砂型铸造工艺装备设计.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

砂型铸造工艺装备设计

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

砂型铸造工艺装备设计

摘要：砂型铸造工艺装备设计是现代铸造技术中的重要环节，它直接影响到铸件的质量和生产效率。本文针对砂型铸造工艺装备设计进行了深入研究，首先对砂型铸造工艺的基本原理和特点进行了阐述，然后详细分析了砂型铸造工艺装备的设计要点，包括造型机、造芯机、浇注系统等关键部件的设计。通过对不同类型砂型铸造工艺装备的比较分析，提出了优化设计方案，以提高铸件质量和生产效率。最后，结合实际工程案例，验证了所提出的设计方案的可行性和有效性。本文的研究成果对于提高我国砂型铸造工艺装备的设计水平具有重要的理论意义和实际应用价值。

随着我国制造业的快速发展，对铸件质量的要求越来越高，砂型铸造作为传统的铸造方法之一，在铸造行业中仍占有重要地位。然而，传统的砂型铸造工艺装备存在许多问题，如铸件质量不稳定、生产效率低下等。因此，对砂型铸造工艺装备进行优化设计，提高铸件质量和生产效率，成为当前铸造行业面临的重要课题。本文从砂型铸造工艺装备设计的基本原理出发，对造型机、造芯机、浇注系统等关键部件的设计进行了详细分析，提出了优化设计方案，为提高我国砂型铸造工艺装备的设计水平提供了理论依据和实践指导。

一、砂型铸造工艺概述

1.砂型铸造工艺的基本原理

(1)砂型铸造工艺是一种将金属熔体浇注到预先制备的砂型中，通过冷却凝固形成铸件的方法。该工艺的基本原理主要包括造型、熔炼、浇注、冷却凝固和清理等几个关键步骤。在造型过程中，砂型材料被用于形成铸件的形状，这一过程需要确保砂型的准确性和稳定性。熔炼阶段涉及将金属加热至熔融状态，以便于浇注。浇注是将熔融金属注入砂型中，冷却凝固后形成铸件。最后，铸件需要经过清理去除砂型残留物和其他杂质，以确保铸件质量。

(2)在造型过程中，砂型通常由砂料、粘结剂和某些辅助材料组成。砂料的选择对铸件的质量和工艺性能有重要影响，常用的砂料有石英砂、粘土砂等。粘结剂用于粘结砂粒，提高砂型的强度和耐热性。辅助材料如脱模剂、涂料等，有助于改善铸件表面质量和脱模性能。造型方法有手工造型、机器造型和组合造型等，不同方法适用于不同规模的铸造生产。

(3)浇注过程是砂型铸造工艺中的关键环节，它直接影响到铸件的质量和工艺性能。浇注温度、浇注速度和浇注系统设计对铸件凝固过程有显著影响。合理的浇注温度和速度可以减少铸件缺陷，提高铸件尺寸精度和表面光洁度。浇注系统包括浇道、冒口和冷铁等，其设计需要综合考虑铸件结构、材料特性和生产要求，以确保浇注过程的顺利进行。

2.砂型铸造工艺的特点

(1)砂型铸造工艺具有广泛的应用范围，适用于各种尺寸和形状的铸件生产。该工艺的特点之一是其灵活性，可以根据不同的铸件需求和生产规模选择合适的砂型材料和造型方法。砂型铸造工艺在铸造各种复杂形状的铸件时表现出色，尤其是对于薄壁、曲面和细小特征的铸件，砂型铸造能够提供较高的精度和良好的表面质量。此外，砂型铸造工艺对原材料的适应性较强，可以铸造多种金属和合金，如钢铁、有色金属等。

(2)砂型铸造工艺在生产过程中具有较好的成本效益。相比于其他铸造方法，如金属型铸造和压铸，砂型铸造在材料成本、设备投资和生产周期方面更具优势。砂型铸造使用的砂料和粘结剂价格相对低廉，且砂型可以重复使用，从而降低了生产成本。此外，砂型铸造工艺对设备的要求相对较低，不需要昂贵的精密设备，适合中小型铸造企业采用。然而，砂型铸造工艺在批量生产时可能存在一定的生产效率问题，尤其是在铸件尺寸和形状复杂的情况下。

(3)砂型铸造工艺在铸件质量方面具有独特的优势。该工艺能够适应铸件形状的复杂性和尺寸的多样性，从而保证铸件尺寸精度和表面质量。砂型铸造工艺在铸造过程中，可以通过调整砂型材料和造型方法来控制铸件的内部组织和机械性能。此外，砂型铸造工艺对铸件缺陷的控制能力较强，如缩孔、气孔、夹砂等缺陷可以通过优化工艺参数和砂型设计来减少。然而，砂型铸造工艺也存在一定的局限性，如对铸件尺寸精度和表面光洁度的控制要求较高时，可能需要采用更高级的铸造工艺或对砂型进行特殊处理。

3.砂型铸造工艺的分类

(1)砂型铸造工艺根据所使用的砂型材料和造型方法，主要分为两大类：干型铸造和湿型铸造。干型铸造采用干燥的砂型材料，如粘土砂、油砂、水玻璃砂等，其特点是砂型强度高，可重复使用次数多，但造型过程中粉尘污染严重。湿型铸造则使用含有水分的砂型材料，如湿型粘土砂、水玻璃砂等，其造型过程中粉尘污染较小，但砂型强度和可重复使用次数相对较低。以我国某汽车零部件制造企业为例，该企业采用湿型粘土砂造型工艺，年生产铸件超过10万吨，其中约70%为