設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容

1、一、零件圖及立體圖結(jié)構(gòu)分析：1 零件圖如下： 圖1零件圖2.三維立體圖如下： 圖2 立體圖3生產(chǎn)條件及技術(shù)要求：1）生產(chǎn)性質(zhì)：機(jī)械化大批量生產(chǎn)。2）材質(zhì)：灰鐵HT200。3）零件鑄造工藝：該零件為軸承座，輪廓尺寸為130×45×65，鑄件重量約為0.9kg。壁厚均勻在10mm到15mm之間。鑄件左右對(duì)稱(chēng)，中央有一個(gè)大通孔。鑄件除大通孔外，其他孔均不鑄出。4）主要技術(shù)要求：保證鑄件表面無(wú)氣孔、砂眼、夾砂、渣孔、粘砂等缺陷，以使鑄件具有良好的機(jī)械加工性能和光潔的外觀(guān)。未注圓角R2。 5）造型，澆注：由于鑄件高度較小，在機(jī)械化造型線(xiàn)上造型，采用高壓造型機(jī)，分別造上下半型。二、鑄造

2、工藝設(shè)計(jì)：1）鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性： 本零件質(zhì)量0.9kg，最大外形尺寸130mm,最小壁厚12mm，大于壁厚的臨界值；零件圖上給出的圓角尺寸為2mm，均滿(mǎn)足要求；故鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性符合要求。2）造型和造芯方法及鑄型種類(lèi)： 本件采用機(jī)械造型，手工造芯，濕型鑄型。具體是：采用砂箱造型，其特點(diǎn)是操作方便，勞動(dòng)量小，大、中、小鑄件，大量成批和單件生產(chǎn)均可采用；采用芯盒造芯，特點(diǎn)是砂芯尺寸準(zhǔn)確，可制造小而復(fù)雜的砂芯，各種形狀、尺寸和批量的砂芯均可采用。采用濕型鑄型，特點(diǎn)是成本低，生產(chǎn)率高，勞動(dòng)條件得到改善，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化。但鑄型水分多，強(qiáng)度低，易產(chǎn)生嗆火、夾砂、氣孔、沖砂、粘砂、漲箱等鑄件缺

3、陷。所以在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該注意防止和控制。3）砂箱的確定： 本鑄件采用一箱四件；模樣的最小吃砂量為：a=20 b=60 c=75 d=75 f=37.5 g=40砂箱選擇上箱為400×300×80mm，下箱為400×300×80mm。4）澆注位置的選擇：鑄件主要加工面以及重要平面應(yīng)盡量放在底部或側(cè)面，以防產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，為了有利于排氣和鑄型的充填，以及使金屬液在型腔中勻速上升，使型腔中金屬不至于飛濺，避免對(duì)型芯以及型腔壁的沖擊，使鑄件冷卻后組織均勻，為有利于砂芯的定位、固定和排氣，盡量避免吊芯和懸臂砂芯，因此選用側(cè)面注入的中注式。5）分型面

4、的選擇：為了減少芯的數(shù)目，便于生產(chǎn)操作，分型面選擇如設(shè)計(jì)圖式。按照此設(shè)計(jì)，無(wú)需設(shè)置活塊。 圖3 鑄件的分型面6）對(duì)型砂的要求： 濕壓強(qiáng)度0.110.15MPa.透氣性大于100AFS，有效黏土量6.58.0%。有效煤粉量：67%。使用粒度70/140。三、鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)1.鑄造收縮率： 表一：灰鐵鑄件的線(xiàn)收縮率（%）鑄件的種類(lèi)線(xiàn)收縮率受阻收縮自由收縮灰鑄鐵中小型鑄件0.81.00.91.1大中型鑄件0.70.90.81.0特大型鑄件0.60.80.70.9本鑄件為小型鑄件，故K=1%2.機(jī)械加工余量：對(duì)于灰鐵件，砂型鑄造，機(jī)械造型的加工余量等級(jí)為EG級(jí)，而零件的最大尺寸為130mm，故查表得

