泵盖铸造工艺设计说明书.docx
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泵盖铸造工艺设计说明书
课程设计说明书
泵盖铸造工艺设计
院系:
机械工程学院
专业:
材料成型及控制工程
班级:
姓名:
学号:
指导老师:
时间:
1.铸造工艺分析………………………………………………………………………….1
1.1零件介绍……………………………………………………………...1
1.2零件生产方式选择……………………………………………………..1
1.3技术要求分析…………………………………………………………1
1.4合金铸造性能分析……………………………………………………2
2.确定铸造工艺方案…………………………………………………………………….2
2.1确定铸造方法…………………………………………………………2
2.2确定浇注位置和分型面………………………………………………..2
2.3确定型内铸件数目…………………………………………………….3
2.4不铸出孔及槽的确定………………………………………………….3
2.5机械加工余量和铸造圆角的确定………………………………………3
2.6起模斜度和分型负数的确定…………………………………………...5
2.7砂芯的确定…………………………………………………...............7
2.8铸造收缩率的确定………………………………………………….....7
2.9冒口的确定…………………………………………………...............7
2.10浇注系统的确定…………………………………………………......8
3.芯盒的设计……………………………………………………………………………..9
3.1芯盒材质和分盒方式的确定…………………………………………..9
4.总结…………………………………………………………………..……………………9
参考资料…………………………………………………………………………………...10
1.铸造工艺分析
零件简介:
1.1零件介绍:
零件名称:
泵盖
零件材料:
HT200
1.2零件生产方式选择:
大批量生产,零件图如下:
1.3技术要求分析
按照国家标准,对于HT200,其抗拉强度应达到200Mpa。
铸件在使用时工作条件较好,但此铸件需起隔爆作用,按照技术要求,需在粗加工后进行时效处理及相应的热处理工艺。
另外,铸件清砂后,焖火铲除毛刺喷砂后喷G04-6铁红过氯乙烯底漆。
除此外无特殊技术要求。
注:
其中φ21H7内孔为重要加工面,不允许存在气孔、夹砂等铸造缺陷。
1.4合金铸造性能分析
灰铸铁具有良好的铸造性能:
(1)流动性。
灰铸铁的熔点较低,结晶温度范围较小,在适宜的浇注温度下,具有良好的流动性,容易填充形状复杂的薄壁铸件,且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。
(2)收缩性。
灰铸铁的浇注温度较低,凝固中发生共析石墨化转变,使其线收缩小,产生的铸造应力也较小,所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。
(3)灰铁充型能力好,强度较高,耐磨、耐热性好,减振性良好,铸造性较好,但需人工时效。
2.确定铸造工艺方案
2.1确定铸造方法
铸件材质为HT200,,其轮廓尺寸25×φ110,属中小件,联结结构合理,符合灰铸铁铸造要求,可以进行铸造工艺设计。
采用湿砂型机器造型大批量生产。
采用湿砂型机器脱箱造型,热芯盒水玻璃砂射芯机制芯。
2.2确定浇注位置和分型面
浇注位置选择原则:
(1)重要加工面应朝下或呈直立状态;
(2)铸件的大平面应朝下;
(3)应有利于铸件的补缩;
(4)应保证铸件有良好的金属液导入位置,保证铸件能充满;
(5)应尽量少用或不用砂芯;
(6)应使合型、浇注和补缩位置一致。
分型面选择原则:
(1)应使铸件全部或大部分置于同一半型内;
(2)应尽可能减少分型面数目;
(3)平直分型面和曲折分型面的选择,应尽可能选择平直分型面;
(4)分型面应选取在铸件最大截面处。
经考虑,分型面选择在最大截面处,内浇道也从此处进入。
此方案起模方便,大部分铸型位于下箱,有利于保证浇注质量,且也能获得质量均衡的铸件。
缺点是下芯稍有不便,但不影响。
如下图:
2.3确定型内铸件数目
由于铸件外形尺寸较小,也考虑到所选用的造型机型号,采用一箱四件。
2.4不铸出孔及槽的确定
铸件的最小铸出孔直径mm
灰铸铁件
铸钢件
大量生产
12~15
~
成批生产
15~30
30~50
单件、小批生产
30~50
50
铸件材质
壁厚
最小孔径
灰铸铁
8~10
6~10
查表,灰铸铁件大量生产的不铸出孔的最小直径为12~15mm,故只需铸出中间的21H7的孔.
