金屬工藝學(xué)課程設(shè)計滑軸架

1、目錄1 鑄造工藝方案的編制11.1選擇金屬11.2鑄件毛坯生產(chǎn)1工藝性分析11.3生產(chǎn)方法及工藝方案2造型方法的選擇2造芯方法的選擇3澆注位置的選擇31.3.4分型面的選擇31.4工藝參數(shù)4加工余量41.4.2起模斜度4分型負(fù)數(shù)5縮尺5鑄孔51.4.6圓角51.5 工藝圖、鑄造圖.61.6 澆、冒口系統(tǒng)計算61.6.1 澆注系統(tǒng)計算61.6.2冒口系統(tǒng)計算61.7 熱處理62 機械加工方案編制82.1 加工步驟83總結(jié)：104參考文獻(xiàn) 10 5尺寸圖、鑄造圖11.1 鑄造工藝方案的編制1.1選擇金屬該生產(chǎn)加工的滑軸架所用材料為HT200,（選用HT200的原因：灰鑄鐵的鑄造性能優(yōu)良，具有減振性

2、、耐磨性、缺口敏感性小，流動性好、縮率低，便于鑄造出薄而復(fù)雜的鑄件，鑄型一般不需要補縮冒口和冷鐵，使鑄造工藝簡化）。其應(yīng)用條件主要為：1、承受較大彎曲應(yīng)力的零件2、摩擦面的單位面積壓力大于490KPa者或需經(jīng)表面淬火的零件。3、要求保持氣密性或要求抗脹性以及韌性的零件。（質(zhì)量：27kg）。1.2鑄件毛坯生產(chǎn)工藝性分析方案：鑄造：鑄造是將溶化的液態(tài)金澆注到具有與零件形狀、尺寸適用的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法。優(yōu)點：1、可制成形狀復(fù)雜、特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯。2、適用范圍廣。制造成本低，形狀尺寸較準(zhǔn)確，加工余量小。缺點1、力學(xué)性能低2、質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率高3、表面質(zhì)量不

3、高，勞動條件差方案：鍛造：利用沖擊力或壓力使金屬在抵鐵間或鍛模中變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件的工藝方法。優(yōu)點：1、能使金屬內(nèi)部成分更加均勻、組織更加致密2、晶粒得到細(xì)化提高了材料的強度和韌性。缺點：1、工藝復(fù)雜2、成本較高3、加工余量大滑軸架從結(jié)構(gòu)形式和幾何形體采用鑄造生產(chǎn)比較合適，冷凝收縮時均勻受力，無應(yīng)力集中。鑄造生產(chǎn)可制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯。（如：箱體、汽缸體等）對于滑軸架的生產(chǎn)加工來看，采用鑄造的方法是最佳的?？赏ㄟ^毛坯鑄造再到機械加工就可使得任務(wù)完成，既能滿足使用要求，又能簡化工藝，保證質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本。如果采用鍛造、焊接或別的生產(chǎn)加工方法都不能使其工藝得到

4、簡化反而成本還會增加。因此，滑軸架的生產(chǎn)加工采用鑄造的方法符合鑄造生產(chǎn)的工藝要求，在技術(shù)經(jīng)濟方面也合理?；S架應(yīng)的內(nèi)腔比較復(fù)雜且為單件生產(chǎn)。經(jīng)過上述比較，故采用鍛造工藝獲得毛坯。在壁厚上，雖然各處都有些差異，但由于相差不大，仍屬于壁厚均勻。壁厚與強度的定性關(guān)系見下圖，在鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)注意最佳壁厚的選擇，以提高鑄件的力學(xué)性能。從曲線中，可以看到壁厚小于40mm時，相對強的才有明顯的下降趨勢。這主要是由于局部厚大，結(jié)晶時間長，晶粒粗大或有其他鑄造缺陷影響力學(xué)性能而致。本件給出加工余量后，最厚處仍小于40mm，因此，對力學(xué)性能影響不大。1.3生產(chǎn)方法及工藝方案造型方法的選擇造型的方法有砂箱造型

