铸钢蜗壳模具设计(附件)
通过对蜗壳铸件的结构、材质和工艺进行分析，并在以此为基础，展开了对铸钢件材料蜗壳的铸造模具的结构设计，简化了工艺流程。合理的设计浇注系统、排气方式，冒口大小以及冒口种类等，有效的消除了铸造缺陷的产生。对内流道泥芯盒中流道与出口段的拼接部分做出改善。使得整个蜗壳制造工艺变得简便，成型的周期减短，机械加工量减小，降低了机加工产生的噪音以及对环境的破坏，而且还可以减少机加工产生的废料，大大降低了产品的生产成本和对环境的破坏。经过实际生产证明，该套铸钢蜗壳模具结构设计合理，应用该模具生产的铸件完全可以达到顾客要求的技术指标，并且产品质量稳定，从而证明了该套铸钢蜗壳模具设计良好。关键词 铸钢蜗壳，铸造工艺，模具设计，产品工艺，节约成本
目 录
1 绪论 1
2.2铸造模具的基本要求 2
2.1.1精度高 2
2.1.2使用寿命长 3
3.铸造模具成型方法 3
3.1熔模铸造 3
3.2陶瓷型铸造 3
3.3热固性树脂砂型铸造 4
3.4涂层转移法精密铸造 4
3.5铸造模具钢 4
3.5.1铸造性能 4
3.5.2力学性能 5
4.产品工艺介绍 5
4.1模具类型 7
4.1.1泥芯模具设计 8
4.1.2拔模斜度设计 9
5.铸造工艺设计 9
5.1铸钢壁厚的过渡形式 9
5.2砂芯造型方式 10
5.2.1确定组合方案 10
5.2.2分型面的选择 11
5.2.3确定浇注方案 11
6.模具结构设计 11
6.1冒口设计 11
6.2浇注系统 12
7.生产设备 13
7.1设备 13
7.2造型材料 13
8.成型过程可能出现的问题及解决方案 15
8.1成型过程中容易遇到的问题 15
8.1.1铸造用砂 15
8.1.2熔炼温度 15
8.2.2浇注温度 15
8.2浇注工艺过程 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
5
9.热处理工艺 15
9.1铸钢件常见热处理工艺 16
9.1.1退火 16
9.1.2正火 16
9.1.3淬火 16
9.1.4 回火 16
结 论 18
模具经济性 19
参 考 文 献 20
1 绪论
铸造是一种古老的制造方法，我国的铸造历史悠久。目前，主要的铸造工艺是：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。铸造行业发展至今，已经衍生出多种铸造方式，铸造用的主要材料可以是铸钢、铸铁、铸造铝等等。铸造是将通过高温将固态金属熔炼成液态后浇注入铸型内，经过金属液的自然冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，其具有制造成本低，工艺灵活性大，可以直接获得复杂形状和结构等特点，在机械生产中占有很大的比重。
目前，铸造工艺主要可以分为砂型铸造工艺和特种铸造工艺，铸造技术的发展可谓很迅速，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，相信在不就的将来会有更多优秀的铸造方法将进入市场。
就目前企业生产，为了降低生产成本，通常采用砂型铸造为主，砂型铸造是一种以砂作为成型原料的一种铸造方式，其主要特点是工艺简单，排气性好，灵活性高，铸造用砂可以重复使用，成型速度快等优点，主要缺点是后期清理工作复杂，产品精度低等。对于有特殊要求的产品，则可以采用低压铸造、离心铸造等工艺。在技术不发达的以前，砂型铸造用的模具，多用木材制作，称为木模。其使用特点是加工简单，成本较低，缺点则是易破损和变形；此外，砂型比金属型耐火度更高，可以承受更高的温度，对于一些熔点较高的金属尤为适合。