ht150阀盖铸造工艺设计

ht150阀盖铸造工艺设计内容摘要：

提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 10 发展思路保持一致，与此同时， 节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高 ， 为适应这些要求，新的铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将相应出现。 铸造工艺技术也将会围绕节能节材、少无污染、提高铸件尺寸精度、铸件少无缺陷和满足新的铸造合金发展几个方面加快开发与发展。 本次毕业设计的题目是： HT150 阀盖的铸造工艺设计。 我查阅了相关资料和书籍后，主要进行了铸件结构的工艺性分析、铸造工艺设计及铸造工艺装备设计。 这个过程看似一目了然，但具体工作却十分繁琐，首先，我们要 确定这个零件是否适合铸造工艺性的要求；其次，我们还要确定浇注位置，分型面以及造型、造芯的方法；然后，开始铸造工艺参数的选择以及砂芯的设计；再然后，我们要进行浇注系统的设计；最后，要对铸造工艺装备进行选择和设计。 当这一切完成后，我们还要用 CAD 绘制零件图和铸造工艺图，并填写铸造工艺卡片。 二 铸件结构的工艺性 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的要求。 这种对于铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性，称为铸件的“铸造工艺性”。 铸件的结构是否合理，和铸 造合金的种类和性能，对铸件的质量要求和产量的多少、铸造工艺方法和生产条件等均有密切的关系。 在一些情况下，改善结构工艺性所带来的技术经济效果可以和生产过程合理化、机械化、自动化的作用相提并论。 零件的设计 零件结构的铸造工艺性指的是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，降低生产成本。 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，既可保证铸件的力学性能要求，又可方便铸造生产，同时还可节约金属材料，减轻铸件质（重）量。 分析铸件的零件图，有助于判断铸件是否具有合适的壁 厚。 HT150 阀盖零件图如下所示： 提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 11 为了保证零件具有良好的铸造工艺性，在设计零件时应考虑以下几个方面的问题： (1)铸件应有合适的壁厚 在一定铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小壁厚。 为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚应不小于最小壁厚。 最小壁厚的数值除与铸造合金的种类有关外，还与铸造方法、铸件形状、大小等因素有关。 本次设计的阀盖使用的材料是 HT150，为灰铸铁。 经查询，其密度为 7000kg/m179。 ，屈服强度为 150Mpa，抗拉强度为 150Mpa。 此类铸件壁厚的选择 参考表 1。 表 1砂型铸造铸铁件的最小壁厚（ mm） 由于本次设计的零件整体最大轮廓尺寸小于 200mm，而且为灰铸铁件。 根据表 1 得，铸造允许最小壁厚为 34mm。 由零件图知，本次设计阀盖的最小壁厚为 5mm。 因为需要把加工余量计算在内，这样零件的最小壁厚就大于 34mm，所以是合理的。 在确定铸件壁厚时，为了充分发挥金属的强度潜力，必须考虑铸造合金的力学性能对铸件壁厚的敏感性。 各种铸造合金都存在一个临界壁厚，当铸件的壁厚超过这个厚度以后，铸件的强度并不是按比例地随着铸件厚度的增加而增加。 砂型铸 造各种铸造合金铸件的临界壁厚可按其最小壁厚的三倍来考虑。 表 2砂型铸造临界壁厚（ mm） 提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 12 由零件图分段计算得出该阀盖的体积 V=84027mm179。 =179。 ，又查知 HT150 的密度为 7000kg/m179。 ,所以其重量（质量）： M= ρ V = 7000kg/m179。 179。 = 由表 2知，其临界壁厚为 810mm，由零件图知其壁厚小于临界壁厚，故合理。 (2)铸造结构不应造成严重的收缩障碍，注意壁厚和圆角； (3)铸件内壁应薄于外壁； (4)壁 厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节； (5)利于实现补缩和顺序凝固； (6)防止铸件翘曲变形； (7)避免浇注位置上有水平的大平面结构 本次设计阀盖采用圆角过渡，避免了因应力集中导致的裂纹缺陷。 铸造工艺对铸件结构的要求 铸件结构还应考虑到模样制造、造型、造芯、清理等操作方便，以简化工艺、稳定质 量、提高生产率和降低成本。 因此要求： (1)简化或减少分型面； (2)减少型芯数量； (3)方便起模； (4)有利于型芯的固定和出气； (5)设计出铸造工艺孔，用以支撑型芯和型芯出气，方便吊运 和清砂等； (6)有利于铸件的清砂和精整； (7)有利于控制铸件尺寸公差。 提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 13 三 铸造工艺方案的设计 造型和造芯方法的选择 造型和造芯方法的选择可参照以下原则： 1．优先采用湿型 当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型和其他砂型。 采用湿型时应注意以下几种情况： (1)铸件过高，一旦金属静压力超过湿型的抗压强度时，会造成塌箱或者型壁移动。 (2)浇住位置上铸件有较大水平壁时，用湿型容易引起夹砂缺陷。 (3)湿型放置过久会风干，使表面强度降低，易出现冲砂缺陷。 (4)采用湿型会导致冷却吸潮 ，浇注后引起气孔缺陷。 表干砂型，只进行表面烘干，根据铸件大小及壁厚，烘干深度在 15mm80mm。 它具有湿型的许多优点，而在性能上却比湿型好，减少了气孔、冲砂、胀砂、夹砂的倾向。 多用于手工或机器造型的中大件。 对于大型铸件，可以应用树脂自硬砂型、水玻璃砂型以及黏土干砂型。 