铸造工艺学课程设计盖体说明书.docx

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1、名目一、零件的技术要求和材质2二、铸件构造的工艺性分析2三、零件铸造工艺方案5四、砂芯设计8五、芯盒设计10六、金属型设计12七、铸件缺陷分析及解决方案16八、设计小结17九、参考文献1910设计内容、设计步骤、公式及计算一、零件的技术要求及材质零件名称：盖1. 1、零件的技术要求铸件尺寸公差按 GB6414 - 86 CT41.2 零件的材质分析铸件成型材料为 ZL102，其化学成分如下：备注材料：ZL102表一 ZL102 化学成分SiCuMg10.0-13.0 0.30( 杂 0.10质)MnAl 0.5( 杂余量质)由于 ZL102 成分在共晶点左右，故在铝硅二元系中，铸造性能最好强度

2、也较高，致密度较好，但塑性较低。具有良好的抗蚀性，耐磨性和耐热性。必需进展热处理，提高力学性能。适用于薄壁简单铸件及对气密性要求较高的铸件以及压铸件。 中大批量生二铸件构造的工艺性分析产从铸造工艺角度，结合零件构造特征对铸造生产方法进展选择。本零件因中大批量生产，承受金属型。金属型铸造2.1 、铸件壁厚铸件的壁厚要力求均匀，壁的后、薄不宜相差悬殊 ,在保证能浇注成型的条件下尽量承受最小壁厚 ;尽量避开承受大的薄壁平面，假设必需承受大的薄壁平面时，则设有铸孔或加强筋。ZL102 砂型铸造中的最小壁厚为 3mm。盖的零件图如下图，壁厚根本均匀，主要壁厚 3mm，最小壁厚 3mm，最大壁厚 21mm

3、，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特别技术要求。2.2 、壁的连接铸件的连接应圆滑过度，并应尽量避开铸件有厚大的热节点，尤其是三个以上断面集结于一点或一根线上，都是比较难于铸造的。零件如图 2-1:图 2-1 零件图2.3 、铸件三维实体图三铸造工艺方案的设计铸造工艺方案设计的内容主要有铸造工艺方法的选择，铸件浇注位置及分型面的选择，铸件初加工基准面的选择，铸造工艺设计有关工艺参数的选择等。3.1 、铸造工艺方法的选择铸造工艺方法的选择应综合考虑以下因素：1零件的使用性能：即零件承受的载荷状况状况及其所处的工作环境例如压力、温度、气态或液态介质的性质等对铸件的尺寸

4、精度和外表光滑度的要求。（2） 零件的铸造工艺性能：即零件所承受的合金材料的铸造性能如合金熔点、线收缩、体收缩、流淌性以及形成气孔、缩孔等缺陷的倾向：见表 2和零件构造的铸造工艺性，如零件重量、轮廓尺寸、最小壁厚、最小铸孔、铸造圆角、铸造斜度等。（3） 经济的合理性：即各种铸造方法生产费用的比较和成品零件的生产总费用综合性比较。在合理选择铸造方法时，后者的比较起打算作用。3.2 、浇注位置及分型面的选择3.2.1 、浇注位置的选择原则：(1) 铸件上重要工作面和大平面应尽量朝下或垂直安放(2) 应保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件能布满(3) 保证铸件能自下而上的挨次凝固(4) 应尽量

5、少用或不用砂芯；3.2.2 、铸件分型面的选择原则：(1) 最好将整个铸件安置在同一半型中成型，(2) 应尽量削减分型面的数目。(3) 应尽量不用或少用砂芯，(4) 分型面应尽量选择平面。(5) 留意减轻铸件清理和机械加工量。该零件的浇注位置和分型面如图 3-1：底注式左右开型。图 3-1 铸件图底注式左右开型。3.3 、机械加工初基准的选择机械加工初基准的选择应留意以下问题（1） 应尽量选择铸件非加工面为初基准：（2） 应选择加工余量最小或尺寸公差最小的外表为初基准：（3） 应选择铸件尺寸最稳定的外表为加工初基准：（4） 当铸件上没有适宜的初基准时，可增设工艺凸台作为关心基准。该零件的初基准

