回轉(zhuǎn)盤鑄造工藝設(shè)計(jì)

回轉(zhuǎn)盤鑄造工藝設(shè)計(jì),回轉(zhuǎn),鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目回轉(zhuǎn)盤鑄造工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師I鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書目 錄1 零件分析11.1 零件結(jié)構(gòu)信息11.2 技術(shù)要求12 鑄造工藝方案分析32.1 造型方法、造芯方法的選擇32.2 鑄造方法的選擇32.3 型砂種類的選擇32.4 鑄件澆注位置的確定42.5 分型面的選擇43 鑄造工藝參數(shù)63.1 收縮率確定63.2 灰鐵鑄出孔大小確定63.3 加工余量確定73.4 起模斜度103.5 砂芯設(shè)計(jì)123.6 吃沙量確定164 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)184.1 澆注時(shí)間的確定184.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算184.3 工藝出品率225 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)235.1 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)235.2 鑄造工藝圖246 剩余壓頭校核257 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)277.1 上板設(shè)計(jì)277.2 下模板設(shè)計(jì)297.3 砂箱設(shè)計(jì)298 結(jié) 論34致 謝35參 考 文 獻(xiàn)36II鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 零件分析1.1 零件結(jié)構(gòu)信息回轉(zhuǎn)盤零件的結(jié)構(gòu)如下圖1-1回轉(zhuǎn)盤零件圖所示。圖1-1回轉(zhuǎn)盤零件圖1.2 技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)盤零件材質(zhì)為HT250，最小抗拉強(qiáng)度為200MPa，布氏硬度為163241HBW，伸長(zhǎng)率0.30.8%抗彎強(qiáng)度為400 MPa，抗壓強(qiáng)度為600800 MPa，抗剪強(qiáng)度為248 MPa1，滿足大多數(shù)回轉(zhuǎn)盤、回轉(zhuǎn)盤零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：技術(shù)要求（1） 鑄件應(yīng)符合OEA.640.133-2000的各項(xiàng)要求，不得有鑄造缺陷。（2） UT探傷檢查按CCH70-3III級(jí)執(zhí)行，精加工后MT按CCH70-3II執(zhí)行。（3） 未注圓角工藝自定。（4） 機(jī)械加工尺寸未注公差按OEA.640.133-2000m級(jí)?；诣T鐵具有良好的鑄造性能2，材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得，本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造，手工造型，一箱一件生產(chǎn)該零件。為了便于分析直觀，依據(jù)回轉(zhuǎn)盤的零件二維圖紙，建立回轉(zhuǎn)盤的三維零件如下圖1-2回轉(zhuǎn)盤三視圖所示。圖1-2 回轉(zhuǎn)盤三視圖2 鑄造工藝方案分析2.1 造型方法、造芯方法的選擇生產(chǎn)中有手工造型和機(jī)器造型。手工造型操作靈活，但生產(chǎn)率低，適于單件小批量生產(chǎn)。機(jī)型造型生產(chǎn)率高，生產(chǎn)鑄件的質(zhì)量好，適于批量生產(chǎn)，但對(duì)復(fù)雜造型處理不好。根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，結(jié)合回轉(zhuǎn)盤本身復(fù)雜程度，選擇手工造型。2.2 鑄造方法的選擇常用的鑄造方法有以下幾種：（1） 砂型鑄造：指在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法；（2） 殼型鑄造：用薄殼鑄型生產(chǎn)鑄件的鑄造方法；（3） 壓鑄：利用模具內(nèi)腔對(duì)融化的金屬施加高壓；（4） 離心鑄造：將液體金屬注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，使金屬液做離心運(yùn)動(dòng)充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和方法；（5） 真空鑄造：金屬在真空室中進(jìn)行熔煉、澆注和結(jié)晶的鑄造過(guò)程。