泵体的铸造工艺设计2016-2017年泵体的铸造工艺设计分析研究报告目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 概述 (2)1.2国内铸造行业的现状及发展趋势 (2)1.3发达国家铸造行业的现状及发展趋势 (2)1.4本课题的研究内容 (2)第2章零件铸造工艺分析 (4)2.1 零件基本信息 (4)2.2 泵体铸件结构分析 (4)2.3材料成分要求 (5)2.4铸造工艺参数的确定 (5)第3章铸造工艺方案设计...................................................................... (9)3.1工艺方案的确定 (9)3.2分型面的选择 (9)3.3砂箱设计初步设计 (10)3.4砂芯设计 (11)第4章浇注系统的的设计及计算 (14)4.1 浇注系统的设计原则 (14)4.2 灰铸铁浇注系统尺寸的确定 (14)4.3直浇道窝设计 (16)4.4 浇口杯的设计 (16)4.5冒口设计计算 (17)4.6 出气孔 (17)第5章铸件三维实体造型 (18)5.1 计算机技术在铸造生产中的应用 (18)5.2 华铸CAE的概述 (18)5.3 华铸CAE对泵体铸造过程温度场的模拟 (19)5.4 泵体铸造工艺优化 (21)第6章铸造工艺装备设计 (23)6.1模样 (23)6.2模板的设计 (23)6.3 芯盒的设计 (23)6.4砂箱设计 (24)结论与展望 (25)泵体的铸造工艺设计致谢 (27)参考文献 (28)附录A: 主要参考文献摘要 (29)附录B: 英文原文及翻译 (31)插图清单图2-1 零件的结构图 (4)图2-2 零件的三维造型图 (5)图2-3增加铸件尺寸法 (7)图3-1 铸件的分型面的选择 (10)图4-1 内浇道 (16)图4-2 横浇道 (16)图4-3 直浇道 (16)图4-4 浇口杯 (17)图5-1 温度场计算分析流程图 (20)图5-2 原始工艺的凝固过程照片 (21)图5-3 优化工艺的凝固过程照片 (22)泵体的铸造工艺设计表格清单表2-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚 (5)表2-2 HT200 具体成分和含量 (5)表2-3 用于成批或大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级 (6)表2-4 与铸件尺寸公差配套使用的机械加工余量 (6)表2-5铸件的最小铸出孔 (8)表3-1型（芯）砂各成分含量 (9)表3-2 按铸件重量确定的吃沙量 (11)表3-3 水平芯头与芯座之间的间隙 (12)表3-4压环、防压环和积砂槽 (12)表4-1 最小液面上升速度与铸件壁厚关系 (15)表4-2 铸铁件的流量损耗系数值 (15)表5-1 国内外商品化数值模拟软件的简介 (18)引言铸造工艺设计人员在设计的过程中应时刻关心铸件成本，节约能量和环境保护问题。
从零件结构的铸造工艺性的改进，铸造，造型，造芯方法的选择，铸造方案的确定，浇注系统和冒口的设计，直至铸件清理方法等，每到工序都与上述问题有关。
采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的金属成本，熔炼金属量，能源消耗，铸件工艺出品率和成品率，工时费用，铸件成本和利润率等都有显著的影响。
铸造工艺设计应是追求以最少的成本和损耗生产出质量最好，竞争品质最强的铸件产品。
此外要求设计者有一定的生产经验和设计经验并应对铸造先进技术有所了解。
铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时，将更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。
节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展，少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。
质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面，将有新的发展。
铸造工艺课程设计一门专业基础课，毕业设计是对未来将要从事的工作进行一次全面、系统地训练，从中锻炼分析问题的能力，提高解决问题的能力为以后打下基础。
泵体的铸造工艺设计第1章绪论1.1概述铸造技术作为一门古老又常新的金属成型方法已经有两千多年的历史。
它在推动社会的进步、孕育人类文明以及人类认识自然、改造自然的历史进程中发挥了基础性的作用。
在当代社会中，铸造技术仍然是材料加工中不可或缺的手段和方法。
随着铸造技术的发展，为了适应新的条件下对材料加工技术的新要求，各种先进的铸造技术也层出不穷，其中包括消失模铸造、半固态铸造以及精密铸造（即失蜡铸造）。
我国铸造业的专业化与发达国家相比，存在着较大的差距[1]。
铸造生产是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，这种制造金属制品的过程成为铸造生产，简称铸造，所铸出的金属制品称为铸件。
绝大多数铸件用作毛坯，需要经机械加工后才能成为各种机械零件；少数铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，才作为成品零件而直接应用[2]。
1.2 铸造行业的现状总体上，我国铸造领域的学术研究并不落后，很多研究成果居国际先进水平，但转化为现实生产力的少。
国内铸造生产技术水平高的仅限于少数骨干企业，行业整体技术水平落后，铸件质量低，材料、能源消耗高，经济效益差，劳动条件恶劣，污染严重。
具体表现在，模样仍以手工或简单机械进行模具加工；铸造原辅材料生产供应的社会化、专业化、商品化差距大，在品种质量等方面远不能满足新工艺、新技术发展的需要；铸造合金材料的生产水平、质量低；生产管理落后；工艺设计多凭个人经验，计算机技术应用少；铸造技术装备等基础条件差；生产过程手工操作比例高，现场工人技术素质低；仅少数大型汽车、内燃机集团铸造厂采用先进的造型制芯工艺，大多铸造企业仍用震压造型机甚至手工造型，制芯以桐油、合脂和粘土等粘结剂砂为主。
