南 昌 大 学
Nanchang University
铸造工艺课程设计说明书
姓 名： 向 立
院 系： 机 电 工 程 学 院
专 业：材料成型及控制工程
学 号： 5901207084
设计题目： 发 动 机 连 杆
指导教师： 刘 勇
目 录
一、 铸件工艺考核 １
1.1 零件生产条件及技术要求 １
1.2 零件结构分析 １
1.3 技术要求分析 ４
二、 铸造工艺方案的确定 ４
2.1 造型、制芯方法的选择 ４
2.2 铸型种类的选择 ４
2.3 浇注位置和分型面的确定 ４
2.4 砂箱（型）中铸件的数量及排列情况 ６
三、 铸造工艺参数的确定 ７
3.1 铸件尺寸公差等级以及机械加工余量 ７
3.2 铸件重量公差 ９
3.3 铸造收缩率 １０
3.4 起模斜度 １０
3.5 最小的铸出孔和槽 １１
四、 砂芯设计 １１
4.1 芯头设计 １１
4.2 芯头尺寸 １１
4.3 压环与集砂槽 １２
4.4 芯骨 １２
五、 浇注系统的设计 １２
5.1 浇注时间 １２
5.2 最小（阻流）截面积计算 １３
5.3 浇注系统的具体结构 １３
六、 冒口与冷铁的设计 １４
6.1 冒口的设计与计算 １４
6.2 冒口的设计校核 １５
6.3 冷铁的设置 １５
七、 铸造工艺装备设计 １６
7.1 模样设计 １６
7.2 模板设计 １６
7.3 芯盒设计 １７
八、结束语 １８
九、 参考文献 １９
铸件工艺考核
1.1 零件生产条件及技术要求
零件名称:发动机连杆
生产性质：大批量生产
材质：ADC12铝合金
4.结构及使用条件：连杆在发动机运转中需要承受与巨大的冲击力与交变载荷，连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。零件轮廓尺寸为158mm×78mm×30mm。重约0.22Kg,铸件主要壁厚为8mm，壁厚基本均匀，为长板类结构。具体尺寸及结构见图1-1，且圆孔端面及内孔面为加工面。
图1-1 零件结构及尺寸示意图
1.2 零件结构分析
1.2.1 从避免缺陷方面分析铸件结构
1.铸件应有合适的壁厚
（1）铸件的最小壁厚：为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸造的流动性密切相关。在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表1-1
表1-1 铸件最小允许壁厚 引【1，表6-5】
合金
种类 铸件轮廓尺寸/mm ＜50 50~100 100~200 200~400 200~600 600~800 铝合金 3 3 4~5 5~6 6~8 8~10 黄铜 6 6 7 7 8 8 锡青铜 3 5 6 7 8 8 查得铝合金铸件在100~200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为4~5mm。
（2）铸件的临界壁厚;厚壁铸件易于产生锁孔、疏松、晶粒粗大、偏析等缺陷，从而使铸件的力学性能降低，因此，铸件壁厚不应设计得太厚。一般可取临界壁厚为最小允许壁厚的3倍，即12~15mm。
2.铸件内壁应薄于外壁
因为此铸件不存在内壁，因而不予考虑。
3.注意壁厚过渡和圆角
不合理的结构会造成铸件严重的应力集中和收缩阻碍，常导致裂纹缺陷。因此，铸件薄、厚壁的相接、拐弯都应采取过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免应力集中系数过大。在所给零件图中，需设置圆角过渡，见图1-2
图1-2 壁厚的圆角过渡
经查表1-2得，其中α≤50°，a＝8mm，b＝4mm，则a+b/2＝6≤8，因是铝合金铸件，可同选R＝4mm。
表1-2 铸造内圆角过渡尺寸 引【2，表1-5】
(a+b)/2 R值/mm 内圆角a ≤50° 51°~75° 76°~105° 106°~135° 钢 铁 钢 铁 钢 铁 钢 铁 ≤8 4 4 4 4 6 4 8 6 9~12 4 4 4 4 6 6 10 8 4.壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止壁的接头形成过大热节
因上述结构不存在不必要的肥厚部分，因此不予考虑。
5.利于补缩和实现顺序凝固
凝固体收缩大、易产生缩孔的合金，要注意实现顺序凝固的可能，可通过冒口、冷铁的设计来实现。
6.防止铸件翘曲变形
某些壁厚均匀的细长形铸件以及平板形铸件，会产生翘曲变形，可在进行热处理时予以矫正。
7避免浇注位置上有水平的大平面结构
同样，因为铸件属平板类结构，且高度较低，暂不予考虑。
1.2.2 从简化铸造工艺方面改进铸件结构
可从改进凸台、凸缘结构、简化模具制造方面改进，因为零件结构较为简单，且具有一定对称性