根據(jù)零件的各參數(shù)，對(duì)照表格中的項(xiàng)目比較，選擇砂型鑄造，優(yōu)點(diǎn)如下：（1） 粘土的資源豐富、價(jià)格便宜：使用過(guò)的粘土濕砂經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疤幚砗?，絕大部分均可回收再用;（2） 制造鑄型的周期短、工效高;（3） 混好的型砂可使用的時(shí)間長(zhǎng);（4） 適應(yīng)性很廣：小件、大件，簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件，單件、大批量都可采用。2.3 型砂種類的選擇（1） 粘土砂以粘土上（包括膨潤(rùn)土和普通粘土）為粘結(jié)劑的型砂。其用量約占整個(gè)鑄造用砂量的（7080）。其中濕型砂使用最為廣泛，因?yàn)闈裥丸T造不用烘干，可節(jié)省烘干設(shè)備和燃料，降低成本；工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高；便于組織流水生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)鑄造機(jī)械化和自動(dòng)化。濕型砂強(qiáng)度不高，多用于中小鑄件生產(chǎn)。（2） 水玻璃砂由水玻璃（硅酸鈉的水溶液）為粘結(jié)劑配制而成的型砂。水玻璃加入量為砂子質(zhì)量的（68）。水玻璃砂型澆注前需進(jìn)行硬化，以提高強(qiáng)度。硬化方法有：通CO2氣化學(xué)硬化和加熱表面烘干，還可以在型砂中先加入硬化劑，起模后砂型自行硬化。由于取消或大大縮短了烘干工序，水玻璃砂的出現(xiàn)使大件造型工藝大為簡(jiǎn)化。但水玻璃砂的潰散性差，落砂、清砂及舊砂回用都很困難。在澆注鑄鐵件時(shí)粘砂嚴(yán)重，故不適于做鑄鐵件，主要應(yīng)用在鑄鋼件生產(chǎn)中。（3） 樹脂砂以合成樹脂（酚醛樹脂和呋喃樹脂等）為粘結(jié)劑的型砂。樹脂加入量約為砂子質(zhì)量的36。樹脂砂加熱后12min可快速硬化，且干強(qiáng)度很高，做出的鑄件尺寸精確、表面光潔；潰散性極好，落砂時(shí)只要輕輕敲打鑄件，舊砂就會(huì)自動(dòng)潰散落下。由于有快干自硬特點(diǎn)，使造型過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。樹脂砂是一種有發(fā)展前途的新型造型材料，目前主要用于制造復(fù)雜的砂芯。根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況，結(jié)合鑄件情況選用樹脂砂。2.4 鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的。正確的澆注位置能保證獲得健全的鑄件，并使造型、制芯和清理方便。澆注位置選擇一般遵循以下原則3：（1） 鑄件最重要的部分或交大平面朝下。（2） 鑄型的防止應(yīng)有利于砂芯的定位與穩(wěn)固支撐。（3） 當(dāng)鑄件需要冒口補(bǔ)縮時(shí)，最好使補(bǔ)縮部位處于鑄件的上部。（4） 為避免鑄件薄壁部分澆不足，澆注使，薄壁部分營(yíng)放在下邊或立放或斜放。（5） 鑄型的放置應(yīng)有利于在澆注時(shí)，砂型和砂芯排氣。（6） 對(duì)于平板類鑄件，為了防止夾砂，可以傾斜放置，同時(shí)也有利于排氣，也可減少鐵水對(duì)鑄型的沖刷力。（7） 應(yīng)盡量使砂芯全部或者主要部分位于下型，并盡量少用吊芯。（8） 應(yīng)使下芯，合箱方便，便于檢查型腔尺寸。綜合上述原則，考慮到回轉(zhuǎn)盤零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用中間澆注。2.5 分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來(lái)，使鑄造工藝簡(jiǎn)單，并易于保證鑄件質(zhì)量4。澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，回轉(zhuǎn)盤零件可有以下兩種分型方案：方案一：頂注式分型 方案二：底注式分型頂注式澆注系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：（1）易充滿型腔，可避免澆不足和冷隔等缺陷；（2）頂部溫度高，底部溫度低，有利于實(shí)現(xiàn)順序凝固和冒口補(bǔ)縮；（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造型方便；（4）金屬消耗少。缺點(diǎn)：（1）金屬液的沖擊力大，易飛濺;（2）鑄件易產(chǎn)生砂眼、冷豆、氣孔等;（3）擋渣能力差。底注式澆注系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：（1）充型平穩(wěn)，金屬氧化輕（2）對(duì)型、芯沖擊小，利于排氣；缺點(diǎn)：（1）不利于順序凝固；（2）造型麻煩，金屬消耗大；（3）易產(chǎn)生氧化渣，產(chǎn)生冷隔、澆不足等缺陷。