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1、 80m2电除尘器阀壳热加工工艺专业：金属材料工程班级：2008级姓名： 沈阳大学毕业设计引言31 铸造工艺设计61.1 铸造工艺方法的选择61.1.1 生产方法61.1.2 原砂、砂型（芯）的选择71.1.3 造型(芯)方法的选择81.1.4 浇注位置和分型面的确定91.1.5 浇注系统121.1.6砂芯的设计171.2工艺参数的计算211.2.1线收缩量211.2.2铸件尺寸公差211.2.3加工余量221.2.4 拔模斜度221.2.5 分型负数221.3砂箱设计231.3.1 砂箱的分类及结构231.3.2 砂箱的选择及设计231.3.3砂箱各部分的结构和尺寸231.3.3 合箱272
2、 铸件热处理工艺设计292.1 铸件热处理概述292.2退火方案及热处理工艺曲线图292.3热处理炉的选取302.4退火操作工艺31结 论32致 谢33参考文献34摘 要本毕业设计为电除尘器阀壳的热加工工艺设计，设计包括铸造工艺设计和热处理工艺设计两部分。 铸造工艺设计包括三大部分。首先，根据阀壳的质量、材料、生产批次选择铸造方法为手工砂型铸造，确定型（芯）砂的材料为粘土型（芯）砂。由浇注位置的确定原则选好浇注位置和分型面。再由流体力学公式计算出各浇道的截面尺寸并设计出浇注系统的形状。其次，确定铸造工艺中的参数，包括线收缩率、加工余量、尺寸公差、拔模斜度和分型负数。最后，进行砂箱的设计。选择手
3、工造型用砂箱，确定砂箱的结构及其尺寸，包括砂箱内框、箱壁、紧固箱耳、定位装置和箱带。热处理工艺设计中，根据阀壳的热处理工艺要求确定退火方案，由退火方案绘制出热处理工艺曲线，然后选取热处理炉。关键字：热加工；铸造；热处理；热处理炉AbstractThis graduation design is the heat process design of the valve housing of the electrostatic precipitator, which includes the design of the casting process and the design of heat
4、treatment process.The design of casting process consists of three parts.Firstly, casting method is selected to manual sand casting and the materials of molding sand(sand core)is determined to clay sand (clay sand core) according to the quality, materials and production batch of valve housing. Determ
5、ine the casting position and parting surface according to the principles of the casting location. Afterwards, the size of cross-section of each runner is calculated by fluid mechanics formula. Then, the shape of the gating system is designed out. Secondly, the parameters of casting process is define
6、d, including linear shrinkage allowance, dimensional tolerances, taper angle and typing negative number. Finally, we carry on the design of the sand box. Hand molding sand box is chose, after which the structure and size of the sand box is defined, including inside frame, the rampart, fastening box
