杠杆铸造工艺设计说明书

杠杆铸造工艺设计说明书
一、工艺分析
1、审阅零件图
查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。
零件名称: 杠杆
工艺方法：铸造
零件材料：HT200
零件重量：0.68kg
毛坯重量：0.9001kg
生产批量: 10000件，为大批量生产
2、零件的技术要求
零件在铸造方面的技术要求：由于有机械加工的要求，铸造圆角半径不得超过
3mm；在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷；铸件应进行时效处
理；铸件应进行清理，保证表面平整；零件加工完后所有棱边应去除毛刺；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
杠杆选用的材料是HT200，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适
当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,只要求能够承
受抗压即可，又是中等静载，选择材料HT200可以满足要求。
4、确定毛坯的具体生产方法
根据以上信息可知,由于零件属大批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且
该材料为灰铸铁，所以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50×66×97，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,杠杆的壁厚符
合其要求。铸件质量为0.9001kg，材料为HT200，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为
18mm。壁厚越大，圆角尺寸也相应增大。
二、工艺方案的确定
1、铸造方法的选择
由于杠杆的年产量为10000件，属大批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯
的生产方法为砂型铸造，砂型种类为湿型。
2、造型、造芯方法的选择
选择造型方法为机器造型，造芯方法为机器造芯。
3、浇注位置的确定
根据计算机辅助铸造工艺设计中关于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政），所以确定浇注位置为铸
件中间对称的最大截面--此截面为最大截面、左右对称、且便于充型和起模。
4、分型面的确定
根据计算机辅助铸造工艺设计中关于分型面的确定原则（分型面应选在铸件最
大截面处；分型面应尽量选用平面），所以确定分型面为铸件的最大截面--以便于
起模、下芯和检验；分模面与分型面一致。
5、砂箱中铸件数目的确定
杠杆的重量为0.9001kg，"铸件质量"选择≤5kg，对应的"砂箱尺寸"为"≤
400mm"，"最小吃砂量"分别为"a=20mm，b=30mm，c=40mm，d或e=30mm，f=30mm，g=20mm"。
铸件本身的尺寸为60×66×97mm，因此在400×400×150mm的砂箱中只能放4个铸件
（如图所示）（注：砂箱尺寸=（A+B）/2， A、B分别为砂箱内框长宽及宽度 ）。
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。根据零件的结
构和零件内孔的加工要求，可知此零件的内孔需要留有加工余量，所以内孔只需要
做一个直径为22mm，高为66mm的圆柱为芯就行。

四、工艺参数的确定
通过查询，杠杆的最小铸出壁厚为6mm；受阻收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%；
内表面的拨模斜度为：a=1º15´，外表面的拔模斜度为：a=0º40´；取消铸造圆角；
零件中的两个孔（Φ12mm和Φ8mm）无法直接铸造出来；查表得灰铸铁的机械加工余
量等级为G级；尺寸公差和重量公差等级为8～10级，取9级，查表得尺寸公差和重量
公差不做要求；再结合实际生产中的经验，取机械加工余量为3.0/2.5（单边/双边）。

五、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。
（1）浇注系统类型的选择
根据零件的结构选择封闭式（中间注入式）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0.9001kg，为单件大批量生产，金属液总质量G为铸件的1.3倍，则金属液
总质量为：
G = 0.9001kg×1.3=1.17013kg
（对于中小型灰铸铁件：受阻收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%）
奥赞公式法：

L
式中 t--浇注时间
GL--浇注重量，计算时可按工艺出品率估算（见《铸造工艺设计》表3-71）
S--系数，决定于铸件厚度，由《铸造工艺设计》表2-6查得
代入GL和S相应数值计算可得浇注时间:
t=4.76s
平均静压头Hp的确定：选择μ=0.50，由《铸造工艺设计》表2-4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机公式：
Hp= H0-C/2
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/2=150-33=117mm.铁件浇注系统内浇道的最小横截面积计算公式，即阿暂公式：

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=0.4625cm²，选
择扁梯行截面。
由于砂箱中放置4个铸件，所以该浇注系统需设计内浇道和直浇道以及横浇道。
再由计算机辅助工艺设计课件可知，对封闭式中、小型铸铁件（砂型）直浇道截面
积为内浇道截面积的1.15倍，即F直=1.15×0.4625×4=2.1275cm²；横浇道截面积为
内浇道截面积的1.1倍，即F横=1.1×0.4625×2=1.0175cm²。查表得各浇道的具体尺
寸：F内=0.5cm²，a =11mm，b=9mm，c=5mm；F直=1.8cm2，直径d=15mm；F横=1cm²，a=11mm，
b=9mm，c=10mm。

六、冒口及冷铁设计
六、冒口设计
对冒口基本要求（除球铁件的自补缩）：
（1）冒口的凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间；
（2）有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩与补缩浇注后型腔扩大的体
积；
（3）在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。为实现
顺序凝固，要注意冒口位置的选择，冒口有效补缩距离是否足够，并充分利用补贴
和冷铁的作用。
需采用冒口工艺设计的主要条件为：

（1） 铸件的冷却模数M，要求铸件的M≥２５()；
（2） 冶金条件和铸型条件。
根据SolidWorks计算出来的V=134383.42mm^3，S=23089.47 mm^2，所以
M=V/S==134383.42/23089.47 =5.82mm，小于25cm，所以不需要使用冒口。
七、铸造工艺图和铸件图
铸造工艺图和铸件图见附图。