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1、铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例实例一:阀体2*RP1/8*10加工注意:所有钻孔或挖孔的位置应在0.5mm之内显示。铸造说明:1.所有未制定半径为10mm;2.所有未指定角度为2;3.添加5mm所有加工表面的加工余量;4.主壁厚最低为8mm;5.这是个气密性元件;6.铸造必须摆脱吹孔和孔隙度;7.最大工作压力为0.7Mpa检查依照7.1.4和13445-6对铸件表面缺陷和裂纹进行检测,依照7.1.5 和 13445-6检查铸件是否有冷隔等缺陷壁厚依照7.1.11 和 13445-6对壁厚进行检测依照7.1.12和 13445-6对壁厚公差进行检测未指定未指定“毛胚毛胚”部分公差部分公差(MM
2、)(MM)0-20 0.520.1-250 1.5250 3.0未指定加工部分公差未指定加工部分公差(MM)(MM)0.5-6 0.16.1-120 0.3 120 0.6CLYDECLYDE一、零件结构的铸造工艺性审核一、零件结构的铸造工艺性审核二、造型(造芯)方法的选择二、造型(造芯)方法的选择结合铸件特点、生产批量结合铸件特点、生产批量和工厂条件,造型方法选和工厂条件,造型方法选用机器造型,铸型(型芯)用机器造型,铸型(型芯)选取呋喃树脂自硬砂。选取呋喃树脂自硬砂。三、浇注位置的确定三、浇注位置的确定方案一方案一方案二方案二方案三方案三浇注位置选择第三种方案。浇注位置选择第三种方案。四、
3、分型面的选择四、分型面的选择上上下下上上下下上上下下方案二方案二方案一方案一方案三方案三选择第三种方案。选择第三种方案。五、铸造工艺设计参数的确定五、铸造工艺设计参数的确定(一)铸件的尺寸公差(一)铸件的尺寸公差指铸件各部分尺寸允许的极限偏差。指铸件各部分尺寸允许的极限偏差。我国的铸件尺寸公差标准我国的铸件尺寸公差标准GB6414-86,国,国际为际为ISO8062-1984铸件尺寸公差制铸件尺寸公差制。CT1 CT16(二)铸件重量公差(二)铸件重量公差以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件重以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件重量变动的允许值。量变动的允许值。GB/T11351-1989规定
4、了铸件重量公差的数规定了铸件重量公差的数值、确定方法及检验规则,与值、确定方法及检验规则,与GB6414-86铸件铸件尺寸公差尺寸公差配套使用。配套使用。重量公差代号用字母重量公差代号用字母“MT”表示。重量公差表示。重量公差等级和尺寸公差等级相对应,由精到粗也分为等级和尺寸公差等级相对应,由精到粗也分为16级,从级,从MT1MT16。(三)机械加工余量(三)机械加工余量铸件的机械加工余量是指为进行机械加工而增铸件的机械加工余量是指为进行机械加工而增大的尺寸。大的尺寸。机械加工余量随铸件的大小、材质、批量、结机械加工余量随铸件的大小、材质、批量、结构的复杂程度及加工面在铸型中的位置等不同而变构
5、的复杂程度及加工面在铸型中的位置等不同而变化。铸钢件加工余量比铸铁件大;有色合金铸件加化。铸钢件加工余量比铸铁件大;有色合金铸件加工余量要小些;灰铸铁件的加工余量较可锻铸铁和工余量要小些;灰铸铁件的加工余量较可锻铸铁和球墨铸铁要小。球墨铸铁要小。灰铸铁件的机械加工余量值(摘自灰铸铁件的机械加工余量值(摘自JB2854-80)铸件最铸件最大尺寸大尺寸加工面在型加工面在型内的位置内的位置公称尺寸(公称尺寸(mm)120120260260500500800800125012502000120120-260260-500500-800800-12501250-2000顶面顶面底面、侧面底面、侧面顶面顶