7、ear, the positioning device and the box stripe. On the process of heat treatment, the annealing scheme is defined first based on the process parameters of the valve housing. Technology curve is drawn by the annealing scheme of the heat treatment process. Then, the furnace where annealing operation i
8、s conducted finally is selected.Keywords: thermal processing; casting; heat treatment; heat treatment furnace引 言我国的制造业迅猛发展，现在继美国、日本、德国之后，生产规模已跃居世界第四位，我国境内的制成品在国际市场占有份额迅速增长，已成为世界上的制造大国。但世界制造大国并不就是世界制造强国。我国制造业虽名列世界第四位，但总体规模较低，制造业人均劳动生产率远远落后于发达国家。技术创新能力落后，有自主知识产权的产品少，依附于国外企业的组装业比重大。低水平生产能力过剩，高水平生产能力过剩，
9、大量先进设备仍依赖进口。为了使我国尽快地成为世界制造强国，就要改造传统工业，发展先进制造技术。我国的铸造技术历史悠久。早在三千多年前青铜铸器已有应用，二千五百年前铸铁工具已经相当普遍。大量历史文物显示了我国古代人民在铸造机技术上的精湛创造。泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。近几十年来，我国的铸造技术发展迅速。在砂型铸造方面，推广、应用了快速硬化的水玻璃砂、自硬砂及树脂砂等，可制出精确铸型及砂芯；机器造型技术不断发展，可用湿型砂制造出高密度铸型，从而获得精确铸件，进一步扩大了砂型铸造的应用范围。在铸造合金方面，发展了高强度、高韧性的球墨铸铁和各类合金铸铁，成功地用球墨铸铁件代替了某些
10、锻钢件。在铸造设备方面，已建立起许多先进的机械化、自动化高密度砂型造型生产线。在新工艺、新技术方面，各种特种铸造、精确铸造方法得到发展和应用。所有这些都使铸件质量和生产效率不断提高，劳动条件不断改善。铸造生产是以异型的金属毛坯和零件供应国民经济部门，首先供给机器制造业及金属加工业。它是机械工业的基础，是工业生产的重要组成部分。美国10项主要工业部门增加生产产值的指标中，铸件的产值仅次于汽车、黑色冶金、化学制品及飞机制造业，列第五位。铸造生产在国民经济中的作用不断提高，在现代的机械设备中，铸件重量约占其中总重量的(5085)%。但铸造生产的发展受到多因素的限制，要求在稳定提高铸件质量的前提下，应
11、尽量地节省原材料及能源，降低成本，减少公害，努力实现铸造生产过程机械化、自动化和专业化，以达到优质、高产、低耗、少污染的要求。“优质”的含义一般包括铸件的质量轻，性能好、尺寸精度及表面光洁度高等方面。为了实现上述的要求，人们对老的铸造工艺方法进行改进和革新，并研制出许多新的工艺方法，有力地推动了铸造生产和科学技术不断向前发展。随着科学技术和工业生产的不断发展，新的铸造方法不断出现，我们应努力学习先进的铸造科学技术，不断提高我国铸造生产水平，为四化建设生产更多、更好的铸件。在整个国民经济中凡涉及机械制造的任何领域中，热处理也是一项广泛应用的重要的基础工艺之一。它是金属材料在严格控制的加热和冷却条
12、件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能或服役寿命。具体的要求往往在下述方面：软化材料，改善成型性能，提高机加工效率和生产效率;提高材料的强度和韧度，增加零部件的寿命;在保证材料心部性能的同时提高工件的表面强度、硬度、耐磨性、疲劳性和耐蚀性等;研制新型材料和针对已出现的特种材料通过热处理方法获得特殊的物理、化学性能以满足医疗、宇航、生物、光学、电子等领域中高要求的应用;改进传统材料的生产和处理，细化材料的组织，大大提高强度和韧度，充分发挥材料潜能，满足愈来愈高的工业需要;应用物理和化学沉积方法使材料表面的性能发生质的飞跃，满足高速高精度加工的需要和高耐磨、耐蚀环境下的