3 鑄造工藝參數(shù)3.1 收縮率確定鑄件線收縮率又稱鑄件收縮率或者鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開始溫度（從液相中析出枝晶搭成的骨架開始具有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)的相對(duì)線收縮量，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示，即=L1L2L1100%（3-1）式中：L1模樣長(zhǎng)度；L2鑄件長(zhǎng)度。由表3-1灰鐵自由收縮率，可知回轉(zhuǎn)盤材質(zhì)為HT250，對(duì)應(yīng)的收縮率為1%。表3-1 灰鐵收縮率灰鑄鐵牌號(hào)HT100,HT150,HT200HT250HT300HT350小中件中大件特大件自由線收縮率（%）鑄造收縮率（受阻收縮率（%）0.91.10.81.00.81.00.70.90.70.90.60.80.91.10.70.91.51.03.2 灰鐵鑄出孔大小確定該回轉(zhuǎn)盤為大批量生產(chǎn)，依據(jù)表3.2灰鑄鐵不鑄出孔直徑可知零件圖中M24的螺絲過(guò)孔比較小，不鑄出；沿周直徑40個(gè)通孔為后續(xù)機(jī)械加工孔，均不鑄出。表3-2 灰鑄鐵件不鑄出孔直徑 （單位mm）生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530單件或小批生產(chǎn)30503.3 加工余量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢；加工余量太大，會(huì)增加機(jī)械加工的工作量，且浪費(fèi)金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件的機(jī)械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件尺寸公差的代號(hào)用字母CT表示。尺寸公差等級(jí)分為16級(jí)。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件尺寸公差等級(jí)見表3.3成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自GB/T6414-1999）?；剞D(zhuǎn)盤為砂型鑄造手工造型批量生生產(chǎn)故，依據(jù)表3.3.1 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自GB/T6414-1999）選用鑄件公差等級(jí)為CT12（GB/T 6414-1999-CT12）。表3-3 成批和大批量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)（摘自GB/T6414-1999）方法公差等級(jí)CT鑄 件 材 料鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型11141114111411141013101391211141114砂型鑄造機(jī)器造型和殼型81281281281081081079812812金屬型鑄造（重力鑄造或者低壓鑄造）8108108108107979壓力鑄造684647熔模鑄造水玻璃79797958587979硅溶膠46464646464646注1表中所列處的公差等級(jí)時(shí)至在大批量生產(chǎn)、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進(jìn)時(shí)鑄件通常能夠達(dá)到的公差等級(jí)。2本標(biāo)準(zhǔn)還適用于本表未列出的由鑄造廠和采購(gòu)方之間協(xié)議商定的工藝和材料。鑄件切削加工余量的代號(hào)用字母MA表示。切削加工余量等級(jí)由精到粗分為A、B、C、D、E、F、G、H、J共9個(gè)等級(jí)。單件和小批量生產(chǎn)的鑄件加工余量等級(jí)按表表3.3.2毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)選取該回轉(zhuǎn)盤的加工等級(jí)為G級(jí)。