5、、劈箱造型、疊箱造型、脫箱造型（無箱造型）、地坑造型、刮板造型、組芯造型、流態(tài)砂造型等。砂箱造型的主要特點是在砂箱內(nèi)造型，操作方便，勞動量較小，大、中、小鑄件，大量成批和單件生產(chǎn)均可采用。與其他造型相比，砂箱造型較為方便、經(jīng)濟。并且，砂箱造型符合滑軸架的鑄造，選擇別的造型方法則不能滿足設(shè)計要求或者有缺陷。因此，在造型的時候選擇砂箱造型的方法。砂型鑄造與熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造等相比較更為簡易，在材料方面、經(jīng)濟批量、適用鑄件大小等都沒什么限制，使用砂型鑄造還可以降低生產(chǎn)的成本，故選擇砂型鑄造。砂型鑄造一般不受零件形狀、大小以及復(fù)雜程度的限制，而且材料來源廣泛

6、，見效快、成本低。目前它所生產(chǎn)的鑄件約占鑄件總量的80%以上。具體情況見下表：砂 型 鑄 造適用金屬無限制適用鑄件大小幾克到數(shù)百噸經(jīng)濟批量無限制鑄件尺寸精度IT15IT14鑄件表面粗糙度Ra/um粗糙鑄件內(nèi)部質(zhì)量結(jié)晶粗鑄件加工余量大生產(chǎn)率（機械化程度）低、中最小鑄件壁厚/mm2.55應(yīng)用舉例要求不高的中、小件，大型或復(fù)雜件造芯方法的選擇由于單件小批生產(chǎn)，所以采用手工造芯，通過對鑄件內(nèi)腔的分析并結(jié)合芯盒造芯和刮車板造芯方法的比較，可以采用芯盒造芯。芯盒造芯主要特點：用芯盒的內(nèi)表面形成砂芯的形狀，砂芯尺寸準(zhǔn)確，可制造小而復(fù)雜的砂芯，適用于各種形狀、尺寸和批量的砂芯。與刮板造芯的方法相比較，芯盒造芯

7、更為適合。故選擇造芯的方法為芯盒造芯。型芯主要用于形成鑄件內(nèi)腔，有時也用于形成難以起模的表面。從鑄件的形狀及支撐方法角度看，滑軸架這個鑄件需要兩個芯頭，起支撐作用，防止在澆注時被金屬液將型心沖歪。設(shè)計圖如下：澆注位置的選擇澆注位置的選擇要按照澆注位置選擇原則來進行，對于鑄件的重要加工表面、大平面應(yīng)朝下，為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔的缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置，對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)使其后的部分放在鑄型的上部或側(cè)面，以便在鑄件壁厚處直接安置冒口或安放冷鐵，使之實現(xiàn)自下而上的順序凝固。結(jié)合滑軸架實際考慮，故選兩側(cè)通孔處為內(nèi)澆口。分型面的選擇分型面的可

8、能方案：如下圖：和，兩方案比較如下表所示。通過比較綜合考慮，選擇方案。a) （） （）（III） 分型面方案比較與選擇方案III特點1、分型面大，操作方便，全部鑄件置于上箱2、采用芯座穩(wěn)固，出氣暢通，下信檢查方便3、四周壁厚均勻，不易產(chǎn)生缺陷4、澆冒口設(shè)置方便，澆注位置上面可留大余量，以消除氣、渣孔等缺陷。 1、型芯懸臂，不利固定2、型芯在中間，無法起膜3、大平面沒在下方，沒有理想的澆注位置，澆、冒口處可能產(chǎn)生晶粒粗大現(xiàn)象1、型芯懸臂，不利固定與補縮2、大平面沒在下方，澆、冒口處可能產(chǎn)生晶粒粗大現(xiàn)象結(jié)論采用不采用不采用1.4工藝參數(shù)加工余量過大的加工余量會使鑄件加工后的表面質(zhì)量下降，過小的加工

9、余量將會影響機加工時刀具的壽命。加工余量按手工砂型鑄造，灰鑄鐵查金屬工藝學(xué)課程設(shè)計表111，小批量生產(chǎn)注意下降兩個等級，將查得下降為。轉(zhuǎn)查表112，零件高度尺寸公差等級13，加工余量等級H，得上表面余量為3mm。中間直徑50mm的孔加工余量為2mm。起模斜度起模斜度的大小應(yīng)根據(jù)模樣的高度、模樣的尺寸和表面光潔度以及造型方法來確定。結(jié)合本件的實際尺寸、加工方法以及指導(dǎo)性技術(shù)文件（JB/T51.51991）所規(guī)定的砂型鑄造所用的起模斜度，選擇以下數(shù)據(jù)：測量面高度（mm）木 模a(mm)401001.20°401602501.80°25（如下圖所示）起模斜度示意圖分型負(fù)數(shù)若模樣分

