铸造工艺学考试论文 2

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1、铸钢法兰工艺设计2010级材料成型及控制工程1班冉小平201011102054设计任务设计一材质为ZG230-450的铸钢法兰（密度为7.8×103kg/m3），试确定其铸造工艺，其内容主要是：（1）分型面及浇注位置；（2）铸件线收缩率；（3）机械加工余量及起模斜度；（4）砂芯；（5）冒口的形状、尺寸及数量；（6）铸肋；（7）浇注系统的位置；（8）冷铁的形状、尺寸及数量；（9）工艺出品率（浇冒口总质量为18kg），工件如图1。图1法兰剖面图1浇注位置及分型面根据本铸件的材料、结构以及技术要求，本铸件我们采用砂型铸造。选择造型方法之

2、后，我们确定本铸件的浇注位置。在确定浇注位置时，我们要考虑一下原则：1.铸件的重要部分应尽量置于下部；2.重要加工面应朝下或呈直立状态；3.应使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷；4.应保证铸件能充满；5.应有利于铸件的不缩；6.避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验；7.应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致。根据以上原则，本铸件的浇注位置应如图2所示。图2法兰浇注位置5在确定浇注位置之后，现在确定分型面。分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。分型面的选择，需要注意以下原则：1.应使铸件全

3、部或者大部置于同一型内；2.应尽量减少分型面数目；3.分型面应尽量选择平面；4.便于下芯、合箱和检查型腔尺寸；5.不使砂箱过高；6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度；7.注意减轻铸件清理和机械加工量。根据以上原则，最后确定本铸件的分型面如图3。图3法兰的分型面2铸件线收缩率铸件收缩率K的定义如下：式中LM—模样（或芯盒）工作面的尺寸；LJ—铸件尺寸。根据查表3-3-7得，法兰铸件的先收缩率为：K=1.563机械加工余量及起模斜度机械加工余量的作用是为了保证其加工面尺寸和零件精度。本铸件的材料为铸钢，采用砂型手工造型，小批量

4、生产。通过查表3-3-5可得，该铸件的机械加工余量为GB/T11350CT14-MAJ/H级。图4法兰的起模斜度为了方便起模，在模样的出模方向留有一定起模斜度，以免损坏砂型和型芯。对于本铸件，起模斜度应如图4所示。5关于起模斜度的大小应根据JB/T515-91中的规定来确定。4砂芯在确定砂芯的过程中，需要遵循的原则是：使造芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精准，不致造成气孔等缺陷。同时，还应使每块砂芯有足够的断面，保证有一定的强度和刚度，并能顺利排出砂芯中的气体等。4.1芯头长度依JB/T5106-91中所列数据，本铸件的芯头长

5、度可取15-150mm。4.2芯头斜度由于本铸件采用的是垂直芯头，因此上下芯头都应设有斜度。为了合箱方便，避免上下芯头和铸型相碰，上芯头和上芯头坐的斜度应大些。4.3芯头间隙为了下芯方便，应该在芯头和芯座之间留有间隙。本铸件采用手工造型，所以，其间隙相比机器造型要大些。间隙大小为0.6～6mm。4.4防压环和集砂槽防压环的高度为0.5～2mm，宽5～12mm；集砂槽的深2～5mm，宽3～6mm。4.5芯头承压面积的核算为了保证在金属液的最大浮力作用下部超过铸型的许作用压力，芯头的承压面积应该足够大。但是，砂芯的强度通常都大于铸型的

6、强度，故只核算铸型的许作用压应力即可。芯头的承压面积S满足公式为式中F芯—计算的最大浮芯力；k—安全系数，k=1.3～1.5；[σ压]—铸型的许用应力。本铸件采用湿型造型，[σ压]取40～60kPa。5冒口的形状、尺寸及数量本铸件的冒口设计如图5所示。图5法兰冒口图5法兰冒口尺寸设计:当H0/d＜5时，B/d=l.5～2,续度30%～40%，腰圆明冒口H/D二1.5～2，腰圆暗冒口H/D=1.5；当H0/d＞5时，B/d=2.1～2.7，延续度35%～45%，腰圆明冒口H/D二2～2.5，腰圆暗冒口H/D=1.5～1.8。本铸件应

7、最好设计3冒口（包括浇口）。6补贴补贴的作用是为了实现顺序凝固和增强补缩效果。冒口附近有热节或铸件尺寸超出冒口补缩距离时，利用补贴可造成向冒口的补缩通道，实现补缩。应用补贴可消除铸件下部热节处的缩孔，还可延长补缩距离，减少冒口数目。图6法兰铸件补贴补贴的厚度和铸件壁高、壁厚有关系，通过查表可得，本铸件的补贴如图6所示。7冷铁的形状、尺寸及数量冷铁的作用是为了增加铸件局部冷却速度。对于本铸件，直接外冷铁比较合适，直接外冷铁与铸件表面直接接触，激冷作用强，可以是铸件快速凝固。所采用的冷铁形状为平面直线形，由于无气隙外冷铁的激冷作用比有

8、气隙外冷铁强，因此，本铸件采用无气隙外冷铁。无气隙外冷铁工作表面积Ac计算公式如下式中V0—铸件（被激冷处）体积；M0、M1—铸件原模数、使用冷铁后铸件的等效模数。根据本铸件前面的设计，本铸件应设计5个冷铁。8铸肋铸肋分为割肋和拉肋。割肋用于防止铸