表3-4 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)方法要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄件材質(zhì)鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造機(jī)器造型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH壓力鑄造DFDFDFDFDFDF熔模鑄造EEEEEEE查表3.3.2毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)，回轉(zhuǎn)盤最大的加工尺寸為970X200的兩個(gè)上、下面以及側(cè)面，基本尺寸為970，查表3.3.3鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999）CT12公差值為11，位于澆注位置的底面，查3.3.4要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自GB/T6414-1999）加工余量等級(jí)為RMA(F)對(duì)應(yīng)數(shù)值為3.5；位于澆注位置的頂面，查3.3.4要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自GB/T6414-1999）加工余量等級(jí)為RMA(G)對(duì)應(yīng)數(shù)值為5，上、下表面都加工，即上下面雙側(cè)加工，側(cè)面雙側(cè)加工，下表面以及側(cè)面的加工量為：11/4+3.5=6.25mm，取整數(shù)為6.5mm；上表面的加工量為：11/4+5=7.75mm，取整數(shù)為8.0mm。表3-5 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999） （單位：mm）毛坯鑄件基本尺寸鑄件尺寸公差等級(jí)CT1）大于至123456789101112132）142）152）162）3）100.090.130.180.260.360.520.7411.522.84.210160.10.140.20.280.380.540.781.11.62.23.04.416250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.91.31.82.63.6579111440630.130.170.240.360.500.7011.422.845.68101216631000.140.180.260.400.560.781.11.62.23.24.4691114181001600.150.200.280.440.620.881.21.82.53.657101216201602500.220.300.500.7211.422.845.68111418222504000.240.340.560.781.11.62.23.24.46.29121620254006300.400.640.91.21.82.63.657101418222863010000.7211.422.84681116202532100016000.801.11.62.23.24.6791318232937160025002.63.85.48101521263342250040004.46.2912172430384940006300710142028354456630010000111623324050641）在等級(jí)CT1CT15中對(duì)壁厚采用粗一級(jí)公差（見第7章）2）對(duì)于不超過(guò)16mm的尺寸，不采用CT13CT16的一般公差，對(duì)于這些尺寸應(yīng)標(biāo)注個(gè)別公差。3）等級(jí)CT16僅適用于一般公差規(guī)定為CT15的壁厚。3-6 要求的鑄件加工余量(RMA) （摘自GB/T6414-1999） (單位：mm)最大尺寸1）要求的機(jī)械加工余量等級(jí)大于至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014100016000.711.422.845.581116160025000.81.11.62.23.24.5691418250040000.91.31.82.53.5571014204000630011.422.845.581116226300100001.11.52.234.5691217241）最終機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。2）等級(jí)A和B僅用于特殊場(chǎng)合，例如，在采購(gòu)方與鑄造廠已就加持面或者基準(zhǔn)目標(biāo)商定模樣裝備、鑄造工藝和機(jī)械工藝的成批上產(chǎn)情況下。同樣計(jì)算回轉(zhuǎn)盤的其余加工面的加工量如圖3-7所示。3-7 轉(zhuǎn)盤的其余加工面的加工量加工部位尺寸基本尺寸CT12RMA加工量計(jì)算1040X65導(dǎo)軌1040底面及側(cè)面13RMA(4)=3.513/4+3.5=6.75圓整取7212X120底面2128RMA(F)=2底面:8/4+2=4320X3320頂面9RMA(G)=3.5頂面:9/4+3.5=5.75圓整取6153X10150側(cè)面7RMA(F)=1.57/4+1.5=3.25圓整取3.53.4 起模斜度為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取圖3-1起模斜度的三種形式方法來(lái)形成。