《材料成形工藝課程設(shè)計(jì)》報(bào)告-減速箱蓋鑄造工藝設(shè)計(jì)

《材料成形工藝課程設(shè)計(jì)》報(bào)告一.零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析1）零件名稱:減速箱蓋2）材質(zhì)：HT200（灰鐵200）3）零件的形狀：如圖所示：4）零件特點(diǎn)：該鑄件為箱體類部分薄壁件，最小壁厚為8mm，鑄件最大外形尺寸為540x230x144.5，鑄件毛坯重量為36kg。鑄件的最小壁厚;在一定的鑄造條件下，鑄造合金能充滿鑄型的最小厚度稱為該鑄造合金的最小壁厚。為了避免鑄件的澆不到和冷隔等缺陷，應(yīng)使鑄件的設(shè)計(jì)壁厚不小于最小壁厚。合金種類鑄件輪廓尺寸mm＜200灰鑄鐵3-4各種合金鑄件最大臨界壁厚可以按照最小壁厚的3倍考慮。通過(guò)查下表可以知道灰鑄鐵鑄造時(shí)的最小允許壁厚為3到4mm。其最小壁厚為8mm，滿足鑄件最厚的要求。二、澆注位置及分型面的確定2.1、分型面的確定

分析工件可得：工件前后對(duì)稱，上部分平面及半圓環(huán)面為重要工作面。且工件上下有凸緣，中間有肋板。此外，還有油標(biāo)標(biāo)尺孔凸臺(tái)。綜合考慮口有兩種分型方案，具體如圖下方案一：方案二：方案一分析:兩箱造型優(yōu)點(diǎn):只需一個(gè)型芯，起模相對(duì)容易。缺點(diǎn):在分型面出會(huì)出現(xiàn)劈縫，且左右兩邊的質(zhì)量不一樣，下分型面組織緊密些，上分型面的疏松些。此外，重要面的質(zhì)量難以保證。方案二分析:兩箱造型優(yōu)點(diǎn):將分型面與重要面保持一致，能保證重要面的質(zhì)量，左右面的質(zhì)量差不多。且不會(huì)出現(xiàn)劈縫。缺點(diǎn):型芯多(有三個(gè))綜上所述，選擇方案二。2.2、澆鑄位置的確定將整個(gè)零件放在上沙箱，將上平面與上沙箱的的平面平行一致。采用底澆鑄，順序凝固。這樣水平重要面可以保持完整。三．造型和造芯3.1造型和造芯方法的選擇由《鑄造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-9可得，采用震壓式造型。造型方法一般分為手工造型和機(jī)器造型，生產(chǎn)需要使用機(jī)器造型，機(jī)器造型具有生產(chǎn)率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，鑄件質(zhì)量比較穩(wěn)定的特點(diǎn)。適合應(yīng)用于中批量的生產(chǎn)。e由《鑄造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-10可得造型和造芯的材料都選用濕型砂。鑄造方法選擇砂型鑄造。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短。砂型鑄造一般選用濕型，濕型中金屬凝固冷卻較快，鑄件表面光潔，省略鑄型干燥和表面烘干，節(jié)約工時(shí)和能耗，降低成本。3.2造型機(jī)的選擇由外形尺寸為540mm×230mm×144.5mm，可所選造型機(jī)為Z146A，箱內(nèi)最大尺寸為630mm×500mm×250mm，起模行程180毫米，生產(chǎn)率60-80箱一小時(shí)。四．機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量等級(jí)由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共10個(gè)等級(jí)，本鑄件為灰鑄鐵鑄件，采用樹脂砂手工造型，機(jī)械加工等級(jí)選E～G級(jí)。根據(jù)鑄件的“澆注位置”，對(duì)鑄件不同部位設(shè)置不同等級(jí)的“加工余量等級(jí)”處于澆注位置“底部”的選擇等級(jí)高的E級(jí)，處于澆注位置“側(cè)面”的選擇等級(jí)較高的F級(jí)，而處于澆注位置頂部選擇級(jí)別相對(duì)較低的G級(jí)。