但是，砂型铸造存在着一些难以避免的劣势：因为每个砂质铸型一旦经过高温浇注，成型后的砂型必然损坏，而要再次进行浇注时只能重新造型，这样不仅增加了造型用时，同时还要增加人工费用及机械损耗，造成生产投入增加；又因为用砂成型的表面较为粗糙，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低。另外，因为混砂所使用的树脂以及固化剂的不同，对每批次所打的泥芯以及外模的质量都有不同程度的影响。有些泥芯因为强度不足，在浇注过程中容易造成冲砂，铁水流速不同造成冷隔，砂眼，气孔等缺陷，从而导致大量的缩孔，缩松，偏析等内部缺陷，使铸钢的力学性能普遍偏低。除此之外，砂型铸造工艺对制件的后续处理工作也较为复杂。当金属液在砂箱中冷却凝固后需要清理出砂箱，后经过切除浇冒口，清砂，打磨等的一系列工序。
2铸造模具介绍
2.1铸造模具的优势
(1)与传统机械加工相比，有效的降低了模具的生产成本。在模具生产过程中，主要的生产成本集中在机械加工上，而铸造模具制造技术却是不需要或者少量使用机械加工的，因为液态金属有着良好的流动性和成型性能，能够直接成型出各种构造的模具，从而达到减少模具费用的目的。
除此之外 ,在传统的加工模具制造过程中产生大量的切屑和余料，这样使得钢材的利用率大大降低，无疑增加了模具制造成本。而铸造模具却可以大大减少材料浪费，材料消耗少，几乎不产生额外废料，因此也降低了模具生产成本。经过实践证明，机加工成本能够比铸模模具高15%左右。 对于少量制造来说，这10% ～ 20%或许降低效果不明显，但是对于大批量生产来说 ,降低成本的效果就非常可观了铸型可观了。此外，铸造模可以重复使用多次，生产中不必经常制造同一种产品的铸造模，只要生产少量的铸造木就可以经行长时间的生产，这样就进一步降低了模具的制造成本。
(2)能够有效的减少模具生产时间，简化了模具生产规则。因为铸造模具是直接成型，不需要再经过轧制或者锻造等加工，这样不仅节约了工时，更可以节约人力以及机械损耗。与机械加工模具相比，生产同样的一种产品，通过采用铸造方法可以大大提升工作效率，甚至效率要高于机械加工的百分之五十以上。
（3）原料选择范围广。因为铸造的成型特点，铸造模生产中可以不考虑材料机械加工性能（如可加工性）的影响，所以可以选择的原材料范围十分广泛。
目 录
1 绪论 1
2.2铸造模具的基本要求 2
2.1.1精度高 2
2.1.2使用寿命长 3
3.铸造模具成型方法 3
3.1熔模铸造 3
3.2陶瓷型铸造 3
3.3热固性树脂砂型铸造 4
3.4涂层转移法精密铸造 4
3.5铸造模具钢 4
3.5.1铸造性能 4
3.5.2力学性能 5
4.产品工艺介绍 5
4.1模具类型 7
4.1.1泥芯模具设计 8
4.1.2拔模斜度设计 9
5.铸造工艺设计 9
5.1铸钢壁厚的过渡形式 9
5.2砂芯造型方式 10
5.2.1确定组合方案 10
5.2.2分型面的选择 11
5.2.3确定浇注方案 11
6.模具结构设计 11
6.1冒口设计 11
6.2浇注系统 12
7.生产设备 13
7.1设备 13
7.2造型材料 13
8.成型过程可能出现的问题及解决方案 15
8.1成型过程中容易遇到的问题 15
8.1.1铸造用砂 15
8.1.2熔炼温度 15
8.2.2浇注温度 15
8.2浇注工艺过程 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
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9.热处理工艺 15
9.1铸钢件常见热处理工艺 16
9.1.1退火 16
9.1.2正火 16
9.1.3淬火 16
9.1.4 回火 16
结 论 18
模具经济性 19
参 考 文 献 20
1 绪论
