铸造工艺课程设计

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1、名目绪论11.铸造工艺方案的确定21.1零件结构工艺性分析21.1.1零件基本信息及技术要求21.1.2零件结构组成分析21.1.3零件所用材质性能分析21.1.4零件结构工艺总结3造型方法与铸型种类的选择31.2.1造型方法31.2.2铸型种类31.3.1 砂芯种类与制芯方法的选择4砂芯种类的选择4制芯方法的选择51.4分型面和浇注位置确定5分型面的确定5浇注位置的确定62.铸造工艺参数的确定6尺寸公差和加工余量公差的确定6尺寸公差的确定62.1.2加工余量公差的确定7机械加工余量和铸件基本尺寸的确定72.2.1机械加工余量的确定72.2.2铸件基本尺寸的确定81.1.1 收缩率和起模斜度的

2、确定8收缩率的确定8起模斜度的确定92.4其它工艺参数的确定103.砂芯设计103.1砂芯的基本学问103.2芯头设计104. 3.3型芯尺寸的确定11浇注系统设计124.1浇注系统的作用124.2浇注系统类型的选择124.3浇注时间的确定124.4 阻流元（内浇道）截面的计算124.5 各浇道截面比例关系，截面外形及尺寸的确定13浇注系统图135.冒口冷铁设计145.1 冒口的设计14冷铁的设计146.铸造工艺设施设计146.1工艺装备的基础学问146.2工艺装备的选用156.2.1模样的选用156.2.2模板的选用156.2.3芯盒的选用166.2.4砂箱的选用167.铸型的装配17铸型的

3、装配17铸型的紧固178.结论189.附录1.铸造工艺图18参考文献19绪论铸造是人类把握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700前1000年之间已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属液浇入铸型，凝固后获得具有肯定外形、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。铸造所生产的产品称为铸件。大多数铸件只能作为毛坯，经过机械加工后才能成为各种机器零件。当有的铸件达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，才可作为成品或零件直接使用。常用被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等，一般铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他帮助材料。特

4、种铸造的铸型包括：熔模铸造、消逝模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。（原砂包括：石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等）我们我国古代铸造技术居世界先进行列。由于过长的封建社会影响了科学技术的发簪，阻滞了铸造技术前进的步伐。新中国成立以来的50多年中，自20世纪50年月初至今，几乎从零开头，逐步进展到现在这样的规模，成果是巨大的。现在铸造在我们我国是一个很大的行业，产量居世界其次位，年产量达1000万1200万吨，厂点多大2万多个，职工100130万人，其中工程技术人员约占3.5%，已经成为了我国重要的基础工业之一。20世纪40年月，H.Morrogh和研制胜利球墨铸铁

5、，使铸铁进入一个新的进展时期，这引起人们极大的重视，球墨铸铁从今得到快速进展与推广。球墨铸铁是在浇注前向肯定成分的铁液中加入纯镁、稀土或稀土镁合金等球化剂进行球化处理及孕育处理后获得大部分或全部为球状石墨的铸铁。球墨铸铁是一种广泛应用于各工业部门的重要结构材料，它的消失使铸铁材料的性能发生了质的飞跃，因此在国内外进展都很快，很多方面已取代了锻钢、铸钢及可锻铸铁的应用，成为产量仅次于灰铸铁的铸造合金材料。以往球铁均需通过各种不同的热处理手段方能达到相应的牌号要求，从而耗费能源、污染环境、增加成本、延长生产周期、加重工人劳动强度，因此生产铸态球铁便成为近年来国内外球铁生产方面的一个重要进展方向。据

6、数据统计，我们我国用于灰铸铁件热时效的能耗每吨铸件为40100kg标准煤而用于球墨铸铁件退火、正火的能耗每吨铸件为100180kg标准煤。我们我国球墨铸铁件中高韧性铁素体球铁和高强度珠光体球铁占有很大的比重，通常是采纳退火、正火处理。采纳铸态球墨铸铁生产技术省去了退火、正火处理工序，节省能源，避开了因高温处理而带来的铸件变形、氧化等缺陷。所以，推广应用铸态球墨铸铁生产技术，对于铸造行业的节能降耗削减排放，以及提高经济效益都具有特别重要的意义。1.铸造工艺方案的确定11零件结构工艺性分析111零件基本信息及技术要求零件名称：支座（如图1-1）零件材料：QT500-7球墨铸铁件生产类型：大批量生产