查鑄造手冊(cè)第五卷表3-56要求的鑄件機(jī)械加工余量（RMA）尺寸范圍（mm）要求的機(jī)械加工余量等級(jí)最小尺寸最大尺寸EFG1001601.11.52.21602501.422.82504001.42.53.5查鑄造手冊(cè)第五卷表3-66得出加工余量等級(jí)為E-G查鑄造手冊(cè)第五卷表3-60，得出鑄件的尺寸公差等級(jí)為8-12得出加工余量等級(jí)為E-G查鑄造手冊(cè)第五卷表3-60，得出鑄件的尺寸公差等級(jí)為8-12根據(jù)上表，對(duì)與小箱體來(lái)說(shuō)，鑄件的尺寸公差數(shù)值為8mm，重量公差數(shù)值為18%。根據(jù)鑄件的尺寸公差等級(jí)要求的機(jī)械加工余量等級(jí)及鑄件的最大輪廓尺寸確定加工余量的數(shù)值，不同情況下鑄件的機(jī)械加工余量的計(jì)算方式不同。、加工余量的確定根據(jù)《鑄造手冊(cè)》第五版P121圖3-109，得:①箱座底面加工面﹐單側(cè)加工余量為5.5mm根據(jù)圖3-109計(jì)算《鑄造手冊(cè)》②軸承端蓋斷面雙側(cè)加工余量為4.25mm根據(jù)圖3-109計(jì)算《鑄造手冊(cè)》③箱座合箱面單側(cè)加工余量為5.5mm根據(jù)圖3-109計(jì)算《鑄造手冊(cè)》4.2拔模斜度為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度以免損壞砂型或砂芯。這個(gè)斜度，也稱為起模斜度。起模斜度應(yīng)在鑄件上沒(méi)有結(jié)構(gòu)斜度的，垂直于分型面的表面上應(yīng)用。其大小應(yīng)依模樣的起模高度、表面粗糙度以及造型方法查鑄造手冊(cè)第五卷表可得。得出結(jié)果得出結(jié)果測(cè)量高度為144.5，所以選＞100~160，起模斜度為2.24.3最小鑄出孔及槽機(jī)械零件上往往有很多孔、槽和臺(tái)階，一般應(yīng)盡可能在鑄造時(shí)鑄出。這樣既可節(jié)約金屬，減少機(jī)械加工的工作量、降低成本，又可使鑄件壁厚比較均勻，減少形成縮孔、縮松等鑄造缺陷的傾向。但是，當(dāng)鑄件上的孔、槽尺寸太小，而鑄件的壁厚又較厚和金屬壓力較高時(shí)，反而會(huì)使鑄件產(chǎn)生粘砂，造成清理和機(jī)械加工困難，有的孔、槽必須采用復(fù)雜而且難度較大的公益措施才能鑄出，而實(shí)現(xiàn)這些措施還不如用機(jī)械加工方法制出更為方便和經(jīng)濟(jì)。查鑄造手冊(cè)第五卷表3-75，因?yàn)殍T件厚度為8mm<50mm，所以最小孔徑為30mm，零件圖加工的孔徑均<30mm，所以都不用鑄出。潤(rùn)滑槽不鑄出。4.4、砂芯的確定由零件圖可知，此鑄件需要3D心管五146表3-90。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜采用料成形工藝》P55圖2-47和《鑄造手冊(cè)》第五版14由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜故采用樹脂砂造芯。②芯頭的尺寸和間隙芯頭的尺寸與采用的鑄造工藝有關(guān)，一般取決于鑄件相應(yīng)部位孔、槽的尺寸。為了下芯和合型的方便芯頭應(yīng)有一足的茄)史，問(wèn)R頭15mm。又因，一般情況下，據(jù)《鑄造手冊(cè)》P147表3-89查得3號(hào)芯的芯頭間隙機(jī)器造型、濕型，生產(chǎn)量較大時(shí)，常用間隙為0.5~1mm，且樹脂砂型的間隙可比干型少50%左右。綜合以上因素,取芯頭間隙為1mm。查表3-91得芯頭高度為40mm。4.5鑄件收縮率鑄件收縮率又稱鑄件線收縮率或鑄造收縮率，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示。鑄造收縮率的定義為:ε=[（L1+L2)/L1]x100%式中:ε-鑄造收縮率L1-模樣長(zhǎng)度L2-鑄件長(zhǎng)度;鑄件收縮率是受各種因素影響后鑄件的實(shí)際線收縮率，不僅與鑄造金屬的收縮率和線收縮起始溫度有關(guān)，還與鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型種類、澆冒口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、鑄型和型芯的退讓性等有關(guān)。查鑄造手冊(cè)第五卷表3-67受阻收縮率為0.8%--1.0%自由收縮率為0.9%--1.1%小箱體為材質(zhì)灰鑄鐵HT200為中小型鑄件所以收縮率選擇1%五.