滑動軸承座鑄造工藝設計

1、V熱加工工藝課程設計說明書滑動軸承座鑄造工藝設計 院 系： 工學院機械系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機電一班 姓 名： 馬昆 學 號： 1301050008 指導老師： 劉萬福 日 期： 2015年6月 黃河科技學院課程設計任務書 工 學院 機 械 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 2013級 1 班學號 1301050008 姓名 馬昆 指導教師 劉萬福 題目: 滑動軸承座鑄造工藝設計 課程: 熱加工工藝課程設計 課程設計時間：6月 1日至 6月 14日 共 2 周課程設計工作內容與基本要求(已知技術參數(shù)、設計要求、設計任務、工作計劃、所需相關資料)（紙張不夠可加頁）1已知

2、技術參數(shù)： 滑動軸承座零件圖2設計任務與要求（完成后需提交的文件和圖表等）： 1.設計任務(1)選擇零件的鑄型種類，并選擇零件的材料牌號。(2)分析零件的結構，找出幾種分型方案，并分別用符號標出。(3)從保證質量和簡化工藝兩方面進行分析比較，選出最佳分型方案，標出澆注位置和造型方法。(4)畫出零件的鑄造工藝圖（圖上標出最佳澆注位置與分型面位置、畫出機加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及型芯頭，圖下注明收縮量）。(5)繪制出鑄件圖。2.設計要求(1)設計圖樣一律按工程制圖要求，采用手繪或機繪完成，并用三號圖紙出圖。(2)按所設計內容及相應順序要求，認真編寫說明書（不少于3000字）。3工作計劃（

3、進程安排） 熟悉設計題目，查閱資料，做準備工作 1天確定鑄造工藝方案 1天工藝設計和工藝計算 2天繪制鑄件鑄造工藝圖 1天確定鑄件鑄造工藝步驟 2天編寫設計說明書 3天答辯 1天4主要參考資料熱加工工藝基礎、工程材料及成形技術基礎、機械設計手冊系主任審批意見：審批人簽名：滑動軸承座鑄造工藝設計摘 要砂型鑄造在機械制造業(yè)中占有非常重要的地位,不受質量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量的限制。而用于裝軸瓦的部分總稱殼件，其上半部稱為軸承蓋，下半部稱為滑動軸承座。本次對滑動軸承座進行設計?；瑒虞S承座大多用鑄鐵制造，材料為HT200或ZG200ZG400，承受載荷大的采用鑄鋼或鋼板焊接結構。廣泛應用于 冶金，

4、礦山，輸送系統(tǒng)，環(huán)保設備等。 滑動軸承座在鑄造過程中有嚴格的技術要求。本文通過對滑動軸承座的研究，得出滑動軸承座的鑄造工藝。關鍵詞：砂型鑄造，技術要求，鑄造工藝目 錄第1章 緒論11.1 課程設計的意義11.2 設計題目的提出1第2章 材料的確定3第3章 結構工藝分析4第4章 工藝方案的設計64.1鑄型種類及方法確定64.2型芯結構及制造64.3分型面的篩選64.4鑄造位置及澆注口的確定7第5章 鑄件工藝參數(shù)確定95.1加工余量95.2起模斜度及圓角確定105.3收縮量選擇115.4型芯及型芯頭選擇11第6章 澆注系統(tǒng)的擬定146.1系統(tǒng)作用與結構分析146.2橫澆道及其結構146.3各組元截

5、面尺寸確定146.4 系統(tǒng)引注位置的選用166.5冒口及尺寸確定16附 錄18總 結19致 謝20參考文獻2121第1章 緒論1.1 課程設計的意義 金屬熱加工加工工藝課程設計是學生學完了熱加工工藝基礎課程后，對金屬熱加工工藝過程進一步了解的練習性的教學環(huán)節(jié)，是學習深化與升華的重要過程，是對學生綜合素質與工程實踐的能力培養(yǎng)應在指導教師指導下獨立完成一項給定的設計任務，編寫符合要求的設計說明書，并正確繪制有關圖表。在課程設計工作中，應綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。應學會依據(jù)技術課題任務，進行資料的調研、收集、加工與整理和正確使用工具書；培養(yǎng)學生掌握有關工程設計的程序、方法

