1、工学硕士学位论文PAGE IIPAGE I铸造工艺课程设计说明书设计题目阀体铸造工艺设计学 院年 级专 业学生姓名学 号指导教师工学硕士学位论文铸造工艺课程设计说明书PAGE IIPAGE 26 DATE yy-M-d 21-11-5 DATE yy-M-d 21-11-5目 录 TOC o h z HYPERLINK l _Toc15583 1 前 言 PAGEREF _Toc15583 1 HYPERLINK l _Toc16125 1.1 本设计的目的、意义 PAGEREF _Toc16125 1 HYPERLINK l _Toc2756 1.1.1 本设计的目的 PAGEREF _To
2、c2756 1 HYPERLINK l _Toc30005 1.1.2 本设计的意义 PAGEREF _Toc30005 2 HYPERLINK l _Toc16385 1.2 阀体的铸造工艺性分析 PAGEREF _Toc16385 2 HYPERLINK l _Toc9973 1.2.1 零件结构特点 PAGEREF _Toc9973 2 HYPERLINK l _Toc11011 1.3 零件技术与质量要求 PAGEREF _Toc11011 2 HYPERLINK l _Toc1863 1.3.1 技术要求 PAGEREF _Toc1863 2 HYPERLINK l _Toc1628
3、6 1.3.2 质量要求 PAGEREF _Toc16286 3 HYPERLINK l _Toc23520 1.4 铸件工艺性分析 PAGEREF _Toc23520 3 HYPERLINK l _Toc28986 2 设计方案 PAGEREF _Toc28986 5 HYPERLINK l _Toc1279 2.1 造型制芯方法选择 PAGEREF _Toc1279 5 HYPERLINK l _Toc22438 2.1.1 造型制芯方法选择 PAGEREF _Toc22438 5 HYPERLINK l _Toc22913 2.1.2 造型制芯设备 PAGEREF _Toc22913 6
4、 HYPERLINK l _Toc15212 2.1.3 造型方法的选择 PAGEREF _Toc15212 6 HYPERLINK l _Toc8288 2.1.4 造芯方法及材料的选择 PAGEREF _Toc8288 6 HYPERLINK l _Toc19929 2.2 分型面的确定 PAGEREF _Toc19929 7 HYPERLINK l _Toc31525 2.3 浇注位置的确定 PAGEREF _Toc31525 8 HYPERLINK l _Toc28967 3 设计说明 PAGEREF _Toc28967 9 HYPERLINK l _Toc26577 3.1 工艺参数
5、的设置 PAGEREF _Toc26577 9 HYPERLINK l _Toc2446 3.1.1铸件尺寸公差 PAGEREF _Toc2446 9 HYPERLINK l _Toc28186 3.2 浇筑系统设计 PAGEREF _Toc28186 12 HYPERLINK l _Toc25155 3.3 砂芯的设计及工艺设计参数 PAGEREF _Toc25155 17 HYPERLINK l _Toc25904 3.3.1 砂芯的形状 PAGEREF _Toc25904 17 HYPERLINK l _Toc19087 3.3.2 砂芯的固定 PAGEREF _Toc19087 17
6、HYPERLINK l _Toc15920 3.3.3 芯头的设计 PAGEREF _Toc15920 18 HYPERLINK l _Toc28034 4 铸造工艺装备设计 PAGEREF _Toc28034 19 HYPERLINK l _Toc8352 4.1 模样及模板 PAGEREF _Toc8352 19 HYPERLINK l _Toc25851 4.2 芯盒设计 PAGEREF _Toc25851 20 HYPERLINK l _Toc21316 5 结 论 PAGEREF _Toc21316 22 HYPERLINK l _Toc8009 致 谢 PAGEREF _Toc80