7、技术要求：1、铸件重量5.6Kg,重量偏差小于0.1kg2、不允许有超标的外观和内部缺陷3、未注拔模斜度为24、未注圆角半径为3mm5、硬度230270HB112零件结构组成分析使用UG作出如图1-2三维模型进行结构组成分析。图1-2零件三维图零件支架由外径90mm内径50mm的空心圆柱和120mmX200mm的方形底座构成，总高120mm，零件壁厚不匀称，其中底座壁厚30mm,空心圆柱壁厚20mm。支座底部需螺栓固定，留有两个螺栓孔，尺寸为12mm，可在铸件完成后切削加工。零件结构对称，没有突出部件影响起模，适合使用两箱造型。铸件整体有肯定的表面精度要求。113零件所用材质性能分析支架在铸造

8、过程中采纳QT500-7球墨铸铁为材料，大批量生产。球墨铸铁是在浇注前向肯定成分的铁液中加入纯镁、稀土或稀土镁合金等球化剂进行球化处理及孕育处理后获得大部分或全部为球状石墨的铸铁。理论上在化学成分和浇注温度相同时，球墨铸铁的流淌性较灰铸铁好，收缩性两者相当。由于球墨铸铁的弹性模量较灰铸铁大（160180GPa）,加之其热导率又较灰铸铁低，因此，无论是收缩应力还是温差应力均较灰铸铁大。这样，球墨铸铁件的变形及开裂倾向均高于灰铸铁，故应在铸件结构设计上和铸件工艺上实行相应的防止措施。球墨铸铁在生产中，除会产生一般的铸造缺陷外，还会常常产生：缩孔及缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂移及球化衰退等缺陷。1.

9、1.4零件结构工艺总结结合零件基本信息、结构组成、所用材质性能及技术要求，总结归纳出铸件可能消失的缺陷及问题有：1、因零件壁厚不匀称，在壁厚、拐角处可能消失缩孔。2、因零件拐角处壁厚，导致冷却速度不匀称，可能产生热结。3、因浇注材料球墨铸铁的变形及开裂倾向大，可能导致工件消失裂纹。4、浇注材料球墨铸铁还会还会常常产生：缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮及球化衰退等缺陷。5、未能选择最合适的造型方法，合箱消失偏差，导致铸件尺寸，内腔消失错位，飞边等。1.2造型方法与铸型种类的选择1.2.1造型方法零件支架结构对称简洁，没有突出部件影响起模，适合使用两箱造型，整体尺寸大小归属于小型铸件。因生产类型为大

10、批量生产，故建议使用机器造型。考虑到铸件整体有肯定的表面精度要求，铸件为小型铸件，型砂紧实方法适合使用震压紧实。震压紧实的主要特点为：经多次震击后再加压紧实砂型；生产率较高，能量消耗少，机器磨损少，砂型紧实度匀称。考虑到铸件为整体尺寸小于400mmX500mm的小型铸件，选择使用Z145型震压式造型机。Z145型震压式造型机是以震击为主、压实为辅的小型造型机，广泛用于小型机械铸造车间。Z145型震压式造型机采纳顶杆式起模，顶杆顶着砂箱四个角而起模。1.2.2铸型种类依据零件的基本信息及技术要求，查阅资料了解砂型分类及特点应用可知，湿型砂更适合支架零件的生产。湿型的主要特点是：以膨润土或黏土为黏