6、如图 3-2：图 3-2 铸件图局部3.4 、工艺参数的选择：（1） 机械加工余量的选择：依据航空铸造工艺手册及铸件的最外廓尺寸可选机械加工余量为 1mm；（2） 工艺余量的选择：对于金属型铸造，为了简化模具，故把这两侧凸台上的直径为 10mm 的孔做成工艺余量。（3） 铝合金收缩率取 1%；（4） 铸件尺寸公差按 GB6414-86CT4;（5） 据 2 表 3-57 可选定，外外表的起模斜度 1，内外表的起模斜度为 2。四、砂芯设计砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外型不能出砂的分. 砂型局部要求特别性能的局部有时也用砂芯.盖承受树脂砂手工制芯.4.1 芯头的设计砂芯主要靠芯头固定在模底

7、板上。对于垂直芯头为了保证 ， 轴线垂直、结实地固定在砂型上，必需有足够的芯头尺寸。盖的芯头高度为 12mm；垂直芯头的斜度 a=2为了定位承受“D”式芯头.4.2 、冷铁的设计机械加工余量为1mm收缩率取1%外外表的起模斜度1，内外表的起模斜 度 为2芯头高12mm，斜度 a=2，“D”式芯头.由于铸件内壁凸台的厚度为 13mm,明显大于壁厚 3mm,且放置在铸型的下部，对铸件之下而上的挨次凝固格外不利，将严峻影响铸件质量。介于此，设计两块外冷铁安放砂芯里.如图 4-1：图 4-1 装配图五、芯盒装配的设计5.1 芯盒材料的选择承受 ZL104，自由线收缩率0.91.1%，标准：GB1173

8、-74。5.2 芯盒分盒面的设计，如图 5-1图 5-1 芯盒装配图5.3 芯盒内腔尺寸确实定芯盒内腔尺寸=零件尺寸工艺尺寸 1+K5.4 芯盒的壁厚依据芯盒的平均轮廓尺寸A+B/2，及芯盒材质来打算壁厚。A+B/2300mm，材料为ZL104，由砂型铸造工装设计芯盒壁厚 7mm 查表 11-4 得：壁厚=7mm。5.5 芯盒的定位与夹紧用铰链式卡子将其锁紧，如图 5-2.图 5-2 芯盒装配图局部5.6 金属芯盒的尺寸偏差分开式芯盒分盒面之间的间隙取 0.1mm。在分盒面上芯盒内腔错位的允许偏差为 0.1mm.芯盒上定位销孔距公差为0.25mm。5.7 芯盒的搬运芯盒的搬运：本芯盒体积小，所

9、以不设置手柄和吊轴，直接用芯盒边缘实现搬运过程.六、金属型设计6.1 、浇注系统及冒口的设计和计算6.1.1 浇注系统的设计(1)铝合金金属铸造常承受扩张式浇注系统。其形式如图 6-1：扩张式浇注系统图 6-1 浇注系统图2浇注系统最小断面积的计算： Fmin=KQ/bH式中：Q：铸件的毛重g K：系数铝合金为 0.0080.0108 b: 铸件平均壁厚包括加工余量在内，cmH: 铸件的高度，cm Fmin：浇道最小断面积cmFmin=1.1cm经计算得：Q=0.23Kg，K=0.008 b=0.35cm H=4.1cm所以Fmin=1.1cm6.1.2 直、内浇道断面积确实定查看参考资料得：

10、F 直：F 内=1：0.51 ，取 F 直：F 内=1： F 直=1.1cm1.1所以 F 直=1.1cm，F 内=1.2cm6.1.3 冒口的设计与计算（1） 、承受明冒口，增大补缩，起尺寸如图 6-2（2） 、冒口的切割余量=5mm（3） 、为了便于切割，可将冒口的跟的切割余量做成缩颈F 内=1.2cm图 6-2 冒口表示图6.2 、型体、底座设计6.2.1 、型腔尺寸计算型腔尺寸的计算，除了铸件公称尺寸及偏差外，还应考虑合金从固相线冷却到室温的收缩。涂料厚度和金属型材料从室温升至预热浇注温度的膨胀率。计算公式Ax=Ap+ApKAx 式中 Ax-型腔尺寸，mm;Ap铸件平均尺寸，mm;K综

