熱加工課程設計--支撐臺工藝設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程： 熱加工工藝課程設計 </p><p>　　題目： 支撐臺工藝設計 </p><p>　　姓名： </p><p>　　專業(yè)： 機

2、械設計制作及其自動化 </p><p>　　班級： </p><p>　　學號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　課題工作時間： 2011/5/18 至 2011/6/2</p

3、><p>　　題目: 支撐臺鑄造工藝設計 </p><p>　　課程: 熱加工工藝課程設計 </p><p>　　課程設計時間：5 月 18日至 6

4、月 2 日 共 2 周</p><p>　　課程設計工作內(nèi)容與基本要求(已知技術參數(shù)、設計要求、設計任務、工作計劃、所需相關資料)（紙張不夠可加頁）</p><p>　　1．已知技術參數(shù)： </p><p><b>　　支撐臺零件圖</b></p><p>　　2．設計任務與要求（完成后需提交的文件和圖表等）：

5、</p><p><b>　　1.設計任務</b></p><p>　　(1)選擇零件的鑄型種類，并選擇零件的材料牌號。</p><p>　　(2)分析零件的結(jié)構，找出幾種分型方案，并分別用符號標出。</p><p>　　(3)從保證質(zhì)量和簡化工藝兩方面進行分析比較，選出最佳分型方案，標出澆注位置和造型方法。</p

6、><p>　　(4)畫出零件的鑄造工藝圖（圖上標出最佳澆注位置與分型面位置、畫出機加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及型芯頭，圖下注明收縮量）。</p><p>　　(5)繪制出鑄件圖。</p><p><b>　　2.設計要求</b></p><p>　　(1)設計圖樣一律按工程制圖要求，采用手繪或機繪完成，并用三號圖紙出

7、圖。</p><p>　　(2)按所設計內(nèi)容及相應順序要求，認真編寫說明書（不少于1500字）。</p><p>　　3．工作計劃（進程安排） </p><p>　　熟悉設計題目，查閱資料，做準備工作 1天</p><p>　　確定鑄造工藝方案

8、 1天</p><p>　　工藝設計和工藝計算 2天</p><p>　　繪制鑄件鑄造工藝圖 1天</p><p>　　確定鑄件鑄造工藝步驟 2天</p><p&g

9、t;　　編寫設計說明書 3天</p><p>　　答辯 1天</p><p><b>　　4．主要參考資料</b></p><p>　　《熱加工工藝基礎》、《工程材料及成形技術基礎》、《

10、機械設計手冊》</p><p><b>　　系主任審批意見：</b></p><p><b>　　審批人簽名：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論 …………………………………………………………… 05</p><

11、p>　　第一章 零件結(jié)構工藝分析 …………………………… 05</p><p>　　1.1鑄件結(jié)構分析 ……………………………………………… 05</p><p>　　1.2零件鑄造工藝分析 ………………………………………… 06</p><p>　　1.3零件圖的繪制 ……………………………………………… 06</p><p

12、>　　第二章 鑄造工藝方案擬定 ………………………………… 06</p><p>　　2.1鑄造方法及選擇 …………………………………………… 06</p><p>　　2.2分型面選擇 ………………………………………………… 06</p><p>　　2.3澆注位置選擇 ……………………………………………… 07</p><p>

13、;　　第三章 鑄造工藝參數(shù)確定 ………………………………… 08</p><p>　　四 澆注系統(tǒng)設置 ……………………………………………… 08</p><p>　　4.1系統(tǒng)作用及結(jié)構確定 ………………………………………… 08</p><p>　　4.2系統(tǒng)引注位置 ………………………………………………… 08</p><p>　　4.

14、3澆注系統(tǒng)位置確定 …………………………………………… 09</p><p>　　五 鑄造圖繪制 ………………………………………………… 09</p><p>　　六 鑄造工藝圖繪制 …………………………………………… 10</p><p>　　七 總結(jié) ………………………………………………………… 11</p><p><b&g

15、t;　　緒論</b></p><p>　　鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄造的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。鑄造是指將固態(tài)金屬溶化為液態(tài)倒入特定形狀的鑄型，待其凝固成形的加工方式。被鑄金屬有：銅、鐵、鋁、錫、鉛等，普通鑄型的材料是原砂、黏土、水玻璃、樹脂及其他輔助材料。特種鑄造的鑄型包括：熔模鑄造、消失模鑄造、金

16、屬鑄造、陶瓷型鑄造等。（原砂包括：石英砂、鎂砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、蘭晶石砂、石墨砂、鐵砂等）</p><p>　　鑄造是比較經(jīng)濟的毛坯成形方法，對于形狀復雜的零件更能顯示出它的經(jīng)濟性。如汽車發(fā)動機的缸體和缸蓋，船舶螺旋槳以及精致的藝術品等。有些難以切削的零件 ，如燃汽輪機的鎳基合金零件不用鑄造方法無法成形。</p><p>　　另外，鑄造的零件尺寸和重量的適應范圍很寬，金屬種類幾