10、為兩半，一半在上箱，一半在下箱，則將分型負(fù)數(shù)留在上箱。如果上下兩半模樣是對稱的，則將分型負(fù)數(shù)在上下兩半模樣上各取一半。若模樣是一個整的，又全部位于一個沙箱中，則模樣的分型負(fù)數(shù)留在與沙箱面平行的平面上。計算分型負(fù)數(shù)的公式為：b=L/1000+2b分型負(fù)數(shù)，單位為mm；L砂箱長度，單位為mm；查參考資料鑄造實用數(shù)據(jù)速查手冊表111得：當(dāng)L1000時，b=2。縮尺通常，灰鑄鐵的收縮率為7/100010/1000，因此選用8/1000的縮尺制造摸樣。鑄孔該鑄體上的中間孔較大，所以鑄出該鑄件上的孔。兩邊的的孔較小且為內(nèi)螺紋孔，所以該鑄件上的孔不宜鑄出，直接由機械加工形成。圓角一般情況下，鑄件各轉(zhuǎn)角處都應(yīng)

11、設(shè)計成圓角。這對于防止鑄造缺陷，提高鑄件結(jié)構(gòu)強度都有很重要的作用。這是因為當(dāng)鑄件上的轉(zhuǎn)角為直角、尖角或雖為圓角但尺寸不合適時由于結(jié)晶方向性和在鑄件轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生過熱區(qū)，使鑄件轉(zhuǎn)角處的金屬凝固的慢。并且晶粒間聯(lián)系較弱。于是在轉(zhuǎn)角處易產(chǎn)生縮孔、裂紋、粘砂等鑄造缺陷。如果圓角過小，在澆鑄時該處型砂易被金屬液沖壞，從而在鑄件上形成砂眼、多肉等缺陷。此外，在使用時，尖角處還易引起集中應(yīng)力集中。綜合考慮，我們給出鑄造圓角半徑為20mm和10mm（如圖所示）。未鑄圓角為R3R5。 1.5工藝圖、鑄造圖按標(biāo)準(zhǔn)繪制工藝圖、鑄造圖（見附錄）。1.6 澆、冒口系統(tǒng)計算 澆注系統(tǒng)計算灰鑄鐵澆注系統(tǒng)（查參考資料鑄造實用數(shù)據(jù)

12、速查手冊表119） 采用開放式澆注系統(tǒng)，各組元截面積和比例一般如下： 為了應(yīng)用方便，可根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù),從鑄造實用數(shù)據(jù)速查手冊中查找澆注系統(tǒng)各組元的截面積和截面尺寸 查參考資料鑄造實用數(shù)據(jù)速查手冊表125得灰鑄鐵澆注系統(tǒng)各組員的尺寸參數(shù)如下表所示(單位：mm)內(nèi)澆道尺寸橫澆道尺寸直澆道尺寸a（cm）b(cm)c(cm)面積（cm2）A(cm)B(cm)C(cm)面積（cm2）D(cm)面積（cm2）1410263.11914223.6234.2冒口系統(tǒng)計算因為鑄件的高度相當(dāng)與其寬度大得多則可以認(rèn)為冒口主要按垂直方向補縮鑄件，被補縮部位的補縮要求不高，冒口分布在115mm的圓上的冒口。1.7 熱處理

13、為了消除鑄件的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定其幾何尺寸，減少或消除切削加工后產(chǎn)生的畸變，需要對鑄件進行去應(yīng)力退火。去應(yīng)力退火溫度的確定，必須考慮鑄鐵的化學(xué)成分。普通灰鑄鐵當(dāng)溫度起過550時，即可能發(fā)生部分滲碳體的石墨化和?；箯姸群陀捕冉档?。當(dāng)含有合金元素時，滲碳體開始分解的溫度可提高到650左右。通常，普通灰鑄鐵去應(yīng)力退火溫度以550為宜，低合金灰鑄鐵為600，高合金灰鑄鐵是可提高到650，加熱速度一般選用60120/h.保溫時間決定于加熱溫度、鑄件的大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度以及對消除應(yīng)力程度的要求，保持時間可在28小時范圍內(nèi)選擇。 鑄件去應(yīng)力退火的冷卻速度必須緩慢，以免產(chǎn)生二次殘余內(nèi)應(yīng)力，冷卻速度一般控制在2