13、使用要求;应用纳米技术、复合材料技术制造出特种性能的材料。 金属制品和工件经热处理使其达到所要求的组织、性能和服役寿命，应按精确生产方式来完成，即使其在精确可靠运行的清洁设备中，按科学先进的工艺方法，在严格的管理下去完成处理全过程，获得分散度为零的高质量水平。严格的管理包括工艺执行管理、设备管理、质量管理、能源管理、环保管理和人力资源管理等。这些管理项目在质量保证体系和环保体系的认证中规定十分明确。对一个投资企业，应十分重视ISO9000，QS9000和ISO14000等的认证。达到这些认证，才能找到和确定企业和汽车、宇航航空、机械、化工、冶金、纺织、工模具等方面领域的固定客户，并争取维持长期
14、合作关系。1 铸造工艺设计编制工艺是铸造生产过程中的一个工序。1.1 铸造工艺方法的选择1.1.1 生产方法铸造生产可以分为砂型铸造和特种铸造两大类。特种铸造包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造等。根据所铸零件的要求选择合适的铸造方法。砂型铸造：最常用的铸造方法，不受零件尺寸、轮廓、合金种类、生产批量的限制；造型材料来源较广，生产准备周期短，成本低。缺点是劳动强度大，铸件质量欠佳，铸型只能使用一次，生产率低。熔模铸造：熔模铸造的优点就是熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度，所以可减少机械加工工作；可以铸造各种合金的复杂的铸件，特别可以铸造高温合金铸件。但熔模铸造的工序繁杂，生产周期长，原辅材料
15、费用比砂型铸造高，生产成本较高，铸件不宜太大、太长，一般限于25kg以下。金属型铸造：金属性铸造有很多优点，与砂型铸造比能提高铸件的力学性能，生产效率高，铸件产生缺陷的因素减少，工序简单，易实现机械化和自动化。但金属型铸造模具成本高，只能适合批量、大批量生产，此外不宜采用高熔点合金以提高模具的使用寿命。压力铸造：压力铸造具有生产率高、易于自动化、工序简单的优点。但由于金属模具制作成本昂贵不适合小批量生产，不宜用于高熔点金属铸造。 由于本设计的零件为单件生产，零件材质为灰口铸铁，质量为114kg。故选择砂型铸造。1.1.2 原砂、砂型（芯）的选择1）原砂的选择砂型铸造中常用的原砂有石英（SiO2
16、）、锆英砂（ZrO2 SiO2）、莫来石（3Al2O32SiO2）。原砂的蓄热系数对凝固有着重要的影响，系数愈大，吸收的热量愈多，铸件的冷却速度愈快，铸件的结晶组织愈细。原砂的热膨胀性影响铸件尺寸精度，常用线膨胀系数表示热膨胀系数。下表为以上三种原砂的主要的热物理性能 表1 原砂的热物理性能原砂熔点蓄热系数J/m2线膨胀系数110-6（1/）石英砂17131115.216.0锆英砂2420836.45.5莫来石1810627.34.5 由于，石英砂的粒度等级广泛，能与各种铸造粘结剂结合，资源丰富，价格低廉，蓄热系数大，铸件能快速冷却。但石英砂热膨胀系数大，将使铸件产生夹砂。尺寸不符等缺陷。综合
17、考虑后，选择石英砂作为原砂。2）型砂（芯）的选择（1）型砂的选择型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和附加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂主要有干型砂和湿型砂。干型砂：经过烘干的砂型称为干型砂。烘干后增强了型砂的强度、透气性，大大减少了由于铸型方面的原因而产生的气孔、砂眼、夹砂等缺陷。缺点是生产周期长，需要烘干设备，难于自动化。主要用于结构复杂、单件、小批量生产的中大型铸件。湿型砂：向原砂中加入适量的水和粘土，混制成的型砂称为湿型砂。湿型砂生产周期短，生产率高，经济，易于自动化等优点。缺点是水分高，强度低，适于小型铸件。鉴于所铸零件为中型复杂件，因此选择干型砂。（2）粘结剂的选择铸造粘结剂的
18、主要作用是将颗粒状或粉末状造型材料形成有一定强度的连续粘结膜而形成铸型。粘结剂可以分为有机粘结剂与无机粘结剂两大类。前者包括粘土、水泥、硅溶胶、水玻璃等，后者包括植物油、合酯及各种树脂等。选择粘土。1.1.3 造型(芯)方法的选择 造型方法有手工造型和机械造型，选择手工造型中的两箱造型。模型选择木模。由于阀壳有无法起模的部位，需要将其设为活块或者采用其他方法，具体的做法是如下： ，阀壳的两个加强筋的主要作用是支持作用，对尺寸的要求不大，故在造型时将加强筋设为泡沫。 ，阀壳周围分别若干的小凸台不能起模，可设为泡沫，阀壳两侧各有一个凸台不能起模，由于凸台内侧需要机加工，因此凸台内侧不铸，这样可以顺