11、合线收缩，%;涂料厚度,mm;Ax铸型尺寸制造公差,mm.铸件的平均尺寸按下式计算Ap=Amin+A/2K=1%;=0.2mm.经计算型腔尺寸如图 6-3：图 6-3 型腔图6.2.2 、金属型的壁厚金属型的壁厚是综合考虑金属型强度、刚度重量及铸件的冷却速度来确定的。壁厚太大，增加铸型重量，操作笨拙，没有必要；壁厚过薄，铸型温度不均，易因应力而变形，缩短寿命。综合考虑及结合阅历数据，因铸件壁厚10mm；铝合金铸件金 铸型的型芯属型壁厚 15mm20mm.取壁厚为 15mm. 经计算型腔尺寸及壁厚如以下图： 6.2.3、型腔的排气应当铸件有砂芯，所以承受铸型的型芯排气，见图 6-4排气定位销定位

12、图 6-4 型腔排气图6.2.4 、铸型的定位承受定位销定位6.2.5 锁紧机构（1） 、铰链式金属型的固定支点为插销其外形及尺寸如图 6-5：锁紧机构： 插销锁，偏心锁锁锁。（2） 、用偏心锁锁紧左如图 6-6：图 6-5 插销锁右半型，图 6-6 偏心锁七、铸件缺陷分析与解决方案铸造工艺设计的是否合理，影响到是否能够获得合格的、高质量的铸件。此次设计因薄壁铸件可能存在一些缺陷：为防止卷气，因此需掌握金属液的流速，保证金属液平稳充型。八、 设计心得经过四个星期的努力,我最终将铸造工艺课程设计做完了。在这次作业过程中,我遇到了很多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期

13、我在这方面的知 识欠缺和阅历缺乏.刚开头在铸造工艺设计时 ,我始终找不到最正确的分型面和浇注方案 ,令我格外苦恼.后来在蔡教师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了。因太久没有电脑绘图，在用 AUTOCAD 画图时遇到了很多困难，但在同学和教师的帮助下，最终抑制了困难。在此我要向他们表示最真诚的谢意。整个作业过程中,我遇到的最大,最苦痛的事是文档。一来自己没有电脑, 用起来很不便利; 最可恶的是在此期间, AUTOCAD2023 的免费版本有病毒，几乎把我们全班人的电脑都感染了，以至于画不出剖面线，最终还是在一台有很强杀毒软件的电脑上，经复制粘贴到的图纸上才成功的画好了剖面 线，圆满地完成

14、了这次设计。尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但我的收获还是很大的。不仅仅把握了金属型模具设计的步骤与方法;也不仅仅对铸造工艺设计这门课有了更进一步的把握。对我来说,收获最大的是方法和力量，那些分析和解决问题的方法与力量。在整个过程中,我觉察像我们这些学生最最缺少的是阅历,没有感性的生疏,空有理论学问,有些东西很可能与实际脱节。总体来说,我觉得做这种类型的设计对我的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关学问都系统地联系起来 ,从中暴露出自身的缺乏,以待改进.有时候,一个人的力气是有限的 , 合众人才智,我们的作品会更完善.最终再次感谢蔡教师的悉心指导！九、参考资料（1） 严青松：铸造工艺学，南昌航空大学自编教材。（2） 李维谦、唐自忠主编：航空铸造手册，国营洪都机械厂 1980、10（3） 耿鑫明编著：金属型铸件生产指南，化学工业出版社， 2023.8（4） 龙文元、卢百平主编金属液态成型模具设计，化学工业出版社，2023.6（5） 铸造工艺设计及铸件缺陷掌握，李希晨主编，化学工业出版社，2023