圖3-1起模斜度的三種形式a）增加鑄件尺寸法b）增加和減少鑄件尺寸法c）減少鑄件尺寸法在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過(guò)鑄件的壁厚工差要求。鑄件的起模斜度值參考表3.4.1起模斜度（JB/T 5105-1991）。表3.8 起模斜度 （摘自JB/T 5015-1991）測(cè)量面高度Hmm起模斜度金屬模樣、塑料模樣木模樣AA mmAA mm103300.64000.810401501.42051.6401000501.60551.61001600351.60402.01602500302.20352.62504000303.60354.24006300254.60305.663010000205.80257.41000160002511.61600250002518.22500025該回轉(zhuǎn)盤零件垂直分型面需加起模斜度高度分別為9 mm、70 mm、87 mm、162mm，對(duì)于不超過(guò)40mm，采用金屬模樣造型，依據(jù)表3.4.1起模斜度（JB/T 5105-1991）以及表3.3.3鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999），綜合比較，為了使脫模順利，在保證不超過(guò)40mm的CT12對(duì)應(yīng)的公差值3.6mm情況下，增大起模斜度，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為150,本次設(shè)計(jì)側(cè)面高度40以內(nèi)的起模斜度為1.5，70、87的高度查表選擇050斜度，則該高度本次設(shè)計(jì)選擇0.5 ；162的高度查表選擇035斜度，則該高度本次設(shè)計(jì)選擇0.5 ，最終繪制回轉(zhuǎn)盤零件的鑄件圖如圖3.4.2回轉(zhuǎn)盤鑄件圖所示。圖3-2 回轉(zhuǎn)盤鑄件圖根據(jù)以上結(jié)果，最終確定回轉(zhuǎn)盤鑄件三維圖如圖3.4.3回轉(zhuǎn)盤鑄件三維圖所示，通過(guò)軟件計(jì)算該回轉(zhuǎn)盤鑄件質(zhì)量為268kg。圖3-3 回轉(zhuǎn)盤鑄件三維圖3.5 砂芯設(shè)計(jì)水平砂芯尺寸為335mm142mm，長(zhǎng)度1054mm，查表表3-9 水平芯頭的長(zhǎng)度l，取水平芯頭長(zhǎng)度為120mm。表3-9 水平芯頭的長(zhǎng)度l （單位：mm）LD或者（A+B）/225265051100101150151200201300301400401500501700701100010011500150120002000100202535304035454050507060801012002535304035454555507060807090801002014003545406050706080709080100901004016004060507060807090801009011010012012014013015060180060807090801009011010012011013013015014016015017080110008010090110100120110130120140130150150170160180180200100115009011010012011013012014013015014016016018018020020022022026015012000110130120140140160150170160180180200200220220240260300200125001301501501701601801802002002202202402402602603003003602500180200200220220240240260260280280320320360360400間隙查表S1=1.5，S2=2.0.表3-10 水平芯頭的斜度及間隙 （單位：mm）D或者（A+B）/25051100101150151200201300301400401500501700701100010011500150120002000濕型S10.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.0S21.01.51.51.52.02.03.03.04.04.04.54.5S31.52.02.02.03.03.04.04.05.05.06.06.0干型S11.01.51.51.52.02.02.52.53.03.04.05.0S21.52.02.03.03.04.04.05.05.06.08.010.0S320.3.03.04.04.06.06.08.08.09.010.012.0參照表3-10，設(shè)計(jì)下箱砂芯芯頭高度為120mm，斜度為5。