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中座主要起承上启下的作用， 大平面的导轨与相关设备配套，其他部位起到支撑与连接底座的作用。中座性能特点：在工作过程中承载的载荷较大，与其他机器部位相结合，所以整体的强度高，抗压能力强，耐磨。零件材质为HT250。
铸铁具有很好的石墨化膨胀的特点，在金属液收缩后会发生石墨化膨胀来补缩，可以考虑实现无冒口设计。铸件要保证其组织的致密度，不能有缩松、缩孔、气孔、夹砂的存在，铸造过程中大平面应该朝下。
1.工艺方案的确定
1.1浇注位置
对于该铸件而言，由于大平面要起支撑作用，所受力大，因此组织要致密；此外大平面表面还有加工轨道。为防止出现夹砂等缺陷，将大平面朝下放置，从顶部浇注。这样设计，开浇道简单方便，容易实现由下到上的顺序凝固，保证了大平面组织的致密度。而且可以实现合型位置、浇注位置、铸件冷却位置相统一。从顶部注入可能对型砂有冲击作用，我们选用了双向缓流式浇注系统，减小了金属液注入时对型砂的冲击。
1.2分型面的确定
采用曲面造型，造型简单，上箱起模简单，造出砂型凸台；下箱起模较难，需采用活块造型。该方案下芯方便，合型与检查尺寸比较容易。在通孔的造型过程中需要一个砂芯，该砂芯处于下砂箱；浇注位置与分型面一致，便于浇道的开取。
2.砂芯的设计
我们设计的砂芯是一种特殊的砂芯，在造型过程时造出放置砂芯两端的型腔。一个整体砂芯1#，有两个芯头2#、3#。由于是二氧化碳硬化的水玻璃砂芯，由于撞砂过程砂芯不易胀大，不烘干，不留砂芯余量。起到增加零件强度的肋板在铸造中精度要求较低；铸件主要作用是起支撑作用，在铸造过程中要尽量减少气孔、缩孔、缩松等缺陷情况的出现。
3.浇注系统设计
3.1浇注系统类型的选择
结合铸件形状要求，选择顶注双向缓流式浇注系统。顶注式可以实现顺序凝固得到致密的组织。
3.2浇注系统的设计与计算
3.2.1浇注系统各部分尺寸计算
对于重量小于1000kg的铸铁件，其叫浇注时间可按迪台尔特（Dietert）公式计算：
■
v:浇注速度（kg/s）
G:型内金属总质量（包括浇注系统）（kg）。
δ:铸件的壁厚（cm）
A:系数（铸铁为0.9）
B:系数（铸铁为0.833）
综合考虑后取t=28s.
经查阅《铸造手册（5卷）》第二版P522表6-78，铸件高度为250mm,铸件全部位于下型时，HP=40cm。
■
将内浇道截面作为阻流截面，总截面积比：ΣS内: ΣS横: ΣS直=1 : 1.1～1.5：1.2～1.25。查询《铸造手册（5卷）》第一版P263：ΣS内=24cm2、ΣS横=30.16cm2、ΣS直=28.26cm2 。
3.2.2浇注系统各部分尺寸
（1）浇口杯：浇口杯主要是储存金属液，在凝固过程中能起到一定的补缩作用。经查阅《铸造手册（5卷）》第一版P277表3-220 池形浇口杯尺寸，A=320mm、B=200mm、l=110mm、H=155mm、m=15mm、h=45mm、d=50mm、R1=25mm、R=30mm。最大可储存金属液约为60kg。
（2）内浇道：单个S内=6.0cm2、ΣS阻=24cm2。欲实现无冒口设计，为补偿二次收缩，需要石墨化膨胀引起的压力。只有内浇道完全凝固后才能产生压力，因此内浇道要薄，厚度b约为13～16mm的内浇口符合要求。内浇道的截面尽量是矩形的，其宽度a大约是厚度b的4倍，其长度等于或超过宽度。
（3）横浇道： A-A截面和B-B截面,该横浇道上部分与下部分搭接的长度x=36mm。
ΣS横=30.16cm2 SA-A=15.08cm2 SB-B=13.8cm2
（4）直浇道：S直=28.26cm2
4.出气孔和冒口的设计
4.1 实现无冒口设计的条件及要点
（1）为了从浇注完毕的一瞬间一直到共晶凝固开始获得液体膨胀，浇注温度在1300～1400℃。
（2）铸件的主要部分的模数必须是2.5厘米或更大，没有上限。
（3）为了获得液体膨胀，铁水的冶金质量应有利于是石墨的析出。这就要求比较高的碳当量，最好在4.20在4.25（SC=0.97或0.99）之間；低的锰含量，最高位0.2%，良好的孕育措施，有充分的根据，可称他为最重要的变量。