7、09 23 HYPERLINK l _Toc4461 参 考 文 献 PAGEREF _Toc4461 24 前 言 本设计的目的、意义铸造是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，这种制造金属制品的过程称为铸造生产。铸造技术的发展具有悠久的历史，在经济全球化的今天，铸造技术广泛应用于机械与材料行业。在铸造生产中，制定的铸造工艺过程又对铸件的质量起决定性作用。铸件在铸造之前，首先需要进行铸造工艺设计，使铸件整个工艺过程实现科学操作，获得优质高产的铸件。铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定工工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图、模板图、
8、芯盒图等。本设计通过阀体零件图可知零件的技术要求、材料组成、结构特点、生产条件、生产批量以及性能要求。对零件结构的铸造工艺性进行分析，找出可能存在的结构问题并提出改进措施或预防缺陷的措施，选择铸造和造型方法，提出多种浇注和分型方案，综合对比分析，选择最为理想的浇注位置及分型面。选用适宜的工艺参数，设计铸件的补缩系统、浇注系统并绘制出铸造工艺图。根据铸造工艺设计模板和芯盒等铸造工艺装备，绘制出铸造工艺图。 本设计的目的1.通过课程设计巩固和加深铸造工艺课及其它有关基础课和技术基础课的知识;2.通过铸造工艺课程设计能较系统的掌握铸造工艺及工装的设计方法，锻炼运用铸造工艺手册及其它技术资料的基本技能
9、;3.通过课程设计使我们进-步提高图纸、文字表达能力;4.为我们今后工作打下基础。 本设计的意义铸造工艺是研究做成产品的方法，更进一步，提升生产效率，降低成本，规范操作，保证质量，持续改进，内容涉及很多，是不可或缺的铸造力量。 阀体的铸造工艺性分析 零件结构特点阀体属于中小型铸件，结构较简单，左右结构对称。因为阀体的壁厚非均匀常，铸造工艺比较简单，质量要求较高。由于铸件的内部为中小空结构，所以在铸造的过程中小很容易出现夹砂、气孔等缺陷，因此在确定铸造工艺的时候，我们需要综合考虑铸件的结构和技术要求等各方面的因素。该铸件所选用的材料为ZG230-450，铸钢材料容易制造出含有内腔、外形复杂的毛坯
10、，其在铸件生产过程中小具有很高的灵活性，适用性广泛，铸钢材料在液态成型铸件的尺寸大小方面限制比较小，其壁厚可由0.5mm到1m左右。对于塑性比较低的铸件，液态成型是生产其毛坯或零件的唯一的方法。(1) 零件名称：阀体(2) 材料：ZG230-450(3) 零件尺寸：225mm273mm225mm(4) 质量：16kg(5) 体积：2235.5cm3(6) 生产批量：一箱四件 零件技术与质量要求 技术要求(1)铸件材质为ZG230-450，热处理状态为T5。(2)化学成分：符合GB/T 1173-1995规定。(3)力学性能：试样力学性能满足GB/T 1173-1995。(4)铸件尺寸公差等级符
11、合GB/T 6414-1999 CT10要求。1.3.2 化学成分阀体零件的材料为铸钢，ZG230-450是一种铸造碳钢也叫ZG25或者25号钢。230是指这种铸钢件的屈服强度为230MPa，450是指这种材质的抗拉强度为450MPa。ZG代表铸钢的拼音缩写。表1-1 ZG230-450化学成分质量分数SiMgSZnMnJCu6.5%7.5%0.25%0.45% 0.5%0.3%0.35% 0.9% 0.2%质量要求铸件不允许存在裂纹。铸件液态成型不允许存在气孔、砂眼、缩松、缩孔等缺陷。 铸件工艺性分析所要生产的铸件的结构合理与否直接影响铸件的质量，结构合理的铸件在铸造过程中小能够有效地避免许
