1、 1 毕业设计论文 设计（论文）题目： 迷宫圈铸造工艺及工装设计 下 达 日 期： 2007 年 4 月 28 日 开 始 日 期： 2007 年 4 月 28 日 完 成 日 期： 2007 年 6 月 8 日 指 导 教 师： 韩 小 峰 学 生 专 业： 材料成型与控制技术 班 级： 材料 0402 班 学 生 姓 名： 刘 雄 飞 教 研室主任： 材 料 工 程 系 毕业论文 2 附件二 陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 一、 设计（论文）内容及要求： （一）设计（论文）内容 1. 撰写铸造技术发展现状的研究文章； 2. 维美德西安造纸机械有限公司实习； 3. 编制铸件（附零
2、件图）铸造工艺规程，绘制铸造工艺图，填写铸造工艺过程卡片； 4. 绘制铸件图和铸型装配图； 5. 设计铸造工艺装备，绘制模样、模板、砂箱和芯盒等设计图； 6. 撰写设计说明书（论文）。 （二）要求 1通过企业实习，熟悉铸造工艺过程，结合生产实际完成本次设计任务； 2. 工程图用 AutoCAD 软件绘制并打印； 3. 说明书（论文）按照学院统一格式，使用 word 文档并打印。 4. 提交资料包括： （ 1）毕业设计任务书； （ 2）铸造技术发展现状的研究文章； （ 3）“四图一卡”，即绘制铸造工艺图；铸件图；铸型装配图；模样、模板、砂箱和芯盒等铸造工装图； （ 4）设计说明书（论文）。 所有
3、提交的资料包括打 印文件和电子文件。 二、 技术指标： 1生产类型：大批大量生产 2生产及质量要求：满足产品图纸的各项技术要求；工艺出品率较高，废品率 5以下；生产效率高；对工人技术水平要求较低，操作简便。 3.生产工艺要求：树脂砂型铸造；机械化造型；所用工装自行设计；冲天炉及中频感应电炉熔炼；生产的原材料均经过检验，符合材料质量保证单要求。 4.技术水平要求：尽量采用先进技术，创新项目应符合国家环保及安全生产要求。 三、 主要参考资料： 1 曹瑜强铸造工艺及设备北京：机械工业出版社， 2005 年 7 月 . 2 刘喜俊铸造工 艺学北京：机械工业出版社， 1999 年 10 月 . 3 丁根
4、宝铸造生产基础北京：机械工业出版社， 1994 年 10 月 . 4 王晓江铸造合金及其熔炼北京：机械工业出版社， 1999 年 7 月 . 5 中国机械工程学会铸造分会编铸造手册北京：机械工业出版社， 2003年 10 月 . 3 陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 进 程 计 划 表 序号 起止日期 计划完成内容 实际完成情况 检查签名 2007.4.28. 4.30 2007.5.8. 5.11 2007.5.14. 5.18 2007.5.21. 5.25 2007.5.28. 6.1 2007.6.4. 6.8 2007.6.11. 6.15 明确毕业设计任务，准备毕业设计辅
5、助资料。 查阅资料，撰写“铸造技术发展现状”文章。 维美德西安造纸机械有限公司毕业实习。 编制铸造工艺规程。绘制铸造工艺图，填写铸造工艺卡。 设计铸造工艺装备（模样、模板、芯盒、砂箱 ） 撰写设计说明书（论文） 答辩提纲 毕业答辩 4 摘 要 本文是 迷宫圈铸造工艺流程，该铸件是西安维美德生产 造纸机上 一个附属部件，要求有一定的机械强度，没有特殊的技术要求，根据迷宫圈的产量和生产条件，选用呋喃树脂自硬砂造型、造芯，其工艺流程 包括 ： 铸造工艺设计、金属熔炼、工装设 计。先分析零件结构的铸造工艺性，工艺方案的确定， 选用 合适的工艺参数，浇注系统，冒口，出气孔等。工装设计根据零件图设计模样、
6、模板、芯盒、砂箱。该 铸件 要求 QT450 10（单铸试块），确定球墨铸铁的化学成分，并根据成分确定所需原材料的比例，选用冲天炉和工频感应电炉熔炼和调试成分， 球化孕育处理， 并用光谱分析 仪全程监控。 关键词 ： 工艺设计，工装设计，金属熔炼， 球化孕育 ABSTRACT This is the maze circle casting process, the casting is Xianyi virtues of the production on one paper machine parts subsidiary, require a certain degree of mecha