11、结剂，砂型不烘干，成本低，劳动条件好，机械化造型应用多。采纳活化膨润土砂高压造型，可得到强度高，透气性较好的砂型。湿型砂的性能是靠合理的配方和制备工艺来达到的，下表1-1为资料中显示的工厂中铸铁件湿型砂配方和性能实例。表1-1型砂配比序号配比號性能用堆1日秒新雅煤以瞞润土为崔）紧实率（%）爲r卜湿压强度1J1.!其他组别OilA*1:4955水液3上KX)H)-n70輕压逍塑单1砂、铁中、小怦1;67243-1干粉580a)-in型单一砂.铁小件我们选用表中序号15的配比方法来生产支架零件的铸件。湿型砂制备工艺：湿型砂的混制设施多为碾轮式或摆轮是混砂机，混砂效果比较稳定。用碾轮式和摆轮式混砂机

12、制备工艺是：旧砂、新砂、膨润土、煤粉等固体材料先加入混砂机干混砂机干混匀称，再加入水（最好是淋入或经雾化后加入）和其他液体后湿混，待充分混匀即出砂。常常是经过调匀和松砂处理后用于造型制芯。一般干混35min、湿混47min。13砂芯种类与制芯方法的选择131砂芯种类的选择因铸件结构简洁,属于小型铸件，型芯所受压力不是很大，故采纳干型芯砂。砂芯烘干的目的主要是除去水分，降低型芯的发气量，提高强度及透气性。铸件所选用的配比如表1-2：表1-2芯砂配比砂种序配比罢）性能应用旧磁新：:；觀闰土高岭土钠粉囁）湿压强度皿】干剪強圉VEV湿透气性粒組加】11Z9515-5122108K)KD-大件面砂、75

13、-8525-15136a木屑0.3p279知刃KJ0-I3D大件芯砂3密亠另15-5.-257一-7-9恥100申件面劭斗80-9020-101-24-6木咼n.57-95)-7)70-300中心芯砂我们选用表1-2中序号4作为支架零件型芯的生产所用配比。132制芯方法的选择造芯设施的结构形式与芯砂的粘结剂及造芯工艺亲密相关，结合我们制芯所使用的干型膨润土砂和铸件的基本结构、生产类型，我们选择热芯盒射芯机。热芯盒射芯机主要由供砂装置、射砂机构工作台及加紧机构、立柱机座、加热板及掌握系统，依次完成加砂、芯盒夹紧、射砂、加热硬化、取芯等工序。1.4分型面和浇注位置确定141分型面的确定结合支架零件

14、基本信息和结构组成，得出以下三种分型方案如图1-3：分型方案1以零件底座底面为分型面，使零件整体位于下砂箱内。分型方案2以零件的纵向中心轴为分型面，使零件的左右分型模分别位于上下砂箱内。分型方案3以零件的横向中心轴为分型面，使零件的前后分型模分别位于上下砂箱内。分型方案分析：方案1、分型方案以零件底座底面为分型面，使零件整体位于下砂箱内。此种方案使整个零件处于一个砂箱内，优点是：合箱不会消失错型错位，铸件飞边缺陷削减；由于铸件整体处于下砂箱中，浇注时更简洁布满型腔。缺点是：零件中心有一空腔，需要安放型芯铸出，这种分型方案不利于型芯的定型定位；这种分型方案相对其它方案不利于起模。方案2、以零件的

15、纵向中心轴为分型面，使零件的左右分型模分别位于上下砂箱内。这种方案的优点是：相对方案1更利于型芯的定型定位，起模。缺点是:合箱时简洁产生错型错位，浇注时上砂箱中底座充型简洁产生缩孔缩松缺陷。方案3、以零件的横向中心轴为分型面，使零件的前后分型模分别位于上下砂箱内。这种方案的优点是：和方案2型芯的定型定位方法相同，起模比方案1更简洁。缺点是：合箱时比方案2更简洁产生错型错位，铸型错型错位面积比方案2更大，浇注时上砂箱中底座充型简洁产生缩孔缩松缺陷。分型面的最终确定：考虑到零件的空腔是重要部位，粗糙度要求高，对以上三种分型方案进行分析对比可知，方案1最佳，与方案2、方案3相比更简洁定位合箱，不会消