（4）为补偿二次收缩，需要石墨化膨胀引起的压力。然而，只有内浇道完全凝固后才能产生压力，为此内浇道要薄，但是不能薄到浇注时内浇道就凝固，厚度b约为13～16mm的内浇口符合这两方面的要求。内浇道的截面尽量是矩形的，其宽度a大约是厚度b的4倍，其长度等于或超过宽度。
（5）压力（当液体膨胀是可达到最大值）应很高，要几倍的大气压力。
4.2 出气孔及冒口的尺寸设计
4.2.1 出气孔的尺寸设计
该铸件的出气孔应按在4个圆形凸台和中间大环形面上。根据铸件凝固过程设置6个出气孔，4个环形凸台上各2个，中间大环形面对称4个。结合无冒口设计条件，设置气孔直径为15mm。
4.2.2 冒口的尺寸设计
对于铸件而言,由于各部分冷却速度不同,在凝固的某一时刻,一部分不再收缩,一部分已进入了石墨膨胀 ,时间是同时的,铁水是相通的,这时的膨胀才有可能叠加相抵。当它们在宏观上收缩与膨胀的量相等时,称这个时刻铸件进入了均衡凝固,冒口的补缩作用,只存在铸件完全由石墨析出来之前的一段时间,而达到均衡凝固之后,铸件完全由石墨析出产生的膨胀来补偿。因此铸件与外界联系的通道必须切断,并要求有刚硬的铸型和上下箱把紧,故采用干砂型铸造,避免型腔外移、膨胀。如果工艺条件促使浇注之后即开始均衡凝固,就可实现无冒口铸造。
选择模数M=2.13cm的安全冒口，冒口总质量G=19.0kg，质量小于铸件总质量的2%.尽量减少冒口的质量和数量，减少成本。冒口的切除比较容易。
5.工艺出品率
工艺出品率为90.19%。
【参考文献】
［１］铸造手册，第5卷：铸造工艺/中国机械工程学会铸造专业学会编.北京：机械工业出版社，1994.
［２］铸造工程师手册/铸造工程师手册编写组编.2版.北京：机械工业出版社，2002.12.
［３］张伯明主编，铸造手册.第1卷，铸铁；中国机械工程学会铸造分会组编.3版.北京：机械工业出版社，2010.11.
［４］铸造工艺及应用/吕振林等编著.北京：国防工业出版社，2011.1.
［５］[美国]S.I.卡塞.灰铁和球铁件冒口设置方法(论文).
［６］梅文光,虞明.均衡凝固理论在我厂生产中的应用（论文）.
［７］张云杰, 陈锋正编著UG NX 6.0中文版零件与装配设计.北京:清华大学出版社,2010.
［８］铸工实用手册/沈济民，陆用伟编著.南京：江苏科技技术出版社，2002.11.
铸铁具有很好的石墨化膨胀的特点，在金属液收缩后会发生石墨化膨胀来补缩，可以考虑实现无冒口设计。铸件要保证其组织的致密度，不能有缩松、缩孔、气孔、夹砂的存在，铸造过程中大平面应该朝下。
1.工艺方案的确定
1.1浇注位置
对于该铸件而言，由于大平面要起支撑作用，所受力大，因此组织要致密；此外大平面表面还有加工轨道。为防止出现夹砂等缺陷，将大平面朝下放置，从顶部浇注。这样设计，开浇道简单方便，容易实现由下到上的顺序凝固，保证了大平面组织的致密度。而且可以实现合型位置、浇注位置、铸件冷却位置相统一。从顶部注入可能对型砂有冲击作用，我们选用了双向缓流式浇注系统，减小了金属液注入时对型砂的冲击。
1.2分型面的确定
采用曲面造型，造型简单，上箱起模简单，造出砂型凸台；下箱起模较难，需采用活块造型。该方案下芯方便，合型与检查尺寸比较容易。在通孔的造型过程中需要一个砂芯，该砂芯处于下砂箱；浇注位置与分型面一致，便于浇道的开取。
2.砂芯的设计
我们设计的砂芯是一种特殊的砂芯，在造型过程时造出放置砂芯两端的型腔。一个整体砂芯1#，有两个芯头2#、3#。由于是二氧化碳硬化的水玻璃砂芯，由于撞砂过程砂芯不易胀大，不烘干，不留砂芯余量。起到增加零件强度的肋板在铸造中精度要求较低；铸件主要作用是起支撑作用，在铸造过程中要尽量减少气孔、缩孔、缩松等缺陷情况的出现。
3.浇注系统设计
3.1浇注系统类型的选择
结合铸件形状要求，选择顶注双向缓流式浇注系统。顶注式可以实现顺序凝固得到致密的组织。
3.2浇注系统的设计与计算
3.2.1浇注系统各部分尺寸计算
对于重量小于1000kg的铸铁件，其叫浇注时间可按迪台尔特（Dietert）公式计算：
■
v:浇注速度（kg/s）
G:型内金属总质量（包括浇注系统）（kg）。
δ:铸件的壁厚（cm）
A:系数（铸铁为0.9）
B:系数（铸铁为0.833）
综合考虑后取t=28s.