表3-11 垂直芯頭的高度h和h1 (單位mm)L當(dāng)D或者（A+B）/2為下列數(shù)值時(shí)的高度h303060611001011501513003015005017007011000100120002000301515203150202520252025511002530253025302025202530404060101150303530353035253025304060406050705070151300354535453545304030404060507050706080608030150040604060355535554060507050708010080100501700608060804565456550706080608080100801007011000709070906080608080100801001001501001200010012010012080100801008012010015020008012080120100150由h查h1上芯頭高度h1520253035404550556065708090100120150下芯頭高度h11515152020252530303535404550556580根據(jù)表3.12 壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽尺寸選擇下芯頭座集砂槽尺寸為e=4，f=5 表3.12 壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽尺寸 (單位mm)芯頭直徑D水平芯頭垂直芯頭abcrefr1305050.5151.51.531.55110051.015223210120081.5203343201400101.5255455400122405566回轉(zhuǎn)盤的芯盒圖如圖3-4所示，回轉(zhuǎn)盤砂芯三維圖如圖3-5所示，芯盒三維圖如圖3-6所示。圖3-4 回轉(zhuǎn)盤芯盒圖3-5 回轉(zhuǎn)盤砂芯三維圖3-6 芯盒三維圖3.6 吃沙量確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃沙量。由前文可知回轉(zhuǎn)盤單件重量為245Kg，依據(jù)表3.6.1按重量確定吃砂量表，可確定吃沙量最小尺寸為a=100mm，b=100mm，c=60mm，d=70mm，f=60mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。表3.12 按鑄件重量確定的吃沙量 （單位mm）abcdef100004004002502502504 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 澆注時(shí)間的確定回轉(zhuǎn)盤鑄件單件重量為268.5kg。由于該件為一箱一件生產(chǎn)的砂型鑄造生產(chǎn)形式，依據(jù)表3.2.1鑄鐵件工藝出品率參照單件大批量生產(chǎn)，確定澆注過(guò)程中的總體金屬液重量，澆冒重量25.2kg，則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為2451.2=294kg。澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式（4-1）計(jì)算：AGn(4-1)式中：澆注時(shí)間（s）；G鑄件或者澆注金屬質(zhì)量（kg）；A、n系數(shù)，見表4-1；表4-1 公式4-1中的系數(shù)因?yàn)榛剞D(zhuǎn)盤鑄件的斜度依據(jù)增加壁厚方式來(lái)形成，故壁厚適當(dāng)取大值計(jì)算。澆注時(shí)間：1.87X294=32S4.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開放式、封閉開放式等4種類型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置（引入位置），可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等4種類型。本次支撐座澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用封閉澆注系統(tǒng)、頂注式，查表4-2澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用，因?yàn)樵撝巫鶠橹?、小型灰鐵件砂型鑄造，故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為：A內(nèi)：A橫：A直=1：1.5：2（4-2）表4-2 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用截面比例應(yīng)用A直A橫A內(nèi)21.51大型灰鑄鐵砂型鑄造1.41.21中、大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.151.11中、小型灰鑄鐵件砂型鑄造1.111.061薄壁灰鑄鐵件砂型鑄造1.51.11可鍛鑄鐵1.11.21.31.51表面干燥型中、小型鑄鐵件1.21.41表面干燥型重型機(jī)械鑄鐵件1.11.251.11.51干型中、小型鑄鐵件1.21.11干型中型鑄鐵件1241.54球墨鑄鐵件124鋁合金、鎂合金鑄件1.231.221青銅合金鑄件11212鑄鋼件漏包澆注1.50.811薄壁球墨鑄鐵小件底注以下僅以頂注方案進(jìn)行詳細(xì)澆注系統(tǒng)計(jì)算，前文分析過(guò)，頂注方案的上鑄型高度25mm，縮尺為1%，依據(jù)吃沙量前文查表選取為a=b=150mm，則上砂箱最小高度為251.01/2+150=175.25mm，取上砂箱高度250mm（下砂箱取350mm）。