材料成型与控制技术毕业论文支架铸造工艺设计

材料成型与控制技术毕业论文支架铸造工艺设计内容摘要：

硅溶胶和硅酸乙酯做粘结剂的制壳工艺。 用自动化压铸机生产铸铝缸体、缸盖；已经建成多 条铁基合金低压铸造生产线。 用差压铸造生产特种铸钢件。 所生产的各种口径的离心球墨铸铁管占铸铁管总量 95％以上，球铁管占球铁年产量 30％～ 50％。 成功地采用 EPC 技术大批量生产汽车汽缸体、缸盖等复杂铸件，生产率达 180 型／ h。 在工艺设计、模具加工中，采用 CAD／ CAM／ RPM 技术；在机床铸造机械的专业化、成套化制备中，开始采用 CIMS 技术。 铸造生产全过程主动、从严执行技术标准，铸件废品率仅 2％～ 5％；标准更新快 (标龄 4～ 5 年 )；普遍进行 ISO 9000、 IS014000 等认证。 重视开发使用互联 网技术，纷纷建立自己的主页、站点。 铸造业的电子商务、远程设计与制造、虚拟铸造工厂等飞速发展。 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 10 一 ： 铸件工艺结构和生产要素分析 零件图 HT150 图 1零件图 图示零件是变向支架零件，主要由三部分组成。 底座平面厚度为 15mm中间是一个竖直的支撑结构平均厚度 24mm。 最上面是壁厚 10mm外形尺寸长宽高 =118mm 77mm 77mm管的内孔是直径为 20的孔，在孔的竖直中心线逆方向有 M6的螺纹通孔。 直板中间有 6mm通孔 .底座上有两个定位锥孔直径为 8mm还有三个台阶孔。 底座板倒角半径为 12mm。 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 11 该 M5M 万能工具床床面变向装置支架，铸造时应留有一定的加工余量。 铸造壁的连接处应逐渐过渡，壁厚均匀，各部位有合适的铸造圆角。 以防止铸件出现变形和开裂等缺陷 . 技术要求： 该零件的材料为 HT1532，其金相组织由片状石墨和金属基体组成，流动性好，体收缩和线收缩小，综合力学性能低，可采用同时凝固方式，套筒壁上端可直接得出，其余外表面粗糙度为 ，可通过铸造来达到精度要求。 合金铸造性能分析 灰铸铁具有良好的流动性，因此在生产上可用灰铸铁铸造形状 复杂的薄壁铸件。 影响灰铸铁流动性大小的另一个主要因素是铁液的温度，生产上通常是用提高铁液的浇注温度的办法来改善其流动性。 灰铸铁的收缩包括液态收缩，凝固收缩和固态收缩和固态收缩三个阶段，降低浇注温度，提高铸铁中的含碳量极其它促进石墨 化元素的含量，都能减少液态，凝固收缩。 灰铸铁由于石墨化的作用，其收缩小，产生应力，发生变形和开裂的倾向都比较小。 生产批量和生产条件分析 （ 1） 同样的铸件，生产量大于 5000 件以上的为大量生产，生产过程中应尽量使用专用设备；年产量在 500—— 5000 件的为成批生产，生产过程中应使用通用设备和装置；铸造一件或年产量小于 500 件的即为单件或小批量生产，生产过程中所用工艺装置应尽可能简单，以缩短生产准备时间和降低工艺装备的费用。 （ 2) 车间条件 车间设备。 包括车间起重运输设备能力（最大起重量和高度），熔化炉的数量和生产率，造型机及造芯机型号和机械化程度，烘干炉和热处理的大小，厂房高度和大门尺寸等。 原材料的应用情况和供应情况。 车间生产工人的技术水平和生产经验。 制造模具等工艺装备车间的加工能力。 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 12 二铸 造，造型 (芯 )方法 不同 铸造方法及其应用特点 铸造方法的确定 由于该铸件生产批量较小，使用砂型铸造经济划算，砂型铸造又分为湿型，干型，表干型铸造。 