19、利起模。造芯方法也有手工造型和机械造型两种，选择手工造芯中的芯盒造芯。造好的型砂及芯砂都要进行烘干脱水称为干型砂。1.1.4 浇注位置和分型面的确定 浇注位置是指浇注是，铸件在铸型中所在的位置。浇注位置的确定一般按照一下原则： 必须使铸件上最重要的部分或较大平面朝下，当不可能朝下时，可放在侧面。这样可以减少重要部分或平面出现气孔、砂眼、包砂、缩松等缺陷。 铸件的放置应有利于砂芯的定位与稳固支承。对体积较大的砂芯，最好使芯头朝下。 铸型的位置应有利于在浇注时，砂型和砂芯的排气。 分型面是指模型直接相互接触的表面。分型面的选择与浇注位置的选择有密切的联系，为了保证铸件的质量和简化工艺，分型面的选择
20、应尽量与浇注位置一致。 对于本铸件可能的方案有三个，如下图所示。黑色直线表示分型面。图1 A方案图2 B方案图3 C方案 现从起模、铸件质量、铁水填充和芯子放置四个角度对三种方案进行比较。 A方案：起模容易，除加强筋、若干小台阶和抓不能起模，其他部位都可以。大平面侧放，能够一定程度上保证平面的铸造质量，筒型内廓的上表面朝上，可能会产生气泡等缺陷。较大截面芯子水平放置不利于其稳固。铁水在型腔中的流动复杂。 B方案：起模复杂，大平面和和筒型内轮廓都侧放，一定程度上保证重要加工面的质量。较大截面芯子竖直放置有利于其稳固。铁水充型较顺利。 C方案：起模复杂，大平面朝上不能保证重要加工面的质量从四个角度
21、综合考虑后，首先排除C方案，由于A方案起模容易大大减轻了造型中的工作量，故选择A方案。A方案存在一下问题及解决方法：铁水不易在型腔中均匀填充，为防止引起的铁水流动集中应在水平方向多设内浇道。筒型内廓朝上可能会产生气泡等缺陷，应加大机械加工余量。1.1.5 浇注系统 铸型中引导液体金属流如型腔的通道称为浇注系统。浇注系统应保证液态金属平稳地、无冲击地、连续地充满型腔。 浇注系统由直浇道、横浇道、内浇道和浇口杯组成1）浇注系统的类型选择 浇注系统按金属液导入型腔的位置分为顶注式、中注式和底注式等。由于中注式的优缺点介于顶注式和中注式之间，且造型简单，故采用中注式。浇注系统按各单元截面的比例分为收缩
22、式浇注系统（F直F横F内）、扩张式浇注系统（F直F横F内）和半扩张式浇注系统（F横F直F内）。由于收缩式浇注系统的最初阶段直至整个充型过程都保持充满状态，金属液中的渣子易于上浮到横浇道上部，避免进入型腔。此外，这种浇注系统所占体积较小，减小了合金的消耗，适合不易氧化的铸铁件。故选择收缩式浇注系统。由于分型面和分模面重合，阀壳是近乎关于分型面的对称体，故选择中注式浇注系统。2）浇注系统的尺寸计算 由参考文献1 （801页）得浇注系统的最小截面积为式中：GL流经Fmin的铁水的总质量（kg）；t浇注时间（s）；g重力加速度（98.1cm/s2）； 流速系数； Hp平均压头（cm）。以下为求解过程：
23、求GL：GL指包括浇注系统的总质量，现浇注系统尚未确定。可采用公式，铸铁件GL一般为铸件质量G的1.11.4倍。即GL=(1.11.4) G 参考文献2 245页 系数取1.2，则GL=1.2G=1.2114=136.8kg求浇注时间t： 对于质量小于10000kg的形状复杂的铁件，参考文献3 199页，其浇注时间可按经验公式计算：式中：t浇注时间（s）；GL型内金属液的总质量，包括浇注系统的总质量；S1系数，一般情况下取2；铸件的平均壁厚（mm）。对于形状复杂的铸件，可取主要部分的壁厚。故浇注时间=27s。流量损耗系数：由参考文献1 801页 表437得=0.48平均压头Hp：图4 浇注时的
24、铁水压头如上图，铁水在充型过程中，压头是变化的，故取平均值，计算公式为：（参考文献1 801页）式中：H0浇口杯水平面至内浇口的距离（cm）； P内浇口至铸件最高点的距离（cm）； C铸件在铸型中的高度（cm）。对于中注式系统：H0=HM+PHMLtan式中：HM最小剩余压头高度（mm）；L金属液的流程（mm）；压力角（）。参照1.3.3中砂箱内框尺寸设计的：L=615mm。=8则，H0615tan8+200（mm）=290mm综合后面的砂箱设计将H0选取为400mm。则，综合以上，得浇注系统中最小截面为：取F内=4cm23）各浇道截面计算由参考文献3 197页 选择浇注系统各单元截面比例：F