確定靜壓頭高度，依據(jù)表4.3.1池形澆口杯尺寸，依據(jù)鑄件質(zhì)量294kg，初步選擇澆口杯高度尺寸，暫定澆口杯高度為150mm。選擇漏斗形澆口杯，高度為150mm。定注方案設(shè)計(jì)采用鑄件大部分在下砂箱的形式，則計(jì)算靜壓頭高為:HP=15+15=30cm則依據(jù)截面比的關(guān)系公式4-2。內(nèi)澆道采用截面比設(shè)計(jì)法，則內(nèi)澆道計(jì)算公式為：hp=k221+k12+k22Hp（4-3）A內(nèi)=GLt2gp（4-4）其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道4個(gè)部分的四單元澆注系統(tǒng)，則有：hp=221+21.52+22x30=17.70492cmA內(nèi)=2450007.85X0.5X32X2X981X17.70492=12.6cm2本次設(shè)計(jì)為一箱一件，通過(guò)前文計(jì)算總內(nèi)澆道斷面面積為A內(nèi)=12.6 cm2,選擇24 cm2，設(shè)計(jì)三個(gè)內(nèi)澆道，依據(jù)表4.2.2內(nèi)澆道尺寸，選取每個(gè)內(nèi)澆口面積為5cm2，則設(shè)計(jì)的內(nèi)澆道斷面面積為15 cm2，每個(gè)內(nèi)澆道對(duì)應(yīng)的尺寸為：a=23mm，b=17mm，c=25mm 表4.2.2內(nèi)澆道尺寸（單位：mm）序號(hào)內(nèi)澆道斷面積A內(nèi)/cm2abcabcabcabcda10.311936464399536.58.520.41194757531096479.530.5119586764101074810.540.611968.66.586.54.511117591250.8141261089851212861013.561.015137119109514149711.51571.218147.5121011106151610712.516.581.52018814111211717181181418.591.82119916121312818201291520.5102.2232110171315131920221491723112.625231117.513.5171392424151018.524.5123.02824121814191410262716112026133.43225121915201510282817122128144.03830122115221610303018132230.5154.54036122216241711323020142432.5165.0423812.523172518113435201525.534175.4444013241825.51912353521152635186.045411425212620123736221627.537199.05650173023342416454228193445.52012.05852223728362820504832223950計(jì)算出橫澆道總斷面面積為A橫=1.5X15=22.5cm2，因?yàn)橹睗驳牢挥跈M澆道中間位置，則橫澆道為兩段，每段橫截面面積取值為11.25cm2，查表4.2.3澆注系統(tǒng)截面面尺寸，依據(jù)橫澆道面積11.0 cm2，近似設(shè)計(jì)面積為11.25cm2的橫澆道尺寸為：A=36mm，B=24mm，C=27mm。表4.2.3澆注系統(tǒng)截面面尺寸橫澆道直澆道序號(hào)斷面積A橫/cm2A /mmB /mmC /mmA /mmB /mmC /mm序號(hào)斷面積A橫/cm2D/mm11.0119101810611.81522.01510162013823.12032.416111822141034.92543.017132024151147.13053.619142228171259.63564.0201523301813612.64075.0241625352015715.94586.0271728362216819.65097.0281830382417923.755108.03020324026181028.260119.03222344228191133.2651211.03624374530211238701313.03827405232241344751413.83828425533251450.38015174430466036281556.7851619.54632506539301663.790172452365472433317719518285640587846361878.510019346044668651401986.51052038.56545709054432095.21102148655580102604821104115計(jì)算出直澆道總斷面面積為A直=2X15 =30cm2,故查表4.2.3澆注系統(tǒng)截面面尺寸，按直澆道截面面積取33.2cm2，近似設(shè)計(jì)端面面積為30cm2的直澆道直徑為62mm。