湿型铸造法的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化过程，生产灵活性大，效率高，周期短，便于组织流水生产，易于实现过程的机械化和自动化，材料成本低，节约了烘干设备，燃料，电力，容易落沙，但容易使铸件产生一些铸造缺陷，如：夹砂结疤，粘砂，沙眼等。 干型是将粘土砂型烘干，砂眼，粘砂，夹砂等缺陷，但需要烘干设备，增加燃料消耗。 干型落砂比较困难，还会产生大量的灰尘，因此主要用于铸造表面质量要求 高和结构特别复杂的单件小批量生产及大型，重型铸件。 表干型是仅将砂型表面烘干，烘干的深度一般为 5—— ，表面强度高，深度小，因而浇注重量较大的铸件时不易产生毛孔，粘砂，夹砂，冲砂等缺陷，单表干型要采用粗砂，型砂水分要严格控制，而且工艺操作严格。 表面干型 表面干型具有湿型的优点，也具有干型的一些特点，因此，近年来一些中大型铸件（ 1000050000kg），正在推广使用的这种表面干型。 自硬型 自硬性是采用化学作用使型砂硬化的铸型，这是改变铸造生产落后的面貌的先进工艺，应大力推广。 表 21 型砂的成分 旧砂 新砂 煤粉 膨润土 水分 湿透气性 湿压强度 94 1 6 ＞ 100 ＞ 80mpa 所以，该铸件应采用砂型铸造中的湿型铸造方法。 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 13 不同选型芯方法及特点 （ 1） 水玻璃砂粘结剂型（芯）剂 铸造生产中应用的无机化学粘结剂有水玻璃砂，水泥和磷酸盐等。 其中应用最广的无机化学粘结剂钠水玻璃，它们主要是通过发生物理化学反应而达到硬化的。 因此，用它们作粘结剂配制的型（芯）砂流动性好，易于紧实，故造型（芯）劳动强度低；硬化快；硬化强度较高，可简化造型（芯）工艺；缩 短生产周期，提高劳动生产率；可在型（芯）硬化后起模；型（芯）尺寸精度高；材料来源广，价格便宜；无毒，无味，无黑色污染。 缺点是：溃散性差，落砂难；旧砂再生困难，旧砂废弃污染环境。 （ 2） 树脂砂 树脂砂是以树脂为粘结剂配制的型（芯）砂，其主要优点：铸件表面质量好，车间粉尘，噪音较少；溃散性好；树脂砂流动性好，易紧实；旧砂回用，在生率高；树脂型（芯）的强度高，透气性好；缺点是：树脂价格高，对原砂质量要求高；树脂发气量大，易产生孔类铸造缺陷；混砂，浇注，造型有刺激性气味产生。 （ 3） 以油类为粘结剂 的型砂 铸造生产中，对于一些形状复杂，断面细薄，要求干强度高和出动性好的砂芯，常采用以油类及树脂作为粘结剂的芯砂油类粘结剂包括植物油和矿物油。 用油类粘结剂配制配制的芯砂其特点是：硬化前芯砂具有良好的流动性；具有较高的干强度；油砂不易粘芯盒；烘干后不易吸湿，保存时间长；有较好的退让性和溃散性；铸件质量高。 缺点是：湿态下易变形；烘干时间长，生产率不高；发气量大，注意排气工艺 . (4) 粘土砂的组成：原砂 +粘土 +水 +附加物 粘土砂的特点：粘土砂型根据在合型和浇注时的状态不同可分为湿型、表面干型、干型的 型砂；湿型主要优点是：铸型不需要烘干，生产周期短，生产率高，节约燃料，容易落砂，灰尘少，劳动条件较好，便于组织流水作业生产等，但铸件易产生砂眼、气孔、粘砂、夹砂等缺陷；而粘土砂干型通常用在生产表面质量要求高或受高的液压试验、结构特别复杂的铸件，其生产周期长，需要烘干设备，增加燃料消耗，砂箱寿命短，铸件成本较高，劳动条件差，落砂困难等，因此生产中应尽量采用湿型、表干型。 