HT150阀盖铸造工艺设计
摘要
本文通过对灰铸铁阀盖的铸造工艺方案的设计，包括浇注位置、分型面的选择，砂芯和各项铸造工艺参数的确定以及浇注系统、砂箱、芯盒、模板的设计。根据铸件小的特点，分为一箱四件，并采用封闭式的浇注系统的方法。通过对凝固过程的温度场和铸造缺陷的分析，对工艺进行改进，然后绘制屏分析铸造工艺图与合箱图，将数据具体化，有效地调整工艺参数，减少可能出现的铸造缺降，保证工艺的可靠性。最后设汁出合理的铸造工艺方案。
关键词：阀盖；铸造工艺设计；浇注系统；铸造工艺图.
引言
铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。
铸造工艺是应用铸造有关理论和系统知识生产铸件的技术和方法。铸造工艺一般可分为重力铸造、压力铸造和砂型铸造。
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义上的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）的作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。木模缺点是易变形、易损坏；除单件生产的砂型铸件外，可以使用尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。
铸造工艺过程可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。
铸造金属指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。铸造金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。
铸型准备是铸造不可缺少的一项基础环节，而不同的铸造方法却有着不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料。造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。造型材料准备的是否合理，与造型、造芯息息相关。造型、造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型、造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、气冲造型机、无箱射压造型机、冷芯盒制芯机和热芯盒制芯机、覆膜砂制芯机等。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，速度快。
铸件处理主要包括铸件的落砂、清理及后处理，它基本处于铸造生产的最后一道工序，包括热处理﹑整形﹑防锈处理和粗加工等过程，主要是为了发现变形、内应力等缺陷并加以解决。铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
在铸造过程中，铸造工艺的设计对铸造产品的质量影响很大。其主要包括浇注位置、分型面的选择，砂芯和各项铸造工艺参数的确定。其中浇注系统的设计尤为重要。浇注系统是引导金属液进入铸型型腔的通道，浇注系统设计得合理与否，对铸件的质量影响非常大，容易引起各种类型的铸造缺陷，比如：浇不足、冷隔、冲砂、夹渣、夹杂、夹砂等等铸造缺陷。浇注系统的设计包括浇注系统类型的选择、内浇口位置的选择及浇注系统各组元截面尺寸的确定。对于机械化流水线、大批量生产，为了方便生产并有利于保证铸件的质量，内浇道一般设置在铸型的分型面处，根据该铸件毛坯的浇注位置及分型面的选择，将内浇道开设在铸型的分型面处是属于“中间注入式”浇注系统。液态金属在浇注过程中难免会包含有一定的“熔渣”，为了提高浇注系统的挡渣能力，适合于采用“封闭式”浇注系统。
铸造之所以能成为当今世界应用最广泛的机械加工方法，不仅仅以为其有着悠久的使用历史，更是因为他具有其他机械加工方法所不具备的优越性。
目录
一绪论......................................................................6
1.1概述...................................................................7
1.2铸造行业的历史.........................................................8
1.3国内铸造行业的现状.....................................................8
1.4铸造工艺（技术）发展展望...............................................9
1.5本课题的研究内容.......................................................10
二铸件结构的工艺性.........................................................10
2.1零件的设计............................................................ 10
2.2铸造工艺对铸件结构的要求...............................................12
三铸造工艺方案的设计.......................................................13
3.1造型和造芯方法的选择...................................................13
3.2浇注位置的确定.........................................................14
3.3分型面的选择...........................................................15
3.4砂箱中铸件的数量及排列方式.............................................16
四铸造工艺参数及砂芯的设计..................................................16
4.1铸造工艺参数的确定.....................................................16
4.2砂芯的设计.............................................................21
五浇注系统的设计...........................................................22
5.1浇注系统类型的选择.....................................................22
5.2浇注系统尺寸的确定.....................................................22
5.3直浇道的设计.............................................................25
5.4横浇道的设计...........................................................25
5.5内浇道的设计...........................................................26
5.6浇口杯的设计...........................................................27
5.7冒口的设计.............................................................27
5.8冷铁的设计.............................................................27
六铸造工艺装备设计.........................................................27
6.1模样的设计.............................................................27
6.2模板的设计.............................................................28
6.3芯盒的设计.............................................................31
6.4砂箱的设计.............................................................32
七铸件的落砂、清理及后处理.................................................35
7.1铸件的冷却.............................................................35
7.2落砂...................................................................35
7.3表面清理...............................................................35
7.4铸件的矫形.............................................................35
7.5铸件的缺陷修补.........................................................36
7.6铸件的内应力消除.......................................................36
结论与展望.................................................................36
参考文献...................................................................38
小结
参考文献
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