6、面底面、侧面底面、侧面顶面顶面底面、侧面底面、侧面顶面顶面底面、侧面底面、侧面顶面顶面底面、侧面底面、侧面顶面顶面底面、侧面底面、侧面4.5(4.0)3.5(3.0)5.0(4.5)4.0(3.0)6.0(5.0)4.5(4.0)0(6.0)5.0(4.5)0(0)5.5(5.0)8.0(5)6.0(5.0)5.5(5.0)4.5(4.0)0(6.0)5.0(4.5)0(6.5)5.0(4.5)8.0(0)6.0(5.0)8.0(8.0)6.0(5.5)0(6.5)6.0(5.0)8.0(0)6.0(5.0)8.0(5)6.0(5.5)9.0(8.0)0(6.0)9.0(5)0(5.5)9.0
7、(8.0)0(5.5)9.0(9.0)0(6.5)10.0(8.5)5(6.5)10.0(9.0)8.0(6.5)12.0(10.0)9.0(5)选取加工余量实例选取加工余量实例(四)铸造收缩率(四)铸造收缩率铸造收缩率又称铸件线收缩率,用模样与铸铸造收缩率又称铸件线收缩率,用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示。件的长度差除以模样长度的百分比表示。铸造合金收缩率的大小,随铸造合金种类、铸造合金收缩率的大小,随铸造合金种类、成分及铸件的尺寸和结构的不同而改变。通常灰成分及铸件的尺寸和结构的不同而改变。通常灰铸铁的收缩率为铸铁的收缩率为0.71.0%;铸钢的为;铸钢的为1.52.0%;有色
8、合金的为;有色合金的为1.01.5%。砂型铸造时几种合金的铸件线收缩率砂型铸造时几种合金的铸件线收缩率合合铸铸件件线线收收缩缩率率金种金种类类自由收自由收缩缩受阻收受阻收缩缩灰灰铸铁铸铁中小型铸件中小型铸件0.9%1.1%0.8%1.0%中大型铸件中大型铸件0.7%0.9%0.8%1.0%特大型铸件特大型铸件0.7%0.9%0.6%0.8%球墨球墨铸铁铸铁0.9%1.1%0.6%1.0%碳碳钢钢和低合金和低合金钢钢1.6%2.0%1.3%1.7%锡锡青青铜铜1.4%1.2%无无锡锡青青铜铜2.0%2.2%1.6%1.8%硅黄硅黄铜铜1.7%1.8%1.6%1.7%本设计材料为球墨铸铁,由于有砂
9、芯,所本设计材料为球墨铸铁,由于有砂芯,所以属于受阻收缩,选用收缩率为以属于受阻收缩,选用收缩率为0.8%。(五)起模斜度(五)起模斜度在造型和制芯时,为了方便起模,在模样或芯在造型和制芯时,为了方便起模,在模样或芯盒的出模方向上做出一定的斜度,这个斜度称为起盒的出模方向上做出一定的斜度,这个斜度称为起模斜度。模斜度。砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度测量面高度测量面高度起模斜度起模斜度测量面高度测量面高度起模斜度起模斜度 金属模样、金属模样、塑料模样塑料模样木模样木模样 金属模样、金属模样、塑料模样塑料模样木模样木模样/mm/mm/mm/mm1022
10、00.42550.6104350.85451.010401100.81251.010402201.62502.0401001301.00401.2401001052.01452.21001600251.20301.41001600452.20552.61602500201.60251.81602500403.00453.42504000202.40253.02504000404.60455.24006300203.80203.84006300356.4040463010000154.40205.86301000 0308.803510.2100016000208.01000035本设计中起模斜
