材料成型與控制工程 渦輪減速器鑄造工藝設(shè)計-文庫吧
2024-11-13 20:42 本頁面
【正文】 圖。設(shè)計內(nèi)容為柱塞泵的鑄造生產(chǎn)過程，包括材料選取、鑄造的方法、造型、制芯、澆口的選擇及設(shè)計、沙箱的選擇及爐料的配方等。 設(shè)計分析 零件名稱、材質(zhì)： 零件名稱：渦輪減速器 材質(zhì) HT200 重量 103kg 產(chǎn)量 300700 件 /年 零件結(jié)構(gòu)鑄造工藝性的分析 配置型砂 —— 造型 —— 合型 —— 澆注 —— 冷卻 —— 落砂 —— 清理—— 熱處理 —— 檢驗 —— 獲得鑄件 本件采用砂型鑄造，主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短 在鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量做到結(jié)構(gòu)合理，使用性能易于保證，生產(chǎn)成本低。在設(shè)計鑄造工藝方案時，也應(yīng)對零件結(jié)構(gòu)的工藝性進(jìn)行認(rèn)真分析，使得設(shè)計的工藝方案能保證鑄件質(zhì)量，且工藝簡便。 本零件的渦輪減速器是主體，其輪廓尺寸為 660 616 400mm，重 103kg，屬于中型鑄件。壁厚 2035mm， 超過最小可鑄壁厚，故不易產(chǎn)生澆不足的現(xiàn)象，同時，該鑄件的壁厚均勻，不需要加冒口。 零件的使用條件及其主要要求 本件為渦輪減速器，渦輪減速器為圓柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，其工作時受壓力不大，但接觸表面的加工公差比較嚴(yán)格，不能出現(xiàn)縮孔、氣眼等缺陷。 鑄造工藝方案的確定及論證 鑄型，砂芯種類的確定 由于采用手工造型，考慮到鑄件本身體積不大，故鑄件采用濕型。 本件為渦輪減速器，渦輪減速器為圓柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，其工作 時受壓力不大，但接觸表面的加工公差比較嚴(yán)格，不能出現(xiàn)縮孔、氣眼等缺陷本件內(nèi)腔形狀結(jié)構(gòu)簡單，做整體砂芯即可。但由于整體砂芯如果產(chǎn)生的氣體不能順利排除，容易使鑄件生成氣孔，固本件采取適當(dāng)?shù)呐艢獯胧┮员闩艢狻? 沙箱中鑄件數(shù)量的確定 由于本件屬于中小型鑄件，小批量生產(chǎn)，故每箱中選擇放一個鑄件。 鑄件凝固順序、澆注、分型面的選擇 凝固順序的選擇 由于同時凝固原則是采取工藝措施保證鑄件結(jié)構(gòu)各部分之間沒有溫差或溫差很小，使鑄件厚度不同的各部分同時凝固。采用同時凝固原則，鑄件不易產(chǎn)生熱裂，且應(yīng)力 和變形小，從而節(jié)省金屬，簡化工藝和減少工作量。本鑄件屬于非厚實的、壁厚均勻的鑄件，同時宜出現(xiàn)熱裂、變形等缺陷，故采用同時凝固的方式。 澆注、分型面的選擇 在砂型鑄造中，為完成造型、取模、設(shè)置澆口和安裝砂芯等需要，砂型必須選擇有兩個或兩個以上的部分組合而成，砂型的分割或裝配面稱分型面。鑄型分型面，主要取決于鑄件的結(jié)構(gòu)。 通常應(yīng)根據(jù)下列原則選擇和確定分型面： （ 1）、分型面應(yīng)選在鑄件最大截面處，以保證順利拔出模樣而不損壞鑄型，這樣選擇分型面往往可減少活塊或砂芯，也可使砂箱不致過高，造型操作方便。 (2)、盡量將鑄件全部或大部分放在同一個半型中 分型面對鑄件的精度會有影響，除了合箱會引起偏差外，還會因合箱不嚴(yán)而產(chǎn)生披縫，造成垂直于鑄件分型方向上尺寸增加。如果能將鑄件全部或大部分置于同一砂箱內(nèi)，則可減少這類偏差。當(dāng)不能完全做到這一點時，應(yīng)盡量將鑄件的主要加工面和加工基準(zhǔn)面放于同一砂箱內(nèi)，以便保證其精度。 （ 3）、盡量減少分型面的數(shù)量：分型面少，鑄件精度容易保證。機器造型的中小件，一般只許可一個分型面，凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不允許用活塊或多分型面。 分型面的形狀可以是平面、折面、曲面等。 最簡單的是平面，它加工方便，容易保證精度。但在大批量生產(chǎn)、機器造型的情況下，為減少分型面，往往又采用局部曲折分型時應(yīng)盡量采用規(guī)則曲面。在手工單件生產(chǎn)時，采用多分型面有時也是合理的。所以，分型面數(shù)目的多少，還應(yīng)考慮具體的生產(chǎn)條。 在輕合金鑄造中，常采用底注式澆注系統(tǒng)，一般難以將砂芯安放在同一半型中形成整個鑄件。為了保證鑄件內(nèi)部質(zhì)量和尺寸精度要求，又能采用底注式澆注系統(tǒng)，往往增加一個分型面，采用三箱鑄造結(jié)構(gòu)，在航空發(fā)動機機匣、殼體和框架類鑄件生產(chǎn)中應(yīng)用較多。 （ 4）、考慮工藝特點，盡量使加工及操作工藝簡單：砂型鑄造中，分型面一般都應(yīng)該選擇在鑄件澆注時的水平位置，避免垂直分型面。因為水平造型，下芯和合箱后，在翻動鑄件進(jìn)行澆注，就可能引起起砂芯位置移動，影響鑄件尺寸精度。 在手工造型時，因模樣和芯盒尺寸精度較低，在下芯合箱時需檢查型腔尺寸，調(diào)整砂芯位置，保證鑄件壁厚均勻，故在考慮分型面時，應(yīng)盡量將主要型腔和砂芯放在下半型。 金屬型鑄造生產(chǎn)中，選擇分型面應(yīng)保證金屬型能順利開型和取出鑄件，一般采用垂直或互相垂直的分型面，這樣有利于采用合理的教主系統(tǒng)、安設(shè)冒 口、排除型腔中的氣體。 由于本件的結(jié)構(gòu)形狀簡單，多為規(guī)則的幾何形狀，為了制芯和起型方便，本鑄件選用一個芯子 “ 1”。 本件芯子基本對稱，從合箱下芯各方面考慮，型芯的分型面選在 中 心 線 處 。 主要工藝參數(shù)的確定 鑄造收縮率 鑄件從固相線溫度冷卻到室溫，各部分尺寸都要縮小，鑄件長度縮小的百分率就稱為鑄造收縮率。為此必須將模樣及芯盒尺寸
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