25、直 : F横 : F内=1.3：1.1：1故，F直=1.2F内=4.8cm2 F横=1.1F内=4.4cm2为使铁水能均匀地注入型腔，内浇道的数目设为4个，则每个内浇道的面积为=F内/4=1cm24）浇注系统的形式（1）浇道截面形状为了方便浇注系统的造型及铁水在浇道中的流通，将内浇道和横浇道的截面设置为正方形，将直浇道的截面设为圆形，下图为依次截面形状及尺寸：图5 各浇道截面形状及尺寸 （2）浇道的形状下图为浇道中横浇道和直浇道的形状，横浇道设为U型，为了更好的挡渣，在两端各设一过滤网。图6 浇道形状（3）浇口杯设计漏斗形浇口杯适用于中型铸件，造型简单故选择漏斗形浇口杯，下图是浇口杯的形状。图
26、7 浇口杯的形状1.1.6砂芯的设计 砂型是铸型的一部分，主要用来获得铸件的型腔、穿透孔和铸件外形不易取出的部分或个别要求型砂强度较高的部位。1）砂芯的划分根据铸件的结构、质量要求和生产条件来划分砂芯。下图为阀壳型腔的形状，为了简化造芯的劳动量，选择做一个完整的砂芯，下图也是砂芯的形状，成十字状。图8 砂芯的形状2）砂芯的排气为了避免铸件内产生气孔缺陷，必须排除浇注是砂芯内产生的气体。3）芯骨为了保证砂芯在制造、运输、装配和浇注过程中不变形、不开裂，砂芯应具有足够的刚度和强度。生产过程中常在砂芯中埋置芯骨，以提高其强度和刚度。 对于中型砂芯，一般采用铸铁芯骨或用型钢焊接而成的芯骨，为了便于吊运
27、，在芯骨上应作出吊环。图9 芯骨形状由于砂芯是十字花型，所以芯骨也相应的做成十字花形，芯骨要设有排气孔和吊环。下芯时，在芯坐部位根据尺寸挖出砂子露出吊环，下芯后再把露出的部位进行修补。4）砂芯的固定和定位砂芯在砂型中的位置是靠芯头来固定的。图10 砂芯的位置5）芯头尺寸芯头的尺寸与采用的铸造工艺有关，一般决定于铸件相应部位孔、槽的尺寸。为了下芯和合型方便，芯头应有一定的斜度，芯头与芯坐之间应有一定的间隙。已知砂芯成十字形，稳定性较好。芯头的尺寸应满足两个方面的要求： 下芯浇注前后，能支持住砂芯的压力下芯浇注前后，砂芯不会发生破裂。假设芯头作用在砂芯的面积为S，砂型（芯）的密度为，砂（芯）的强度
28、为P，铁水密度为，砂芯的体积为V。为满足条件1，则： （公式1）为满足条件2，则 （公式2）由参考文献4 93页，=1200 kg/m-3 由参考文献4 114页，P=80kPa有UG分型砂芯的体积V=0.043m3根据公式1，80103，得 S64cm2根据式二80103，得S305.5cm2令砂芯在分型面上的投影面积AS即可满足要求。即，A=200L1+200L2+(375+D)L3/2+(375+D)L4/230550 mm2以下数据是可以满足上式的L1=L2=70mmD=240mmL3=40mmL4=90mm从而得出芯头座的尺寸。1.2工艺参数的计算 铸造过程中需要选择一些必要的设计参
29、数1.2.1线收缩量 铸件冷却后，由于固体收缩使铸件的尺寸比铸型的轮廓尺寸小，为了使铸件尺寸与图纸尺寸一致，需要在模型上放出收缩余量，用收缩率表示，其计算公式为： 式中 线收缩率（%） L模模型尺寸（mm） L件铸件冷却后的尺寸（mm） 由参考文献3 123页选取线收缩率为0.8%1.2.2铸件尺寸公差 铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差。在这两个允许的极限尺寸之内，铸件可满足加工、装配和使用的要求。 由参考文献3 118页， 对于手工砂箱造型、单件、灰铸铁件，其公差等级CT为1315。综合铸件的设计要求公差等级CT取14，即GB/T6414CT14。1.2.3加工余量铸件在机
30、械加工时所切去的金属层厚度，称为机械加工余量，简称加工余量。铸件的某一部位在铸态下的最大尺寸应不超过成品尺寸与要求的加工余量及铸造公差之和。要求的机械加工余量等级有10级，称之为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K。由参考文献3 122页，对于砂型铸造手工造型、灰口铸铁件，加工余量等级为FH。由参考文献3 122页，选取合适的加工余量等级及数值。 根据参考文献1 887页 三级精度铸件机械加工余量表选择合适的加工余量并综合尺寸公差等级并在铸造工艺图中标出。1.2.4 拔模斜度 当铸件本身没用足够的结构斜度，应在铸件设计或铸造工艺设计时给出铸件的拔模斜度，以保证铸型的起模。按照零件图的要求选择