表干型与湿型相比，其表面强度高，湿度小，因而浇注重量较大的铸件时不易产生气孔，粘砂，夹砂，冲砂等缺陷，与干型相比，节省了烘炉、燃料和电力，缩短 了生产周期，改善了劳动条件。 铸造中生产使用大量最大的原砂是以石英砂粒为主，直径在 之间， SiO2陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 14 含量大于或等于 75%的天然硅砂。 因为天然硅砂资源丰富，分布广，易于开采，价格低廉，能满足铸造上的多种情况的要求。 表 22 铸铁件用硅砂等级 项目 铸铁件用硅砂等级 合格砂 一等砂 优等砂 SiO2最少含量（质量分数， %） ≥ 8590 ≥ 9093 ≥ 93 含泥量（质量分数， %） ≤ ≤ ≤ 角形系数 —— ≤ ≤ 造型方法的确定 机器造型生产率高，劳动强度低，质量比较稳定。 但需要庞大的机器设施，投资大。 主要应用于成批大量生产，由于综合考虑该铸件是单件小批量生产，使用机器造型成本高不划算也不经济。 手工造型使用的工艺装备简单，灵活多样，适应性强。 适用于单件小批量生产，且投资小，也经济划算。 所以，该铸件应该选用手工造型较为合适的。 三．铸造工艺方案的确定 浇注位置和分型面的确定 (1) 选择合理的浇注位置应注意的问题 a. 重要加工面应朝下或呈直立状态。 b. 铸件 的大平面应朝下。 c. 应有利铸件的补缩。 d. 应保证铸件有良好的金属液导入位置，保证铸件能充满。 f. 应尽量少用或不用砂芯。 e. 应使合型，浇注和补缩位置一致。 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 15 (2) 选择合理得分型面应注意的问题 a. 应使铸件全部或者大部分置于同一半型内 b. 应尽可能减少分型面数量。 c. 平直分行面或者曲折分型面的选择，要尽可能地选择平直分型面。 . d. 分型面应该选取在铸件最大投影影面处。 根据以上综合分析如以下两个方面： 方案一： 优点： a. 铸件的大平面朝下。 b. 金属液易导入型腔 . C 砂芯的用量较少 . d. 铸件大部分置于同一半型内 缺点： 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 16 方案二： 优点： a. 铸件的大平面朝下 . b. 分型面选在铸件最大投影处 缺点： a. 铸件上会出现毛刺，飞边等缺陷 b．砂型数量过多，不易定位，会产生偏差 综合所述，选择第二种方案 ] 陕西工业职业技术学院 SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE 毕业论文 17 砂箱中铸件数量的确定及排列方法 砂箱中铸件数量：采用一箱一件 砂芯设计 型芯是铸型的一个重要组成部分，型芯的作用是形成铸件的内腔，孔洞，阻碍起模部分的外形以及铸型中有特殊要求的部分 根据此铸件结构分析该铸件不用砂芯。 四． 工艺参数的选择 机械加工余量和铸件尺寸公差 机械加工余量是指为了保证铸件加工尺寸面尺寸和零件精度，工艺设计时，在铸件待加工面上预先增加的而在机械加工时切削掉的金属层厚度。 机械加工余量的代号用“ MA”表示，并由精到粗分为 A,B, C,D,E,F,G,H 和 J 共 9 个等级。 按照 GB/T 6414—1999铸件尺寸公差与机械加工余量》的规定，铸件机械加工余量应与《铸件尺寸公差》规定的铸件尺 寸公差配套使用。 机械加工余量应该合理选取。 加工余量过大，浪费金属，增加机械加工工时，余量小，会使铸件因尺寸和机械加工精度达不到图纸要求而报废。 机器造型比手工造型生产的铸件加工余量小一些，尺寸较大，结构复杂，精度不易保证的铸件加工余量大一些，铸。