由此看来，提升铸造生产部门的生产技术水平，采用开发先进、高效、经济、环保的铸造技术，以提高企业的生产效益和铸造产品的成品率以及生产效率，减小能耗和废弃物的排放，已成为刻不容缓关乎企业生死存亡的重要命题[3]。
1.3发达国家铸造行业的现状及发展趋势美国铸造业正处在经济危机( 从2008 年年底至2010 年年初) 后的恢复当中。
2007 美国铸造业年销售额为282 亿美元，而在金融危机最严重的2009 年，年销售额仅为212 亿美元。
美国铸造行业从2010 年出现回暖迹象，年增长率为9. 3%。
2011 年经济复苏的速度有望加速增长，预计年销售额263 亿美元。
美国铸造业将于2012 年恢复到2007 年的水平，有望于2013 年超越。
美国铸造行业主要的增长领域是球墨铸铁件、铝铸件与镁铸件，原因在于美国国内汽车行业的复苏带来的汽车配件产量的增长。
由于采矿业、建筑业与轨道交通等行业需求量的增加，铸钢件的销售额也将迅速恢复到经济危机前的水平。
灰铁件与可锻铸铁件在经济复苏过车中短期将会出现小幅增长，但从长期预测来看，这两种材质的铸件的销售额还将持续亏损。
如今，美国铸造工厂的数量从5 年前的2 336家下降至2 040 家，铸造工厂数量的减少主要归结与经济的衰退、科技的进步、来自其他国家的竞争以及严格的法规。
1.4本课题的研究内容铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点，技术要求，生产批量和生产条件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图等技术文件的过程。
在进行铸造工艺前，设计者应掌握生产任务和要求。
此外要求设计者有一定的生产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。
因为现代科学技术的发展，拓展了铸造技术的应用领域，同时也提高了对金属铸件的要求。
不仅要求铸件具有高的力学性能，尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热，耐蚀，耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。
通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力，掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。
熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。
熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制，了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。
了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径。
学习进行设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。
泵体的铸造工艺设计第2章零件铸造工艺分析2.1 零件基本信息该零件泵体，零件的材质为HT200，零件结构如图2-1。
泵体的外形轮廓尺寸为78mm×66mm×94mm，主要壁厚5mm，最大壁厚10mm。
是一个小型铸件，铸件除了满足几何尺寸精度及材质方面的要求外无其他特殊技术要求。
图2-1 零件的结构图2.2 泵体铸件结构分析由图2-1可知，该零件外形比较简单，内腔结构也简单，壁厚均匀，材料为灰铸铁，流动性较好，收缩大，在浇注时容易产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、热裂、内应力以及变性和冷裂等缺陷。
该件为小型铸件，可采用砂型铸造中湿型铸造，操作方便，劳动量较小。
对泵体的铸造工艺性分析如下：泵体的轮廓尺寸为78mm×66mm×94mm，整体尺寸不大，为小型铸件。
砂型铸造条件下该轮廓尺寸允许的最小壁厚由表2-1可知[2]：最小允许壁厚为3～4 mm。
而设计泵体的最小壁厚为5mm。
符合要求。
泵体的设计壁厚较为均匀，不易产生热裂纹。
表2-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚图2-2 零件的三维造型图2.3 材料成分要求HT200 具体成分和含量如表2-2所示2.4.1 铸造尺寸公差和重量公差成批和大量生产下的砂型铸造手工造型时，铸钢和铸铁件尺寸公差等级CT11~CT14级；砂型铸造机器造型时，铸钢和铸铁尺寸公差等级为CT8~CT14。
成批大量生产下，砂型铸造手工造型时，铸钢件和铸铁件的重量公差等级为MT11~MT13;砂型铸造机器造型时铸件重量公差等级为MT8~MT10。
2.4.2 机械加工余量为了保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸造工艺设计时，在零件加工的表面上预先增加的、并在机械加工时的应予以切除的金属层厚度，称为机械加工余量。
砂型铸造手工造型加工余量等级：铸钢件为G H J K ，铸铁件为F G H。
该铸件为灰铸铁件，砂型人工造型，经查GBT6414-2008表2-3和2-4知基本尺寸加工余量等级为H，双侧余量5mm。
泵体的铸造工艺设计表2-3 用于成批或大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级表2-4 与铸件尺寸公差配套使用的机械加工余量2.4.3 铸造收缩率由于铸件的固态收缩(线收缩)将使铸件各部分尺寸小于模样原来的尺寸，因此，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样或芯盒上加上其收缩的尺寸。
加大的这部分尺寸为铸件的收缩量，一般用铸造收缩率表示。