经查阅《铸造手册（5卷）》第二版P522表6-78，铸件高度为250mm,铸件全部位于下型时，HP=40cm。
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将内浇道截面作为阻流截面，总截面积比：ΣS内: ΣS横: ΣS直=1 : 1.1～1.5：1.2～1.25。查询《铸造手册（5卷）》第一版P263：ΣS内=24cm2、ΣS横=30.16cm2、ΣS直=28.26cm2 。
3.2.2浇注系统各部分尺寸
（1）浇口杯：浇口杯主要是储存金属液，在凝固过程中能起到一定的补缩作用。经查阅《铸造手册（5卷）》第一版P277表3-220 池形浇口杯尺寸，A=320mm、B=200mm、l=110mm、H=155mm、m=15mm、h=45mm、d=50mm、R1=25mm、R=30mm。最大可储存金属液约为60kg。
（2）内浇道：单个S内=6.0cm2、ΣS阻=24cm2。欲实现无冒口设计，为补偿二次收缩，需要石墨化膨胀引起的压力。只有内浇道完全凝固后才能产生压力，因此内浇道要薄，厚度b约为13～16mm的内浇口符合要求。内浇道的截面尽量是矩形的，其宽度a大约是厚度b的4倍，其长度等于或超过宽度。
（3）横浇道： A-A截面和B-B截面,该横浇道上部分与下部分搭接的长度x=36mm。
ΣS横=30.16cm2 SA-A=15.08cm2 SB-B=13.8cm2
（4）直浇道：S直=28.26cm2
4.出气孔和冒口的设计
4.1 实现无冒口设计的条件及要点
（1）为了从浇注完毕的一瞬间一直到共晶凝固开始获得液体膨胀，浇注温度在1300～1400℃。
（2）铸件的主要部分的模数必须是2.5厘米或更大，没有上限。
（3）为了获得液体膨胀，铁水的冶金质量应有利于是石墨的析出。这就要求比较高的碳当量，最好在4.20在4.25（SC=0.97或0.99）之間；低的锰含量，最高位0.2%，良好的孕育措施，有充分的根据，可称他为最重要的变量。
（4）为补偿二次收缩，需要石墨化膨胀引起的压力。然而，只有内浇道完全凝固后才能产生压力，为此内浇道要薄，但是不能薄到浇注时内浇道就凝固，厚度b约为13～16mm的内浇口符合这两方面的要求。内浇道的截面尽量是矩形的，其宽度a大约是厚度b的4倍，其长度等于或超过宽度。
（5）压力（当液体膨胀是可达到最大值）应很高，要几倍的大气压力。
4.2 出气孔及冒口的尺寸设计
4.2.1 出气孔的尺寸设计
该铸件的出气孔应按在4个圆形凸台和中间大环形面上。根据铸件凝固过程设置6个出气孔，4个环形凸台上各2个，中间大环形面对称4个。结合无冒口设计条件，设置气孔直径为15mm。
4.2.2 冒口的尺寸设计
对于铸件而言,由于各部分冷却速度不同,在凝固的某一时刻,一部分不再收缩,一部分已进入了石墨膨胀 ,时间是同时的,铁水是相通的,这时的膨胀才有可能叠加相抵。当它们在宏观上收缩与膨胀的量相等时,称这个时刻铸件进入了均衡凝固,冒口的补缩作用,只存在铸件完全由石墨析出来之前的一段时间,而达到均衡凝固之后,铸件完全由石墨析出产生的膨胀来补偿。因此铸件与外界联系的通道必须切断,并要求有刚硬的铸型和上下箱把紧,故采用干砂型铸造,避免型腔外移、膨胀。如果工艺条件促使浇注之后即开始均衡凝固,就可实现无冒口铸造。
选择模数M=2.13cm的安全冒口，冒口总质量G=19.0kg，质量小于铸件总质量的2%.尽量减少冒口的质量和数量，减少成本。冒口的切除比较容易。
5.工艺出品率
工艺出品率为90.19%。
【参考文献】
［１］铸造手册，第5卷：铸造工艺/中国机械工程学会铸造专业学会编.北京：机械工业出版社，1994.
［２］铸造工程师手册/铸造工程师手册编写组编.2版.北京：机械工业出版社，2002.12.
［３］张伯明主编，铸造手册.第1卷，铸铁；中国机械工程学会铸造分会组编.3版.北京：机械工业出版社，2010.11.
［４］铸造工艺及应用/吕振林等编著.北京：国防工业出版社，2011.1.
［５］[美国]S.I.卡塞.灰铁和球铁件冒口设置方法(论文).
［６］梅文光,虞明.均衡凝固理论在我厂生产中的应用（论文）.
［７］张云杰, 陈锋正编著UG NX 6.0中文版零件与装配设计.北京:清华大学出版社,2010.
［８］铸工实用手册/沈济民，陆用伟编著.南京：江苏科技技术出版社，2002.11.