6、與技術規(guī)范，提高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養(yǎng)學生掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力。通過課程設計，應能樹立正確的設計思想；培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風；在工作設計中，應能樹立正確的工程意識與經(jīng)濟意識，樹立正確的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點與全局觀點。 該課程設計是學完本課程之后的一項重要的實踐，是我們步入社會的一次深刻的鏈接，考察了我們獨立設計，計算，繪圖和分析的能力，同時提高了我們查閱各種設計手冊的能力，通過該課程設計我們了解了鑄造、鍛造、焊接工藝設計的一般步驟，需要用到的一些結構都需要我們認真查閱后繪制到圖紙上，通過課程設計

7、我們學會了很多課本上沒有的知識。1.2 設計題目的提出 熱加工成型技術是機械制造生產(chǎn)過程的重要部分。機械制造則是將各種原材料經(jīng)過各種金屬毛坯成型、改性、連接等工藝轉變?yōu)闄C器的過程。是機械制造生產(chǎn)過程的重要組成部分，也是機械零件切削加工的基礎，其成型對象是各種鑄件，鍛件，沖壓件和焊件，成型材料包括金屬材料、非金屬材料和復合材料等。鑄造是生產(chǎn)零件毛培的主要方法之一，尤其對有些脆性金屬和合金材料的零件毛培。鑄造幾乎不受金屬材料、尺寸大小和重量的限制?？梢陨a(chǎn)各種復雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)具有復雜內腔的零件毛坯。而且鑄件的形狀和大小可以與零件很接近。鑄造工藝是進行鑄造工藝設計的重要一環(huán)，使整個鑄造過程

8、都有據(jù)可依，合理的控制鑄件成型，從而獲得高質量，大批量的合格鑄件產(chǎn)品。滑動軸承座是用來支撐軸承的，始終與傳動的方向保持一致，并且保持平衡；,滑動軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合。在工程中應用廣。第2章 材料的確定灰鑄鐵件主要應用于可鑄造壁較薄且形狀復雜的鑄件。灰鑄鐵有良好的耐磨性，液態(tài)流動性好，凝固收縮性小，抗壓強度高，吸震性好，使用時有充分的強度和剛性，價格適宜?；瑒虞S承座主要承受壓力，能夠滿足且適合滑動軸承座工作要求。因此，選用灰鑄鐵件。在灰鑄鐵中，常用的HT200性能良好，便于加工和鑄造，故選HT200做為鑄造材料。第3章 結構工藝分析滑動軸承

9、座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。由任務書知上方小孔過小不鑄出，鑄件圖樣如圖3-1?；瑒虞S承座的中心孔距地尺寸為100mm；圓通外徑60mm，長65mm；支撐板厚20mm；地板高25mm。為小型鑄件。主要承受徑向載荷，使用簡單不需要安裝軸承，且軸瓦內表面不承擔載荷的部分有油槽，這樣潤滑油可以通過油孔和油溝進入間隙，起到潤滑保養(yǎng)作用。由于其經(jīng)常處于壓應力和摩擦狀態(tài)，故要求能抗壓和耐磨損。通過查找金屬成型工藝設計比較分析得到：，故選擇灰鑄鐵HT200作為鑄件材料。圖3-1 三維形狀及零件圖第4章 工藝方案的設計4.1鑄型種類及方法確定 鑄件按鑄型性質不同，可分為砂型鑄造、特種鑄造和快速成型等方法。而砂

10、型鑄造是以砂型作為造型材料，用人工或機械方法在沙箱內制造出型腔及澆筑系統(tǒng)的鑄造方法。不受鑄件質量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量限制，原料來源廣泛、價格低廉，應用最為普遍。砂型鑄造中的濕型鑄造比較適用于中小型鑄件，對大批量機械化流水線上更為實用。 滑動軸承座在工程中的應用是比較廣泛常見的?；瑒虞S承支座內部結構簡單，主要由內腔和小孔等組成，表面形狀相對復雜，但無特殊表面質量要求；從尺寸上來講，屬于較小尺寸造型；由于選用了灰鑄鐵材料且生產(chǎn)批量不大，技術要求不太高，綜合分析考慮選用砂型鑄造成型，鑄型種類為濕型，采用手工分模，這樣在滿足要求的同時，操作靈活，工藝裝備簡單，成本低，生產(chǎn)率高，必要時易于采用機械