12、多铸造缺陷。阀体的三视图如图所示，通过所给零件图可知阀体的外轮廓尺寸为225mm225mm273mm，其左右结构对称，上下结构和前后结构也比较对称，阀体的内部结构相对简单，壁厚均匀，主要壁厚为18mm，最大壁厚处是36mm，最大孔径为150mm,最小孔径为36mm。图1-4-1 零件三维图图1-4-2 零件图由于阀体是中小型铸钢件，而且铸件的壁厚很薄，材料为ZG230-450，属于易氧化的非铁合金，浇注温度比较高，所以在浇注和凝固的过程中小容易产生浇不足、缩孔、缩松以及变形等缺陷。 设计方案 造型制芯方法选择 造型制芯方法选择由于阀体的轮廓尺寸适中，属于中小型铸钢件，所以属于多件大批量生产。根
13、据现如今生产条件和成本等综合因素的综合考虑一般选择使用水玻璃砂造型制芯。1、水玻璃砂在造型过程中小具有以下优点：(1）使用水玻璃砂造型过程工艺比较简单，有利于实现机械化和自动化造型；(2）型芯是硬化后取出，变形小，尺寸精度高，表面粗糙度低，提高了铸件的尺寸精确度，可以减少加工余量；(3) 型、芯砂可以在芯盒中小在正常环境下逐渐硬化成型，可以极大地节约材料和人工成本，改善工人的作业环境；(4) 型、芯砂在正常工作中小还具有良好的流动性，只需要给与非常小的紧实力，就可以在造型中小进行较好地填充型腔、芯腔各个部位，操作方便、高效，可以有效地减少工人的工作量；(5) 水玻璃砂还具有良好的溃散性，铸件冲
14、型完后，可以方便落砂、便与清理；(6) 相对于传统的湿型砂等，可以改善车间工作环境，极大减少车间的粉尘，有利于工人的健康，并且可以明显提高车间的单位面积产；2、对于可以制芯采用自硬水玻璃砂，具有以下几点好处：（1）造型和制芯都采用水玻璃砂造型，因为都采用水玻璃砂，可以防止不同种砂的造型而造成混砂，导致难以清理。（2）制芯与造型都采用水玻璃砂造型，可用可以使用同一种新砂，可以方便进行组织生产，能够极大增强生产效率，从而缩减生产成本；（3）型芯可以直接在芯盒里加热硬化，不需要烘干，可以取消烘炉； 造型制芯设备1、混砂设备：型砂采用双臂水平连续混砂机混制，型号为S2530，生产率为25-30th。制
15、芯采用单臂连续混砂机，型号TYHD-05，生产率3-6 th。2、紧实：可以通过利用震实台对造型进行紧实。 造型方法的选择因为阀体是一中小型铸钢件，结构相对简单，可以成批量生产，所以采用机器造型的方法。机器造型有以下优点，铸件的尺寸精度相对较高，其加工表面光洁，而且生产效率高，劳动条件好，易实现自动化，可以节约生产成本。2.1.4 造芯方法及材料的选择造芯的方法选择和造芯用料的选择时，粘土砂作为原料制作砂芯虽然成本较低，但是缺点却很突出，其制作出的砂芯烘干后将会出现裂纹、变形等缺陷。所以随着铸造技术的提高，产品质量要求不断提升，粘土砂制芯逐渐被水玻璃砂取代，阀体是中小型铸钢件，为了实现生产高效
16、，降低生产成本，所以采用批量生产，所以阀体的砂芯制作采用热芯盒法生产砂芯，以保证制作出的砂芯确保其精度符合标准。热芯盒法制芯，将液态固性树脂粘结剂和催化剂制混合在一起而制作成芯沙，将混合制作成的的芯砂加热于芯盒之中小，采用热芯盒制芯当砂芯表层出现硬化成壳时就可以自芯盒取出，内部砂芯可以通过余热自行硬化。使用热芯盒法制芯的一些原材料配比如下表所示：表2-1-4 热芯盒砂的配比配比（质量比）抗拉强度/MPa混砂时间/min原砂树脂固化剂附加物型号用量类别占树脂重（%）氧化铁粉水干混湿混100呋喃型2.5氯化铵尿素水溶液50.250.150.302.812浇注位置的确定铸件的浇注位置是指浇注时铸件在
17、型内所处的状态和位置。由于阀体是中小型铸钢件，质量较轻。充型金属液ZG230-450，浇注温度较高冷却较快，金属凝固时没有实现顺序凝固的可能，所以设置浇注位置时尽量使金属液同时凝固，而且浇注位置要设置到零件的加工面上，易于清理，保证铸件的表面质量与美观。如下图所示：图2-2-1 浇注位置确定方案一 图2-2-2 浇注位置确定方案二方案一：如图2-2-1所示，阀体从图中小可以看到具有二条对称中小心线，所以分型要做成阶梯分型，分型面不是平面，这将会极大地增加造型过程的工作量和工作难度；方案二：如图2-2-2所示，有以下几个优点：（1）分型面位于同一个平面且在铸件最大断面处，造型时相比阶梯面更加的简