17、乎不受限制；零件在具有一般機械性能的同時，還具有耐磨、耐腐蝕、吸震等綜合性能，是其他金屬成形方法如鍛、軋、焊、沖等所做不到的。因此在機器制造業(yè)中用鑄造方法生產(chǎn)的毛坯零件，在數(shù)量和噸位上迄今仍是最多的。</p><p>　　鑄造生產(chǎn)經(jīng)常要用的材料有各種金屬、電力、焦炭、木材、塑料、氣體和液體燃料、造型材料等。所需設備有冶煉金屬用的各種爐子，有混砂用的各種混砂機，有造型造芯用的各種造型機、造芯機，有清理鑄件用的落砂機

18、、拋丸機等。還有供特種鑄造用的機器和設備以及許多運輸和物料處理的設備。</p><p>　　本次設計的支撐臺主要是解決機器的支撐事承受中等靜載荷問題，支撐臺即在工作時起支撐機器上其它部件的作用，而經(jīng)常處于應力狀態(tài)，要求能抗壓和耐磨。</p><p>　　第一章 零件結(jié)構工藝分析</p><p><b>　　1.1鑄件結(jié)構分析</b></

19、p><p>　　合理的鑄件結(jié)構是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的前提。需鑄造的零件的結(jié)構不僅應滿足工作性能和力學性能要求，同時應滿足鑄造工藝、方法及合金鑄造性能的基本要求，還能在很小改動下使鑄件結(jié)構與這些要求想適應，力求工藝簡單，能夠經(jīng)濟、迅速的生產(chǎn)出合格的鑄件。</p><p>　　1.2零件鑄造工藝分析</p><p>　　支撐臺零件主要用于承受中等靜載荷，即在工作時起支撐機器上其他

20、部件的作用。所以支撐臺常處于壓應力的狀態(tài)下。因此要求能 抗壓和耐磨。選用灰鑄鐵HT150制成。本次設計生產(chǎn)量小，易采用濕砂型手工分模造型。</p><p><b>　　1.3零件圖的繪制</b></p><p>　　第二章 鑄造工藝方案擬定</p><p>　　2.1鑄造方法及選擇</p><p>　　支撐臺零件具有法

21、蘭、錐度、內(nèi)腔及小孔等結(jié)構，形狀較復雜但無特殊表面質(zhì)量要求，易采用砂型鑄造成型。</p><p>　　由于支撐臺為回轉(zhuǎn)體結(jié)構，且有平直分型面，故適合用分模造型。因為生產(chǎn)量小，易采用濕砂型手工分模造型。</p><p><b>　　2.2分型面選擇</b></p><p>　　分型面的選擇應在保證鑄件質(zhì)量前提下，盡量簡化工藝工程，節(jié)省人力物力。對

22、于零件質(zhì)量要求不高、外形復雜且批量不大的支撐臺鑄件，為簡化工藝操作，可優(yōu)先考慮分型面，同時應注意一下原則：（1）分型面在最大截面原則，以保證從鑄件中取出模樣，而不易損壞鑄型； （2）分型面少而平直原則，以保證簡化造型工藝，提高鑄件尺寸精度和生產(chǎn)效率；（3）鑄件全部放下型原則，以利于型芯的安放與檢驗，并保證鑄件的尺寸精度，減少鑄件的飛邊、毛刺或錯箱等缺陷;(4)利于內(nèi)澆口引入原則，避免合箱后翻轉(zhuǎn)損壞砂型型腔。</p><

23、;p>　　支撐臺零件有3個最大截面，可找出軸向分型和徑向分型兩種方案。徑向分型為兩個分型面，分別為A、B在上法蘭下面和上法蘭端面，需三箱造型，工藝復雜，砂箱數(shù)量多且容易錯箱。而軸向分型為一個分型面C,在零件垂直軸線上，僅需兩箱造型，便于起模、下芯和檢驗且分模面與分型面一致，故選擇軸向分型方案較好。</p><p><b>　　2.3澆注位置選擇</b></p><p

24、>　　澆注位置的確定對鑄件質(zhì)量和鑄造工藝均有很大影響，通常需根據(jù)鑄件技術要求，先找出鑄件上質(zhì)量要求高的部分（如加工面、受力面等）和易產(chǎn)生缺陷的部分（如厚壁處、大平面、薄壁處等），再考慮澆注位置，使其既符合鑄件凝固方式、保證鑄件充填，又至于有利位置而保證鑄件質(zhì)量，同時還應注意下述個原則要求：（1）重要表面向下原則；（2）大而薄表面向下原則，以免出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷；（3）厚大斷面處向上原則，便于放置冒口和冷鐵，從而造成自上而下的順

25、序凝固條件，利于補縮而防止縮孔或縮松。</p><p>　　澆注位置的確定應符合鑄件凝固方式，保證鑄型及鑄件質(zhì)量，而盡量置于有利部位。因此將支撐臺水平澆注。可使兩端面處與側(cè)立位置。以利于保證質(zhì)量及精度，并利于型心固定，排氣，落砂和檢驗。</p><p>　　第三章 鑄造工藝參數(shù)確定</p><p>　　根據(jù)零件形狀尺寸和技術要求，除確定鑄件材料、鑄造方法和工藝外，還