7、nical strength, no special technical requirements, according to the maze circle yield and production conditions, Selection of furan resin-bonded sand styling and batteries, its process including : Casting Process Design, metal smelting, Tooling design. Analyze the components of Foundry Technology, t
8、he identification process, choosing the suitable parameters, pouring system, riser, out stomata. Tooling design components based on designs likenesses template-box, the sand box. The casting requirements QT450-10 (single-cast block), ductile iron determine the chemical composition, According compone
9、nts and raw materials required to determine the proportion and use Cupola-frequency induction furnace melting and debugging components, Inoculation of the ball, and with monitor and control the spectrometer. KEY WORDS: process design, engineering and assembly design, metal smelting, the ball incubat
10、ion. 5 目 录 毕业设计任务书 中文摘要 英文摘要 符号说明 一、造型、造芯方法 7 1、铸件材质 7 2、铸件轮廓尺寸 7 3、生产方式及条件 7 二、铸件凝固原则、浇注位置和分型面的选择 7 1、顺序凝固 7 2、分型面、浇注位置确定 8 三、主要工艺参数 8 1、铸件尺寸公差 8 2、铸件收缩率 8 3、起模斜度和铸造圆角 8 4、加工余量 8 5、工艺补正量 8 6、最小铸出孔和槽 8 四、浇注系统设计 8 1、浇注系统类型 8 2、浇注系统引入位置的确定 8 3、浇注系统结构尺寸的设计 9 五、冒口设计 10 1、冒口尺寸的确定 10 2、冒口颈尺寸的确定 10 六、出气片设计
11、 10 1、出气片的作用 10 2、出气片的尺寸 10 七、熔炼 10 6 1、铸件名称 10 2、铸件特点 10 3、化学成分确定 10 4、采用熔炼炉类型 11 5、配料 11 6、球化孕育处理 11 7、检验 12 八、砂型及砂芯的烘干 12 1、铸型表面刷涂料烘干 12 2、涂料的成分 12 九、合箱、浇注、落砂及清理工艺 12 1、合箱 12 2、浇注 13 3、落砂 13 4、清理 13 十、工装设计 1、砂箱 13 2、芯盒 14 3、模样 14 4、模板 14 参考文献 18 致谢 19 教师评语与成绩 20 7 符号说明 符号 名称 单位 CT 尺寸公差 L 长度 S 垂直芯
12、头与芯座的侧间 隙 垂直芯头的斜度 铸件平均壁厚 cA 产品的铸件尺寸 mA 模样的工作尺寸 tA 零件铸造工艺附加尺寸 c 铸件最高到最低点距离 H均 金属液平均静压头 cm G1 型内金属液总重量 t 时间 s K 浇注时 间系数 液面上 升速度 1smm sS 铸造的线收缩率 流量系数 内S 内浇道总截面积 cm2 横S 横浇道总截面积 直S 直浇道截面积 8 一、造型、造芯方法 1、铸件材质 该铸件材质为 QT450 10，净重 514 ,单件小批量生产。 2、铸件轮廓尺寸 该件是西安维美德生产的造纸机上一个附属部件，要求有一定的机械强度，工作条件较好，没有特殊技术要求。其轮廓尺寸为
