鑄造工藝設(shè)計(jì)-法蘭盤設(shè)計(jì)

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----鑄造工藝設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 法蘭盤設(shè)計(jì)學(xué) 院 材料科學(xué)與工程年 級 09 級專 業(yè) 材料成型與控制工程學(xué)生姓名 xx學(xué) 號 xxxxxxx指導(dǎo)教師 xxxx佳木斯大學(xué)----目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù) .11.1 設(shè)計(jì)任務(wù) .11.2 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 .12 鑄造工藝方案的確定 .22.1 鑄造工藝方案分析與論證 .22.1.1 零件結(jié)構(gòu)分析 .22.1.2 分型面的確定 .32.1.3 澆注系統(tǒng)（包括冒口）的選擇 .32.1.4 工藝參數(shù)的確定 .52.1.5 鑄造工藝簡圖 .62.2 芯盒的設(shè)計(jì) .62.2.1 制芯方法的確定 .62.2.2 芯盒選材 .72.2.3 芯盒簡圖 .72.3 模板的設(shè)計(jì) .72.3.1 模板類型 .72.3.2 模板的選材 .72.3.3 模板的定位裝置 .72.3.4 模板簡圖 .82.4 合箱圖 .82.4.1 砂箱的選擇 .82.4.2 砂箱的定位 .82.4.3 砂箱的其它工藝參數(shù)（包括壓鐵、起吊等） .82.4.4 合箱簡圖圖 .93 鑄造工藝卡 .104 參 考 文 獻(xiàn) .11----1 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)法蘭盤是使管子與管子及和閥門相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，螺栓使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。1.2 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求1. 鑄件材料為 45 號鋼,保證符合其機(jī)械性能2. 需要加工的表面須留出必要的加工余量3. 鑄件避免有砂眼、氣孔、裂紋等缺陷4. 未注倒角 c1----2 鑄造工藝方案的確定2.1 鑄造工藝方案分析與論證2.1.1 零件結(jié)構(gòu)分析由零件圖分析可知：鑄件尺寸為 130mm×100mm×45mm ；凈重 1.17 kg，為小型鑄件。鑄件的輪廓尺寸＜200mm，查表 3-2-1[1]知砂型鑄造時(shí)鑄件最小允許壁厚為 8mm,由零件圖知鑄件的最小壁厚為 6.5mm，看似不合理但是把加工余量算在內(nèi)就符合要求了，所以是合理的。根據(jù)零件圖建立 Pro/E 實(shí)體模型如圖。----2.1.2 分型面的確定鑄件大部在同一半型內(nèi)，便于下芯，合箱，檢查尺寸，并且型芯只有一個(gè)，鑄件容易清理機(jī)械加工方便，型腔和主要型芯都在下部，起模方便，工藝較為簡單，適用于機(jī)械大批量生產(chǎn)。2.1.3 澆注系統(tǒng)（包括冒口）的選擇分析鑄件，鑄件材質(zhì)為 45 號鋼，熔點(diǎn)高、流動(dòng)性差、收縮大、易氧化，要求金屬液快速平穩(wěn)的充型則選擇開放式澆注系統(tǒng)澆注，因其進(jìn)入型腔時(shí)金屬液流速度小，充型平穩(wěn)，沖刷力小，金屬氧化輕，也有阻渣效果。有利于排氣使鑄件順序凝固，直澆道為圓形，并在直澆道處設(shè)計(jì)直澆道窩。----（1） 澆注時(shí)間查表 3-4-3[1]得澆注時(shí)間為 3s（2） 液面上升速度V 型=鑄件高度/澆注時(shí)間 =45/3=15 mm/s 滿足金屬液允許最小上升速度15mm/s。（3） 直橫內(nèi)澆道截面積的確定澆注系統(tǒng)斷面尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算澆注系統(tǒng)，主要是確定最小斷面積(阻流斷面)，然后按經(jīng)驗(yàn)比例確定其他組元的斷面積。封閉式澆注系統(tǒng)的最小斷面是內(nèi)澆道，以伯努利方程為基礎(chǔ)的水力學(xué)近似計(jì)算公式是：( cm )HPgmS2?????2式中：S 內(nèi) —內(nèi)澆道總斷面積 (cm )；2m—流經(jīng)內(nèi)澆道的液態(tài)合金重量(Kg )；μ—流量總耗損系數(shù)；—澆注時(shí)間(s)；?Hp—平均靜壓力頭(cm)。液態(tài)合金重量：灰鑄鐵的密度為 7. 