16、失错型错位，铸型更简洁充型。方案1也更加利于冒口、浇道的设计安放。考虑到方案1不利于起模，不利于型芯的安放，可以适当增加起模斜度，设计合适的型芯来解决这些问题。图1-4浇注位置142浇注位置的确定浇注位置的确定应当考虑以下原则：1、浇注位置不应开设在铸件的重要部位，以免造成浇注位置四周的铸型局部过热。2、浇注位置应开设在铸件易打磨的地方。3、浇注位置尽量开设在分型面上，以便利造型。4、浇注位置不应开设在型壁及砂芯或型腔中的薄弱部位。依据以上原则对铸件进行结构分析，得出如图1-4所示的两个浇注位置。因铸件为空心圆柱和方形底座构成的对称结构，铸件的重要部位为圆柱空腔内部,所以将浇注位置对称设置在方

17、形底座两侧，为了充型匀称，选择在底座长端两侧。铸造工艺参数的确定21尺寸公差和加工余量公差的确定211尺寸公差的确定铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差。在这两个允许极限尺寸之内，铸件可满意机械加工、装配和使用。影响铸件尺寸精度的主要因素有：铸造合金，铸件的结构，铸造方法，铸造工艺设计水平，操作水平，造型、制芯设施及工装的精度，造型、制芯材料的性能，铸件的精整和表面质量，生产技术管理和质量掌握手段等等。依据GB/T64141999铸件尺寸公差与机械加工余量的规定，铸件尺寸公差等级分为16级，表示为CT1CT16。不同生产方式和生产规模的铸件尺寸公差等级不同，依据支架零件铸件所用材

18、料和生产类型查表得出大批量机器造型生产球墨铸铁件的尺寸公差等级为812CT。依据支架零件铸件尺寸大小查铸件尺寸公差数值表得出如表2-1：表2-1铸件尺寸公差铸件基本尺寸单位（mm）公差等级CT891011121001601.82.53.65.071602502.02.84.05.68结合支架零件铸件的结构、所用材料，技术要求等确定铸件的尺寸公差等级为10CT,4.0mm。结合实际生产及应用我们对其进行适当调整，最终确定铸件的尺寸公差为6mm。考虑到铸件空腔为重要部位，其尺寸公差设为8mm。2.1.2加工余量公差的确定机械加工余量值有精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共10个等级。

19、查阅GB/T64141999铸件尺寸公差与机械加工余量的规定，依据各种铸造方法和铸造合金铸件的RMA等级得出如表2-2：表2-2机械加工余量等级方法要求的机械加工余量等级铸件材料铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金砂型铸造手工造型GKFHFHFHFH砂型铸造机器造型EHEGEGEGEG金属型DFDFDFDF压力铸造BD熔模铸造EEEE结合支架零件铸件的结构、所用材料，技术要求等最终确定铸件的加工余量公差等级为EG。2.2机械加工余量和铸件基本尺寸的确定2.2.1机械加工余量的确定GB/T64141999铸件尺寸公差与机械加工余量中规定，机械加工余量值应依据最终机械加工后成品零件的最大轮廓尺寸和相应

20、的尺寸范围选取。铸件的某一部位在铸态下的最大尺寸应不超过成品尺寸与要求的加工余量及铸造总公差之和。当有斜度时，斜度值应此外考虑。由确定出加工余量公差等级为EG,查阅铸件加工余量表绘出如表2-3：表2-3机械加工余量值最大尺寸单位（mm）要求的机械加工余量等级EFG1001601.11.52.21602501.422.8结合支架零件铸件的结构、所用材料,技术要求等最终确定铸件的加工余量为2mm。2.2.2铸件基本尺寸的确定结合支架零件铸件的结构、所用材料,技术要求和上节求出的铸件的尺寸,加工余量,收缩率得出铸件的基本尺寸如图2-1所示。2.3收缩率和起模斜度的确定收缩率的确定铸造收缩率又称铸件线