用树脂自硬砂型可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。 、造芯方法应与生产批量相适应 大量生产的工厂，应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。 对于小型铸件，可采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造 型线，生产效率高，占地面积也少；对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线。 为适应快速、高精度造型生产线的要求，造芯方法可选用：冷芯盒、热芯盒及壳芯等方法。 中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯、抛砂造型等。 单件小批量生产的重型铸件，手工造型仍是主要的方法，手工造型适应各种复杂的要求，比较灵活，不要求很多工艺装备。 可以应用各种水玻璃砂型、黏土干砂型、树脂自硬砂型及水泥砂型等；对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。 批量生产成长期生产的定型产品采用多箱造型 、劈箱造型法比较适宜。 虽然模具、砂箱等开始投资高，但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。 3．造型方法应适合工厂条件 如有的工厂生产大型机床床身等铸件，多采用组芯造型法。 着重考虑设计、制造芯盒的通用化问题，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯；而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。 不同的工厂生产条件、生产习惯、所积累的经验各不一样。 如果车间内吊车的吨 提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 14 位小、烘干炉也小，而需要制作大件时，用组芯造型法是行之有效的。 各种造型、造芯方法所获得的铸件精度不同，初投 资和生产率也不一致，最终的经济效益也有差异。 因此，应当兼顾到各个方面。 应对所选用的造型方法进行初步的成本估算，以确定经济效益高又能保证铸件的造型、造芯方法。 本次设计的铸铁件阀盖为小型铸件，大批量生产，铸件不高，无需长时间等待，也无需放置冷铁，故选用湿型砂。 由于是小型、大批量生产，则选用机器造型、造芯、金属模、砂箱造型。 虽然成本高，但由于是大批量生产，故合理。 浇注位置的确定 铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的位置。 浇注位置是根据铸件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性 、铸造方法以及生产车间的条件决定的。 选择正确的浇注位置能保证获得健全的铸件，并使造型造芯和清理方便。 根据对合金凝固理论的研究和生产经验，确定浇注位置时，应考虑以下原则： (1)铸件的重要部位应尽量置于下部； (2)重要加工面应朝下或呈直立状； (3)铸件大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷； (4)应保证铸件能充满； (5)应有利于铸件的补缩； (6)避免吊砂、吊芯或悬臂式砂； (7)应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致 综合考虑以上原则，本次设计的阀 盖的浇注位置应选在法兰盘朝上的大平面位置上。 图 1浇注位置示意图 提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 15 分型面的选择 分型面是指铸型组元间的接合面。 合理的选择分型面，对于简化铸造工艺、提高生产率、降低成本、提高铸件质量等都有直接关系。 分型面的选择应尽量与浇注位置一致，尽量使两者协调起来。 在选择时，应该注意以下原则： (1)尽量将铸件的全部或大部分放在同一箱内，以减少错型和不便验型造成的尺寸偏差； (2)尽量将加工定位面和主要加工面放在同一箱内，以减少加工定位的尺寸偏差； (3)尽量减少分型面数量，在机器造型中一般采用一个分型 面； (4)在机器造型中，选择分型面时，应尽量避免使用活块，必要时用砂芯代替活块； (5)应尽量减少砂芯的数量； (6)应尽量使分型面为平面，必要时也可不做成平面； (7)为了方便起模，分型面应在铸件的最大截面积处； (8)在考虑造型、浇注、制芯的基础上，分型面的选择还应有利于清理； (9)选择分型面时应考虑造型方法； 综合上述原则，现有以下两种方案： 图 2分型面方案一 图 3 分型面方案二 方案一：如图 2所示，分型面选在阀盖法兰盘的大 平面上，这样就保证了铸件的大部分都在同一个半型内，而且是重要部位尽量置于下箱，这样的话，下部金属液就会在上部金属液的静压力下形成致密的组织，保证了重要部位的质量。 这种分型方法，貌似起模不方便，而且大平面的精度不易保证。 但是这都可以通过一些措施补救，大平面是要留有加工余量的，所以不用担心精度问题。 而且不易起模的部分，我们可以不铸出，用机加工把 提供全套设计图纸 2609116541 专业毕业设计代做 16 它加工出来。 这样以上问题就解决了。 这样分型很明显的一点优势就是可以保证圆柱表面的粗糙度和圆柱的垂直度。 方案二：如图 3，分型面选在对称的面上，起模相当方便。 但圆柱内壁的精 度不能保证，而且浇注位置也不易确定。 圆柱必须垂直浇注，方能保证精度，若水平放置，浇注时圆柱壁易遭冲刷，造成缺陷，圆柱的垂直度也不易保证。 而圆柱内壁的加工又不方便，费工费时。 综上两种方案，选择方案一，虽免不了有些不合理的地方，但总体来讲还是要优于方案二，故选择方案一分型面选在阀盖法兰盘的大平面上更适合。 砂箱中铸件的数量及排列方式 铸件轮廓尺寸为 80mm 80mm 42mm，单件质量约为 ，属于小型铸件，由于是大批量生产，采用的是机器造型、造芯。 查表 3得：铸件与箱壁的距离为 c=30mm，铸件 与砂箱底部的距离为 b=40mm，浇注系统内浇道的长度为 f=30mm。 表 3按铸件重量确定吃砂量（ mm) 铸件重量（ kg） a b c d e f 05。