4.3 工藝出品率鑄鐵件工藝出品率如圖5.1鑄鐵件工藝出品率（%）表5.1鑄鐵件工藝出品率（%）鑄件重量/Kg大量流水生產(chǎn)成批量生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)100085908090工藝出品率=鑄件重量鑄件重量+澆冒口重量100%（4-5）由公式4-5可以算得，工藝出品率為91%。5 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)5.1 冒口與冷鐵設(shè)計(jì)如圖5-1冒口種類圖所示，鑄鐵件應(yīng)為實(shí)用冒口。圖5-1冒口種類圖鑄鐵件可采用四種實(shí)用冒口。壓力冒口：要求鑄型強(qiáng)度高，模數(shù)小于2.5，嚴(yán)格控制澆注溫度范圍；澆注系統(tǒng)當(dāng)冒口：鑄型強(qiáng)度低，模數(shù)小于0.48，薄壁的鑄鐵件，冒口頸很小，可用澆注系統(tǒng)兼起直接實(shí)用冒口的作用?？刂茐毫γ翱冢鸿T型強(qiáng)度低，Mc=0.482.5cm的球墨鑄鐵件。無(wú)冒口補(bǔ)縮法：要求鐵液冶金質(zhì)量好、球鐵件平均模數(shù)在2.5以上、使用強(qiáng)度高、剛性大的鑄型、要求低溫快速澆注、采用小的扁薄內(nèi)澆道，分散引入金屬、設(shè)明出氣孔。鑄件模數(shù)公式Mr=Vr/Sr（5-1）通過(guò)計(jì)算Mr=24671352/2042791=12.08本次回轉(zhuǎn)盤不設(shè)計(jì)冒口。5.2 鑄造工藝圖由前文鑄造工藝參數(shù)選取以及吃砂量的確定，因?yàn)橐幌湟患a(chǎn)該回轉(zhuǎn)盤，可確定鑄造工藝排布圖，回轉(zhuǎn)盤的鑄造工藝圖如圖5-1回轉(zhuǎn)盤鑄造工藝圖所示。圖5-1 回轉(zhuǎn)盤鑄造工藝圖6 剩余壓頭校核直澆道中心到鑄件最遠(yuǎn)端距離大約為130mm，查表6-1 計(jì)算最小剩余壓頭高度用的壓力角，取壓力角=10，則有M=Ltan(6-1）式中：M最小剩余壓頭高度（mm）；L金屬液的流程，即鑄件最高、最遠(yuǎn)點(diǎn)至直澆道中心的水平距離（mm）；壓力角（）。由公式6-1可得：M=130tan10=22.923mm通過(guò)鑄造工藝圖可知，設(shè)計(jì)剩余壓頭為112.5mm，大于最小剩余壓頭22.923mm，故設(shè)計(jì)合理。表6-1 計(jì)算最小剩余壓頭高度用的壓力角L/mm鑄件壁厚/mm使用范圍35588151520202525353545壓力角/4000根據(jù)具體情況確定675656564545用兩個(gè)或更多的直澆道澆注金屬液3500675656564545300067675656454528006767676756452600786767675645240078676767565622008978676756562000897867675656用一個(gè)直澆道澆注金屬1800897878786767160089787878676714008989787867671200101191089787867671000111291091078786767800121391091089787867600131410119109108978677 鑄造工藝裝備設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)選擇砂箱內(nèi)框尺寸上砂箱內(nèi)框尺寸為：1500mm800mm300mm，下砂箱內(nèi)框尺寸為：1500mm800mm400mm。鑄造藝裝備是造型、制芯、合箱及澆注過(guò)程中使用的模具和裝置的總稱。模板是由模底板、模樣（包括鑄件的本體模樣、芯頭模樣和澆冒口模樣）和定位銷等組合而成。7.1 上板設(shè)計(jì)上模板上設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)盤零件的主體部分，依據(jù)前文，將回轉(zhuǎn)盤零件的上模樣，安裝固定在上模板上；澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮冒口，依據(jù)鑄造工藝分析及排布，設(shè)計(jì)在上模板上。砂箱內(nèi)框尺寸為1500mm800mm，模板厚度定為25mm，加強(qiáng)筋寬度為18-20， 表7-1 模板壁厚、加強(qiáng)筋厚度及連接圓角半徑（單位：mm）模底板平均輪廓尺寸（A0+B0）/2鑄 鋁鑄 鐵鑄 鋼12r12r12r50010121214831012121410381010835017501214141610312141416123101212103751100014161618124141616181441214141241001150016201822145161818201641416161441501200018222024205182016520012500222524282252224205