5、出加工余量為3mm，側(cè)面加工余量為2.5mm。3.拔模斜度: 表二: 砂型鑄造用拔模斜度測(cè)量面高度h/mm 金 屬 模a / mm°20-500.5-1.20°45-2° 由此，選定拔模斜度為1°30。4.最小鑄出孔： 表三:灰鐵鑄件不鑄出孔直徑(單位:mm)生產(chǎn)批量：不鑄出孔直徑<大批量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530單件小批量3050本次課程設(shè)計(jì)為灰鐵成批量生產(chǎn)，選擇最小鑄出孔1530mm。而鑄件中的小孔尺寸分別為14mm、11mm，故不用鑄出。5.鑄造圓角圓角半徑為5mm，沒(méi)有給出的按2mm處理。6.表面粗糙度按零件設(shè)計(jì)要求，表面粗糙度均為12.

6、5um四、砂芯的設(shè)計(jì)：芯的數(shù)量為1個(gè)， 如圖所示。 圖4砂芯的結(jié)構(gòu)芯設(shè)計(jì)：為柱形，參照零件圖查表得上芯頭h上=15mm，a上=10° 下芯頭h下=30mm，a下=8°垂直芯頭與芯座的間隙s上=0.5mm，s下=0.5mm。 五、澆注系統(tǒng)1.澆注系統(tǒng)的選擇選擇半封閉式澆注系統(tǒng)，具有一定的擋渣能力，由于橫澆道的截面比較大，故金屬液在橫澆道中流速減緩，充型平穩(wěn)，對(duì)型芯的沖刷小，適用于灰鐵鑄件。2.鑄件重量經(jīng)過(guò)計(jì)算，單個(gè)鑄件質(zhì)量約為1千克，算上零件的澆冒系統(tǒng)，加工余量，拔模斜度，再考慮收縮率，總質(zhì)量為6kg。3.澆注時(shí)間對(duì)于鑄件質(zhì)量小于450kg的鑄鐵件，其澆注時(shí)間可以按照經(jīng)驗(yàn)公式

7、計(jì)算： 其中G為總重量，S為系數(shù)取決于壁厚。表四：系數(shù)S與壁厚的關(guān)系鑄件壁厚/mm2.53.53.58.08.015系數(shù)S1.631.852.2查表得 S=2.2,所以t=5.4s4.靜壓頭的計(jì)算：本鑄件澆注時(shí)候采用的是接近頂注式，選擇上砂型高度為80mm，澆口杯不包含在上砂型當(dāng)中，又因?yàn)?，其中P=25 mm,取C=45mm, H0 =80mm，所以得出Hp 約為70mm。5.內(nèi)澆道截面積的計(jì)算：1.01cm2，其中=0.42，以上方法為Osann.B公式法求得的內(nèi)澆道面積。通過(guò)圖表法，查表5-14推薦的澆道尺寸，可以確定內(nèi)澆道面積為3.12cm2 ，由于設(shè)計(jì)成一箱四件，內(nèi)澆道共四條，故每個(gè)

8、內(nèi)澆道的截面積為0.78，設(shè)計(jì)內(nèi)澆道形狀尺寸如圖所示：圖5 內(nèi)澆道截面及尺寸6.直澆道截面積設(shè)計(jì)：查表可以確定F=3.8cm，故得D=22mm。直澆道截面形狀為直徑為22mm的圓。7.橫澆道：F橫的值也可從表中查出，確定為3.5 cm。圖6 橫澆道截面圖8.澆口窩：澆口窩的直徑為直澆道直徑的1.42倍，取半徑為20mm的半球形澆口窩。 圖7 澆口窩形狀及尺寸9.澆口杯圖8 澆口杯形狀及尺寸10.校核：（1）壓力角：HmL×tan=295×0.23=67.9mm；其中查表得到，壓力角取13°。L為295mm，實(shí)際上該設(shè)計(jì)的Hm=120mm，所以滿(mǎn)足要求。（2）工藝出