11、自動化操作。4.2型芯結構及制造 滑動軸承座零件有一圓柱筒，故型芯應為一圓柱體，其直徑應小于40，又型芯比較簡單，故采用整體式芯盒制芯的造芯的造芯方法。4.3分型面的篩選分型面選擇時，應在保證鑄件質量的前提下，盡量簡化工藝過程，對于質量要求不高的外形復雜小批鑄件來講，更應先選擇分型面，節(jié)省更多的人力物力，由于滑動軸承座分型結構明顯，具有垂直分型面，可以選擇以下幾種：A方案.如圖4-1將軸承座的一個對稱面a-a作為分型面。這種分型方法思路簡單，符合了最大截面原則，但是這樣不利于內澆鑄口引入，澆注口的選擇對鑄件質量有重要影響。 B方案.如圖4-2選擇分型面b-b，此分型面平直，大部分鑄型位于下沙箱

12、，便于起模，下芯，提高鑄件尺寸精度和生產(chǎn)效率，且只有一個分型面，便于澆鑄時鑄型填充，其他不合理分型方案不再一一列舉，無怪乎不能滿足分型原則，分型方式對鑄件成型精度等影響較大。根據(jù)分型面數(shù)量盡量少，盡量平直等原則。保證鑄件的質量，選擇方案B。 圖 4-1圖4-24.4鑄造位置及澆注口的確定根據(jù)重要表面向下放原則，將滑動軸承座的重要表面放在下面，由于該構件有多個面，因此將其中較大的面朝下放，并對向上的表面采用增加加工余量等措施保證質量，由大而薄表面向下原則，滑動軸承座的大面積平直表面或薄壁部分，在澆鑄時應放在鑄型下部，并盡量讓加固肋板垂直，防止出現(xiàn)澆鑄不足，冷隔等缺陷；由厚大斷面處向上原則，應將滾

13、動軸承座厚大斷面兩端放在上下面，這樣有利于放置冒口和冷鐵補縮。澆注口選擇應符合鑄件凝固方式及特點，保證鑄型填充及鑄件質量，盡量選取有利澆注位置，分析此結構及造型位置，選用圓筒右上方為澆注口如圖4-3，從而避免直澆對鑄件造成沖擊，而且有利于型芯排氣，落砂和檢驗等。圖4-3第5章 鑄件工藝參數(shù)確定5.1加工余量根據(jù)鑄件結構尺寸及造型方法，鑄造材料等因素綜合考慮，查找（GB/T6414-1999,GB/T6416-1999）表5-1，5-2灰鑄鐵造型材料為濕砂型，鑄件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）為（15-13）/H，CT選定為14 /H;再由GB/T6416-1999可以查得相應的加

14、工余量數(shù)值為7.5mm；據(jù)GB/T6414-1999可得公差等級CT為14時，基本尺寸在40-63mm之間時，公差數(shù)值為10mm;基本尺寸在65-100mm之間時，公差數(shù)值為11mm；基本尺寸在100-160mm之間時，公差數(shù)值為12mm。由鑄件基本尺寸60mm,100mm，65mm知 ，滑動軸承座鑄件的尺寸公差為：60+5，100+5.5，65+5.5 表5-1鑄件尺寸公差等級與配套用加工余量等級（GB/T6414-1999）造型材料單件、小批量生產(chǎn)鑄件公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金干、濕砂型（1513）/J（1513）/H（1513）/H

15、（1513）/H（1513/H（1513）/H自硬砂（1412）/J (1311)/H (1311)/H(1210)/H(1210)/H (1210)/H鑄造工藝方法成批大量生產(chǎn)鑄鐵件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕合金砂型手工造型（1311）/J（1311）/H（1311）/H(1311)/H(1210)/H-(119)/H砂型機器造型(108)/H(108)/G(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G 造型材料單件、小批量生產(chǎn)鑄件公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金薄壁殼型（1