18、单方便；（2）在同一平面可以方便起模，保证铸件质量；以便于铸件进行补缩。综合上述二种方案的优缺点比较，可以确定浇注位置依据上述方案二。分型面的确定铸造分型面是指两半铸型相互接触的表面。充分分析零件的结构从而选择出最佳的分型面，可以极大的简化铸造工艺、节约劳动成本，增强生产的效率，在提升铸件质量方面起到关键作用。选择分型面需要符合以下要求： (1)尽可能使铸件全部或大部置于同一箱内，以减少错型带来的尺寸偏差保证铸件尺寸精度，便于造型和合型操作。(2)在合理的情况下，尽可能的的降低分型面的数目，最好只有一个分型面，可以方便造型、合型等工艺。(3)分型面的选择一般情况下应该选择平面，分型面选择平面可
19、以极大地简化造型总作以及模底板的制作，可以确保铸件的精度。铸件结构特殊的情况下，为了方便工艺设计可以选择曲面。(4)应尽量把铸件加工定位面和主要加工面放在同一箱内，减少加工定位尺寸的偏差。(5)尽可能使铸件浇筑后的清理工作能够方便容易。根据阀体的结构特点确定了以下分型面分型方法。图2-3-1 分型面适宜图 设计说明工艺参数的设置3.1.1铸件尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差，阀体是大批量生产砂型铸造、机器造型，根据表3-54，铸件尺寸公差等级取GB/T 6414-1999 CT10。查表得铸件尺寸公差为4.4mm。表3-1-1毛坯铸件典型的公差等级方法公差等级（GT）铸件材
20、质铸钢砂型铸造手工造型11-14砂型铸造机器造型和壳型8-12压力铸造表3-1-2 铸件尺寸公差数值（摘自GB/T6414-1999） （单位：mm）毛坯铸件基本尺寸铸件尺寸公差等级CT大于至12345678910111213141516100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.
21、6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.400.560.781.101.602.23.24.46.29121620253.1.2 铸件重量公差铸件重量公差是以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值。查铸造工程
22、师手册表6-29得到阀体的重量公差等级为9级，铸件的重量为16kg，重量公差数值10%。表3-1-3 铸件重量公差等级工艺方法要求的重量公差等级铸件材质铸钢砂型铸造手工造型11-13砂型铸造机器造型和壳型8-10低压铸造3.1.3 机械加工余量阀体为中小型铸钢件，因为采用机器造型。根据表3-60，阀体为GB/T6414-1999-CT9-RMA6.3(G).查表得机械加工余量为4mm。表3-1-4 毛坯铸件典型的机械加工余量等级方法要求的机械加工余量等级铸件材质铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型铸造手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型铸造机器造型和
23、壳型EHEGEGEGEGEGEGFHFH压力铸造DFDFDFDFDFDF熔模铸造EEEEEEE表3-1-5 要求的铸件加工余量(RMA) （摘自GB/T6414-1999） (单位：mm)最大尺寸1）要求的机械加工余量等级大于至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557
24、104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014100016000.711.422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571014204000630011.422.845.581116226300100001.11.52.234.5691217241）最终机械加工后铸件的最大轮廓尺寸。2）等级A和B仅用于特殊场合，例如，在采购方与铸造厂已就加持面或者基准目标商定模样装备、铸造工艺和机械工艺的成批上产情况下。3.1.4 铸造收缩率
