昆明理工大学机电工程学院2008级材料成型基础课程设计说明书
杠杆1的铸造工艺说明书
机自082班 徐祥 200811517218
一、工艺分析 1、审阅零件图纸：
零件名称：杠杆1 工艺方法：铸造 零件材料：HT200 零件质量：0.68kg 毛坯质量：1.002kg
零件轮廓尺寸：97mm×50mm×61mm 最小壁厚：6mm
生产批量：100件/年，为小批量生产 2、零件的技术要求：
（1）未注圆角半径为3～5mm； （2）铸件应进行时效处理；
（3）在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷 （4）铸件应进行清理，保证表面平整； （5）零件加工完后所有棱边应去除毛刺；
（6）不加工表面先涂以防锈漆，再涂以绿色油漆。 3、选材的合理性分析
杠杆选用材料HT200为灰铸铁，灰铸铁的流动性好，充型能力强，铸造工艺性好，并且灰铸铁价格便宜，用作铸造材料经济实用，这里杠杆1壁厚均匀，在边角处壁厚有所增加，可以较好的防止出现白口组织。杠杆1主要用来传递力和力矩，使得用较小的力来产生较大的力矩，从而实现对零件的紧固与拆卸。灰铸铁能够满足其强度和塑性要求。因此选择HT200作为铸件材料很合理，满足要求。 4、确定毛坯的具体生产方法
根据以上信息可知,零件属小批量生产，形状比较简单、壁厚较均匀，且
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该材料为灰铸铁，考虑到制造生产的经济性。确定毛坯的生产方法为砂型铸造。
5、审查铸件的结构工艺性
铸件轮廓尺寸为97mm×50mm×68mm，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm。铸件质量为1.002kg，材料为HT200，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为18mm。由于该铸件是小型铸件，灰铸铁（HT200），流动性好，充型能力好，因此在铸造时不需要设计冒口，也不需要用冷铁，依靠它自身的自补缩能力进行有效的补缩。在铸造过程中，其主要应克服的缺陷是铸造应力。因此壁厚越大，圆角尺寸也应增大。
二、 工艺方案的确定 1、铸造方法的选择
由于杠杆1的零件质量为0.68Kg，属于轻型零件；产量为100件，属小批量生产，零件尺寸较小但结构简单，所以毛坯的生产方法为砂型铸造，铸型为湿型，造型方法为手工造型，模型为木模。 2、分型面的选择
分型面的确定原则：分型面应选在铸件最大截面处；分型面应尽量选用平面，所以为了便于起模、下芯和检验，确定分型面为铸件的最大截面；杠杆1的外部形状规则，有较大的平面，结构简单，由上述原则，选取较大平面作为分型面，即选择杠杆1的大顶面作为分型面。 3、造型、造芯方法的选择
选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。
4、浇注位置的确定
根据浇注位置的确定原则：浇注位置应选在铸件最大截面处，应使合箱位置、浇注位置和位置相一致，所以确定浇注位置在铸件的最大截面处。由于顶注式浇注系统。金属液自下而上地充满型腔，金属液易于充满铸型，减少薄壁铸件的浇不足、冷隔缺陷；结构简单，容易清理，消耗金属较少。它适用于重量不大、高度不高、形状简单的中、小铸件。杠杆1属于小型铸件，且结构简单，可以采用一箱造型。所以采用顶注式浇注系统。 5、砂箱中铸件数目的确定
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在选择工艺方案时应初步确定在一个砂箱中放几个铸件，以作为设计浇冒口的依据。确定在一个砂箱中放几个铸件，应考虑以下几个方面的因素：铸件尺寸、砂箱尺寸、吃砂量和车间起重能力等。
由软件查得：在铸件质量<5Kg的情况下，最小吃砂量a=20,b=30,c=40，d/e=30,f=30,g=20.砂箱尺寸为(A+B)/2<=400,A、B分别为砂箱内框长度及宽度.根据铸件基本轮廓为97mm×68mm由下图得a+97+d+97+a=264，a+68+d+68+a=206，满足沙箱尺寸为(A+B)/2<=400，初步确定铸件数目为4件。
铸件布置示意图
三、砂芯设计
砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。杠杆1有垂直分布的一个孔需要铸造，所以设计一个型芯铸出这个孔。该型芯为垂直型芯。
垂直芯头设计：孔的基本尺寸为61mm,大于50mm；芯头直径为21mm,小于50mm；沙型类别为湿沙；所以查表得芯头与芯座的距离S/2=0.2，芯头高度h=25～30mm,取为25mm，则上芯头高度h1=（0.6）x h=15mm。又查得芯头顶面与芯座之间的距离为0。下芯头高度为h=25mm。 四、工艺参数的确定 1、加工余量的确定
先确定铸件尺寸公差等级：基本尺寸在97mm×50mm×68mm，选择13级，尺寸公差数值为9
根据杠杆1尺寸的大小，在软件铸造工艺参数—加工余量部分，查得加工余量的数值为双边3.0mm，单边3.5mm. 2、最小铸出孔及槽的确定
通过查询软件铸造工艺参数——最小铸出孔及槽，最小铸出孔为30-50mm。
杠杆1上面尺寸为27mm的棱柱孔由于与最小铸出孔相近，所以仍选择铸出而另
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外的两个个孔（￠12和￠8的孔）太小，无法直接铸造出来。 3、拔模斜度的确定
通过查询软件，粘土砂造型时模样表面拔模斜度为40′ 4、铸造圆角的确定
通过查询软件铸造工艺参数—铸造圆角，得最小铸造圆角为3mm，取铸造圆角为4mm。
5、铸造收缩率的确定
通过查询软件铸造工艺参数—铸造收缩率，，取阻碍收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%。 五、 浇注系统设计
浇注系统直接影响金属液的填充过程、凝固方式、补缩效果和金属损耗等。与铸件的质量成本关系重大，粗略估计铸件废品中大约30%是由于浇注系统设计不当引起的。因此浇注系统的设计非常重要。浇注系统的一般设计内容有:浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道。浇注系统截面积的大小对铸件质量也有很大影响。截面积太小，浇注时间长，可能产生浇不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面积过大，浇注速度快，又可能引起冲砂，带入熔渣和气体，使铸件产生渣孔、气孔等缺陷。为了使金属液以适宜的速度充填铸型，就必须合理确定浇注系统的面积。
1、浇注系统类型的选择
根据零件的结构选择封闭式（顶部注入式）浇注系统较好，因为封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。 2、浇注系统设计与计算 （1）计算铸件质量
HT200的密度为7.2g/cm3，在SolidWorks中计算单个铸件重量为1.002Kg，所以总质量为M=4*Mo= 4.008kg（一箱四件） （2） 奥赞公式计算浇注系统的最小横截面积
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