2.5机械加工余量和铸造圆角的确定
机械加工余量:
机械加工余量是指在铸件加工表面上留下的、准备用机械加工方法切去的金属层的厚度,目的是获得精确的尺寸和光洁的表面,以符合设计的要求。
铸件加工余量的大小,要根据铸件的合金种类,生产方法,尺寸大小和复杂程度,以及加工面的要求和所处的浇注位置等因素来确定。
如下表:
成批、大量生产灰铸铁件机械加工余量等级
手工造型
机器造型及壳型
金属型
低压铸造
尺寸公差等级CT
11~13
8~10
7~9
7~9
加工余量等级MA
H
G
F
F
由题可得:
机器造型。
如下表:
尺寸公差等级CET
8
9
10
加工余量等级MA
G
G
G
基本尺寸/mm
浇注位置
加工余量数值/mm
40≤
顶面
0.5
0.5
0.5
侧面
0.5
0.5
0.5
>63~100
底面
1.4
1.4
1.4
与尺寸公差配套使用的合金钢件加工余量
查表得,铸件的加工余量为:
顶面——0.5mm,侧面——0.5mm,底面——1.4,
如图:
铸造圆角:
铸件上相邻两壁之间的交角,应做出铸造圆角,防止在尖角处产生冲砂及裂纹等缺陷。
圆角半径一般为相邻两壁平均厚度的1/3~1/2,中小件采用R3-R5mm,此处取3mm。
2.6起模斜度和分型负数的确定
起模斜度:
除零件本身具有的斜度外,除零件本身具有的斜度外,另设Φ90与Φ110外圆处起模斜度。
根据标准《铸件模样起模斜度》中的规定,该铸件选用增加铸件厚度的起模斜度形式如图所示:
查询铸造工艺设计手册1-15,得到以上起模斜度为4°,a=0.8mm。
分型负数:
使用黏土砂干型和表干型时,通常需要在分型面上垫石棉绳或火泥条,从而使垂直分型面方向铸件的高度增高了。
如下表:
黏土砂干型和表干型的分型负数
沙箱长度/mm
≤1000
1001~2000
分型负数/mm
干型
2
3
表干型
1
2
由于铸件的最大尺寸只有110≤1000mm,一般选干砂型,故选分型负数为2mm。
铸件在砂型中的冷却时间:
铸件在铸型中的冷却时间与铸件形状、大小、和壁厚等有关。
铸铁件开箱时铸件的温度可控制在下列温度范围:
一般铸件400~450℃
易开裂、易变形铸件200~300℃
易冷裂800~900℃
壁厚均匀铸件600℃
根据《铸工实用手册》中小型铸铁件在车间地面上浇注时的冷却时间见下表。
铸件
重量(kg)
<5
5~10
10~30
30~50
50~100
100~250
铸件壁厚(mm)
<8
<12
<18
<25
<30
<40
冷却
时(min)
20~30
25~40
30~60
50~100
80~160
120~300
通过对泵盖铸件的大体质量估算为小于5kg,壁厚不均匀,小于12mm。
因此旋钮在砂型中的冷却时间大致在25~40min内。
2.7砂芯的确定
根据确定的浇注位置和分型面以及铸件内腔的形状,确定在此铸件中安放1个砂芯就可达到工艺要求。
该铸件的中心孔需用到垂直型芯及芯头,由《材料成型工艺基础》第三版P71知,垂直芯头的高度h一般取15~150mm,型芯横截面积越大,型芯高度H越高,h亦越高,下芯头的斜度较小些,一般选5°,上芯头的斜度一般为10°。
