【正文】 符合設(shè)計要求的鑄件。 非加工 壁厚的負(fù)余量 由于該鑄件采用木模，手工造型、造芯過程中，為取出木模要進(jìn)行敲模，同時木模受潮時會膨脹，這些情況會使型腔尺寸增大，從而造成非加工壁厚增加，為保證鑄件尺寸的準(zhǔn)確性應(yīng)該減小厚度尺寸，但由于該件在無拔模斜度，且該件不是很大故不放非加工壁厚的負(fù)余量。 分型負(fù)數(shù) 干砂型、表面烘干型、自硬砂型以及砂型尺寸超過 2m以上的濕型才應(yīng)用分型負(fù)數(shù)。拔模斜度的示意如圖 。經(jīng)查可知該錐體鑄件的線收縮率為％。 5 鑄造收縮率 由于鑄件 的固態(tài)收縮 (線收縮 )將使鑄件各部分尺寸小于模樣原來的尺寸，因此，為了使鑄件冷卻后的尺寸與鑄件圖示尺寸一致，則需要在模樣或芯盒上加上其收縮的尺寸。 表 HT200 化學(xué)成分表（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） C Si Mn P S Cr ~ ~ ~ ≤ ≤ ~ 鑄造工藝參數(shù)的確定 鑄造尺寸公差和重量公差 該鑄件材質(zhì)為 HT200，手工造型，經(jīng)查得，鑄件的尺寸公差等級為 13級；重量公差等級為 13級，該鑄件的重量公差為 10％。 結(jié)構(gòu)：屬厚、薄相差懸殊的 大 型回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)。 零件材料： HT200。 了解合金在鑄造過程中容易產(chǎn)生的鑄造缺陷以及采取相關(guān)的防止途徑，并初步具備分析、解決這類缺陷的基本解決途徑 學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊等。 熟悉型砂必須具備的性能要求，原材料的基本規(guī)格及作用，并初步具備分析和解決型砂有關(guān)問題的 能力。在這個為期兩周的過程里，我們有過緊張，有過茫然，有過喜悅，從中感受到 了學(xué)習(xí)的艱辛，也收獲到了學(xué)有所獲的喜悅，回顧一下，我覺得進(jìn)行鑄造工藝學(xué)課程設(shè)計的目的有如下幾點(diǎn)： 通過課程設(shè)計實(shí)踐，樹立正確的設(shè)計思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運(yùn)用鑄造工藝學(xué)課程和其他先修課程的的理論與實(shí)際知識去分析和解決實(shí)際問題的能力。 0 題目 ： 工藝學(xué)課程設(shè)計 學(xué)院 ： 專業(yè) ： 材料成型機(jī)控制工程 班級 ： 學(xué)號 ： 姓名 ： 指導(dǎo)老師 ： 1 前 言 鑄造工藝學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生熟悉對零件及產(chǎn)品工藝設(shè)計的基本內(nèi)容、原則、方法和步驟以及掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計的基本技能的一門主要專業(yè)課。課程設(shè)計則是鑄造工藝學(xué)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時也是我們鑄造專業(yè)迎來的第一次全面的自主進(jìn)行工藝和工裝設(shè)計能力的訓(xùn)練。 通過制定和合理選擇工藝方案，正確計算零件結(jié)構(gòu)的工作能力，確定尺寸，掌握了澆冒口的作用及其原理，具有正確設(shè)計澆冒口系統(tǒng)的初步能力；掌握鑄造工藝和工裝設(shè)計的基本技能。 熟悉涂料的作用、基本組成及質(zhì)量的控制；了解提高鑄件表面質(zhì)量和尺寸精度的途徑。 2 目錄 第一章 零件鑄造工藝分析 ?????????????????? 4 ??????????????????????????? 4 材料成分要求 ????????????????? ?????????? 4 ???????????????????????? 4 鑄造尺寸公差和重量公差 ??????????????????? 5 ???????????????????????? 5 鑄造收縮率 ???????????????????????? ? 5 拔模斜度 ???????????????????????? ? 5 ???????????????????????? 5 工藝補(bǔ)正量 ?????????? ?????????????? ? 5 分型負(fù)數(shù) ???????????????????????? ?? 5 非加工壁厚的負(fù)余量 ????????????????????? 5 反變形量 ???????????????????????? ?? 5 分芯負(fù)數(shù) ???????????????????????? ?? 