上转盘工艺方案.pdfVIP

2023中国大学生机械工程创新创意大赛：

第十四届铸造工艺设计赛

参赛作品

铸件名称：C件-上转盘

自编代码：XCNGU26T

摘要

本次铸造工艺为C件-上转盘的铸造工艺。上转盘材质为HT300，用于刹车制动盘。制动

盘处于冷热交替状态，易产生热疲劳造成制动盘出现裂纹，因此制动盘需要具备较高的强度、

导热性和耐热性，并且具备良好的力学性能。由于上转盘表面存在许多圆孔，需要配合其他

零件来共同完成工作，孔的质量及尺寸精度决定了工作质量。因此在工艺设计中，应保证铸

件精度与质量，在此前提之下，考虑对成本的降低与工艺中污染的减少。

本文叙述了上转盘的工艺设计思路，用UG软件建立三维模型，并在此基础上进行工艺

设计。本次工艺采用碱性呋喃树脂砂造型，半封闭式底注式浇注系统，分型面设在最大轮廓

处。浇注系统设计了3种方案，使用PrOCAST仿真模拟软件分别对其进行初步模拟，分析

模拟结果的充型过程、缺陷分布以及工艺改进性等方面，最终浇注系统选择平做平浇底注式

的浇注系统，充分保证铸件重要工作部位在铸件下部，提高铸件质量。在工艺改进中，通过

增设冒口和冷铁，并开设保温冒口，使铸件产生有利于最终铸件综合性能的顺序凝固方式，

消除了铸件中的缺陷，并且铸件工艺出品率达到90.4%，符合工厂生产中经济性的原则。

铸件选用HT300作为材料，必须经历人工时效处理才能投入使用。采用去应力退火的热

处理方式，可以进一步降低和消除铸件内的残余应力，以防变形和开裂，进一步提高铸件的

可靠性和使用寿命。

关键词：C件-上转盘，铸造工艺优化，砂型铸造

目录

摘要2

第1章零件的特点与工作环境分析6

1.1零件结构特点分析6

1.2零件用途分析7

1.2.1零件工作环境分析7

1.2.2零件结构分析7

1.3铸件材质特点8

第2章造型材料的选择10

2.1造型材料的选择要求10

2.2造型材料的选用10

2.3涂料的选择11

2.3.1树脂砂铸型产生粘砂缺陷分析11

2.3.2树脂砂涂料的选择11

第3章浇注工艺方案的设计13

3.1浇注位置的确定13

3.2分型面的确定13

3.3砂箱内铸件的数目与排列14

3.4铸造工艺参数的确定16

3.4.1铸件尺寸公差16

3.4.2铸件重量公差16

3.4.3机械加工余量16

3.4.4铸造收缩率17

3.4.5起模斜度17

3.4.6最小铸出孔18

3.5砂芯的设计18

3.5.1砂芯方案19

3.5.2芯头尺寸设计19

3.5.3砂芯形状20

3.5.4芯骨设计22

3.5.5砂芯排气22

第4章浇注系统的设计24

4.1浇注系统类型的选择24

4.2浇注时间的确定25

4.3阻流面面积的计算26

4.3.1方案一（环浇注）26

4.3.2方案二（底注式第一种方案）29

4.3.3方案三（底注式第二种方案）30

4.4浇注系统的校核30

4.5浇口杯的设计31

第5章铸造工艺的模拟与分析33

5.1模型导入及网格划分33

5.2铸造参数设定及模拟34