.8mm。4.4鑄造圓角的確定如圖所示,1~4、6、7處均有尖角,考慮到起模及避免剩余兩壁渡部分澆不足,以上這些部分需要鑄出圓角,查《鑄造工藝及工裝手冊》得知鑄造圓角可選為壁圓角R4,外壁圓角R2。圖4.3尖角所在位置鑄造收縮率的確定該鑄件材料為球墨鑄鐵,由《鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊》P755知球墨鑄鐵的鑄造收縮率為0.83%~1.25%,該鑄件可以選1%,則制造尺寸放大一個(gè)線收縮率。結(jié)論：鑄造收縮率1%。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(bǔ)正量后的鑄件尺寸如圖4.4所示。圖4.4鑄件尺寸第五章造型方法設(shè)計(jì)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5.1所示。圖5.1鑄件的外形由上圖可看出,該鑄件結(jié)構(gòu)簡單,如前所述分型面選在直徑320處,模樣需要設(shè)計(jì)出定位銷,模樣如圖5.2所示。圖5.2模樣3D圖端蓋的階梯孔采用外型芯來成型,型芯垂直放置,型芯尺寸如圖5.3所示。圖5.3型芯尺寸型芯需要埋入透氣繩,透氣繩直徑可以選用Φ8,材質(zhì)通常為塑料制品。該鑄件孔的直徑為Φ73mm~Φ182mm,可以用到水平型芯及芯頭,查閱《新編鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)手冊》P765知,對于Φ73mm垂直上芯頭的長度h1=30~35mm,S=0.3,S2=0.5,α1=8°；對于垂直下芯頭長度h=35~40mm,S=1,α=6°。S1可以按<1.5~2>S計(jì)算。結(jié)論：下芯頭h=40,S=1,a=3,α=6°；上芯頭h1=30,S=0.3,S2=0.5,α1=8°,S1=0.6。端蓋大批量生產(chǎn),芯盒材料應(yīng)選用灰鑄鐵?；诣T鐵芯盒機(jī)械強(qiáng)度和硬度高、耐磨性好、尺寸精度高,適用于成批和大量生產(chǎn)。芯盒開模圖如圖5.4所示。圖5.4芯盒開模圖第六章澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計(jì)6.1澆注系統(tǒng)的選擇因該鑄件質(zhì)量約為22.8kg、高度不高和形狀簡單,則選用直澆口式的澆注系統(tǒng)。澆口杯選用漏斗形澆口杯,參數(shù)如圖6.1所示。圖6.1澆口杯直澆道的參數(shù)如圖6.2所示。圖6.2直澆道澆道數(shù)量為兩個(gè),對稱布置,其參數(shù)如圖6.3所示。圖6.3澆道橫澆道的參數(shù)如圖6.4所示。圖6.4橫澆道澆注系統(tǒng)的3D圖如圖6.5所示。圖6.5澆注系統(tǒng)6.2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,該端蓋頂部適合安放明冒口,冒口參數(shù)如圖6.6所示。圖6.6冒口第七章裝配圖設(shè)計(jì)7.1鑄型裝配圖鑄型裝配圖如圖7.1所示。圖7.1鑄型裝配圖7.2芯盒裝配圖芯盒裝配圖如圖7.2所示。圖7.2芯盒裝配圖第八章總結(jié)此次課程設(shè)計(jì)涉及到了分型面、澆注位置的確定,造型材料、鑄造工藝參數(shù)的選擇,澆注系統(tǒng)、金屬模的設(shè)計(jì),以及運(yùn)用繪圖軟件繪制零件圖和裝配圖。端蓋鑄造工藝參數(shù)的確定需要查閱鑄造數(shù)據(jù)手冊,在查閱手冊的過程中,我了解到了較為更廣泛的鑄造工藝知識(shí),同時(shí)也加強(qiáng)了對《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用。在課程設(shè)計(jì)的過程中,需要綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、三維繪圖等