21、收缩率,用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：二厶1_厶2X100%厶2式中铸造收缩率（）Li模样长度（mm）L2铸件长度（mm）查阅资料可知常用球墨铸铁铸造合金线收缩率如表2-4：表2-4铸造收缩率球墨铸铁收缩率受阻收缩自有收缩珠光体球墨铸铁铁素体球墨铸铁0.61.2由于铸件在冷却过程中各部分尺寸都要缩小,所以必需将模样及芯盒的工作面尺寸依据铸件收缩来加大,加大的尺寸称为缩尺。结合铸件的整体尺寸大小,算出支座零件铸件的缩尺为1mm。232起模斜度的确定当零件图样没有适合起模的结构斜度，在铸造工艺设计时，给出模样的起模斜度，以保证起模操作。模样的起模斜度，应不致使铸件超出尺寸公差。起模

22、斜度的取值查阅资料得出如表2-5：表2-5起模斜度牯土砂星壇时，槪样外袁咸起摸斜度粘土砂审醮时.离样列號内应曲起擁料恠时.卓样衷血起摸斜度测面高度h戒A/mm金离镇样、金廉蟆样、金属餵样、期對榛样1ffrt/mm*s/nima/inni茴aFrawnati/mmaa/mmrior08泅L02-J0r1.20L6L640100(T30r1.0100r1600251.2onor1.4网亍2.2Er2.6(T35r160-401.0160-250(T20r16呻l.i0W3.00c45r3.4QW2-202,f)250-400咖12上(F25r3.00WT4.6(P45P53(rsoH3.6如4.2

23、400630020r3.8&QDf懈亍6,4cw7.4465,6依据铸件的基本信息及要求，我们选用木模样、湿砂造型。铸件的基本尺寸为200mmX120mm，查表得，起模斜度为030，1.4mm。最终确定铸件基本尺寸如下图2-2：m-Heog1120S+3.I农C-+I密-20S+3I.J图2-1铸件基本尺寸图2-2铸件起模斜度2.4其它工艺参数的确定结合零件基本信息可知，支座底部需螺栓固定，留有两个螺栓孔，尺寸为12mm，查阅资料可知得出如表2-6：表2-6铸件最小加工孔径蒔件材质疑小孔径铸铁8-L06-1020-2?.10-is40-5015-3050-IOT3S-5O-3025由表可知，两

24、个螺栓孔可在铸件完成后切削加工。零件技术要求中表示，未标注圆角半径为3mm，可将模样未标注半径设为2mm。2. 砂芯设计31砂芯的基本学问砂芯是铸型的重要部分，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别要求的部分。型芯应满意以下要求：型芯的外形、尺寸以及在铸型中的位置应符合铸件要求；具有足够的强度和刚度；在铸件形成过程中型芯所产生的气体能准时排出型外；铸件收缩时阻力小；造芯、烘干、组合装配和铸件清理等工序操作简便；芯盒的结构简洁。图3-1标准型芯型芯的设计主要包括：芯头设计、芯骨设计、砂芯排气设计等。32芯头设计砂芯主要靠芯头固定在砂型上，对于垂直砂芯，为了保证其轴线

25、垂直、坚固地固定在砂型上,必需有足够的芯头尺寸。芯头与芯头座之间应有相宜的间隙，以使砂型与砂芯的装配，但又能确保铸件的尺寸精确。查阅资料可知垂直芯头的高度和芯头与芯座的间隙，如表3-1，可依据垂直芯头顶面与芯座的间隙，垂直芯头高度和芯头与芯座的间隙设计。若砂芯高度与直径之比大于2.5时，则应将下部垂直芯头加大，使:Di=(1.52.0)D2,D1WO.8D，见如图3-1表3-1垂直芯头顶面与芯座的间隊(钏帖mm)IW眇书类别D我“*B)/2疼3051-ifOl-130叫200soa301400401-500501-TOO701-tuuuI0Q1-15C01501-3JOO200)1200.51

