“永冠杯”第三届中国大学生铸造工艺设计大赛参赛作品铸件名称：D—上冠自编代码：方案编号：目录摘要31 零件结构及其技术条件的审查31.1 铸件结构的工艺性分析31.2 技术条件的审查52 型砂，造型、造芯方法的选择52.1 型砂52.2 涂料52.3 造型方法62.4 造芯方案63 浇注位置的确定63.1浇注位置选择示意63.2浇注位置方案比较74 分型面的确定84.1分型面选择方安示意84.2分型面选取的方案比较95 铸造工艺参数的确定105.1 铸造收缩率105.2 机械加工余量105.3 铸件尺寸公差115.4 起模斜度的确定115.5 最小铸出孔和槽的尺寸126 砂芯的设计126.1 芯头的设计136.2 压环，积砂槽的设计147 冒口的设计147.1 铸件各部分模数的计算147.2 外冷铁的计算167.3 冒口尺寸的确定177.3.1顶圆柱形明冒口与校核177.3.2顶腰圆形明冒口与校核197.3.3顶环形明冒口与校核198 浇注系统的设计218.1 浇注系统的类型218.2 确定内浇道在铸件上的位置，数量和金属液引入方向218.3 包孔直径的选择228.4 计算浇注时间并核算金属夜上升速度228.5 浇注系统各组元截面积的计算238.6 浇口窝的设计238.7 浇口杯的设计249砂箱设计249.1砂箱壁的结构形式和尺寸249.2砂箱外壁加强肋的布置形式和尺寸259.3砂箱箱带的布置形式和尺寸269.4砂箱吊运部分的结构和尺寸2710模底板设计2911芯盒的设计3011.1 砂芯的修改3011.2 芯骨的设计3111.3 通气孔的设计3211.4 芯盒的设计3211.5砂芯制作的步骤3312铸件凝固过程的模拟及分析3312.1铸件的凝固过程示意图3412.2铸件凝固完全后缩孔、缩松的分布3512.3铸件凝固过程的分析3613工艺调整方案3714关键环节质量控制37参考文献37摘要本作品主要对ZG06Cr13Ni4Mo材质的上冠铸件进行了工艺设计。主要包括铸件结构的工艺分析及其技术条件的审查，型砂、涂料、造型、造芯方案和浇注位置的确定，分型面和铸造工艺参数的选取，砂芯、浇注系统的设计，冒口的选取与放置，模具、芯盒和模底板的设计、铸件的模拟结果分析等内容。1 零件结构及其技术条件的审查1.1 铸件结构的工艺性分析生产铸件不仅需要采用先进合理的铸造工艺和设备，而且还要使零件结构本身符合铸造生产要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程。本次设计零件的零件图如图1.1，三维Proe造型如图1.2。图1.1 上冠零件图图1.2 零件三维图 对零件图纸分析可知上冠铸件最大径上尺寸为1510mm，高度尺寸622.8mm，质量为1950Kg，材质要求ZG06Cr13Ni4Mo低碳马氏体不锈钢，化学成分如下表1.1。表1.1ZG06Cr13Ni4Mo化学成分表（质量分数%）CSiMnPSCrNiMo≤0.06≤1.00≤1.00≤0.30≤0.03011.5～143.5～4.50.4～1.0根据零件图的技术要求结合铸造工艺可知设计的铸件应满足以下要求：（1）铸件应有合适的壁厚 每一种铸造合金的铸件，都有其合适的壁厚范围，如果选择得当，即可保证铸件的力学性能要求，又可方便铸造生产；同时还能节约金属，减轻铸件质量。为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件壁不应太薄，由零件图可知铸件最大壁厚为170mm，最小壁厚为25mm，查《铸造工程师手册》表6-6知最大轮廓尺寸在1250mm～2000mm之间的不锈钢铸件的最小壁厚为20mm～25mm，因此上冠铸件壁厚满足最小壁厚的要求。（2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍 注意壁厚过度和圆角，两壁交接若成直角易形成热节，铸件收缩时阻力较大，在此处经常出现热裂。铸件薄厚壁相接拐弯，等厚度的壁与壁的各种交接，都应采用逐渐过渡和转变的形式，使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致出现裂纹缺陷。由零件图可知，铸件中成直角相接的两壁薄厚壁相接都用圆角过度，且圆角半径均满足设计要求。1.2 技术条件的审查按照设计要求，上冠铸件应作正回火处理；铸件材料及机械性能应符合JB/T10264-2001的要求；粗加工后按GB7233-87标准作超声波探伤检查，达Ⅱ级要求；过流面加工后按GB/T9444-1988进行磁粉探伤达Ⅱ级要求；同炉浇注试验棒，回厂做化学成分和机械性能复核试验；过流面用样板检查。由于上冠过流面需要数控加工，对铸件尺寸精度要求较高，这部分的力学性能、铸件质量和铸件精度需要首要保证,因此在确定浇注位置时，必须保证过流面型线不被破坏。2 型砂，造型、造芯方法的选择2.1 型砂铸件本身为低碳不锈钢，对型砂性能要求较高。在综合考虑表面质量，尺寸精度，生产实践和经济性等因素决定：面砂采用呋喃树脂铬铁
