前模板铸造工艺孙科研究.doc

毕业设计说明书 课题名称： 前模板铸造工艺设计 学生姓名 孙科 学 号 120107123225 所在学院 材料工程学院 专 业 材料成型与控制技术 班 级 材型1232 指导教师 林 波 起讫时间： 2015 年 2 月 24 日～ 2015 年 4 月 20 日 前模板（球铁）铸造工艺设计说明书 一．铸件结构工艺性分析 1.铸件基本情况： 铸件材料为球墨铸铁450-10，最大尺寸1050mm，宽340mm，高727mm，加工后最大壁厚195mm，最小壁厚27mm。加工后净重量580kg，铸件尺寸精度CT12，质量需符合GB/T5000.6—1998标准。铸件座上可留45度余角，内侧去毛刺。 根据零件三视图，画出铸件三维图如图1-1所示: 图1-1 2.铸件壁厚分析 铸件壁过薄，铸件将产生浇不足、冷隔、浇注流痕等铸造缺陷，铸件壁过厚，将使铸件由于冷却过慢晶粒粗大，也影响铸件的机械性能，因此对于一个具体的铸件，根据其材料与铸造方法，必须有一个最小临界壁厚才能保证其铸造工艺的实施。 铸件的最小壁厚：因为铸件材料为QT450-10，根据铸造手册-铸造工艺p44 表3—1查出 当铸件最大轮廓尺寸为800mm~1250mm，其最小壁厚为10mm~12mm。 铸件的临界壁厚：根据铸造手册-铸造工艺第三版p45 表3-6查出QT450-10的铸件重量为大于10kg，因此临界壁厚为50mm。 铸件的合理壁厚：根据铸造手册-铸造工艺第三版p46 表3-8查出 铸件轮廓最大尺寸为1050mm，铸件轮廓次大尺寸为727mm ，因此铸件的合理壁厚尺寸为30mm~35mm。综上所述该铸件壁厚尺寸合理。 3.铸件过渡圆角分析 铸件的过渡圆角过小，将使连接处产生较大的铸造应力，并有可能造成铸件开裂，对于本铸件来说，铸件尺寸大，铸件收缩亦大，从而铸造应力更大，铸件壁连接转角更易开裂，因此对铸造圆角的大小进行分析具有重要意义。该铸件壁连接均为L、T连接形式，该铸件过渡圆角查阅资料铸造手册p48~50可知，铸造合适的圆角应在R30~R35较为合适。 4.铸件可能产生的铸造缺陷 本铸件属于球铁件，铸件在浇注过程中可能会产生缩松、夹渣、皮下气孔、缩孔、球化不良，浇不到、冷隔等。为了防止这些缺陷的产生，有必要进行分析，提高铸件力学性能。对于单件小批量大型铸钢件来说，CT12级精度也是一个不易达到的技术要求，单件小批量砂型铸造精度的国标范围在CT13~CT15，CT12超出国标要求，为此除仔细考虑工艺参数外，对模具与造型过程的精确控制十分重要。 二．铸件整体工艺方案设计 1.铸造工艺方法选择 本铸件为大型铸铁件，属于单件小批量，因而采用砂型铸造，因为该铸件是前模板球铁件，所以造型砂采用呋喃树脂沙Ⅱ型砂。 铸件浇注位置 浇注系统的引入位置影响到浇注系统结构类型的确定，同时对液体金属充型方式，铸型温度分布铸件质量影响很大，因此在浇注系统中对于内浇道的引入位置要给予充分考虑。浇注系统位置应该使金属液在型腔内流动的路程尽可能短，避免浇道过长而造成浇不到的现象。 铸件的浇注位置如图2-1： 图2-1 分型面确定 确定原则：尽可能将铸件的全部或者大部分放在同一箱内，以减少因错型造成的尺寸偏差；尽量把铸件的加工定位面和主要加工面放在同一箱内，以减少加工定位的尺寸偏差；要尽量减少分型面的数量。 分型面右图2-2： 图2-2 三．铸造工艺参数的确定 1.铸件机械加工余量 因为该铸件的材料为球墨铸铁，所以根据铸造手册-铸造工艺第三版P118 表3-60可得机械加工余量等级为F~H，因此选定为G等级，而该铸件的最大尺寸为1050，所以根据铸造手册-铸造工艺第三版P118 表 3-59可得加工余量为5.5MM。 铸件尺寸公差 本铸件属于单件小批量生产的砂型铸造，采用砂型铸造手工造型生产，参考铸造手册p114表3-54得规定的铸造精度在CT13—15范围内，本铸件要求铸造精度在CT12级，所以除了精确考虑铸件收缩外，为达到CT12铸件精度要求，应重点考虑模具结构及模具材料，同时铸型及砂芯要用高强度型砂，为此本铸件采用整体模样，呋喃树脂自硬砂造型。 铸件重量公差 本铸件重量不影响其质量及使用功能，重量公差不考虑，只要其尺寸在范围内即可，因此重量公差根据按MT12控制。 铸件收缩率 为获得尺寸精度较高的铸件，必须选取符合实际的适宜的铸件线收缩率