25、铸件的线收缩率又称铸件收缩率或铸造收缩率，是指铸件从线收缩开始温度（从液相中析出枝晶搭成的骨架开始具有固相性质的温度）冷却到室温时的相对线收缩量，以模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示： （3-1）式中： 铸件线收缩率； L1模样长度； L2铸件长度。为了保证铸件尺寸精度，需要通过对铸件的结构分析来选择适合铸件的收缩率。金属液在凝固之后的冷却过程中的收缩介于“自由收缩”和“受阻收缩”，查铸造手册8，所以选择ZG230-450的收缩率为2.0%。3.1.5 起模斜度当铸件没有结构斜度时，为了保证铸件的顺利起模，有必要在铸件上设置起模斜度，以免损坏砂型或砂芯。起模斜度可采取增加铸件壁厚、增减
26、铸件壁厚或减少铸件壁厚的方式来形成。在铸件上加起模斜度，原则上不应超出铸件的壁厚公差要求，并且同一铸件上，上、下两个模样的起模斜度应取在分型面上的同一点。本设计采用增加铸件壁厚的方法来设置起模斜度。铸件成型后，为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定的出模斜度。查铸造手册（铸造工艺第三版）技术要求起模斜度为1O。3.1.6 最小铸出孔该阀体为成批生产，依据表1铸钢不铸出孔直径可知零件图中直径小于60的孔,不铸出，阀体上的36的孔不铸出。表3-1-5 铸钢件最小铸出孔尺寸（mm）孔深孔壁厚度2526-5051-7576-100铸孔最小直径10060607080 砂芯的设计及工艺设计参数砂芯的
27、工用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。在制作砂芯时要认真分析铸件的内腔结构，在设计时一般要符合以下几个基本要求：砂芯的形状和尺寸要根据铸件内腔结构符合铸件地一些技术要求，砂芯在沙箱中小的放置也需要根据铸件的技术要求，砂芯还需要有足够的强度和刚度。要确保铸件形成过程中小由于砂芯产生的气体可以及时排出型外。 砂芯的形状在对砂芯设计时需要符合下面几个原则：(1)尽量减少砂芯的数量；(2)复杂的砂芯分块设计；(3)设计砂芯时要根据铸件型腔选择合适的形状，铸型时方便填砂、排气、安置芯骨等措施。(4)砂芯的分盒面应尽量与砂型的分型面一致；(5)便于下芯和合型；(6)多个砂芯相连需要有良好的固定
28、。对于本次设计的零件阀体，采用树脂自硬砂制芯，涉及不到砂芯的烘干。砂芯可以帮助铸件成型、确保铸件精度的关键因素。分析铸件的结构，因为该铸件为对称结构，铸件的尺寸较大，需要做1个砂芯。 砂芯的固定砂芯放置在沙箱中小需要固定在合理的位置，保证砂芯在金属液的冲击下不可以发生偏移和损坏，而且砂芯在金属液体的浮力作用下不可以发生浮动。由于阀体的砂芯使用树脂自硬砂，所以制出的砂芯会有很高的强度，不容易发生损坏。砂芯在沙箱中小发生偏移或者浮动，铸件将会容易产生一些损坏、缺失甚至发生较严重的变形从而导致铸件作废，因此，必须保证铸件的砂芯在砂型之中小的位置足够的牢固。砂芯3个水平芯头可以确保砂芯在型砂中小牢牢固
29、定，不发生移动。因为铸件的内腔较简单，在整个砂芯的固定中小无需采用芯撑等结构。 芯头的设计芯头是伸出铸件型腔以外的砂芯一部分，它可以起到定位砂芯的作用。根据阀体的型腔结构，设置3个水平芯头。水平芯头：根据铸造工艺手册5表（3-83）因为L=225mm,D=138mm,取间隙S=2mm，H水平=30mm。图3-2-1 砂芯图浇筑系统设计浇注系统是引导金属液进入铸型型腔的通道，如果浇注系统设计的不合理，可能造成铸件夹砂、冷隔、浇不到等多种缺陷，从而使铸件的质量大大降低。所以浇注系统对铸件的质量影响非常大，容易引起各类铸造缺陷。所以合理的浇注系统应满足金属液流动均匀平稳，尽量消除紊流，在金属中小形成
30、理想的温度分布，分离金属液中小的非金属夹杂或渣滓。浇注系统是包括四个基本组成部分，分别是浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道。根据铸件的结构和铸件材料的特点，在设计时也可以适当地增加或减少组员。浇注系统的设计包括对浇注系统类型的选择，内浇道在铸件位置上的选择，对阻流截面、直浇道、横浇道、内浇道的截面积计算，和通过各组员的界面剂对各组员大小的选择。在对浇注系统的设计时需要遵循以下原则：（1）所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法；（2）在所计算出的时间内确保金属液进入型腔到充型完毕；（3）具有良好的阻渣能力；（4）浇注系统设计时要保证适当地缓冲力，确保金属液流入铸型内的线速度不