9、品率：鑄件質(zhì)量為1千克，鑄件加澆注系統(tǒng)的總質(zhì)量為6千克。則工藝出品率為：M鑄/M總=4/6=67%，合格。 六、上模板的設(shè)計(jì)1.模板的類(lèi)型本件模板采用普通單面模板中的頂箱式。材質(zhì)為灰鐵150因灰鐵吸震能力好，可增加鑄造的精度，減少噪音。2.模底板的結(jié)構(gòu)尺寸:（1）A0 = A1+2b=448B0= B1 +2b=348（2）模底板定位銷(xiāo)中心距：C=A+2M=550M為箱耳中心孔到箱內(nèi)壁距離，取75mm。3.模底板壁厚和加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)：由輪廓尺寸，查表得模底板厚度為14mm，加強(qiáng)筋厚度為t=16mm，t1=14mm。 圖9加強(qiáng)筋和模底板的形狀及尺寸4.模底板與砂箱之間定位銷(xiāo)與導(dǎo)向銷(xiāo)定位在本模底板與

10、砂箱之間定位用定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)定位。這樣既能保證定位還能保證不會(huì)使砂箱卡死。個(gè)別分句模底板尺寸選定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)尺寸：定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)選用45#鋼。其中定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)的相同部分的尺寸是完全相同的。確定d=20mm，查表可以確定其他尺寸。圖10 定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)5）模底板上的銷(xiāo)耳尺寸：Dd1hee1AD20252550408035圖11 銷(xiāo)耳6)模底板在造型機(jī)上的安裝設(shè)置緊固耳，其位置要和造型機(jī)工作臺(tái)面T型槽對(duì)應(yīng)當(dāng)下模板尺寸小于750mm時(shí)，允許只在兩端設(shè)置緊固耳，形狀可做成梯形，如圖示。圖12 緊固耳7）金屬模樣尺寸確定模樣尺寸=鑄件尺寸×（1+K） K為收縮率，取值1%鑄件尺寸=零件尺寸+

11、加工余量+拔模斜度8）模樣在模版上的裝配，布置 布置：平方式 緊固和定位：采用雙螺釘固定定位9）澆口窩的緊固 由于澆口窩底部正好在模底板加強(qiáng)筋處，故采用M5×16的雙頭螺柱固定，如圖所示： 圖13澆口窩的定位10）模版上下模樣的定位模版上下兩半模樣必須準(zhǔn)確定位才能保證鑄件不至產(chǎn)生錯(cuò)箱缺陷。單面模版分別選出的上下型是以模版上的定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)為基準(zhǔn)。因此，一般取定位銷(xiāo)和導(dǎo)向銷(xiāo)的中心線(xiàn)的連線(xiàn)分別為垂直基準(zhǔn)和水平基準(zhǔn)。模樣在模版上的定位尺寸都必須以這兩個(gè)基準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)。11）模底板厚度為14mm,下面加強(qiáng)筋高位108mm，因?yàn)檫x擇造型機(jī)時(shí)，對(duì)模底板高度有要求，高度要大于128+3至5，所以模底板

12、較高。四、芯盒的設(shè)計(jì)1）芯盒的材質(zhì)：芯盒是制芯工藝過(guò)程中所必須的工藝裝備，為了提高砂芯精度和芯盒的耐用性，采用金屬芯盒，鋁質(zhì)2）分盒面的確定：由于本芯是細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，采用水平分盒面難于取出，所以采用鉸鏈?zhǔn)酱怪睂?duì)開(kāi)芯盒3）芯盒內(nèi)腔尺寸的計(jì)算：芯盒內(nèi)腔尺寸=（零件尺寸±工藝尺寸）*（1+零件材料的鑄造收縮率）4）芯盒的邊緣及防磨片：為了增加芯盒邊緣的強(qiáng)度和剛度，芯盒邊緣要加寬加厚，并且為了增加鋁質(zhì)芯盒刮砂面的耐磨性，特在刮砂面上設(shè)置防磨片芯盒邊緣及耐磨片。耐磨片用鋼制成，用沉頭螺釘固定在盒體邊緣上,耐磨片的厚度為3mm。5）芯盒的定位：由于芯盒較小采用止口定位，即在分盒面上加工出止口，依靠止口將兩半芯盒定位。6）芯盒的夾緊裝置：采用蝶形螺栓緊固。7）芯盒的其他要求：分開(kāi)是芯盒分盒面之間的間隙取0.1mm。在分盒面上芯盒內(nèi)腔錯(cuò)位的允許偏差為0.1