套筒铸造工艺设计

芯座的间隙为S1=0.3mm 。

说明：其余两处凹槽采用自带砂芯方式。 3.2 工艺参数的确定

工艺参数的确定包括以下几个方面的内容 1. 加工余量 1) 尺寸公差

铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许的极限尺寸之差。在两个允许极限尺寸之内，铸件可满足机械加工，装配，和使用要求。此零件为砂型铸造机器造型大批量生产，由《铸造工艺设计》查表1-10得：

铸件的加工余量的公差等级：13~15。又由表3-49《铸造手册》选择加工余量等级为14H。 2) 加工余量

机械加工余量是铸件为了保证其加工面尺寸和零件精度，应有加工余量，即在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度。套筒为砂型铸造机器造型大批量生产，由《铸造工艺设计》查表1-13得：

单边加工余量为9mm，双边的加工余量为6mm 2.起模斜度

为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。这个斜度，称为起模斜度。起模斜度应在铸件上没有结构斜度的，垂直于分型面的表面上应用。

由《铸造工艺设计》查表1-15得：

模样外表面的拔模斜度为：a=1o25′；内表面的拔模斜度为：a=2o50′。 3. 铸造圆角

选择铸造方法“砂型铸造”,材料“HT250”，查表得铸造圆角的值为3mm,(铸造圆角计算公式:R=1/5~1/10(A+B)) 。 4. 铸造收缩率

铸造收缩率又称铸件线收缩率，用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：ε=[（L1-L2）/L1]*100％ ε—铸造收缩率 L1—模样长度 L2—铸件长度

支座受阻收缩率由《铸造工艺设计》查表1-14得： 受阻收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%。 5. 最小铸出孔

零件上的孔、槽、台阶等，究竟是铸出来好还是靠机械加工出来好，这应该从品质及经济角度等方面考虑。一般来说，较大的孔、槽等应该铸出来，以便节约金属和加工工时，同时还可以避免铸件局部过厚所造成热节，提高铸件质量。较小的孔、槽或则铸件壁很厚则不易铸出孔，直接依靠加工反而方便。由《铸造工艺设计》查表1-5得：

直径为15～30mm。

6. 灰铸铁的机械加工余量等级为H级。

四、浇注系统设计

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。 4.1 浇注系统类型的选择

浇注系统分为封闭式浇注系统，开放式浇注系统，半封闭式浇注系统和封闭-开放式浇注系统。因为封闭式浇注系统控流截面积在内浇道，浇注开始后，金属液容易充满浇注系统，呈有压流动状态。挡渣能力强，但充型速度快，冲刷力大，易

产生喷溅，金属液易氧化。适用于湿型铸件小件。而套筒就是采用湿型的铸件小件，所以选择封闭式浇注系统。 4.2 浇注系统的设计与计算

按照铸件的基本尺寸（包括加工余量在内）计算出铸件的体积和铸件的质量。此铸件为4.2kg，金属液总质量G为铸件的1.3倍，则金属液总质量为：

G = 4.2 kg×1.3= 5.46kg

根据公式：

式中 t--浇注时间

G--浇注重量,此时G=5.46kg S--系数

查《课程设计资料》得，S = 2.2 代入GL和S相应数值计算可得浇注时间:

t = 5.141s

平均静压头Hp的确定：选择μ=0.42，此数据由《课程设计资料》查得。 选择浇注方式为中间注入式，运用平均静压力头高度计算公式：

Hp= H0-C/8

其中： H0-浇口杯顶面到分型面的距离；C-铸件在铸型中的总高度。

Hp=H0-C/8=70-115/8=70-14.4=55.6mm。

运用灰铸铁件浇注系统内浇道的最小横截面积计算公式：

代入G、Hp、μ、t相应数值计算，得内浇道的最小控流截面积为F内=3.46cm2。

对于封闭式浇注系统，中、小型铸铁件（砂型）直浇道截面积为内浇道截面积的1.15倍，横浇道截面积为内浇道截面积的1.1倍，即F直=1.15×3.46=3.98cm2, F横=1.1×3.46=3.81cm2。查表得各浇道的具体尺寸：

F内=4cm2，a =38mm，b=30mm，c=12mm

F直=4.9cm，直径d=25mm

F横=4 cm2，a =20mm，b=15mm，c=23mm

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五、冒口设计

冒口是铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气、集渣的作用。

支座所用的蠕墨铸铁在凝固时其体积变化情况与一些工业上常用的金属及合金不同，其特点是在液态冷却时发生收缩，冷却至共晶温度时停止收缩，由于析出石墨而发生膨胀，在接近凝固终了时余下的液态金属凝固时又开始收缩，直至凝固结束。所以其凝固时的膨胀和液态收缩趋于互相补偿。故蠕墨铸铁补缩时需要的铁水量少，而且支座壁厚均匀无厚大壁，所以可利用浇注系统进行补缩不设置冒口。为了防止铸件浇不足和产生气孔缺陷，须设计出气孔，以排除型内的气体。