31、能够太快了，防止产生飞溅、冲刷型壁或砂芯的不良后果；（5）在浇注系统设计时要确保冷铁和芯撑不被毁坏；（6）保证在浇注时最大限度减少对金属液的消耗，并且在浇注完毕后方便进行清理。（7）尽可能地缩中小型腔体积，使造型变得更加简单，方便制出模样；3.3.1 浇注系统的类型 浇注系统有不同的分类方式：按阻元截面积分类，可分为封闭式浇注系统、开放式浇注系统、半封闭半开放式浇注系统；由于阀体是铸钢件，根据铸造工艺手册表3-132各类型浇注系统的特点和应用,可以知道开放式浇注系统适用于非铁合金等易氧化金属件，阀体属于铸钢件，选择开放式浇注系统。 浇注系统根据内浇道在铸件上的位置，可以将浇注系统分成顶注式、中
32、注式、底注式和阶梯注入式。阀体采用中注式浇注。综合上面几点的分析可以确定阀体应该采用开放式中注式浇注系统，开放式浇注系统具备以下几点优点：开放式浇注系统具有充型相对平稳，而且对型腔冲刷能力小，发生卷气可能性小，不容易发生氧化。中注式浇注系统的优点：有助于进行自下而上的凝固，金属液流入型腔比较平稳并且帮助排除型腔内的空气。3.3.2 决定直浇道的位置和高度实践证明，直浇道过低使充型及液态补缩压力不足，容易出现铸件棱角和轮廓不清晰、浇不到上表面缩孔等缺陷。将直浇道高度设置为沙箱的高度为300mm。但应检验该高度是否足够。3.3.3 浇注系统的设计与计算F内：F横：F直=1：0.8：1.2（各组元面
33、积之比）内浇道截面积 F内=G/tKL （3-1）其中小，F内内浇道总截面积（cm2）； G钢液注入的总质量(kg)； t浇注时间（s）； K浇注比速（kg.cm-2.s-1）； L钢液流动系数，取1.0。浇注时间 t=s4（G）1/2 （3-2）其中，t浇注时间（s）； G钢液注入的总质量(kg)； s4经验参数。 Kv=Ge/VL（t/m3） （3-3）KV为铸件相对密度，GC为铸件质量，VL为铸件轮廓体积。由三维铸件图可得铸件的质量为16Kg, 铸件轮廓体积为2170 cm3，则铸件相对密度计算为1.16 t/m3。查文献5表4-36可知s4为0.9。假设浇冒口系统占铸件重量的30%，则
34、钢液注入的总质量G约为84Kg。t=s4（G）1/2=0.9（84）1/2=9s则F内=20/90.81.0=2.7 cm2，一个铸件采用1个内浇道，故一个内浇道的横截面积为2.7cm2。本次设计采用一箱4铸造，则F内为8.4cm2，F横为6.7cm2.，F直为10.08cm2。故直浇道D=39mm,长度取300mm。且内浇道、横浇道、直浇道的横截面积如图1，图2，图3。图3-3-2 内浇道横截面 图3-3-3 横浇道横截面 图3-3-4 直浇道横截面3.3.4 浇注系统的校核最小剩余压头HM校核直浇道高度一般等于上砂箱高度，但应检验该高度是否足够，其剩余压力头应该满足压力角的要求： HMLt
35、an （3-4）式中：HM最小剩余压力头；L直浇道中心到铸件最高且最远点的水平投影距离（309mm）；压力角（根据铸件壁厚与尺寸查阅手册取9）。计算可得Ltan=49mmHM,即设计符合。图3-3-5 压力角3.3.4 浇口杯设计浇口杯是承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型腔的冲击；分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔，增加充型的压力头。浇口杯分为漏斗形和池型两大类，漏斗形浇口杯挡渣效果差，但结构简单，消耗金属少。池型浇口杯内液体深度大，可阻止水平漩涡的产生而形成垂直旋涡，从而有助于分离熔渣和气泡，所以选择池型浇口杯。图3-3-6 浇口杯3.3.5 冒口设计 冒口位置的