14、040/h，冷卻到200150以下，可出爐空冷。一些灰鑄鐵件的去應(yīng)力退火規(guī)范示于下表。鑄件種類鑄件質(zhì)量/kg鑄件壁厚/mm裝爐溫度/升溫速度/·h-1加熱溫度/保溫時間/h緩冷速度/·h-1出爐溫度/一般鑄件20020010050055046302002002500200805005506830200250020060500550830200精密鑄件20020010050055046202002003500200805005506820200簡單或圓筒狀鑄件一般精度鑄300104010030010015050060023405020010010001560100200755

15、0081040200結(jié)構(gòu)復(fù)雜較高精度鑄件150040150604204505630402001500407020070450550892030200150070200755005509102030200紡織機械小鑄件機床小鑄件機床大鑄件501515050705005501.5304015010006020010050055035203015020020002080150306050055081030401502002 機械加工方案編制2.1 加工步驟（一）銑（或刨）：銑100mm尺寸，表面粗糙度為的面(如圖所示)及澆口。設(shè)備：X62W，30min。（二）劃：劃2-、及各螺紋孔線，15min。(

16、三）鏜（或鉆）：鏜鉸2-、孔，倒角。設(shè)備：T611，50min。（四）鉆：按線鉆各螺紋底孔，攻2-M8mm螺紋及M16mm螺紋。設(shè)備：Z35，30min。（五）鉗：打件號，去毛刺，擦去紫色。10min。工廠產(chǎn)品型號零件名稱零件圖號共 頁滑軸架32毛坯種類材料牌號單件毛坯尺寸切口尺寸每坯料件數(shù)夾頭尺寸零件質(zhì)量每臺件數(shù)時間定額鑄件HT20027kg1工序號工序名稱工步號工序內(nèi)容時間定額加工單位設(shè)備型號工藝裝備備注車間工段名稱及規(guī)格編號1銑或（刨）銑100mm尺寸，表面粗糙度為的面及澆口30min機加銑或（刨）工X62W滑軸架樣板2劃劃2-、及各螺紋孔線15min3鏜或（鉆）鏜鉸2-、孔，倒角50m

17、in機加車工T6114鉆按線鉆各螺紋底孔，攻2-M8mm螺紋及M16mm螺紋30min機加鉆Z355鉗打件號，去毛刺，擦去紫色。10min。6檢驗編制日期審核日期更改標(biāo)記處數(shù)文件號簽字日期更改標(biāo)記處數(shù)文件號簽字日期3總結(jié)：在高老師悉心講解和指導(dǎo)下，在我的精心努力下，經(jīng)過兩周的緊張奮戰(zhàn)，我終于成功完成了滑軸架設(shè)計。整個設(shè)計過程中，我不僅鞏固了以前學(xué)過的知識的同時，還學(xué)到了很多新的知識、掌握了很多新技能，更重要的是我們積累了寶貴的設(shè)計經(jīng)驗。設(shè)計的過程就是一個探索的過程，我在這個過程中不斷地查閱資料、上網(wǎng)搜索最新的技術(shù)信息、查看各個部件的國際標(biāo)準(zhǔn)，以謀求得到一個更經(jīng)濟、生產(chǎn)效率更高的加工方法。由于一

18、個成品的誕生需要很多的數(shù)據(jù)作參考，我最先進行的是對數(shù)據(jù)的計算。這是一個相當(dāng)繁重的任務(wù)，而且有許多公式已經(jīng)忘記了。但經(jīng)過我們查閱資料和請教老師，所有的問題都迎刃而解，最終得到了最理想的數(shù)據(jù)。在這個過程中，那些以前很長、很難記憶的公式已經(jīng)讓我們記得滾瓜爛熟了。接下來便是通過數(shù)據(jù)選取合適的鑄造工藝，及其各種機械加工。數(shù)據(jù)有了，鑄件方案也確定了，我開始著手CAD畫圖了，最后我又用Word進行了排版。金屬工藝學(xué)課程設(shè)計是對我們運用知識和技能的檢驗，是對學(xué)生進行全面考察的有效手段，也是讓我們學(xué)習(xí)新知識、掌握新技術(shù)的有效途徑。通過這次設(shè)計，我們了解了許多金屬工藝學(xué)及機械加工方面的知識，邁出了從理論知識到實際運用的第一步。本次設(shè)計使我們在很多方面都