砂輪機體鑄造工藝設(shè)計

砂輪機體鑄造工藝設(shè)計,砂輪,機體,鑄造,工藝,設(shè)計 砂輪機體2020秋材料成型及控制工程專業(yè)鑄造工藝課程設(shè)計答辯學(xué)生姓名：胡佳欣學(xué) 號：17080140233指導(dǎo)教師：李俊剛 教授目錄 01前 言 06鑄造工藝圖02設(shè)計方案07鑄造工藝裝備設(shè)計030804 05鑄造工藝參數(shù)澆注系統(tǒng)設(shè)計冒口與冷鐵設(shè)計工藝出品率芯盒設(shè)計09 01前 言零件結(jié)構(gòu)信息砂輪機體零的結(jié)構(gòu)如圖所示，砂輪機體除了安裝法蘭為非回轉(zhuǎn)體外，其余結(jié)構(gòu)為臺階圓柱回轉(zhuǎn)體組合。02設(shè)計方案造型方法、造芯方法，鑄造方法的選擇1.鑄造工藝包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇。根據(jù)手工造型和機器造型的特點，選擇手工造型，本次設(shè)計選擇Z148E型造型機對砂輪機體鑄型造型，芯子為冷芯盒手工芯盒制芯。2.根據(jù)零件的各參數(shù)，分析砂輪機體零部件材質(zhì)特點，以及Al-Si合金的鑄造性能，選擇砂型鑄造3.鑄型種類的選擇4.鑄造工藝參數(shù)的選擇4.鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則：1）逐漸最重要的部分或交大平面朝下。2）鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐。3）當(dāng)鑄件需要冒口補縮時，最好使補縮部位處于鑄件的上部。4）為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營放在下邊或立放或斜放。5）鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時，砂型和砂芯排氣。6）對于平板類鑄件，為了防止夾砂，可以傾斜放置，同時也有利于排氣，也可減少鐵水對鑄型的沖刷力。7）應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯。8）應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到砂輪機體零件結(jié)構(gòu)特點，本次設(shè)計采用底部澆注。3.根據(jù)鑄型的特點和應(yīng)用情況選用自硬砂。分型方案一：分型方案二分型方案三：將以砂輪機體零件安裝法蘭端面做分型面，將該零件分為上、中、下三部分，使鑄件位于上、中、下砂箱，可采用中間澆注、底部澆注、頂部澆注從砂輪機體中軸處做分型面，采用中間澆注系統(tǒng)與分型方案二類似，區(qū)別在于將砂輪機體的安裝法蘭厚實部分放在上型，采用中間澆注系統(tǒng) 鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來，使鑄造工藝簡單，并易于保證鑄件質(zhì)量澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，砂輪機體零件可有以下三種分型方案。分型方案一的優(yōu)點是：分型簡單，每一箱造型起模順暢。缺點是：三箱造型，增加勞動強度，而且容易造成錯箱，影響鑄件質(zhì)量外觀。分型方案二的優(yōu)點是：分型面簡單，兩箱造。該方案的缺點是：砂輪機體的法蘭厚實部分位于分型面附近，無法靈活解決后續(xù)的鑄造缺陷問題，比如在厚實部分假冒口補縮不方便。分型方案三的優(yōu)點是：分型面平直簡單，中間為水平砂芯。將零件厚大部分置于上型，可以靈活的選擇補縮冒口或者增加冷鐵減少熱節(jié)的鑄造缺陷。缺點是：水平芯子有些長。綜合比較，所有的分型方案均采用中間澆注形式，分型方案三在后續(xù)處理鑄造缺陷問題比較靈活，故本次設(shè)計分型方案選擇分型方案三進行分型分模，采用將鑄型放在上、下砂箱之間的中間澆注形式。分型面分型面選擇03鑄造工藝參數(shù)收縮率確定，砂輪機體鑄出孔確定1.分型鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開始溫度，冷卻到室溫時的相對線收縮量，以模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示，即本次設(shè)計取收縮率為1.1%。2.砂輪機體兩頭分別有18H8孔，依據(jù)分型方案的選擇，便于分型及補縮，此處兩孔不鑄出，帶后續(xù)機械加工；兩側(cè)斷面的3個M10螺絲孔為后續(xù)機械加工，也不鑄出；砂輪機體中間部位的2個6H9孔，由于孔徑太小，也不鑄出，后續(xù)機械加工；砂輪機體中軸孔29與28，需要鑄出，后續(xù)需設(shè)計砂芯，鑄出中軸孔。加工量確定鑄件上的機械加工余量是鑄件上要用機械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報廢；加工余量太大，會增加機械加工的工作量，且浪費金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時還會因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。紅色為放加工量的鑄件輪廓，綠色為零件輪廓起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚（如圖1）、增減鑄件壁厚（如圖2）或者減小鑄件壁厚（如圖3）的方法來形成。