36、选择有以下五种：（1）冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁；（2）冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。对低处的热节增设补贴或使用冷铁造成补缩的有利条件；（3）冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防止该处组织粗大从而降低铸件的强度；（4）冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以防引起裂纹；（5）尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件部位。根据以上原则，我们把冒口设置在铸件大平板顶处，由于铸件高度不高，采用暗冒口中的顶冒口，圆柱形。在铸件的材料、铸型的性质和浇注条件确定之后，铸件的凝固时间决定于铸件的模数。模数M=V/A(厘米)，V一体积(厘米)；A一散热面积(厘米2)。 随
37、着办公条件的改善，计算机的普及，模数可以用计算机进行计算。方法是：用SolidWorks软件画出铸件(或铸件被补缩部分)的立体图，计算出铸件的体积和散热面积，然后用公式M=V/A计算模数。 冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间，冒口的模数一般是铸件模数的1.11.2倍，Ma=1.1-1.2M。 对于厚实铸件，如：圆柱体、块状铸件，用模数法确定的冒口往往偏大，故必须采取一些方法加快铸件的凝固，同时延长冒口的凝固时间。通常采用以下方法：1、加放内、外冷铁；2、补浇冒口；3、采用保温冒口。采用以上措施后，Ma=KMw，K按下表进行选择。铸件壁厚铸件模数内冷铁及冒口补浇情况K100不下内冷铁1.251.2
38、局部下内冷铁1.21.1通过计算铸件的模数M=1.0cm冒口的凝固时间大于铸件的凝固时间，冒口的模数一般是铸件模数的1.11.2倍，Ma=1.2M=1.2cm。对于顶暗冒口f=1.2查表得冒口的尺寸为h=80mm，d=80mm（1）冒口数量校核：半圆周长：L=80mm/2=125.7mm，冒口补缩距离L冒=113mm，LL冒故冒口置于中间且用一个冒口即可（2）校核冒口最大补缩能力：查标准圆柱形明冒口表，当M=1.2cm时，最大补缩铸件重量为2.3kg，铸件的重量为1.4kg，m补m件，故冒口设置合理。图3-3-7 冒口铸造工艺装备设计 模样及模板木质模样具有轻便、容易加工、来源广、价格低廉等优
39、点，而且木模的传热系数小，有利于水玻璃砂的硬化，适合于手工造型单件小批量生产的铸件。在本次设计中小采用多块红松木料合理拼接组合制成模样。上模板如图所示：图4-1 上模板图1、定位销突耳；2、吊轴；3、1型六角螺母M20；4、标准型弹簧垫圈20；5、定位销；6、M16螺丝；7、滑动销钉；8、导向销图4-2 下模板图1、定位销突耳；2、吊轴；3、1型六角螺母M20；4、标准型弹簧垫圈20；5、定位销；6、M16螺丝；7、滑动销钉；8、导向销芯盒设计作砂芯过程中必须用到芯盒，芯盒设计的合理与否对砂芯的质量具有关键作用，也会直接影响到铸件的质量。在对芯盒的设计制作过程中小必须符合下面几点要求：（1）在
40、设计芯盒结构时需要根据生产的批量进行相配；（2）制作出的芯盒必须具有一定的强度、刚度和耐磨性等方面优点，从而保证设计出的芯盒具有一定的使用寿命；（3）芯盒的类型选择和尺寸要求要根据设计的砂芯形状和尺寸进行合理设计；（4）在确保砂芯设计合理的情况下，可以通过减小芯盒尺寸等因素来降低芯盒重量，从而减轻能耗和劳动强度；（5）设计的芯盒需要方便操作，在其制作过程尽量可以简单，降低生产成本；综合封闭开关所使用地造型方法，因为铸件使用覆膜砂造芯，所以选用覆膜砂砂手工制芯。其优点可以制作方便，降低制作成本。其结构如下图所示：图4-3 芯盒图 结 论本次对阀体的铸造工艺课程设计中，我去图书馆借阅了许多相关书籍，仔细研究所做课题的设计过程和注意事项。通过一段时间的学习我对自己的课题更加了解，在软件制图上的应用方面也有了很大提升，在绘制阀体零件图时遇到复杂结构，在向
