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1、铰接支架的铸造工艺设计,答 辩 人：指导老师：班 级：,Henan University of Science and Technology,2015-06-15,目录,第一章 零件的工艺性分析 第二章 铸造工艺方案的确定 第三章 模拟及工装的设计 第四章 结论,第一章 零件的工艺性分析,第一章 零件的工艺性分析,材质：QT450-10； 重量：11.676Kg； 生产规模：小批量；壁厚：较薄，均匀，10mm；外形尺寸：426mm345mm153mm。特征：外形相对复杂，非对称结构，肋数量较多。,图1-1 零件三维实体图,第二章 铸造工艺方案的确定,（一）浇注位置的确定（二）分型面的选择（三）
2、工艺参数、浇注系统和砂芯,第二章 铸造工艺方案的确定,（一）浇注位置的确定,1）铸件的重要部分应尽量置于下部;2）重要加工面应朝下或呈直立状态;3）使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷;4）应保证铸件能充满;5）应有利于铸件的补缩;6）避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验;7）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致,第二章 铸造工艺方案的确定,方案一,方案二,（一）浇注位置的确定,第二章 铸造工艺方案的确定,（二）分型面的选择,1）应使铸件全部或大部分置于同一半型内;2）应尽量减少分型面的数目;3）分型面应尽选用平面;4）便于下芯、合箱和检查型腔尺寸;5）不使砂箱过高;6）受
3、力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度;7）注意减轻铸件清理和机械加工量;,第二章 铸造工艺方案的确定,（二）分型面的选择,方案一,方案二,方案三,第二章 铸造工艺方案的确定,根据铰接支架的生产批量，铸件的精度要求，参考铸造工艺学，确定铸造工艺参数分别为：,表2-1 铸造工艺参数,（三）工艺参数、浇注系统和砂芯,第二章 铸造工艺方案的确定,根据铸造手册小批量薄壁球铁件，浇注系统通常设计为底注式封闭式。,图2-1 浇注系统的位置,：,：,根据铸造工艺课程设计手册表4-20球墨铸铁浇注系统尺寸，直浇道、横浇道、内浇道的尺寸 如图所示。,第二章 铸造工艺方案的确定,a）直浇道,b）横浇道,c）内浇道
4、,图2-2 浇注系统的尺寸,第二章 铸造工艺方案的确定,图2-3 砂芯的形状,a）1#砂芯,b）2#砂芯,1#砂芯芯头设计为燕尾形状，便于定位，2#砂芯形状较为复杂。一模一件。,第三章 模拟及工装设计,将UG中得到的三维造型STL文件导入至华铸CAE软件中，对设计工艺进行数值模拟分析。华铸CAE会对STL文件进行网格剖分，然后对其进行凝固、充型计算，最后检验该工艺设计是否合理，并判断出缩松缩孔位置，以及热节的位置。,图3-1 铸型结构图,第三章 模拟及工装设计,从图3-2可以看出，铰接支架铸件的充型过程平稳，金属液从浇口杯流经横浇道，通过内浇道，最终在内浇口处进入铸型内。整个过程充型完整，未出
5、现浇不足等缺陷。,图3-2 铰接支架铸件浇注过程的体积充型,第三章 模拟及工装设计,从图3-3可以看出，铸件的肋板处先凝固，随后浇注系统开始凝固，有利于实现球铁的自补缩。同时，在肋板、侧板和底板相交的地方最后凝固，出现了缩松，这是需要避免的。需要对工艺进行适当的优化。,图3-3 铰接支架铸件的凝固过程的液相分布,第三章 模拟及工装设计,为改善铸造缺陷，实现顺序凝固。在模拟中最后凝固的部位，添加外冷铁。综合分析，将冷铁至于1#砂芯内方便，且效果最好。基本达到了预期想要的效果。并且在铸件的上端面，添加出气冒口，已及时排气和补偿球铁件凝固时产生的液态收缩。,查铸造工艺课程设计手册，冷铁的尺寸：A=1
6、00；B=50；T=25；,图3-4 冷铁在1#砂芯中的位置,第三章 模拟及工装设计,铸件为小批量生产，采用手工制芯。考虑到砂芯的填砂、紧实，起模，将砂芯的最大截面处作为填砂口。为了便于搬运，设计了手柄。,图3-6 2#芯盒,图3-5 1#芯盒,第三章 模拟及工装设计,手工造型，模样为木模。对底板的材料的要求是：有足够的强度，有良好的耐磨性，抗震耐压，铸造和加工性能好。选用的材质为铸铁。,图3-7 模样图,图3-8 模板图,第三章 模拟及工装设计,由于铸件手工造型，砂箱设计为手工造型通用砂箱。上箱：长=540mm；宽=430mm；高=250mm；下箱：长=540mm；宽=430mm；高=200
7、mm；,第四章 结论,通过查阅资料，对铰接支架的铸造工艺进行了分析，合理的确定的浇注位置和分型面，选择造型和制芯方法。进而确定铸造工艺参数，并通过华铸CAE对铸造方案进行了模拟，提出了一些优化措施。通过这次铸造工艺设计得出以下几个结论： 1.铰接支架的肋较多，浇注位置和分型面只能考虑在竖直方向上，水平放上上无法起模。考虑到铸件的精度，将零件的最底面设为分型面。 2.支架类球铁件，壁厚较薄，均匀，浇注系统可采用封闭式浇注系统。 3.本次1#砂芯的设计中，芯头采用了燕尾的形状，有利于定位、下芯。 4.在1#砂芯中安放冷铁，加出气孔，以提高铸型的排气效率，改变铸件局部的凝固速度。 5. 模底板的尺寸为：800mm600mm30mm。 综合来说，此次铸造工艺设计基本符合要求，最后绘制红蓝工艺图。,我的报告结束，谢谢各位评委老师！,