26、應確定各種鑄造工藝參數(shù)，以保證鑄件又適當鑄件收縮率、又合適切削加工余量、在模樣和芯盒上有一定拔模斜度、鑄造圓角、芯頭尺寸以及分型負數(shù)等。</p><p>　　支撐臺工藝參數(shù)確定如下：</p><p>　　支撐臺采用濕型砂型。鑄造灰鑄鐵件最大尺寸為200mm。加工面與基準面的距離(即兩端面距離)為200mm。查2-14尺寸公差等級為CT15—CT13，與加工余量等級MA配套關系（CT15—C

27、T13）/H.可選取CT14/H。</p><p>　　查表2-15大于“160—250雙側(cè)切削加工”，支撐臺鑄件兩側(cè)的加工余量為7.5。連同起模斜度一起考慮，由于鑄件兩端法蘭較厚，可在遠離分型面減少1mm加工余量，獲得起模斜度。</p><p>　　根據(jù)選取的鑄件公差等級，由表2-17查出尺寸公差等級為14mm。選取鑄件線收縮率為1.0%。其他未注明起模斜度為1°，鑄造圓角半徑

28、R按相鄰壁厚平均值的1/3-1/5計算.應為R3-R5mm。</p><p>　　支撐臺中央內(nèi)腔呈錐形孔，宜采用整體型芯和大芯頭，以利于穩(wěn)固、定位、排氣和落砂，查表2-21可確定芯頭長60mm、大端芯頭直徑ø90mm、小端芯頭直徑ø50mm、芯頭及芯座裝配間隙0.5~1.5，且8個ø20mm小孔尺寸太小，不予鑄出。</p><p><b>　　四 澆

29、注系統(tǒng)設置</b></p><p>　　4.1系統(tǒng)作用及結(jié)構確定</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指砂型中引導金屬液流入型腔的通道，一般由澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道等組成。澆口杯承接金屬液，并經(jīng)直澆道流入橫澆道，再分配給各內(nèi)澆道流入行腔，因此各澆道形狀及截面大小均影響鑄件質(zhì)量。</p><p>　　各組元截面尺寸可根據(jù)鑄件合金種類、質(zhì)量、尺寸、壁厚、澆注時間等

30、，利用簡便經(jīng)驗公式求得。方法是先求得內(nèi)澆道最小截面積，然后再按經(jīng)驗比例確定其他組元截面積。</p><p><b>　　4.2系統(tǒng)引注位置</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)類型及引注位置選用對鑄件質(zhì)量影響很大，是澆注系統(tǒng)設計中最根本的問題，它主要取決于金屬鑄造性能和鑄件結(jié)構特點，起類型可按引注金屬夜高度可分為：(1)頂注式;(2)底注式;(3)中注式;(4)分層式

31、。</p><p>　　4.3澆注系統(tǒng)位置確定</p><p>　　澆注系統(tǒng)的作用是：控制金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時間;使金屬液平穩(wěn)地進入鑄型,避免紊流和對鑄型的沖涮;阻止熔渣和其他夾雜物進入型腔;澆注時不卷入氣體，并盡可能使鑄件冷卻時符合順序凝固的原則將內(nèi)澆道設在下型的分型面上。根據(jù)鑄件的形狀，將金屬從法蘭處注入，有利于法蘭冷卻過程中補縮。將橫澆道開設在上型分型面上。在上型面

32、設直澆道，以形成必要的靜壓力，在上型頂面開設澆口杯，便于澆鑄。</p><p><b>　　五 鑄造圖繪制</b></p><p><b>　　六 鑄造工藝圖繪制</b></p><p><b>　　六 鑄造工藝卡</b></p><p><b>　　七總結(jié)</

33、b></p><p>　　通過課程設計，提高了我的邏輯思維能力以及對材料的整合和篩選能力，這對于我今后的研究和學習有很大的幫助，通過了整個課程設計方案的描述，讓我更加全面的拓寬自己的思考能力。 </p><p>　　課程設計讓我更加重視實踐，重視對實際工作的關注，有利于提高我理論聯(lián)系實際的能力。通過這次學習，我知道了如何去自覺學習，如何去體驗實踐的成果，如何在實踐中后享受勝利的喜悅。

34、 </p><p>　　對于我來說，獨自完成課程設計是相當困難的，熱加工工藝課程設計的完成使我有受益匪淺，我衷心感謝xx老師給了我們這次機會，給了我們最大的鼓勵和幫助，讓我們把實踐和課本緊密的結(jié)合起來，更好的理解我們所學的知識，運用所學知識解決困難，謹向x教授致意誠摯的謝意和崇高的敬意。還有與我交流合作共同學習的同學，是你們帶給我收獲，我衷心的感謝你們！</p><p><b>

35、;　　參考文獻</b></p><p>　　王愛珍.工程材料及成形技術.北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　張萬昌.熱加工工藝基礎.北京：高等教育出版社，1992</p><p>　　王愛珍.金屬成形工藝設計.北京：航空航天大學出版社，2009</p><p>　　王愛珍.機械工程材料.北京：航空航天大學出版社，2