6 第二章 鑄造三維實(shí)體造型 ????????????????????? 6 ???????????????????????? 6 上冠件結(jié)構(gòu)工藝分析 ?????????? ?????????????? 6 基于 UG 零件的三維造型 ???????????????????? 6 軟件簡介 ???????????????????????? ?? 6 零件的三維造型圖 ???????????????????? ?? 6 第三章 鑄造工藝方案設(shè)計 ????????????????????? 7 ???????????????????????? ?? 7 鑄造方法 ???????????????????????? ??? 7 型（芯）砂配比 ??????? ???????????????? 8 混砂工藝 ???????????????????????? ?? 8 鑄造用涂料、分型劑及修補(bǔ)材料 ???????????????? 8 ???????????????????????? ????? 8 熔煉設(shè)備 ???????????????????????? ?? 9 熔煉工藝 ???????????????????????? ?? 9 分型面 的選擇 ???????????????????????? ??? 9 目的確定 ???????????????? ? 10 砂芯設(shè)計及排氣 ???????????????????????? ?? 11 芯頭的基本尺寸 ??????????????????????? 11 芯撐、芯骨的設(shè)計 ????????????????????? ? 12 砂芯的排氣 ???????????????????????? ? 12 第四章 澆冒系統(tǒng)的設(shè)計及計算 ??????????????????? 12 ??????????????????????? 12 注位置的選擇 ???????????????????????? ?? 12 3 ???????????????????? ? 13 合金鑄造性能分析 ????????????????????? ? 13 鐵液在型內(nèi)的上升速度 ??????????????????? ? 13 澆注系統(tǒng)截面尺寸設(shè)計 ??????????????????? ? 14 ???????????????????????? ??? 14 鑄件工藝出品率 ????????????????? ?????? 14 出氣孔 ???????????????????????? ??? 15 冒口的作用及位置確定 ???????????????????? 15 ???????????????????????? 15 冷鐵的選用及作用 ?????????????????????? 15 冷鐵的尺寸及放置位置的選擇 ????????????????? 15 總結(jié) ???????????????????????? ???????? 17 參考文獻(xiàn) ??????????????? ????????? ?????? 18 附圖 4 第一章 零件鑄造工藝分析 零件基本信息 零件名稱：上冠鑄件。 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：成批量生產(chǎn)或者小批量生產(chǎn)。 上冠零件圖： 圖 上冠零件圖 材料成分要求 根據(jù)相關(guān)資料查得 HT200 具體成分及其含量如表 所示。 該鑄件為鑄鐵件，砂型人工造型，經(jīng)查加工余量等級為 H，經(jīng)查得，該鑄件法蘭端面以及錐面的加工余量為 13mm、孔的加工余量為 8mm。加大的這部分尺寸為鑄件的收縮量，一般用鑄造收縮率表示。 拔模斜度 由于該鑄件為錐形而且錐度大非常易于拔模，因此錐體部分不設(shè)拔模斜度，而在立壁處可設(shè)置 3mm的起模斜度以便拔模。 圖 圖 其他工藝參數(shù)的確定 工藝補(bǔ)正量 對中小批量的鑄件由于選用的收縮尺寸與實(shí)際的收縮率不符，或由于鑄件產(chǎn)生變形、操作中不可避免的誤差等原因使加工后鑄件的尺寸小于圖樣要求尺寸，為提高尺寸精度，要在鑄件相應(yīng)的非加工表面上增加金屬層厚度來彌補(bǔ) ,但由于該件在垂直分型面的立壁上都設(shè)有較大的拔模斜度 ,故不放工藝補(bǔ)正量。而此鑄件采用樹脂自硬砂造型且砂箱尺寸小于 2m，故不留分型負(fù)數(shù)。 反變形量 鑄造較大的平板類、床身等類鑄件時由于冷卻速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現(xiàn)變形。一般中 小型壁厚差別不大且結(jié)構(gòu)上剛度較大時，不必留反變形量。 6 分芯負(fù)數(shù) 對于分段制造的長砂芯或分開制造的大砂芯，在接縫處應(yīng)留出分芯間隙量，即在砂芯的分開面處，將砂芯尺寸減去間隙尺寸，被減去的尺寸即為分型負(fù)數(shù)。 