26、11-3222T-型0.5iL.1-31.52334$,6T0.511112333455芯头诙置芯头髙度舫40fnm41亠CJrmii64-lOQwnLQOrnni茜头料度車上芯头10108Rili/ninii7111423卞芯头如/円7?665II17垂直芯头高度和芯罢与芯瘵的间陳(单怖TD(A+B)/2L5110010115015120130030140040500301-700701-IODDKB150015012000an&J-ft1kjhjh$h$hjh&hJhhjh5h0.21503201一，-乓刃干型0.20,5一=*-1.一自礎魁仇2200.525一*-0/22503250.5

27、251.010LQ1.0&R51,51._51-100F則0.20.5L0.c1.5r1.52由2.C一-aaa0.30301301.C351.J40IJ2.05U2.C閃0.2300.33D5.5301.CLC巧1,3351.51.540L5-2.050-UM-1500.3D514J.51.52.02.0252.0-自理堂0.235広53S1.03510401肖401.5402.05G215060湿型0.3350.3150-535J.0351.5401.5401.04S1.C452-0二151-2ft?Q.3&5W1.010t51.52.C一2.02.525602.5702.570U.340

28、Q.31)0404015SO1550=2.C552.0$52,0652.0752.5901.5注；1一出不BH:韶芯头时.下部芯黄高度按衷屮歆憤增血130%-刃喘”工对于一些丈批It生产，且对高厦中尤线对称的破芯，上，下部芯头尺才可心就I司F3. 伺感知WJfc4-L5-W*o4. 上芯头离世ft的痕町取耐0.6-0.7)h-n:匕1閒$5图3-2型芯33型芯尺寸的确定依据零件尺寸，结合上表，可知：芯头高35mm,上芯头斜度10下芯头斜度7芯头左右间隙为0.3mm，芯头上间隙为0.5mm。型芯如图3-2所示：浇注系统设计4.1浇注系统的作用浇注系统是承接并引导液态金属液流入型腔的一系列通道。浇

29、注系统的设计时工艺设计的重要组成部分。铸铁件浇注系统的典型结构由浇口盆、直浇道、横浇道、内浇道四个基本组元组成。4.2浇注系统类型的选择浇注系统可分为以下几种：顶注式浇注系统、底注式浇注系统、分型面注入式浇注系统、阶梯式浇注系统、垂直缝隙式浇注系统。依据分型方案、零件结构等要求，我们选择顶注式浇注系统。4.3浇注时间的确定液态金属从进入浇口开头到布满铸型所需的时间称为浇注时间。常用的浇注时间阅历公式如下：式中：t浇注时间（s）Gi浇入型内的金属液总重量（kg）5铸件的平均壁厚（mm）,对于圆形或正方形的铸件，6取其直径或边长的一半。K系数。对于球墨铸铁取3.04.0。将数据Gi=6.72kg,

30、5=25mm,K=3.5代入式中，求出浇注时间为19.32s4.4阻流元（内浇道）截面的计算把金属液看作一般流体，浇注系统看作管道，在封闭式浇注系统中，内浇道式：为阻流组元，依据流量方程和伯努利方程可推导出铸铁件内浇道截面积的计算公Gi0.31“切甘式中：S内浇道截面积（cm?）Gi型内金属液的总重量（kg）口流量系数t浇注时间（s）H作用于内浇道的金属液静压头（cm）,由于式中的H在浇注时大多是变化的，可用平均压头H代替。式中：Gi包括浇冒口在内的金属总重量（kg）。浇冒口的重量按铸件重量的比例求出，见表4-1：表4-1铸件重量的比例铸件重量/kg大量生产（）成批生产（）单件、小批生产（%）

31、100010151020将数据Gi=6.72kg,t=19.32s,口=0.5,H=15cm代入式中，求出内浇道截面积为0.58cm2=58mm245各浇道截面比例关系，截面外形及尺寸的确定求得阻流组元的截面积之后，依据合金和铸件的特点，选定封闭式浇注系统各组元截面比例关系的类型，确定其比值为：刀S:ES:ES=1:121.4内横直确定S=58mm2S=69.6mm?S=81.2mm2。考虑到生产类型为大批量，内横直选择一箱多型铸造，各浇道截面外形尺寸如图4-1：46浇注系统图由4.5确定出来各浇道截面外形及尺寸，考虑到生产类型为大批量，选择一箱两型铸造，设计出浇注系统如下图4-2所示图4-2