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1、澆注系統(tǒng)類型的選擇:由于封閉式澆注系統(tǒng)有較好的阻渣能力,可防止金屬液卷入氣體，消耗金屬少，清理方便，控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開(kāi)始后，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)，金屬液容易充滿澆注系統(tǒng)。所以選用封閉式澆鑄系統(tǒng)。此外，由于在本鑄件上頂注式和中注式的澆注系統(tǒng)的摸樣無(wú)法取出，所以選用底注式。5.2澆注時(shí)間的確定對(duì)于重量小于450kg的形狀復(fù)雜的鑄件，其澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式：式中，t為澆注時(shí)間（s）；型內(nèi)金屬液總總重量，包括澆冒口系統(tǒng)重量（kg）；S為系數(shù)，取決于鑄件壁厚，壁厚，可查鑄造手冊(cè)表3-153得S取1.3，計(jì)算出t為8.65s。5.3澆注系統(tǒng)阻元截面積計(jì)算底座零件采用阻流截面設(shè)計(jì)法，有理論設(shè)計(jì)公式基本原理如下：其中GL流經(jīng)截面的金屬液總質(zhì)量（kg）；A阻澆注系統(tǒng)中最小的斷面總面積；（㎝2）μ總流量的損耗系數(shù)；t澆筑時(shí)間；（s）Hp平均靜壓力頭高度（㎝）澆注系統(tǒng)估計(jì)鑄件質(zhì)量m:體積估計(jì):4.9dm3質(zhì)量估計(jì):4.9×7.2=35.9kg②澆注時(shí)間t:查《材料成型工藝》表3-1，灰鑄鐵澆筑時(shí)間為4-6s;③流量系數(shù)u:查《材料成型工藝》表3-4，u取0.6;④平均靜壓頭H:中注式澆注系統(tǒng)的H,=H-c/2;其中H為直澆道高度，此處若忽略澆口高度，則為上沙箱高度，取300mm;是模樣高度，此處為170mm.;則H=215mm;則截留面積A阻=35.9/7.2×4×0.6x√2x9.8×215=1015mm2(3)澆道橫截面積的計(jì)算橫澆道2個(gè)，內(nèi)澆道6個(gè)依據(jù)封閉式澆注系統(tǒng)的截面積一般比例A直:2A橫:2A內(nèi)=1.15:1.1:1則A類=1015mm2A械=485mm2A內(nèi)=147.1mm2(4）各澆道的橫截面形狀及尺寸根據(jù)橫截面分別查《鑄造手冊(cè)》P297、P298、P300的表3-240、表3-241、表3-243，分別得到直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的橫截面形狀和尺寸，如下:直澆道橫澆道內(nèi)澆道D1=48mma=24mma=14mmD=40mmb=16mmb=11mmL=300mmc=25mmc=12mm總結(jié)（簡(jiǎn)要分析下你所設(shè)計(jì)的成形工藝對(duì)社會(huì)、健康、安全以及環(huán)境等的影響，以及這些影響因素對(duì)你所設(shè)計(jì)的工藝所屬行業(yè)發(fā)展的制約）鑄造生產(chǎn)是一個(gè)比較大的工程，從熔煉金屬，制作模具，并將熔融金屬澆入鑄型模具中，凝固后會(huì)有一個(gè)固定的形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成形過(guò)程。在此過(guò)程中將會(huì)有固體、氣體廢棄物及有害氣體排出會(huì)大大的對(duì)環(huán)境進(jìn)行破壞。隨著國(guó)家的發(fā)展，新的環(huán)保理念的提出對(duì)于傳統(tǒng)的工業(yè)的發(fā)展會(huì)有很大的限制各種新標(biāo)準(zhǔn)的提出也在一定程度上促進(jìn)了工業(yè)的改革，一些企業(yè)在提高自身產(chǎn)品出產(chǎn)率的同時(shí)也提高了對(duì)于廢水污水的處理能力，這也是傳統(tǒng)工業(yè)向社會(huì)慢慢靠近的標(biāo)志，相信未來(lái)我們的工業(yè)會(huì)越來(lái)越好繼續(xù)為國(guó)家的發(fā)展發(fā)揮余熱。附表1鑄造工藝卡零件名稱減速箱蓋材質(zhì)HT200材料鑄件重量（kg）36KG鑄件材質(zhì)爐料每個(gè)毛坯可切零件數(shù)凈重毛重澆注系統(tǒng)重HT20