铝合金框架铸造工艺说明书

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1、“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛参赛作品铸件名称：F件-铝合金框架自编代码：方案编号：-26--26-“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛目录1.生产条件及技术要求-3-1.1.生产性质-3-1.2.材质-3-1.3.结构及使用条件-3-1.4.主要技术要求-3-2.铸造工艺方案的确定-3-2.1.零件结构及技术条件的审查-3-2.2.从避免缺陷方面审查铸件结构-4-2.3.从简化铸造工艺方面改进零件结构-4-2.4.造型、造芯方法和浇注位置的确定-4-2.4.1.浇注位置及内浇口位置的选择-5-2.5.分型面的选择-6-2

2、.6.砂芯设计-6-2.6.1.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则-7-2.6.2.芯头设计-7-2.7.铸造工艺设计参数-8-2.8.浇注系统的设计-10-2.8.1.浇注时间的计算-10-2.8.2.阻流截面面积的计算-11-2.8.3.浇注系统各单元截面的确定-11-2.8.4.直浇道设计-12-2.8.5.横浇道设计-12-2.8.6.内浇道设计-12-2.8.7.过滤器的设计-12-2.9.冒口的设计-13-2.10.出气孔的设置-13-2.11.冷铁的设置-14-2.12.铸造工艺全图-14-3.铸造工艺模拟及优化-15-3.1

3、.凝固过程的数值模拟简介-15-3.2.前处理-15--26-“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛3.3.初始条件及边界的确定-15-3.4.充型过程分析-15-3.5.铸件的缩松缩孔模拟-16-3.6.凝固过程模拟-17-3.7.各内浇口充填量模拟-18-3.8.铸造工艺特性分析-18-4.铸造工装设计-18-4.1.模样及模板-18-4.1.1.模样材料的选择-18-4.1.2.金属模样尺寸的确定-19-4.1.3.金属模样的结构设计-19-4.1.4.模板的设计-20-4.1.5.模板与砂箱的定位-20-4.1.6.模板的搬运结

4、构-21-4.2.砂箱的设计和选用-21-4.3.芯盒的设计-22-4.3.1.芯盒的选材-22-4.3.2.分盒面的确定-22-4.3.1.芯盒型腔尺寸的确定-22-4.3.2.芯盒主体结构的设计-22-4.3.3.芯盒外围结构设计-23-4.4.浇口杯的设计-24-参考文献-25--26-“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛生产条件及技术要求1.1.生产性质小批量单件生产，选用手工砂型铸造。1.2.材质材料选用ZL114A-T5，该种材料具有很高的力学性能和很好的铸造性能，即很高的强度、好的韧性和很好的流动性、气密性和抗热裂性，能

5、铸造复杂形状的高强度铸件，适用于各种铸造方法(1)。其成分见表1，经过T5处理后的机械性能见表2表1化学成分主要元素（%）杂质含量（不大于%）SiMgTiAlFeMnZnTiPbSn6.5～7.50.45～0.600.10～0.20余量0.20.10.10.20.030.01表2机械性能铸造方法热处理状态抗拉强度（σbMPa）断后伸长率δ5（%）硬度HBS≥砂型铸造T52902851.3.结构及使用条件该铝合金框体用于某机床上，轮廓尺寸为：1300X800X360,平均辟厚为10-12mm，其中有四个轴安装处较为厚大，工作时承受较大的载荷

6、。铸件结构复杂，壁厚不均，砂芯多而复杂。1.4.主要技术要求图1增加铸造工艺孔铸件不允许有缩孔、缩松等铸造缺陷；不得有披缝、毛刺，铸件表面光洁；不得有粘砂。1.铸造工艺方案的确定2.1.零件结构及技术条件的审查零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。一般应该经过以下设计步骤：1.功用设计；2.依铸造经验修改和简化设计；3.冶金设计（铸件材质的选择和适用性）；-26-“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛1.考虑经济性。对该产品图进行审查、分析时发现该零件满足的其所需功用，而忽视了铸造工艺要求。在审查

7、过程中发现该铸件有4个内腔是完全中空的，在铸造过程中无法设计芯头。原设计增加了铸造工艺孔，尺寸与铸件内的加强筋的孔一致。如图1所示。2.1.从避免缺陷方面审查铸件结构1.铸件壁厚图2局部截面图为了避免浇不足、冷隔等缺陷，铸件不能太薄，根据该铸件的尺寸、材料及选择的铸造方法，其最小壁厚应该不小于8mm，该铸件设计的最小壁厚为10mm，满足了铸造要求。2.铸件的内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁均匀地冷缺，这样可以减轻内应力和防止裂纹。将图2局部截面图所示的加强肋为10mm，外壁为12mm，满足设计要求。图3

8、1#砂芯结构图3.避免铸件尖角铸件有凹尖角时易产生应力集中而导致开裂。铸件未注圆角为R10，能做大的部位将圆角做大，铸件上不允许有凹尖角存在。2.2.从简化铸造工艺方面改进零件结