32、浇注系统-U寸1图4-1各浇道面积5.口冷铁设计5.1冒口的设计冒口是在铸型内特地设置的储存金属液的空腔，用以补偿铸件成形过程中可能产生收缩所需的金属液，防止缩孔、缩松的产生，并起到排气和集渣的作用。考虑到支架零件工件小，壁厚差相对较小，球墨铸铁的收缩率较小，我们可以采用冷铁来使其同时冷却，除浇口杯外将不再进行冒口设计。5.2冷铁的设计冷铁是用来掌握铸件凝固最常用的一种金属块。各种铸造合金均可使用冷铁,尤以铸钢件应用最多。冷铁的主要作用有：1、与冒口协作使用，加强铸件的挨次凝固，扩大冒口的有效补缩距离，不仅有利于防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷，而且能削减冒口的数量或体积，提高工艺出品率。2、加快

33、铸件热节部分的冷却速度,使铸件趋向同时凝固，有利于防止铸件产生变形和裂纹。3、加快铸件某些特别部位的冷却速度，改善其基体组织和性能，提高铸件表面硬度和耐磨性等。4、难于设置冒口或冒口不易补缩到的部位放置冷铁可削减或防止消失缩孔、缩松。冷铁分为外冷铁和内冷铁，因铸件较小，我们选用外冷铁。查阅资料显示，冷铁的大小及厚度应为工件的一半，冷铁大小及位置如图5-1所示：图5-1冷铁的位置6铸造工艺设施设计61工艺装备的基础学问铸造工艺装备（简称工装）是铸造生产过程中所用的各种模具、工夹量具的总称，例如模样、模板、芯盒、砂箱等。62工艺装备的选用621模样的选用模样是造型工艺必需的工艺装备之一,其作用是用

34、来形成铸型的型腔，因此模样直接关系铸件的外形和尺寸精度。常用的模样种类有：木模、金属模、塑料模等。木模具有质轻、易加工、生产周期短、成本低等优点。依据技术要求我们选用木模造型。其木模设计尺寸大小如图6-1：一:.-方图6-1木模设计622模板的选用模板一般是由铸件模样、芯头模样和浇冒口系统模样与模底板通过螺钉、螺栓、定位销等装配而成，但也有整铸的模板，通常模底板的工作面形成铸型的分型面。铸件模样、芯头模样、浇冒口模样分别形成铸件的外轮廓、芯头座、浇冒口系统的型腔。采纳模板造型不仅可以简化造型操作，提高生产率，而且型腔尺寸精确。所以模板造型不仅用于成批大量生产的机器造型中，在小批量生产的手工造型

35、中，为了提高铸件质量，也可采纳模板造型。下模板蜩那与阖I杯以诂块劭即悄订吁視战柑连”臥便磁1H1R-.土模板,_C结合生产类型、零件要求等，我们选用木模整铸模板，其模板样式如图6-2：图6-2623芯盒的选用在铸造生产中，除了少数简洁的铸件不需要型芯形成铸件的内腔或孔洞外形外，大部分铸件都由型芯形成内腔。芯盒是制造型芯必需的模具，其尺寸精度和结构是否合理，将在很大程度上影响型芯的质量和造芯效率。芯盒的结构形式一般有整体式、拆开式、脱落式三种。结合支架零件所使用的型芯，我们选择拆开式芯盒。芯盒的种类依据所用材料可分为木质芯盒、金属芯盒、塑料芯盒。考虑到零件生产为小型大批量球墨铸铁，我们选用金属芯

