铸造⼯艺设计说明书
课程设计：机械⼯艺课程设计
设计题⽬：底座铸造⼯艺设计
班级：机⾃1103
设计⼈：
学号：
指导教师：张锁梅、贾志新
前⾔
学⽣通过设计能获得综合运⽤过去所学过的全部课程进⾏机械制造⼯艺及结构设计的基本能⼒，为以后
做好毕业设计、⾛上⼯作岗位进⾏⼀次综合训练和准备。它要求学⽣全⾯地综合运⽤本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进⾏零件加⼯⼯艺规程的设计和机床夹具的设计。其⽬的是：
（1）培养学⽣综合运⽤机械制造⼯程原理课程及专业课程的理论知识，结合⾦⼯实习、⽣产实习中学到的实践知识，独⽴地分析和解决机械加⼯⼯艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件⼯艺规程的能⼒。
（2）培养学⽣能根据被加⼯零件的技术要求，运⽤夹具设计的基本原理和⽅法，学会拟订夹具设计⽅案，完成夹具结构设计，进⼀步提⾼结构设计能⼒。
（3）培养学⽣熟悉并运⽤有关⼿册、图表、规范等有关技术资料的能⼒。
（4）进⼀步培养学⽣识图、制图、运算和编写技术⽂件的基本技能。
（5）培养学⽣独⽴思考和独⽴⼯作的能⼒，为毕业后⾛向社会从事相关技术⼯作打下良好的基础。
⽬录
⼀、⼯艺审核 (1)
1.数量与材料 (1)
2.图样 (1)
3.零件的结构性 (1)
遮蔽肩垫⼆、成形⼯艺设计 (1)
1．确定⼯艺⽅案 (1)
2.确定铸造⼯艺参数 (4)
（1）机械加⼯余量和铸出孔 (4)
（2）浇注位置的选择 (5)
（3）拔模斜度 (5)
（4）铸造收缩率 (6)
3．砂芯设计 (6)
4．浇注系统的设计 (6)
5. 冷铁的设置 (6)
以车代磨三、⼼得体会 (7)
⼀、⼯艺审核
1、数量与材料
由零件图可知，该零件结构⽐较简单，但是形状不是很规则，⼯作条件⼀般以承受压⼒为主，故要求该零件有良好的刚性和强度。另外，根据零件图的要求，该底座零件为单件⼩批量⽣产，另外材料选⽤灰铸铁HT200，流动性较好，适于铸造。
2、图样
该零件图给出了主视图、左视图、俯视图3个视图。尺⼨标注基本完整、清晰，表⾯粗糙度、圆⾓等技术要求基本明确，能⽐较清楚的读懂零件图每个细节。
3、零件的结构⼯艺性
分析零件图可知，该零件除了主要的⼯作表⾯外，其余表⾯加⼯精度都⽐较低，不需要⾼精度的机床加⼯，通过铣削、钻削的粗加⼯即可满⾜加⼯要求。主要加⼯表⾯，直径为47的孔可通过铰孔得到，直径为8的孔可通过钻孔获得，其他平⾯可以通过端铣获得相应的粗糙度要求。在正常的⽣产条件下，均可通过较经济的⽅法保证质量的加⼯出来。由此可见，该零件的⼯艺性较好。
⼆、成形⼯艺设计
1、确定⼯艺⽅案
砂型铸造分为⼿⼯造型（制芯）和机器造型（制芯）。⼿⼯造型因其操作灵活、适应性强，⼯艺装备简单，⽆需造型设备等特点，被⼴泛应⽤于单件⼩批量⽣产。由于本底座零件采⽤单件⼩批量⽣产，故选择⼿⼯造型。 当铸件的最⼤截⾯不在铸件的端部时，为了便于造型和起模，模样要分成两半或⼏部分，这种造型称为分模造型。当铸件的最⼤截⾯在铸件的中间时，应采⽤两箱分模造型，模样从最⼤截⾯处分为两半部分（⽤销钉定位）。造型时模样分别置于上、下砂箱中，分模⾯（模样与模样间的接合⾯）与分型⾯（砂型与砂型间的接合⾯）位置相重合。
故确定该零件使⽤分模铸造的⽣产⽅法。