为了便于下芯装配,芯头与芯座之间留有间隙δ。
机器造芯时,δ较小。
砂芯为垂直砂芯,水玻璃砂、机器造型,安放位置如工艺图所示。
该砂芯有两个芯头,根据《JB/T5106-1991铸件模样型芯头基本尺寸》确定:
下芯头高15mm,与芯座间隙0.5mm;上芯头高15mm,与芯座间隙0.5mm;上、下芯头斜度均为10°。
如图所示:
2.8铸造收缩率的确定
灰铸铁中小型铸件收缩率:
0.9~1.1%,取中值1.0%。
2.9冒口的确定
由于灰铸铁补缩要求较低,故在铸件浇口处设置一个暗冒口,冒口颈直径4mm,高度5mm。
2.10浇注系统的确定
(1)该件从分型面进行浇注,浇注系统开设位置详见工艺图。
内浇道采用扁平梯形,如此可有效防止夹杂物流入铸型型腔,不易在铸件连接处产生缩松,同时便于清理。
横浇道采用高梯形,直浇道为圆柱形,浇口杯采用普通漏斗形。
浇注系统为封闭式浇注系统,各基元尺寸及比例关系为:
F内:
F横:
F直=1:
1.3:
1.05
(2)浇注位置选择取决于:
合金的种类、铸件结构、铸件质量要求及生产条件;
确定浇注位置的主要原则有:
1.要加工面朝下或呈直立状态
2.应有利于铸件补缩
3.应保证铸件有良好的金属液导入位置,保证铸件充满.
4.应使合型、浇注和补缩位置相一致
综上所述,应该选择中间注入式浇注系统。
如图所示:
3.芯盒的设计
3.1芯盒材质和分盒方式的确定
由于采用热芯盒射芯法制芯,故选用HT200做芯盒,采用垂直对开式芯盒。
详细材料和相应热处理要求见下表:
名称
用材料
热处理要求
热芯盒主体
HT200
消除应力处理,500~550℃保温4~8小时
销套定位销
45
45钢淬火HRC50~55
顶芯杆回位导杆
45
淬火HRC45~50
固定板、盖板
45
调质
芯棒
45
4.总结
本文为铸造工艺课程设计的课题设计报告,设计课题为泵盖。
报告从泵盖零件图开始分析,逐步确定铸造工艺方案,至模样模板以及芯盒的设计,其过程和数据均已一一给出。
由于我对铸造工艺有相应的不了解,故去查找了相关资料。
每份图纸的设计和审核工作都按要求完成。
在课题设计过程中,铸造工艺图无疑是很重要的,其标示出了分型面、机械加工余量、砂芯形状尺寸、浇注系统等一系列铸造中必不可少的参数。
工艺图也是一改再改,不理解之处就去查找相关文献资料,并询问老师意见。
我发现,铸造工艺设计中有着大量的工艺参数需要去查找,并且面对大量的数据信息,如何从中选出适合本课题铸件的相关参数有着一定难度。
信息的取舍与否直接影响到课题设计的严密性、严谨性,因此在这个问题上,不断地改善我的设计。
此次铸造工艺课程设计,对于我进一步认识铸造领域起到了极大的作用,通过实际的工艺设计,亲身投入到设计中去,体会学习设计思路,对于我而言,有着不可小觑的意义。
参考资料:
1.叶荣茂吴维冈高景艳编,《铸造工艺课程设计手册》,哈尔滨工业大学出版社,1993.11
2.《铸造手册》中国机械工程学会铸造专业学会编,1994.10
3.高文清李魁盛编,《铸造工艺学》,机械工业出版社,2010.7
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- 铸造 工艺 设计 说明书