11、度设计为加厚铸件壁厚,大本设计中起模斜度设计为加厚铸件壁厚,大小为小为2。(六)最小铸出孔、槽(六)最小铸出孔、槽铸件最小铸孔尺寸铸件最小铸孔尺寸铸铸件材件材质质壁厚壁厚最小孔径最小孔径铸铁铸铁8106102025101540501530501003550铝铝合金、合金、镁镁合金合金20铜铜合金合金25通常,零件图上较大的孔和槽应铸出,以节通常,零件图上较大的孔和槽应铸出,以节省金属和机械加工工时。较小的孔和槽,或铸件省金属和机械加工工时。较小的孔和槽,或铸件的壁很厚,则不宜铸出,直接用机械加工而成。的壁很厚,则不宜铸出,直接用机械加工而成。对中心线位置要求高的孔,不宜铸出,这是因为对中心线位
12、置要求高的孔,不宜铸出,这是因为铸出后很难保证中心度精确。铸出后很难保证中心度精确。(七)工艺补正量(七)工艺补正量单件、小批生产中,由于选用铸造收缩率与实单件、小批生产中,由于选用铸造收缩率与实际收缩率不符、变形、有规律的操作偏差等原因使际收缩率不符、变形、有规律的操作偏差等原因使得加工后的铸件某些部分的厚度小于图纸要求,严得加工后的铸件某些部分的厚度小于图纸要求,严重时会因强度太弱而报废。为此,工艺上需要增加重时会因强度太弱而报废。为此,工艺上需要增加该部分的厚度,所加的金属层厚度称为工艺补正量。该部分的厚度,所加的金属层厚度称为工艺补正量。工艺补正量可以粗略地用下式计算:工艺补正量可以粗
13、略地用下式计算:e0.002L依据一般铸件的工艺正补依据一般铸件的工艺正补量表格,查得被补面间距在量表格,查得被补面间距在101160、铸铁件的工艺正、铸铁件的工艺正补量为补量为1.52.5mm,在此选,在此选定定2mm。(八)分型负数(八)分型负数由于修型和烘干过程中砂型的变形,引起分型由于修型和烘干过程中砂型的变形,引起分型面不能严密贴合,为了防止浇注时产生跑火,合面不能严密贴合,为了防止浇注时产生跑火,合箱时需在分型面上放上耐火泥条或石棉绳,这样箱时需在分型面上放上耐火泥条或石棉绳,这样就增加了型膛的高度。为抵消铸件在分型面部位就增加了型膛的高度。为抵消铸件在分型面部位的增厚,在模样上相
14、应减去的尺寸的增厚,在模样上相应减去的尺寸称为分型负数。称为分型负数。本设计分型负数选定为本设计分型负数选定为1.5。(九)反变形量(九)反变形量为防止铸件收缩变形而在模样上作出的预为防止铸件收缩变形而在模样上作出的预变形量称为反变形量。变形量称为反变形量。(十)砂芯负数(砂芯减量)(十)砂芯负数(砂芯减量)为保证铸件尺寸为保证铸件尺寸准确,准确,将芯盒的长将芯盒的长、宽尺寸宽尺寸减去一定量减去一定量,这个被减去的尺寸称为砂芯负数这个被减去的尺寸称为砂芯负数。砂芯负数只应用于大型粘土砂芯,其数值依砂芯负数只应用于大型粘土砂芯,其数值依工厂实际经验确定。工厂实际经验确定。流态砂芯、自硬砂芯、壳芯
15、、热芯盒砂芯及流态砂芯、自硬砂芯、壳芯、热芯盒砂芯及小的粘土砂芯均不采用砂芯负数。小的粘土砂芯均不采用砂芯负数。(十一)非加工壁厚的负余量(十一)非加工壁厚的负余量(十二)分芯负数(十二)分芯负数 对于分段制造的长砂芯或分开制造的大砂芯对于分段制造的长砂芯或分开制造的大砂芯,在接缝处应留出分芯间隙量在接缝处应留出分芯间隙量,即在砂芯的分开面即在砂芯的分开面处处,将砂芯尺寸减去间隙尺寸将砂芯尺寸减去间隙尺寸,被减去的尺寸称被减去的尺寸称为分芯负数为分芯负数。六、砂芯设计六、砂芯设计七、浇注系统的确定七、浇注系统的确定(一)浇注系统类型的选择(一)浇注系统类型的选择(二)阻流截面积的计算(二)阻流截面积的计算(三)浇注时间和型内上升速度的核算(三)浇注时间和型内上升速度的核算八、补缩系统设计八、补缩系统设计(一)冒口的设计(一)冒口的设计(二)冷铁的设计(二)冷铁的设计九、铸造九、铸造CAE分析分析(一)绘制铸件实体(一)绘制铸件实体(二)铸造(二)铸造CAE分析分析凝固经历时间凝固经历时间270秒秒凝固经历时间凝固经历时间435秒秒凝固经历时间凝固经历时间689秒秒动画动画
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