（1）浇注位置的选择
浇注位置的选择原则：
1）、铸件重要的加⼯⾯应朝下。铸件上表⾯容易产⽣砂眼、⽓孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表⾯细致。如果这些表⾯难以朝下，则应尽量位于侧⾯。
2）、铸件的⼤平⾯应该朝下。浇注过程中⾦属液对型腔的上表⾯有强烈的热辐射，型砂因急剧热膨胀和因强度下降⽽拱起或开裂，致使上表⾯容易产⽣夹砂或结疤缺陷。
3）、为防⽌铸件薄壁部分产⽣浇不到或冷隔等缺陷，应将⾯积较⼤的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜的位置。4）、若铸件圆周表⾯质量要求较⾼，应进⾏⽴铸（三箱造型或平作⽴浇），以便补缩。应将厚的部分放在铸型上部，以便安置冒⼝，实现顺序凝固。（2）分型⾯的选择
分型⾯的选择原则：
1）、将重要加⼯⾯或⼤部分加⼯或加⼯基准⾯置于同⼀砂箱以保证尺⼨精度。
2）、应减少分型⾯额活块的数⽬，尽可能采⽤平直分型⾯等来达到⽅便起模和简化造型⼯序的⽬的
3）、尽可能减少芯⼦数⽬。
4）、分型⾯位置应便于下芯、扣箱及检查型腔。
对于⼩批量⽣产的零件⽽⾔，越简单⼯作量越少，对于⼯⼈的要求越低，铸造就越⽅便。针对本零件⽽⾔，分型⾯选择⽅案有很多，通过⽐对分析得出最佳⽅案。
⽅案Ⅰ：
分型⾯如铸造⼯艺图所⽰，以孔的内表⾯作为分型⾯。
选择此分型⾯的优势：
1、此⽅案将重要平⾯置于侧⾯，将⼤平⾯置于底⾯，符合浇铸位置的选择原则；
2、可以易于肋板的铸造成型；
3、可以保证底⾯的铸造质量和垂直度。
本⽅案的缺点：分型⾯未取在塑件的最⼤截⾯处，拔模时，不利于模样的取出；直浇道过长，易产⽣较⼤的铸造缺陷。
⽅案Ⅱ：
分型⾯如铸造⼯艺图所⽰
此⽅案的优势在于：
1、分型⾯为铸件的最⼤截⾯处，⽅便脱模和加⼯；
2、本⽅案不需要做⼀个⼤的砂芯，铸件全部或者⼤部分置于下箱，不仅便于造
型，下芯、合型时也更简单；
3、相应的浇注系统为中注式，可以避免产⽣较⼤的缺陷
此⽅案的不⾜在于：
要加⼯表⾯底⾯和侧⾯的质量⽆法保证，砂芯制造稍微复杂些。
综上所述：为了使铸造更加⽅便，简化铸造⼯艺，⽅便⼯⼈操作，选择⽅案Ⅱ⽐⽅案Ⅰ好。
2、确定铸造⼯艺参数
（1）机械加⼯余量和铸出孔
所有标注粗糙度的表⾯均需要进⾏机加⼯处理，⽽加⼯余量与铸件的⼤⼩、材质，以及加⼯⾯在铸件中的位置⽽改变。
如：铸钢加⼯余量⽐铸铁⼤；有⾊⾦属机加⼯余量较⼩；铸铁中灰铸铁⽐可锻铸铁和球墨铸铁的机加⼯余量⼩些。
确定机加⼯余量可以通过查下表来获得。
注：
1）公称尺⼨是指两个相对加⼯⾯之间的最⼤距离，或从基准⾯或中⼼线到加⼯⾯之间的距离。
2）不带括号值为⼿⼯造型。铸件尺⼨愈⼤，机械加⼯余量也随之加⼤；上
表⾯⽐底⾯和侧⾯易产⽣缺陷，故加⼯余量⼤。
3）较⼤的孔和槽应铸出。铸铁：30mm ；铸钢：50mm 查表可以得知各加⼯表⾯机械加⼯余量均为4
mm 。（2）拔模斜度
起模斜度随垂直壁⾼度增加⽽减⼩，机器造型起模斜度⽐⼿⼯造型⼩，外壁起模斜度⽐内壁⼩，起模斜度⼀般在0.5~5°之间
本零件底座所有加⼯⾯起模斜度计算⽅法可以通过查表确定，考虑到零件起模斜度的对称性，两边都选择起模斜度为1°。
（3）铸造圆⾓