铸造是一种古老的制造方法，我国的铸造历史悠久。目前，主要的铸造工艺是：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。铸造行业发展至今，已经衍生出多种铸造方式，铸造用的主要材料可以是铸钢、铸铁、铸造铝等等。铸造是将通过高温将固态金属熔炼成液态后浇注入铸型内，经过金属液的自然冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，其具有制造成本低，工艺灵活性大，可以直接获得复杂形状和结构等特点，在机械生产中占有很大的比重。
目前，铸造工艺主要可以分为砂型铸造工艺和特种铸造工艺，铸造技术的发展可谓很迅速，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，相信在不就的将来会有更多优秀的铸造方法将进入市场。
就目前企业生产，为了降低生产成本，通常采用砂型铸造为主，砂型铸造是一种以砂作为成型原料的一种铸造方式，其主要特点是工艺简单，排气性好，灵活性高，铸造用砂可以重复使用，成型速度快等优点，主要缺点是后期清理工作复杂，产品精度低等。对于有特殊要求的产品，则可以采用低压铸造、离心铸造等工艺。在技术不发达的以前，砂型铸造用的模具，多用木材制作，称为木模。其使用特点是加工简单，成本较低，缺点则是易破损和变形；此外，砂型比金属型耐火度更高，可以承受更高的温度，对于一些熔点较高的金属尤为适合。但是，砂型铸造存在着一些难以避免的劣势：因为每个砂质铸型一旦经过高温浇注，成型后的砂型必然损坏，而要再次进行浇注时只能重新造型，这样不仅增加了造型用时，同时还要增加人工费用及机械损耗，造成生产投入增加；又因为用砂成型的表面较为粗糙，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低。另外，因为混砂所使用的树脂以及固化剂的不同，对每批次所打的泥芯以及外模的质量都有不同程度的影响。有些泥芯因为强度不足，在浇注过程中容易造成冲砂，铁水流速不同造成冷隔，砂眼，气孔等缺陷，从而导致大量的缩孔，缩松，偏析等内部缺陷，使铸钢的力学性能普遍偏低。除此之外，砂型铸造工艺对制件的后续处理工作也较为复杂。当金属液在砂箱中冷却凝固后需要清理出砂箱，后经过切除浇冒口，清砂，打磨等的一系列工序。
2铸造模具介绍
2.1铸造模具的优势
(1)与传统机械加工相比，有效的降低了模具的生产成本。在模具生产过程中，主要的生产成本集中在机械加工上，而铸造模具制造技术却是不需要或者少量使用机械加工的，因为液态金属有着良好的流动性和成型性能，能够直接成型出各种构造的模具，从而达到减少模具费用的目的。
除此之外 ,在传统的加工模具制造过程中产生大量的切屑和余料，这样使得钢材的利用率大大降低，无疑增加了模具制造成本。而铸造模具却可以大大减少材料浪费，材料消耗少，几乎不产生额外废料，因此也降低了模具生产成本。经过实践证明，机加工成本能够比铸模模具高15%左右。 对于少量制造来说，这10% ～ 20%或许降低效果不明显，但是对于大批量生产来说 ,降低成本的效果就非常可观了铸型可观了。此外，铸造模可以重复使用多次，生产中不必经常制造同一种产品的铸造模，只要生产少量的铸造木就可以经行长时间的生产，这样就进一步降低了模具的制造成本。
(2)能够有效的减少模具生产时间，简化了模具生产规则。因为铸造模具是直接成型，不需要再经过轧制或者锻造等加工，这样不仅节约了工时，更可以节约人力以及机械损耗。与机械加工模具相比，生产同样的一种产品，通过采用铸造方法可以大大提升工作效率，甚至效率要高于机械加工的百分之五十以上。
（3）原料选择范围广。因为铸造的成型特点，铸造模生产中可以不考虑材料机械加工性能（如可加工性）的影响，所以可以选择的原材料范围十分广泛。
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