如圖所示，采用金屬模樣造型，該砂輪機體零件垂直分型面的總高度小于40mm，采用增加壁厚添加起模角度為11.5。依據(jù)表起模斜度（JB/T5105-1991）以及表鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999），超過40mm高，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為0.5。砂芯設(shè)計砂輪機體上、下模樣與砂芯三維剖面圖砂輪機體砂芯二維圖砂輪機體在中軸處需設(shè)計砂芯，依據(jù)加工量數(shù)值計算此處砂芯長度為148，砂芯最小端直徑為25最大端直徑為34.5，查表表水平芯頭長度，選擇芯頭長度l=30mm。為了便于下芯，芯頭座與砂芯應(yīng)留適合的間隙，查表水平芯頭的斜度及間隙，選取間隙值S1=0.5mm，S2=1.0mm，S3=1.5mm。04澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計非鐵合金鑄件澆注系統(tǒng)的尺寸可按照鑄鐵、鑄鋼澆注系統(tǒng)的計算方法確定。通常是根據(jù)經(jīng)驗建立的表格建立的各種表格進行查找。可按照鑄件重量與直澆道斷面關(guān)系選擇或根據(jù)鑄件重鑄件水平斷面積與內(nèi)澆道斷面積關(guān)系建立的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來選擇，最終確定各澆道截面尺寸如圖所示05冒口與冷鐵設(shè)計冒口與冷鐵設(shè)計砂輪機體兩熱節(jié)軸處，壁厚為21、24mm，采用如圖形式冒口，暫定dc=20,則DR=24mm，DN=18mm，h=5mm，斜度取5，冒口延伸到上砂箱頂面，做明冒口，即方便造型又可以觀察澆注時液面狀況，最終設(shè)計砂輪機體冒口。如圖所示砂輪機體冒口圖示由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補縮和自補縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個需要設(shè)置冒口補縮的鑄件，也必須利用后補縮和自補縮，冒口僅是補充后補和自補不足的差額，本次砂輪機體參照典型熱節(jié)冒口尺寸設(shè)計冒口。h冒口根部的切割量，一般取h=58mm冒口向上有5傾斜06鑄造工藝圖由鑄造工藝參數(shù)選取以及吃砂量的確定，因為一箱兩件生產(chǎn)該砂輪機體，可確定鑄造工藝排布圖，砂輪機體的鑄造工藝圖如圖所示07工藝出品率工藝出品率工藝出品率工藝出品率08鑄造工藝裝備設(shè)計1.工藝出品率校核依據(jù)造型設(shè)備參數(shù)以及鑄造工藝排布，設(shè)計砂輪機體的上、下模板。由三維分析校核澆注系統(tǒng)和冒口質(zhì)量為0.54Kg，兩個鑄件總質(zhì)量為1.15Kg，則實際工藝出品率為 砂輪機體鑄件及澆注系統(tǒng)2.上、下模板設(shè)計模板一般使用模底板和模樣、澆冒口系統(tǒng)及定位銷等裝配而成，通常模底板的工作平面形成鑄件的分型面，模樣及澆冒口系統(tǒng)形成鑄件的外輪廓及澆冒口系統(tǒng)型腔，依據(jù)表，選擇螺栓將模樣與模底板固定模板上設(shè)計閥蓋零件的主體部分，將閥蓋零件的上模樣，安裝固定在上模板上；澆筑系統(tǒng)，依據(jù)鑄造工藝分析及排布，設(shè)計在上模板上；上模板的基板按照手冊參考設(shè)計定位耳以及定位銷；依據(jù)手冊設(shè)計合適的板厚以及筋條厚度與位置，上模樣選擇M10內(nèi)六角螺栓裝配，具體如圖所示1定位銷，2M8X30L螺釘，3上模樣，4直澆道+橫澆道+內(nèi)澆道，5M8X45L螺釘，6上模底板，7導(dǎo)向銷，86定位銷，9補縮冒口09 芯盒設(shè)計芯盒設(shè)計芯盒是制芯過程中所必須的工藝裝備，本次閥蓋中間的水平芯子采用金屬材質(zhì)的鑄鋁芯盒，因為芯子為圓柱回轉(zhuǎn)體，設(shè)計采用對半開鑄鋁芯盒，根據(jù)芯子尺寸大小，采用25mm厚鑄鋁版設(shè)計芯盒。定位銷套采用過盈配合式定位銷和定位銷套，具體結(jié)構(gòu)與尺寸如圖I型（螺母緊固式）定位銷II型（過盈配合式）定位銷閥蓋芯盒設(shè)計為1次制芯制4個砂芯，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示1-下芯盒，2-上芯盒，3-定位銷套，4-定位銷，5-蝶形螺母，6-活節(jié)螺栓芯盒裝配圖結(jié) 論此次砂輪機體的鑄造工藝設(shè)計，首先分析了零件的大小、重量、材料、生產(chǎn)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點以及技術(shù)要求等方面，綜合考慮之后確定了適宜的鑄造方法。通過查閱大量文獻，相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)實際調(diào)研，結(jié)合所學(xué)的理論知識和實踐經(jīng)驗，設(shè)計了零件的鑄造工藝方案。但是，由于零件的實際鑄造生產(chǎn)過程中，會受各種因素的影響，結(jié)果僅僅具有指導(dǎo)意義,所以很多時候需要實踐經(jīng)驗，也需要結(jié)合工廠的實際情況。謝謝