85kg/cm ，算出鑄件的質(zhì)量為 1.17kg，加上澆注系統(tǒng)中3金屬液的損耗，鑄件 m=1.17kg (1+25% ) =1.46kg。?澆注時(shí)間 ：?=3s流量系數(shù) μ：μ =0. 42(濕型鑄型阻力小) 按表 3-4-10 修正：有四個(gè)內(nèi)澆道，阻力減小 0. 05，澆溫升高阻力增大 0.22 得 μ=0.42-0.05+0.22=0.59 。確定平均壓頭 Hp：近似于頂端注入，p=0由 = ， = ，其中，L=150mm ，鑄件壁厚在HPC20?0?tanLM?5~8mm，壓力角 α＝9°~10 °，取 10°，得 24mm，由于下芯頭尺寸較大，所HM以高度適當(dāng)增加，取 =40mm，得 40mm。S 內(nèi)=1.19cm 。0?P2設(shè)置四個(gè)內(nèi)澆道，則每個(gè)內(nèi)澆道截面積為 1.19cm ,則內(nèi)澆道總截面積為24.76cm 。截面尺寸：A=11mm， B=9mm，C=5mm 。由封閉式系統(tǒng)各組元的斷面比為：2S 內(nèi)： S 橫： S 直 =1.5：2.5：1，則 S 橫=7.9cm 取 S 橫=1.92cm2。截面尺寸：----A=14mm，B=10.5mm，C=16.5mm。S 直= 3.2cm ，圓形截面直澆道下部直徑為210mm。查表得，澆口杯尺寸：D1=56mm，D2=52mm，h=30mm。核算最小剩余壓頭 HM=上砂箱的高度，直澆道中心到鑄件最高最遠(yuǎn)點(diǎn)距離 L=150mm，若壓M力角 α=10 °，我們只需要大于 24mm 即可，這樣進(jìn)行澆鑄，就能得到輪廓清晰M的完整鑄件?？紤]到澆注系統(tǒng)的高度，我們?nèi)∩舷涓叨葹?165mm。（4）冒口設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)的鑄件為小型鑄鋼件，鑄件太小無需補(bǔ)縮，故不設(shè)計(jì)冒口2.1.4 工藝參數(shù)的確定尺寸公差：根據(jù)零件圖技術(shù)要求：鑄鐵砂型手工造型公差等級為 CT10 級，零件基本尺寸130mm,查表 3-3-1 得尺寸公差為 3.6mm。機(jī)械加工余量根據(jù)所選尺寸公差等級 CT10 級，加工余量等級 H 級，根據(jù)表 3-3-3[1]得機(jī)械加工余量為 5.0mm 。鑄件收縮率鑄件材料為 45 號鑄鋼，收縮過程為受阻收縮，根據(jù)表 3-3-7[1]，得鑄造收縮率為2.08%。起模斜度 按 JB/T5105-1911 一般木模起模斜度 a=0.3-3°， a=0.6-3mm。最小鑄出孔及槽根據(jù)表 3-3-8[1]查得最小鑄出孔為 Φ30-Φ50mm。零件中小于 Φ30mm 的孔不鑄出，其余孔均鑄出。----2.1.5 鑄造工藝簡圖----2.2 芯盒的設(shè)計(jì)2.2.1 制芯方法的確定根據(jù)工藝方案，采用手工制芯采用常用的水平對開式芯盒2.2.2 芯盒選材芯盒是工藝過程中所必需的工藝裝備，為了提高砂芯的精度，以及滿足實(shí)際操作要求，采用木質(zhì)芯盒2.2.3 芯盒簡圖2.3 模板的設(shè)計(jì)2.3.1 模板類型一般模板由模底板、模樣、澆冒口系統(tǒng)模、定位元件等組成。本設(shè)計(jì)采用水平分型無箱造型用雙面模板，其適用于成批，大量生產(chǎn)的小件2.3.2 模板的選材對模板的要求是有足夠的強(qiáng)度，有良好的耐磨性，抗壓抗震性和鑄造加工型。根----據(jù)模樣結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求，由表 3-6-4[1]確定，模板選材為鑄鋁。2.3.3 模板的定位裝置模板的定位采用，直接定位法，利用定位銷直接安裝在模底板上。2.3.4 模板簡圖----2.4 合箱圖2.4.1 砂箱的選擇砂箱是造型過程中必不可少的一部分，設(shè)計(jì)的基本原則如下（1）滿足鑄造工藝要求，要是模樣有足夠的吃砂量、箱帶、不妨礙冒口的安 放、不嚴(yán)重阻礙鑄件收縮等。（2）要有足夠的強(qiáng)度和剛度，使用中保證不斷裂和出現(xiàn)過大的變形。（3）對型砂要有足夠的附著力使用中不掉砂或塌箱，但是又要便于落砂。為此，只在大的砂箱中才設(shè)置砂帶。（4）經(jīng)久耐用，便于制造，盡可能的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)批量，本設(shè)計(jì)采用通用鑄鐵整鑄式砂箱。2.4.2 砂箱的定位本設(shè)計(jì)使用機(jī)械造型，采用定位銷定位2.4.3 砂箱的其它工藝參數(shù)（包括壓鐵、起吊等）2.4.4 合箱簡圖圖----3 鑄造工藝卡----4 參 考 文 獻(xiàn)[1] 鑄造工藝學(xué)