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砂型铸造毕业设计

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目录

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绪论研究基础

生产流程设计

铸造工艺设计

质量缺陷分析

材料与模具设计

成果总结与展望

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绪论研究基础

砂型铸造技术背景

砂型铸造概述

砂型铸造的特点

砂型铸造的分类

砂型铸造是铸造工艺中的一种，是以砂为主要造型材料，通过造型、制芯、浇注、落砂等工序制造铸件的方法。

按造型材料的不同，砂型铸造可分为粘土砂型、水玻璃砂型、树脂砂型等。

砂型铸造具有适应性广、工艺灵活性大、生产成本低等优点，但同时也存在着铸件质量不稳定、生产率低等缺点。

行业发展现状分析

国内外砂型铸造行业现状

全球范围内，砂型铸造仍是铸造行业中的主要工艺之一，但发达国家与发展中国家的技术水平、设备水平、生产效率等方面存在较大差异。

砂型铸造行业发展趋势

砂型铸造行业面临的挑战

随着技术的不断进步，砂型铸造正朝着高效、环保、自动化等方向发展，如绿色铸造、数字化铸造等已成为行业发展的重要趋势。

砂型铸造行业面临着环保压力、人工成本增加、市场竞争加剧等挑战，需要通过技术创新、产业升级等方式加以应对。

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课题研究意义与目标

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课题研究意义

本课题旨在通过对砂型铸造毕业设计的研究，提高砂型铸造工艺水平，推动砂型铸造行业的发展。

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课题研究目标

通过本课题的研究，掌握砂型铸造工艺的基本流程和技术要点，针对现有工艺存在的问题提出改进措施，并通过实验验证改进措施的可行性和有效性。

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铸造工艺设计

根据铸件的形状、尺寸、壁厚、材料等技术要求，分析铸件的结构特点，选择适合的铸造工艺。

根据铸件的使用环境和性能要求，选择适合的铸造合金，如灰铸铁、球铁、铸钢、铝合金等。

考虑生产批量和成本因素，选择经济、高效的铸造工艺。

分析铸造工艺的可行性，包括设备、人员、技术等方面的因素。

工艺方案选择依据

铸件结构特点

铸造合金种类

生产批量与成本

铸造工艺可行性

关键参数计算确定

浇注系统

根据铸件的大小、形状和合金特性，计算并确定浇注系统的尺寸和布局，包括浇口杯、直浇道、横浇道等。

铸造工艺参数

包括浇注温度、浇注速度、冷却速度等，根据合金特性和铸件要求确定。

冒口设计

根据铸件的凝固特性和补缩原理，计算并确定冒口的尺寸、数量和位置，以确保铸件质量。

铸件收缩率

根据合金的收缩特性和铸件的结构特点，计算并确定铸件的收缩率，以便制定合适的铸件尺寸公差。

铸造过程数值模拟分析

充型过程模拟

应力场模拟

凝固过程模拟

优化铸造工艺

利用数值模拟技术，模拟铸造过程中金属的充型过程，预测可能出现的浇不足、冷隔等缺陷。

模拟铸件在凝固过程中的温度场和凝固顺序，预测可能出现的缩孔、缩松等缺陷。

分析铸件在凝固和冷却过程中产生的热应力和组织应力，预测铸件的变形和开裂倾向。

根据数值模拟结果，优化铸造工艺参数和铸件结构，提高铸件质量和生产效率。

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材料与模具设计

强度

型砂在造型过程中需要承受各种应力，因此需要具有足够的强度。同时，在金属浇注时，型砂还需承受金属液的冲击和压力，强度不足的型砂会导致铸件表面缺陷。

透气性

型砂需要具备良好的透气性，以便于浇注时气体顺利排出，避免铸件产生气孔、缩孔等缺陷。

耐火性

型砂在高温金属液浇注过程中需要保持一定的形态和强度，因此需要具有较高的耐火性。

退让性

在铸件凝固和收缩过程中，型砂需要有一定的退让性，以避免铸件产生内应力或变形。

型砂材料性能要求

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分型面设计

分型面是模具的分离面，需要合理设计，以便于模具的制造和使用。同时，分型面也是铸件的重要表面，需要保证铸件在此处的尺寸精度和表面质量。

浇注系统是影响铸件质量的重要因素之一，需要合理设计浇注口、流道、冒口等结构，以确保金属液能够平稳、充分地填充模具型腔。

在模具中设置排气系统，以便于浇注时气体的排出，避免铸件产生气孔等缺陷。

模具在使用过程中需要冷却，以避免模具过热、变形或开裂等问题。因此，需要合理设计冷却系统，确保模具能够得到有效冷却。

浇注系统设计

排气系统设计

模具冷却设计

模具结构设计规范

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模具热力学性能测试

热平衡测试

通过测试模具在特定条件下的热平衡状态，评估模具的热传导性能和散热能力，为模具设计提供参考依据。

热震稳定性测试

温度场模拟测试

测试模具在高温急冷条件下的抗热震性能，以确保模具在使用过程中能够承受温度变化而不破裂或变形。

通过模拟铸件在模具中的冷却过程，测试模具的温度场分布和变化情况，以优化模具的冷却系统设计和提高铸件质量。

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生产流程设计

砂型制备流程设计

砂型种类选择

砂型制备工艺

造型材料准备

砂型检验与维护

根据铸件材质、尺寸和批量选择合适的砂型种类，如手工造型、机器造型等。

选择高质量的型砂、芯砂、粘结剂等材料，确保造型