铸件壁与壁之间应该以圆弧过渡，圆⾓半径⼀般为相交两壁平均厚度的1/3~1/2。因此未标注的铸造圆⾓通过以下计算：壁厚A 、壁厚B 两壁相交则铸造圆⾓的半径范围应该在3/2(
B A +,)2/2
B奥沙利
A +之间。通过计算得到未注明的铸造圆⾓半径范围应该在R5~R6范围内。选择铸造圆⾓R5。
（4）铸造收缩率
1、浇注到铸型的⾦属液，随温度降低发⽣冷却、凝固及各部分尺⼨的缩减。产
⽣铸造收缩率。
2、根据收缩率⼤⼩将模型或芯盒放⼤，保证尺⼨的要求。
3、铸造合⾦收缩率随铸造合⾦的种类、成分⽽改变。
通常：灰铸铁：0.7~1.0%、铸钢：1.5~2.0%、有⾊：1.0~1.5%
由于零件底座的材质为灰铸铁HT200，所以收缩率定为1.0%。
3、砂芯设计
考虑到型芯⾼度⽐较⾼，做的太薄容易倒塌，将厚度做的厚⼀点，为了起模⽅便，在左侧亦设置起模斜度，再考虑到型芯的⾼度尺⼨，对芯头的承载能⼒有⽐较⾼的要求，不能让型芯倒塌，所以在右侧再加⼀部分，保证芯头的稳定性和整个型芯的稳定性。具体尺⼨如铸造⼯艺图所⽰。
4、浇注系统设计
防漏杯盖1、浇铸系统按内浇道分⼀般有4种浇铸⽅式：顶注式、中注式、底注式及阶梯式。横浇道和内浇道均开设在分型⾯上，易于操作，并便于控制⾦属液的流量分布和铸型热分布，⽤于重量中等、⾼度不⼤和壁厚也中等的件，故本设计采⽤中注式浇注系统。
2、浇注系统按最⼩截⾯位置分为：封闭式、开放式和封闭开放式
铸铁⼩件⼀般采⽤封闭式浇注系统，挡渣能⼒好；防⽌浇注卷⼊⽓体、易清理；阻流截⾯在内浇道上，⾦属液易充满浇注系统，⾦属液消耗少。浇注位置取在分型⾯。安装封闭浇注系统⼀般⽐例：
F直：ΣF横：ΣF内=1.15:1.1:1
⾸先设计⼀个直浇道，设定直径为Φ25，由此可以计算得到直浇道的⾯积为：491mm2。由此可得横浇道的⾯积⼤约为：491/1.15=470mm2，内浇道的⾯积⼤约为470/1.1=427mm2。由此设计2个横浇道，查表可得每个横浇道⾯积为192 2
m m(可确定截⾯梯形的长、宽、⾼依次为（14mm、10.5mm、16.5mm)，设计内浇道为3个，故每个的截⾯积为
384/1.1/3=1162
m m（截⾯梯形的长、宽、⾼依次为18mm、15mm、7mm）.修正后⽐例为F直：ΣF横：ΣF内=1.42：1.1：1
根据模型结构及尺⼨确定直浇道、横浇道、内浇道的位置、数⽬和引⼊⽅向如铸造⼯艺图。
5、冷铁的设置
冷铁起增加铸件局部冷却速度的作⽤，因铸件较⼩，⽽且铝合⾦冷却速度较快，不需要额外设置冷铁以增加局部冷却速度。
三、⼼得体会
作为本学期的最后⼀次课程设计，需要我们综合前阶段所学习的机械制图、⾦属⼯艺学、⾦属材料、机械设计基础、互换性与测量技术、机械制造⼯艺学等多门课程的知识，同时还要运⽤数学、⼒学等基础学科知识以及设计⼿册上的标准。所以此次课程设计是我们本科阶段学习的知识的巩固，也是⼀个总结。
参考⽂献：
便携式示波器[1]吴宗泽，罗圣国.《机械设计课程设计⼿册》[M].3版.北京：⾼等教育出版社
衰变池
[2]张世昌，李旦，⾼航.《机械制造技术基础》[M].2版.北京：⾼等教育出版社
[3]杨智慧，《⼯程材料及成型加⼯⼯艺》[M].3版.北京：机械⼯业出版社
[4]邓⽂英，《⾦属⼯艺学》[M].3版.北京：⾼等教育出版社
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