16、08）/H(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G金屬鑄型-(97)/F(97)/F(97)/E(86)/F低壓鑄型-(97)/F(970/F(97)/F(86)/F壓力鑄型-(86)/D、(64)/D(75)/D熔模鑄型(75)/E(75)/E-(64)/E(64)/E注：公差等級適于尺寸>25mm鑄件，鑄件可提高公差3等級，1016mm，鑄件可提高公差2等級，1625mm鑄件則可提高公差一級。 表5-2 灰鑄鐵件常見基本尺寸及切削加工余量（摘自GB/T 64161999）CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ基本尺寸加工余量數(shù)值16

17、0-2502.02.03.02.54.03.55.04.54.54.05.55.05.04.06.05.06.04.57.05.58.06.09.57.59.57.0117.5139.0139.0138.51510注：表中每欄有二個加工余量數(shù)值，上面是單側加工時的加工余量值；下面是雙側加工時每側的加工余量值。 單件小批生產(chǎn)，鑄件的不同加工表面，允許采用相同的加工余量值。 砂型鑄件頂面的加工余量等級比底側面的等級降一級選用；孔的加工余量等級，可以采用與頂面相同的等級。5.2起模斜度及圓角確定 滑動軸承座的測量面高度在55-65mm之間，查找金屬成型工藝設計教材，由表中數(shù)值寬度a在1.0-1.5m

18、m之間選取，斜度在1°-1.5°之間，因此綜合考慮取起模斜度為1.5°，寬度為1mm，未標注處垂直起模斜度為1.0°。由上下面相交壁厚為14.5mm，13.5mm查表可知應在1/3-1/6范圍內，此處圓角選為5mm。如圖5-1.圖5-15.3收縮量選擇由鑄造材料灰鑄鐵可知，其收縮量在0.7%-1.0%之間，在單件或小批量生產(chǎn)時取上限，故收縮量選為1.0%.5.4型芯及型芯頭選擇 滑動軸承座內腔成圓柱形孔，由分型方式可知，采用垂直型芯，有利于穩(wěn)固定位，排氣和落砂，由基本尺寸知，型芯長度為65mm，由表查得下型芯高度H1值為25-30mm，確定為25mm；上

19、型芯值為15mm，芯頭間隙為0.5-1.5mm,定為1.0mm；下芯頭斜度5°-10°選為7°，上芯頭斜度6°-15°選擇10°.表5-3 垂直和水平芯頭的尺寸參考數(shù)值 mm型芯長度當心頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時的下芯頭高度H下值3031606110010115015130030150050170070110001001200030151520-3150202520252025-511002530253025302025202530404060-101150303530353035253025304060406050705070151

20、300354535403545304030354060507050706080301500-406040603555354540605070507080100501700-6080608045654565507060806080801007011000-7090709060806080801008010010012000-100120100120801008010080120芯頭高度由下芯頭高度值查得上芯頭高度H上值H下1520253035404550556065708090100120150H上1515152020252530303535404550556580型芯長度當芯頭直徑d或邊長為下

21、列數(shù)值時的水平芯頭直徑2526505110015120020130030140040150050170070110001002023353040405050706080-101200253530403545507060070080100-201400-35454060608070908010090100-401600-4060507070908010090110100120120140130150601800-608080100901101101201101301301501401608011000-90110110130110130120140130150150170第6章 澆注系統(tǒng)的擬定6

22、.1系統(tǒng)作用與結構分析 系統(tǒng)澆注是指砂型中引導金屬液流入型腔的通道，一般由澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道等組成。澆口杯承接金屬液，并經(jīng)直澆道流入橫澆道，再分配給各內澆道流入型腔，因此各交道形狀及截面大小均影響鑄件質量.6.2橫澆道及其結構橫澆道除將金屬液分配給個各內澆道外，最主要的作用是擋渣，課阻止水平流動中的熔渣進入型腔。通常為加強其擋渣作用，常采用鋸齒形橫澆道，穩(wěn)流式橫澆道或帶濾網(wǎng)的橫澆道。6.3各組元截面尺寸確定各組元截面尺寸可根據(jù)鑄件合金種類、質量、尺寸、壁厚、澆鑄時間等，利用簡便經(jīng)驗公式求得。 :： 生產(chǎn)中最小的內澆道截面積為0.04cm2，直澆道最小直徑一般不小于15-18mm。

