叶轮的铸造工艺设计
摘要：本次研究的是叶轮的铸造工艺设计，叶轮作为一个批量生产的零件，铸造工艺要准确可靠，要对其零件图进行充分的分析，对其工件的工作条件与环境以及生产条件进行分析，要对铸造工艺进行研究和叙述，对工艺方案的优点及缺点进行分析；如何确定最佳的浇注位置，如何确定最好的分型面，以及查阅相关文件表及国标来确定工艺参数，并分析参数的误差对叶轮工件铸造结果的影响与浇注系统的构筑设计。对冒口与出气孔的设计，铸件工装的设计进行合理规划，发现并且提出设计过程中可能出现的情况，产生的缺陷以及相应的预防措施与解决办法。并用相应软件绘制零件图和工艺图，使之对铸造工艺技术与流程有更深入的了解，最终依照本次设计进行答辩与总结。
关键词：叶轮；铸造工艺；浇注系统；工艺参数；铸造工装。
Specification for casting process Design of Impeller
Abstract: this study is about the casting process design of impeller. As a part of mass production, the casting process of impeller should be accurate and reliable, and the parts drawing of impeller should be fully analyzed. The working conditions, environment and production conditions of the workpieces are analyzed, the casting technology is studied and described, and the advantages and disadvantages of the process scheme are analyzed. How to determine the best pouring position, how to determine the best parting surface, and refer to the relevant documents and national standards to determine the process parameters, and analyze the influence of parameter errors on the casting results of impeller workpieces and the design of gating system. Design of risers and vents, casting tools The design of the design is reasonable planning, finding and putting forward the possible situations in the design process, the defects produced and the corresponding preventive measures and solutions. And drawing the part drawing and the process diagram with the corresponding software, so as to have a more thorough understanding of the casting process technology and the flow, and finally, according to the design and the line of defense and summary.
Key words: impeller; casting technology; gating system; process parameters; casting tooling.
第二章 叶轮的铸造工艺设计
铸造是一种工业加的工生产的方法；熔炼的金属，制造的铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状与其尺寸和性能的金属零件毛坯这就是铸造。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间.铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。本次的叶轮的铸造工艺方案选用砂型铸造，所以选用金属模具，蜡模为型箱，并采用真空浇注方法进行铸造生产加工。
2.1铸件选材与结构分析：
因为整体叶轮是大部分是用在航空发动机，燃气轮机、透平膨胀机等；为了提高这些高速旋转机械的性能与效率，我们的设计人员设计出了更为合理的叶片形状，同时对整体叶轮的加工制造提出了更高的要求。
本次铸造叶轮选用材料为：铝C355。属于硅铝合金，对应国标ZL-105就是因为它有非常优秀的加工性能，故选择铝C355为本次叶轮铸造加工的原材料。
本次铸造的叶轮结构为闭式叶轮结构，最后壁厚为74mm；最薄壁厚为5mm；叶轮轮叶壁厚为8mm；叶轮直径200mm；中心六边形孔平行边边距为50mm；叶轮表面粗糙度为Ra3.2
2.2工艺数据的确定和分析
在这次的叶轮的铸造过程中，可能会出现表面脱碳及内部缩松等缺陷，此外，铸件的力学性能也会受到影响。因此，采用铸造工艺生产铸件时，需要根据零件使用的材料与其的工作环境从而做出特殊的工艺要求。
（1）根据铸件材质、性能要求及零件图分析铸件结构的工艺性，如最小厚、最大质量、最大平面面积、精度、粗糙度等。
（2）确定工艺实施方案和工艺操作参数，绘制铸件图。
（3）设计浇注系统。
材料收缩率
材料加工时需要考虑其收缩率对其的影响；所以，通过查表可得：因为本次材料选择为铝，故铝的收缩率为：21.2~24.4*10-6(/℃）。
加工余量
就熔模铸造而言，其加工余量相对较小。选取加工余量时要考虑下列因素。
（1）浇注的时候要注意我们的铸件的上表面可能会有气孔和夹渣缺陷，加工余量适当设置大一点点。
（2）大的铸件以及容易变形的和带有大平面这样的铸件，它们的几何精度相对较低，加工余量应该要设计大一些。
（3）铸造中碳钢零件时，由于表面脱碳，加工余量要考虑脱碳层的厚度。
（4） 要充分考虑生产特点、合金种类、铸件结构等因素选取加工余量。
目录
第一章 序言 4
第二章 叶轮的铸造工艺设计 5
2.1铸件选材与结构分析 6
2.2工艺数据的确定和分析 6
4.铸造方案的设定与确定 8
4.1.蜡模砂型铸造的工艺特点与定义 8
4.2.分型面的选择 9
4.3.浇注方式的选择与确定 10
4.4.浇注系统的组成与设计 11
4.5浇注方式的选择 11
4.6.浇注系统内浇道截面积计算及各组元的关系 12
4.7.浇口杯的设计 13
4.8.浇注时间的计算 13
4.9.型腔内金属液面的上升速度 14
4.12.热处理及热处理工艺 15
4.13.热处理工序 15
6.铸件的清理 17
7.结论 18
8.致谢与小结 18
9.参考文献 20
参考文献
【1】吕凯 溶模铸造 北京：冶金工业出版社，2018.1
【2】丁健生 金属学与热处理 北京：机械工业出版社，2003.1
【3】吴正化 热加工检测技术 无锡：无锡职业技术学院，2008.7
【4】华红芳 孙燕华 机械制图与零部件测绘 北京：电子工业出版社，2013.1