36、盒中的铝合金金属芯盒。最终设计出芯盒图纸如图6-3：48062.4砂箱的选用砂箱是构成铸型的一部分，其作用是制造和运输砂型。砂箱是铸造车间造型所必需的工艺装备。砂箱结构既要符合砂型工艺的要求,又要符合车间的造型、运输设施的要求。因此，正确地选用和设计砂箱的结构，对于保证铸件的质量，提高生产效率，减轻劳动强度，降低成本以及保证平安生产都具有重要意义。结合生产类型、零件要求等，我们选用的砂箱如下图6-4,其中上砂箱高度为150mm，下砂箱高度为200mm。7铸型的装配71铸型的装配铸型装配的主要任务是按挨次将砂芯安装、固定在砂型内，清理通气孔道并检验型腔的主要尺寸，最终合型。1、砂芯的安装放入砂型

37、中的砂芯应当稳固，不能因砂芯本身重量或金属液对其冲击或浮力的作用而使砂芯发生偏移、歪斜。砂芯一般依靠其芯头在型中固定，当芯头仍不能固定砂芯时，可用芯撑帮助支撑。2、砂芯的通气和补正整个铸型的排气是一个特别重要的工艺问题，在合型时应使各砂芯通气道相互贯穿，并使通气道与型外大气连通，以便使型芯内的气体顺当而快速地排出型外。3、型腔尺寸的检验在铸造生产过程中，除了砂芯、砂型需要分别检验外，在铸型装配时，还要对装配后型腔的主要尺寸进行检验。72铸型的紧固砂型合型后装配成铸型，浇注前肯定要将上、下砂型紧固。否则会由于浇注时金属液的压力和砂芯的浮力作用，而可能将上砂型抬起，消失炮火（金属液泄露）现象。铸型

38、的紧固方法是依据造型方法、砂型大小、砂箱结构和生产方式的不同来选择的。考虑到我们的铸件比较小，砂箱选择较大，有肯定的自重，所以我们不再需要对铸型进行紧固处理。8.结论本次所铸支架零件由外径90mm内径50mm的空心圆柱和120mmX200mm的方形底座构成，总高120mm，零件壁厚不匀称，其中底座壁厚30mm，空心圆柱壁厚20mm。支座底部需螺栓固定，留有两个螺栓孔，尺寸为12mm,可在铸件完成后切削加工。零件结构对称，没有突出部件影响起模，我们选用以零件底座底面为分型面的两箱造型。支架在铸造过程中采纳QT500-7球墨铸铁为材料，大批量生产。我们选用湿型砂一箱两件木模板机器造型，一盒三芯芯盒

39、造芯。为了防止热力居中，冷却不同时我们在空心圆柱两侧添加冷铁。在浇注系统的设计中，我们选用的浇注系统在直浇道和各拐角处分别设计了集渣槽，用来集渣过滤。考虑到球墨铸铁在浇注前需要在肯定成分的铁液中加入纯镁、稀土或稀土镁合金等球化剂进行球化处理及孕育处理，所以浇铸时应当适当提高浇铸温度来提高球墨铸铁的流淌性及充型力量。9.附录1.铸造工艺图参考文献1蔡启舟，吴树森编.铸造合金原理及熔炼.北京：化工工业出版社，2022.12曹瑜强主编.铸造工艺及设施.北京：机械工业出版社，2022.13程芳，杜伟主编.金属材料与热处理.南京：南京高校出版社，2022.84司乃钧，王丽凤主编.热成型工艺基础.北京：高

40、等教育出版社，2022.65李弘英，赵成志编著.铸造工艺设计.北京：机械工业出版社，2005.26李昂，吴密主编.铸造工艺设计技术与生产质量掌握使用手册，2003.57陆文华，李隆盛，黄良余主编.铸造合金熔炼.机械工业出版社，2002.18王慧，刘鹏主编.机械制图.北京：机械工业出版社，2022.910 9石德全主编.造型材料.北京：北京高校出版社，2022.9王慧，孙建香主编.AutoCAD2022机械制图实例教程.北京，人民邮电出版社，2022.9李晨希主编.铸造工艺设计及铸件缺陷掌握.北京，化学工业出版社，2022.111 吕振林等编著.铸造工艺及应用.北京，国防工业出版社，2022.1