第二章 鑄件三維實(shí)體造型 上冠件圖紙技術(shù)要求： （ 1）鑄件應(yīng)作正回火處理； （ 2）鑄件材料及機(jī)械性能應(yīng)符合 JB/T102642020 的要求； （ 3）粗加工后按 GB723387 標(biāo)準(zhǔn)作超聲波探傷檢查，達(dá)Ⅱ級要求； 過流面加工后按 GB/T94441988 進(jìn)行磁粉探傷，達(dá)Ⅱ級要求； （ 4）同爐澆鑄試驗(yàn)棒，回廠做化學(xué)成分和機(jī)械性能復(fù)核試驗(yàn)； （ 5）過流面用樣板檢查； （ 6）請刻出葉片進(jìn)出水邊與上冠的交點(diǎn)圓線。由零件圖可知，該零件外形不是很復(fù)雜，內(nèi)腔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，壁厚不均勻，材料為灰鐵，流動性較好，收縮大，在澆注時容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、熱裂、內(nèi)應(yīng)力以及變性和冷裂等缺陷。 基于 UG 零件的三維造型 軟件簡介 UG NX是由 Siemens PLM Software發(fā)布的集 CAD/CAM/CAE一體化解決方案軟件，它涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計、工程和制造中的全套開發(fā)流程。 NX 與 UGS PLM 的其他解決方案的完整套件無縫結(jié)合，這些對于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控環(huán)境下的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實(shí)體模型和可視化都是一個補(bǔ)充。 零件的三維造型圖 通過運(yùn)用 、 圖。需要澆鑄的產(chǎn)品上冠鑄件屬于中大型簡單鑄件，如果采用消失模鑄造，其加工余量少，而且可以精確成型，無須起模，無分型面，無型芯，因而鑄件無飛邊毛刺，減少了由型芯組合而引起的鑄件尺寸誤差。所以本次設(shè)計選擇消失模樹脂砂型鑄造來生產(chǎn)此鑄件。采用樹脂砂的優(yōu)點(diǎn)有：強(qiáng)度高，可自硬，精度高，鑄件易清理，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。 表 型砂配比（配比重量 Wt%） 成 分 新砂 再生砂 F700呋喃樹脂 固化劑 附加物氧化鐵粉 百分比 10％ 90％ % ~% 15％ 0 ~ % 表 （配比重量 Wt%） 成 分 新砂 再生砂 F700呋喃樹脂 固化劑 附加物氧化鐵粉 百分比 60％ 40％ % ~% ＞ 10％ 0 ~ % 表中催化劑含量為占樹脂砂的百分比。樹脂砂各種原料稱量要準(zhǔn)確，其混砂工藝如下： 砂 +催化劑上下加樹脂上下出砂 上述順序不可顛倒，否則局部發(fā)生劇烈的硬化反應(yīng)，縮短可使用時間，影響到樹脂砂的使用性能。 鑄造用涂料、分型劑及修補(bǔ)材料 鑄造涂料在鑄型和砂芯的表面上形成耐火的保護(hù)層，避免鑄件產(chǎn)生表面粗糙、機(jī)械粘砂、化學(xué)粘砂以及減少鑄件產(chǎn)生與砂子有關(guān)的其它鑄造缺陷，是改善鑄件表面質(zhì)量的重要手段之一。為滿足要求可選水溶性涂料，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)選用手工刷涂的方式施涂。 如砂型或砂芯出現(xiàn)裂紋、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用膠補(bǔ)劑進(jìn)行修補(bǔ)，以提升生產(chǎn)效率。 鑄造熔煉 9 熔煉設(shè)備 ： 為保證獲得 化學(xué)成分均勻、穩(wěn)定且溫度較高的鐵液，滿足生產(chǎn)需要這一前提，在大批量流水生產(chǎn)中，宜采用沖天爐 電爐雙聯(lián)熔煉工藝。 熔煉工藝 ： (1) 廢鋼 加廢鋼可明顯提高灰鑄鐵基體中 D型石墨和初生奧氏體的數(shù)量；加廢鋼能促進(jìn)初生奧氏體的形核及長大；可增加鑄件的強(qiáng)度和孕育。（ 3）孕育處理 為改善石墨形態(tài)和材質(zhì)的均勻性，孕育處理是十分重要的。綜合孕育劑選擇的主要兩個因素：滿足工藝性及性能、金相組織的需要；避免鑄件產(chǎn)生氣孔、縮松、滲漏等缺陷。 分型面 的選擇 根據(jù)分型面的選擇原則，分型面的選擇位置如下： 方案一 上下特點(diǎn)：選擇最大截面 有利于順序凝固和沖型以及易于保證鑄件的精度； 有利于鑄件的補(bǔ)縮 ； 鐵液在鑄型中的流動不穩(wěn)定； 由于該 件外形為錐體，這樣分形的好處是易于起模，在側(cè)面處可不設(shè)起模斜度。 根據(jù)三種方案的對比