31、选择拔模斜度为1：20。1.2.5 分型负数造型时，由于起模后的修型和烘干过程中砂型的变形引起分型面凹凸不平，使合型不严密，为防止浇注时从分型面跑火，合型时需要在分型面上放耐火泥，这就增加了型腔的高度。另外，由于砂型的反弹也可造成型腔高度尺寸的增加。为了保证铸件尺寸符号图样要求，在模样上必须减去相应的高度，减去的数值称为分型负数。由参考文献3 136页，分型负数可选择2mm。1.3砂箱设计 砂箱是铸造生产中必需的工艺装备之一。1.3.1 砂箱的分类及结构1）砂箱的分类砂箱按造型方法分为手工造型用砂箱、机械造型用砂箱等，鉴于单件小批生产，选择手工造型用砂箱。砂箱按制造方法和材料分为整铸式、焊接式
32、和装配式。材料的选择灰铸铁，造型方式选择整铸式。2）砂箱的结构对于手工造型砂箱的结构形式如下：多为单壁结构，设有用于翻转和搬运的手柄或吊轴，箱壁有相当数量的排气孔。砂箱的两端设有箱耳，用于安装定位销和定位套，以确保造型的定位精度。为了保证合型的紧固，通常在砂箱上设有紧固结构。1.3.2 砂箱的选择及设计 一般来说，砂箱的选择和设计与零件的铸造工艺设计、生产条件有关。在进行砂箱的设计是，应当如意如下一些原则： 首先应满足铸件工艺流程中的生产要求，应具备造型、定位、合型、搬运等功能性结构。砂箱应尽量标准化、系列化、通用化。砂箱要保证必要的加工精度。1.3.3砂箱各部分的结构和尺寸1）砂箱的内框尺寸
33、砂箱的内框尺寸，主要根据零件工艺布置图和吃砂量来确定。吃砂量可以参照下表来选出。图11 吃砂量示意图表2 吃砂量数值（mm）模型平均轮廓ab和cd滑脱砂箱203050为一半砂箱中模型高度的四分之一4003050407040070050707090为一半砂箱中模型高度的0.250.7570010007010090120模型的平均轮廓为：，故吃砂量（mm）的值为： a：5070 ， b和c：4070 ，d：50150，取100为造型时的方便，将吃砂量a值设为推荐值的4倍。因此砂箱内轮廓尺寸范围为：A：（9401210）mm B：(800960)mm C：(270290)mm由参考文献2 63063
34、1页通用砂箱的选取表砂箱尺寸为：长：1000mm 宽：900mm 高：300mm2）砂箱箱壁的截面尺寸砂箱箱壁是砂箱的主要结构 。图12 砂箱箱壁3）紧固箱耳设计紧固箱耳起到对砂箱的紧固作用，防止在浇注过程中因浮力的作用致的砂箱起伏。砂箱的紧固箱耳形式如下： 图13 紧固箱耳4）定位孔的截面形状如下：图14 定位孔5）箱带设计箱带是将砂箱分成若干的区域，从而增加砂箱对型砂的摩擦附着力，箱带的形状如下图。图15 箱带由于箱带的高度为100mm，因此综合之后砂箱的内框尺寸为1000mm900mm400mm（注：以上箱壁、紧固箱耳、箱带的具体尺寸，参加上砂箱、下砂箱工艺图，、。）1.3.3 合箱合箱
35、工艺包括下芯、合型及合型后的紧固。1）下芯下芯是值将砂芯放入砂芯中，按照工艺图将砂芯放入砂型中。下芯后需要检查砂芯的相对尺寸。2）合箱及定位、紧固合箱工艺是砂箱设计的最后一道工序，砂型（芯）造型完毕后，将砂芯、过滤网放入正确的位置，然后上下砂箱合型。定位是为了保证铸件的尺寸精度，防止错箱。合箱时的定位是靠定位销与定位孔的配合实现的。紧固是用紧固螺栓将上下砂箱紧固在一起。金属液在充型时，上砂型要受到金属液作用的抬型力。会影响铸造质量。紧固就是消除抬型力对砂箱的影响。2 铸件热处理工艺设计铸件热处理是将铸件在固态下加入到约定的温度，并在该温度下保持一定的时间，然后一定的速度冷却下来的一种加工工艺2
36、.1 铸件热处理概述由于铸件的壁厚不均匀，各部位冷却速度不同，以不同的时间通过由塑性到弹性变形温度范围，以及在冷却过程中发生石墨化和相变引起体积的变化，因而常常在铸件内产生应力。内应力的存在可能是铸件产生扭曲和裂纹。而灰铸铁中的石墨呈片状，用热处理方法来改善其力学性能的效果不太明显。所以对于不需要进行特殊热处理的灰铁铸件，特别是形状复杂的灰铁铸件，常常进行消除内应力处理。2.2退火方案及热处理工艺曲线图消除灰铁铸件内应力最常用的方法是去应力低温退火。去应力低温退火是将铸件加热到AC1以下规定温度，适当保温后，炉冷，是一种不以组织转变或改变组织形态与分布为目的的退火方案。退火方案：铸件名称：电除