13、810 810 112 ,考虑到该铸件材质为 QT450 10，可能会产生缩松或缩孔缺陷，需设冒口补缩。 3、生产方式及条件 根据迷宫圈的产量以及工厂的生产条件，选用呋喃树脂自硬砂，手工造型 .造芯。粘结剂：呋喃树脂 加入量为原砂重量 0.9 1.2；固化剂：对甲苯磺酸 加入量为树脂重量 30 50。 树脂砂与其它型砂相比，具有 以下优点 ： （ 1）铸件尺寸精度高，表面质量好。 （ 2）不用烘干，缩短了生成周期，节省了能源。 （ 3）树脂砂流动性好，易紧实、溃散性好易清理，大大减轻了劳动强度，并便于实现机械化生产。 （ 4）树脂砂强度高，透气性好、铸件缺陷少，废品率低。 （ 5）造型效率高，
14、设备种类少 .占地面积小，旧砂可以再生回用。 树脂砂存在以下几点不足 ： （ 1）对原砂要求较高，如原砂粒度、粒形、二氧化硅含量及碱性化合物等都能对树脂砂性能产生较大影响。 （ 2）环境温度、湿度对树脂砂硬化速度及硬化强度影响较大 （ 3）与无机粘结剂相比，树脂砂的 发气量较大。 （ 4）硬化时间较长，造型模具需要量增多。 （ 5）树脂与催化剂有刺激气味，要求车间内通风良好。 （ 6）树脂的成本较高。 表 1 1 呋喃树脂 砂用硅砂的 技术指标 铸造用硅砂 ZGS96 42Q 30 配砂时，砂温控制在 15 30，树脂砂冲型粒度 二氧化硅 含量 角形系数 四筛含量 含泥量 (水 ) 30 70
15、 目 90% 1.3% 96% 0.3% 9 上下横浇道内浇道后，表面固化 7 分钟左右， 40 分钟后可以起模。 二、铸件凝固原则、浇注位置和分型面的选择 1、凝固原则 该铸件壁厚虽较为均匀，但 存在热节、热节部位需设冒口补缩，采用顺序凝固原则。 根据铸件形状，其浇注位置如图所示，其优点可使主要加工面放在侧面，并使热节部位朝上，易放置冒口，并使砂芯安放牢固，下芯方便。 2、分型面、浇注位置的确定 分型面有三种方案可供选择： 第 I 种方案 ：分型面在铸件顶部的平面处分开，造型合箱后不用翻箱，和浇注位置统一，使铸件大部分处于下箱，下芯方便，易于检查砂芯位置，合箱方便，能减少铸件飞边毛刺。这种方
16、案的缺点是下模样较高，给起模操作带来一定的困难。 第 II 种方案 ：分型面把铸件一分为二，上下模样 高度相近，起模较为方便，造型、合箱也不用翻箱， 下芯容易，缺点是芯子上半部在上箱，合箱前不易检 查，合箱时易碰坏砂型。 第 III 种方案 ：直接在上面采用曲面分型，很明显， 这种方案减少了分模，对保证铸件质量和尺寸精度是 有利的，但需要增设专用工装。 综合分析，采用第一种方案较为适宜，这样分 型面和浇注位置一致，在靠近热节处通过冒口颈向 铸件引入铁液，使铸件下半部及壁厚较薄部分先注入 铁液，使热节部分最后充满，从铸件总体冷却情况来 看，基本上实现了顺序凝固的设计意图。 图 2 1 浇注位置及
17、分型面 三 、 主要工艺参数 1、 铸件尺寸公差 10 该铸件尺寸公差为 CT11 CT13。 2、铸件收缩率 迷宫圈的线收缩率在各方向基本相同，取 0.8%。 3、起模斜度和铸造圆角 为了保证铸件的尺寸精度，减小两侧面机械加工余量。一般起模斜度为 300，铸造圆角取 R3 R5。 4、 加工余量 迷宫圈顶面加工余量为 8 ，侧面和底面为 7。 5、 工艺补正量 由于模 样、芯盒在制造过程中有尺寸偏差，分别留出工艺补正量 5 ，以防止这些局部壁薄处引起铸造缺陷。 6、 最小铸出孔和槽 迷宫圈上 18 M16-6H， 18 18， 6 的孔不铸出。 四、浇注系统设计 1、迷宫圈选用分型面（中间）注入式浇注系统 。 2、浇注系统引入位置的确定 内浇道应尽量开设在分型面上，便于造型操作，该铸件要求顺序凝固，有冒口补缩，将冒口设在铸件与内浇道之间，使金属液经冒口引入型腔，以提高冒口的补缩效果。 3、浇注系统结构尺寸的设计 （ 1） 浇注时间 t=k3 1G = 3 514300.1 S24 （ 4 1） t 浇注时间（ S） 1G 浇入型内的金属液总重量 ( ) 铸件的平均壁厚 ( ) k 系数（对球墨铸铁取 1.0） （ 2） 验算液面上升速度v=tc =smm7.424112 （ 4 2） C 铸件最低点到最高点的距离，按浇注时的位置确定 ( )。