23、1內澆道橫截面選擇扁平梯形如圖6-1，其特點是扁平梯形內澆道高度低，熔渣不易進入，廣泛用于鑄鐵件生產(chǎn)。根據(jù)內澆道橫截面積S內=1 .3 cm2，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值”a=20mm，b=18mm，c=8mm，內澆道橫截面積如下圖所示 2橫澆道的界面形狀選擇梯形如圖6-2，因為梯形橫澆道當渣能力強、開設容易，應用廣。由S橫=1.2c，表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值”得：A=12mm，B=6mm，C=14mm。所以橫澆道橫截面積如下圖所示：3、直澆道。直澆道橫截面積通常采用圓形如圖6-3，由S直=1.4 c，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值”D=13mm。所以該軸承座的直澆道的橫截

24、面積如下圖所示： 圖6-1內澆道橫截面積圖 6-2橫澆道橫截面積圖 6-3直澆道表6-1灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值內澆道尺寸/mm（S內/m )橫澆道尺寸/mm（S橫/m直澆道尺寸/mm（S直/ m)abcS內abcS內ABCS橫DS直1195506410501611182401723014126808512801914223602031018157115106151202315254802342020188150117171502818317202757024211022513921225322235950328003026113101410263103828421380381130403012

25、455171133450463250195045159045411460020123760056405828005322005652179202416469206545703850653320585322120028205012008060805600805030灰鑄鐵阻流截面計算公式：F阻澆注系統(tǒng)中的最小斷面總面積（cm2）；G流經(jīng)F阻斷面的金屬液總重量（Kg）；總流量損耗系數(shù)；t澆注時間（s）；Hp平均靜壓力頭（cm）式中G=1.56 KG；=0.42；Hp=24 cm；澆注時間t的計算如下：G型內金屬液的總質（重量）（Kg）S1系數(shù)，取決于鑄件壁厚，由表查出。6.4 系統(tǒng)引注位置的選用

26、類澆口常設在鑄件中部某一高度的分型面上，且內澆道開在橫澆道尾端15-40mm處，可將金屬液從合適的地方引入型腔，這種澆注方法應用普遍，適用于各種壁厚均勻、高度不大的中、小型鑄件。故滑動軸承座應選擇中注式澆口6.5冒口及尺寸確定 一般小型、壁厚均勻的鑄件可不設冒口，故在此省略。 綜上所述：將內澆道開設在下型的分界面上，并分兩道將金屬液從兩端法蘭處注入，有利于法蘭冷卻過程中補縮，將橫澆道開設在上型分型面上，起集渣排氣作用；在上型開設直澆道，以形成必要的靜壓力，在上型頂面開設澆口杯，以便于澆注 。鑄造工藝圖如圖6-1.圖6-1鑄造工藝圖零件圖及工藝卡見附圖附 錄 鑄造工藝卡擬定鑄件名稱材料牌號生產(chǎn)類

27、型毛坯質量最小壁厚鑄件圖支撐臺HT200小批2.8kg10mm 造型造型方法砂箱鑄造、兩箱造型砂箱內部尺寸/mm規(guī)格長寬高緊固方法上箱15015050壓鐵緊固420kg下箱15015080砂型烘干烘干溫度烘干時間h方法3005烘干爐澆冒口尺寸mm澆道數(shù)量截面積橫澆道1個1.2c內澆道1個1.3c直澆道1個1.4c澆注工藝規(guī)格出爐溫度/澆注溫度/澆注速度/sec冷卻時間/h>1300>12503555>10熱處理工藝加熱24h至550±20，保溫均熱1 2h后緩冷總 結 通過課程設計鞏固和加深了我們對鑄造工藝課及其它有關基礎課和技術基礎課的知識；握鑄造工藝及工藝工裝的設計方法，鍛煉運用鑄造工藝手冊及其它技術資料的基本技能；使我們進一步提高圖紙、文字表達能力；為今后工作打下基礎。 本文為鑄造工藝課程設計的課題設計報告，設計課題為滑動軸承座的鑄造工藝設計。報告從活動軸承座零件圖開始分析，逐步確定鑄造工藝方案，至模樣模板以及芯盒的設計，其過程和數(shù)據(jù)均已一一給出。在此次課程設計中，團隊發(fā)揮了較大的作用。在課程設計的初期，由于我們都對鑄造工藝有相應