37、尘阀壳铸件材料：HT200铸件质量：114kg铸件规格：515mm450mm400mm化学成分：w(C)=3.13.6%，w(Si)=1.82.1%，w(Mn)=0.70.9%，w(P)0.15%，w(S)0.12%铸件热处理的目的：消除内应力铸件热处理方法：低温退火由参考文献5，401页，得铸件去应力退火规范。表3 铸件去应力退火规范铸件种类铸件质量/kg装炉温度/升温速度/h-1加热温度/保温时间/h冷却速度/h-1出炉温度/一般2002001005005504630200由退火方案可以绘制出相应的工艺曲线图。时间/h温度/500550炉冷空冷46图16 热处理工艺曲线图2.3热处理炉的选
38、取确定好退火方案后就要选取热处理炉了。.热处理炉型的选择中温箱式炉可用于退火操作，根据参考文献8，165页，选取RX609型号热处理炉，其技术参数如下。表四 热处理炉技术参数型号功率/kW电压/W相数最高工作温度/炉膛尺寸/mm（长宽高）RX60960380395015007504502.4退火操作工艺确定好退火方案和热处理炉的型号后可以进行退火操作了，具体操作如下：在热处理炉里铺垫若干圆形的铁棒，接通电源，将温度升至200以下；打开炉门，将阀壳放在铁棒上，将其推入炉内，封闭炉门。以小于100/h的速度加热至500550。然后保温46h。关闭电源，炉冷至低于200，然后取出阀壳空冷至室温。结
39、论本设计主要分成两大部分：铸造工艺设计和热处理工艺设计。在铸造工艺设计部分中，首先，选定铸造生产方法。本设计选用手工造型。其次，确定了浇注位置，选择了分型分模面。根据铸件的大小、尺寸等因素来进行了型芯的划分，本设计采用一个砂芯；由于起模不便，还采用了泡沫实型。选择了中间注入式作为浇注系统，通过计算和查表确定了浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道的尺寸。工艺参数主要进行了加工余量、拔模斜度、线收缩量等的选择和计算。最后，进行了砂箱的设计，确定了砂箱的具体结构，绘制出砂箱零件图。进行了合箱图设计，并绘制出合箱图。在热处理工艺设计部分中，首先进行了加热炉的选择，本设计选用台车式电阻炉。然后根据零件的热处理
40、工艺要求，进行了热处理工艺设计。确定了去应力退火的热处理工艺方案，绘制出热处理加热保温冷却的工艺曲线。致 谢此次毕业设计历时三个月，是我大学学习中遇到过的为期最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。我能顺利完成设计离不开老师和同学的帮助。首先，我要感谢我的导师 ，他治学严谨、学问渊博而且富有耐心的作风将是我今后工作、学习的榜样，李教授循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组的同学，我们相互探讨、交流、鼓励。即将离开学校的我，才突然间感受到在校学习的时光的宝贵。我要感谢沈阳大学，让我度过了难忘的四年大学。谢谢授予我课程的老师，感谢
41、他们的谆谆教导。我更要感谢我的父母，没用他们的坚持，我可能早就放弃求学之路了。我要将这份坚持延续下去。参考文献1 铸铁手册编写组. 铸铁手册M. 北京：机械工业出版社，1976.72 曲卫涛，张启勋，王薇薇. 铸造工艺学M. 西安：西北工业大学出版社，1993.93 中国机械工程学会铸造分会. 铸造手册第5卷铸造工艺M. 北京：机械工业出版社，2006.14 中国机械工程学会铸造分会. 铸造手册第4卷铸造材料M. 北京：机械工业出版社，2006.15 樊东黎. 热处理技术数据M. 北京: 机械工业出版社, 2000,16吉泽升. 热处理炉 第3版M. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 1999.17 陈琦，彭兆弟. 铸件热处理应用手册M. 北京：机械工业出版社，2011，18 中国机械工程学会热处理分会. 热处理手册 第4版 3卷 热处理设备和工辅材料M. 北京：机械工业出版社，2008.134 沈阳大学毕业设计 No